卫星导航提速 芯片国产化是关键

　　全球导航卫星系统(GNSS)目前有GPS、GLONASS、北斗、伽利略系统，它们能提供全球、全天候、实时、连续的高精度位置信息，其应用范围极其广泛，人们能想象到的领域都能应用。随着卫星导航接收机的集成微型化，卫星导航从专业应用走向大众化应用的时代已经到来。预计到2007年，我国车载导航产值将超过200亿元。然而，目前国内市场上的卫星导航产品充斥着洋面孔，这是由于其关键部件(芯片组)都靠进口。为了加速我国卫星导航设备的国产化进程，当前最重要的是芯片国产化。目前国内一些厂商推出了具有自主知识产权的GPS射频芯片及具有SoC水平的GPS数字处理芯片。这些成果填补了我国在卫星导航核心芯片技术方面的空白，国内生产的卫星导航产品采用我国自己的核心芯片的时代将很快到来。

　　国外卫星导航芯片占据主导

　　国外GPS芯片的发展从1994年开始，经历两代的发展而进入今天的第三代，2002年开始产业化，2004年得到普及。随着军用民用导航产品对芯片小尺寸、低功耗的不断追求，以及硬件设计水平和芯片制造工艺的不断进步，2005年开始出现将GPS射频与数字部分集成在一起的单芯片GPS接收机，其中产品化的单片式GPS芯片有Motorola的“Instant GPS”和Sony Semiconductor的CXD2951系列以及德州仪器、高通、SiRF等公司的产品。

　　GPS芯片发展方向是片上集成射频电路和基带电路、采用全CMOS工艺制造、支持A-GPS、小体积、低功耗、高灵敏度等。技术指标集中在：制造工艺0.13μm～0.18μm，尺寸25mm2，灵敏度-150dBm～160dBm，功耗50mW。制造工艺最优厂家之一有德州仪器2005年推出的90nm工艺技术的单芯片A-GPS解决方案，于2006年第二季度投产。

　　国内卫星导航芯片研发提速

　　我国卫星导航芯片的研究始于2000年，当时主要研究方向是GPS、GPS+GLONASS和北斗一代芯片的研究。到2004年，已研制成功GPS+GLONASS的相关器芯片和北斗一代的FPGA接收板。但由于客观条件的限制，这些研究都无法深化，产品不具有国际竞争力。北京某单位研制的GPS+GLONASS相关器芯片存在功耗大、集成度低、成品率低、性能不稳定等缺点，其产品仅限于少数特殊用途。北斗一代的芯片研究至今都仅限于FPGA的调试，其射频前端一直都用分离元器件搭建，而数字处理采用FPGA和通用DSP相结合来实现，这离真正的芯片化还有一段较长的距离。

　　随着国际卫星导航产业的快速发展，多批留学海外、具有GPS芯片设计经验的团队先后于2004年左右回国，并成立专业的GPS技术公司，其中有代表性的包括西安华迅微电子、北京东方联星、北京联科星通等公司。这在某种意义上极大地推进了中国GNSS芯片产业的发展，其中西安华迅微电子有限公司2005年7月成功研制的GPS射频芯片和今年即将推出的具有SoC水平的GPS数字处理芯片都达到国际先进水平，这标志着我国卫星导航产业在核心技术上有了新的突破。

　　此外，北京某公司也于2005年研制成功GPS+GLONASS相关器芯片，该芯片除相关器外，部分集成了一些其他功能模块；重庆某所于2006年研制成功GPS+GLONASS的双模射频芯片；中科院某所的CMOS GPS射频芯片、用DSP方法研制的GPS数字处理芯片都有较好的研究成果，这都表明我国在卫星导航芯片方面的总体进步。

　　随着我国北斗二代卫星系统的筹建，很多企业将目光纷纷投向北斗二代的芯片研究。但总体来说，我国的卫星导航芯片水平仍然较低，但我们有理由相信，我国卫星导航芯片产业化的日子将很快来到，到时卫星导航在我国将迅速普及成为大众化产品。

　　导航芯片呈五大趋势

　　未来若干年内，卫星导航应用将从单一的GPS时代转变为多星座(GPS/GLONASS/北斗/伽利略)并存兼容的GNSS时代；从以车辆应用为主转变为个人消费应用为主；从经销应用产品为主逐步转变为运营服务为主的服务产业化新时期。当然，近期在我国仍是以车辆应用为主要应用市场。未来卫星导航将与车辆、手机、计算机等融合，成为集导航、通讯、监控、管理、安防、上网、办公、娱乐、信息服务、远程诊断等于一身的数字化信息系统。为此，卫星导航芯片技术必须适应卫星导航发展的需要，其技术发展趋势为：

　　1.小型化、高灵敏度、低功耗和低价位：这是大众化产品的基本要求(灵敏度优于-160dbm、功耗低于50mW、价位在10美元/套以下)。

　　2.A-GPS技术成为GPS芯片总体设计的重要依据：这主要是E911和E112(国外)、110(国内)的需求，它们要求手机具有位置提供功能，因此最佳的解决方案之一便是A-GPS技术，这一技术与其应用相关的LBS服务，便可以完全满足大众化需求，并适应在室内外等恶劣环境下的应用。

　　3.单片化趋势：接收机单片化是降低成本的需要，也是降低功耗、小型化的需要，而且这符合与手机结合的需求。

　　4.16或更多信道：这种更多信道的芯片为今后形成兼容机创造了条件，因为可以通过软件升级和改造，能形成GPS/GLONASS/北斗/伽利略兼容机这样的产品，也可以为与无线通信的融合和增强系统形成共用信道奠定基础。

　　5.Host化：与移动电话或便携计算机终端的结合，GNSS接收机可以去共享它们的CPU，这种Host形成不仅可以节省GNSS接收机的成本，而且融合系统更易做成一体化产品，也可以将GPRS/CDMA与GNSS做在一块板子上，这相当于只要在GNSS基带部分做个相关器芯片，其他工作均交Host机去做。