核心器部件100%國產(chǎn),北斗離不開這些本土供應商
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本文來源:傳感器技術
8月3日上午10時,國務院新聞辦公室舉行新聞發(fā)布會,中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室主任、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)新聞發(fā)言人冉承其介紹北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)建成開通有關情況。
核心器部件國產(chǎn)化率100%
北斗三號2009年11月啟動建設。10余年來,工程建設歷經(jīng)關鍵技術攻關、試驗衛(wèi)星工程、最簡系統(tǒng)、基本系統(tǒng)、完整系統(tǒng)五個階段,提前半年完成全球星座部署,開通全系統(tǒng)服務。建成即開通、開通即服務,工程建設取得巨大成就。
冉承其認為這主要是因為以下兩點:
一是攻克關鍵核心技術,實現(xiàn)自主可控。30余萬科技人員、400多家單位集智攻關,攻克高精度原子鐘、星間鏈路等160余項關鍵核心技術,突破了500余種器部件國產(chǎn)化,實現(xiàn)了100%的北斗三號衛(wèi)星核心器部件國產(chǎn)化率。
北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)工程副總設計師謝軍曾表示,在建設北斗系統(tǒng)中間,非常有代表性的自主創(chuàng)新產(chǎn)品就是星載原子鐘。原子鐘是導航衛(wèi)星的“心臟”,如今北斗系統(tǒng)采用新型氫原子鐘、甚高精度星載銣鐘以及原子鐘的無縫切換技術,這項突破讓導航系統(tǒng)的時頻精度提高了一個數(shù)量級。
“目前國際上上星的原子鐘,有銣原子鐘、氫原子鐘和銫原子鐘,經(jīng)過我國科技工作者的集智攻關,都實現(xiàn)了在星上的配置使用。” 謝軍說到。
二是發(fā)揮舉國體制優(yōu)勢,高效完成組網(wǎng)。
以總體、技術、質量、進度為標準,創(chuàng)新研制建設體系,單星研制周期縮短四分之一,運載火箭總裝周期縮短三分之一,衛(wèi)星入網(wǎng)周期縮短四分之三。
自2017年11月起,兩年半時間高密度發(fā)射18箭30星,建成40余個地面站,快速形成星地一體化運行能力。特別是面對年初以來的新冠疫情影響和航天領域質量形勢風險,工程實現(xiàn)組網(wǎng)收官攻堅戰(zhàn)和疫情防控阻擊戰(zhàn)的全面勝利。
系統(tǒng)功能強大,指標達到世界一流
建設目標對標國際,迭代升級、實施增量工程,功能性能指標達到世界一流。
一是系統(tǒng)功能強大。北斗三號具備導航定位和通信數(shù)傳兩大功能,可提供定位導航授時、全球短報文通信、區(qū)域短報文通信、國際搜救、星基增強、地基增強、精密單點定位共7類服務,是功能強大的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。
二是性能指標先進。全球范圍定位精度優(yōu)于10米、測速精度優(yōu)于0.2米/秒、授時精度優(yōu)于20納秒、服務可用性優(yōu)于99%,亞太地區(qū)性能更優(yōu)。
北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)新聞發(fā)言人冉承其(圖自:國新網(wǎng))
會上冉承其特意展示出一個展版,上面的圖是2018年剛建成北斗基本系統(tǒng)時的情況,圖中陰影部分、顏色比較深的是系統(tǒng)不能覆蓋的區(qū)域,當時全球服務可用性為95%;如今北斗全球系統(tǒng)建成后,在上面2020年的圖中,已沒有陰影,全球服務可用性99%以上。二是全球典型區(qū)域上空北斗衛(wèi)星的星空圖,紅色圓點代表觀測到的北斗衛(wèi)星,衛(wèi)星數(shù)量大大增加。據(jù)悉,實測的北斗導航定位精度都是2-3米,比官方公布的指標精度更好,后續(xù)有望精確到1米內,所以北斗是特別好用的系統(tǒng)。
短報文通信服務進行了升級拓展,區(qū)域通信能力達到每次14000比特(1000漢字),既能傳輸文字,還可傳輸語音和圖片,并支持每次560比特(40個漢字)的全球通信能力。
星基增強服務具備一類垂直引導進近(APV-I)能力,填補我國星基增強服務空白。國際搜救服務檢測概率優(yōu)于99%,具備返向鏈路確認特色能力,顯著增強遇險人員求生信心。此外,地基增強、精密單點定位還能提供最高厘米級定位服務。
冉承其還宣布,將在前期已發(fā)布的有關文件的基礎上,再發(fā)布定位導航授時(B2b)、星基增強(BDSBAS-B1C)、地基增強、精密單點定位(PPP-B2b)、國際搜救共5類服務的接口控制文件,北斗官方網(wǎng)站同步上線。區(qū)域短報文通信、全球短報文通信2類服務的接口控制文件將定向發(fā)布。
至此,北斗系統(tǒng)發(fā)布的接口控制文件已覆蓋全部7類服務。北斗系統(tǒng)已全面服務交通運輸、公共安全、救災減災、農(nóng)林牧漁、城市治理等行業(yè),融入電力、金融、通信等國家核心基礎設施建設。
28nm芯片已量產(chǎn),核心本土供應商有哪些?
三年前,國際主流衛(wèi)星導航芯片廠商幾乎都采用40nm工藝,并向28nm乃至20nm工藝發(fā)展時,國內只有個別廠商發(fā)布了40nm工藝芯片,導致國產(chǎn)芯片體積、重量、功耗偏高,在性能方面也存在一定差距。如今,據(jù)冉承其透露,國產(chǎn)28nm工藝北斗系統(tǒng)芯片已經(jīng)量產(chǎn),22nm工藝芯片即將量產(chǎn)。
2019年底,國產(chǎn)北斗兼容型芯片及模塊銷量已突破1億片,衛(wèi)星導航定位終端產(chǎn)品總銷量突破4.6億臺,具有衛(wèi)星導航定位功能的智能手機銷售量達到3.72億臺。2020年6月,交通運輸部新聞發(fā)言人宣布,目前全國已有超過660萬輛道路營運車輛、5.1萬輛郵政快遞運輸車輛應用了北斗系統(tǒng)。
北斗衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)鏈(資料來源:中航證券金融研究所)
如今國產(chǎn)廠商已經(jīng)構建起集芯片、模塊、板卡、終端和運營服務為一體的完整北斗產(chǎn)業(yè)鏈。《上海證券報》梳理了北斗的國內核心部件供應商。
其中,北斗星通、海格通信、合眾思壯、振芯科技、雷科防務以及中電科24所等是國內北斗芯片的主要供應商。北斗星通的芯火鳥Firebird芯片,是全球最小尺寸的28nm GNSS射頻基帶一體化芯片,支持北斗、GPS、GLONASS、Galileo多系統(tǒng),實現(xiàn)了低功耗、高性能;定位精度2m,可做厘米級RTK解算,支持片上多傳感器融合及航位推測。
航錦科技入股的武漢導航院,是中國北斗標準起草、修訂和完善單位之一,該院自主研發(fā)的北斗3基帶射頻一體化芯片,已經(jīng)完成實驗室設計并達到預期效果,即將進入流片供貨階段。
高精度板卡和天線的技術也有所突破。例如,上海司南導航突破了高精度北斗/GNSS模塊核心技術并實現(xiàn)了規(guī)?;袌鰬?,打破了一直以來Trimble、NovAtel和Javad等外國公司對中國高精度OEM板卡的技術壟斷,其研制的AT200擁有覆蓋北斗B1、B2、B3以及GPSL1L2定位衛(wèi)星系統(tǒng)信號接收能力,并內置了高增益低噪聲放大器,適合各類北斗接收機使用。
板卡領域的主流供應商中還包括合眾思壯、北斗星通、中海達、華測導航等上市公司。其中,華測導航生產(chǎn)的高精度板塊已接近國外主流水平。
上市公司中,進入北斗軍用終端市場的有海格通信、振芯科技、中國衛(wèi)星、雷科防務、華力創(chuàng)通、合眾思壯等。
如合眾思壯,公司一直在持續(xù)拓展測繪、位移監(jiān)測、農(nóng)業(yè)機械等高精度終端應用市場。公開資料顯示,合眾思壯以北斗高精度業(yè)務起家,已完成上游芯片、板卡、算法和天線布局。2019年,公司發(fā)布了針對北斗三號系統(tǒng)研發(fā)的“天琴二代”高精度星基增強基帶芯片、Phantom和Vega全新系列高精度板卡?!疤烨俣笔侨蚴卓钊嬷С直倍啡柕幕鶐酒?,通過軟件配置“天琴二代”實現(xiàn)了衛(wèi)星信號解調的升級,能夠支持現(xiàn)有及未來計劃發(fā)布的所有導航信號頻率。
再如中海達,公司全自主研發(fā)的衛(wèi)星導航接收機(RTK)持續(xù)多年保持同行業(yè)領先地位。2018年,公司發(fā)布國內首款投入實際應用的自主知識產(chǎn)權的北斗高精度導航芯片“恒星一號”,成功打破國外在該領域壟斷,該芯片適用于GPS、北斗、GALILEO、GLONASS 4個衛(wèi)星系統(tǒng)所有頻點,可實現(xiàn)對全球所有衛(wèi)星導航星座的全頻帶兼容。公司“全球精度”星基增強實時高精度定位服務系統(tǒng),基于北斗的實時廣域精密定位服務系統(tǒng),讓用戶在無需架設基站的情況下,在全球范圍內任意地點可獲得厘米級的高精度定位增強服務。
北斗產(chǎn)業(yè)鏈主要上市公司(來源:東北證券)
北斗產(chǎn)品已出口120余個國家和地區(qū)
10年來,我國衛(wèi)星導航與位置服務產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值年均增長20%以上, 中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會5月18日發(fā)布的《2020中國衛(wèi)星導航與位置服務產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》(簡稱《白皮書》)顯示,2019年,我國衛(wèi)星導航與位置服務產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值達到近3450億元,較2018年增長14.4%,預計2020年產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值將超過4000億元。
根據(jù)《白皮書》,2019年與衛(wèi)星導航技術研發(fā)和應用直接相關的芯片、器件、算法、軟件、導航數(shù)據(jù)、終端設備等產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值為1166億元,同比增長9.1%,在產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值中占比為33.8%。
北斗在中歐班列運輸、京張高鐵建設運營、民用航空等方面得到應用,基于北斗的高精度服務在抗擊新冠疫情和南方水災中發(fā)揮積極作用,正在加速進入新基建,與新一代通信、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術深度融合,北斗應用新模式、新業(yè)態(tài)、新經(jīng)濟不斷涌現(xiàn)。
北斗已是聯(lián)合國認可的四大全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)之一,與美國、俄羅斯、歐盟衛(wèi)星導航系統(tǒng)的兼容與互操作及系統(tǒng)間合作持續(xù)深化。相繼進入民航、海事、搜救衛(wèi)星、移動通信等多個國際組織,多個支持北斗系統(tǒng)的國際標準已發(fā)布。
繼中阿北斗合作論壇、中國-中亞北斗合作論壇成功舉辦后,突尼斯也建成首個海外北斗中心,阿爾及利亞地基增強網(wǎng)項目也采用北斗,并且在中阿合作論壇第九屆部長級會議上,中阿商定繼續(xù)推進深度合作。目前,北斗相關產(chǎn)品已出口120余個國家和地區(qū),向億級以上用戶提供服務,基于北斗的國土測繪、精準農(nóng)業(yè)、數(shù)字施工、智慧港口等已在東盟、南亞、東歐、西亞、非洲成功應用。
中國的北斗、世界的北斗、一流的北斗
最后,冉承其透露,下一代北斗建設已經(jīng)開啟。秉承“中國的北斗、世界的北斗、一流的北斗”的發(fā)展理念,大力弘揚“自主創(chuàng)新、開放融合、萬眾一心、追求卓越”的新時代北斗精神,2035年前將建成更加泛在、更加融合、更加智能的國家綜合定位導航授時體系,為未來智能化、無人化發(fā)展提供核心支撐,持續(xù)推進系統(tǒng)升級換代,融合新一代通信、低軌增強等新興技術,大力發(fā)展量子導航、全源導航、微PNT等新質能力,構建覆蓋天空地海、基準統(tǒng)一、高精度、高智能、高安全、高效益的時空信息服務基礎設施。服務全球,造福人類!
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2021年4月7-9日 蘇州國際博覽中心
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