自1994年由美國陸?？杖娐?lián)合發(fā)射的24顆GPS衛(wèi)星布設(shè)完成，形成對全球范圍內(nèi)98%的覆蓋率并提供民用服務(wù)開始，導(dǎo)航時代自此拉開了序幕。在我國，近幾年來GPS導(dǎo)航應(yīng)用得到了飛速的發(fā)展并滲透到了許許多多領(lǐng)域當(dāng)中，GPS導(dǎo)航產(chǎn)品也在國內(nèi)得到了大規(guī)模普及。雖然目前生產(chǎn)GPS導(dǎo)航設(shè)備的國內(nèi)廠商數(shù)不勝數(shù)，但產(chǎn)品中的核心芯片卻是購買國外的，因為GPS導(dǎo)航核心技術(shù)和核心芯片都掌握在SiRF、u-box、博通、意法半導(dǎo)體等國際大廠手中，他們具有很強的技術(shù)、規(guī)模和品牌優(yōu)勢，而國內(nèi)芯片公司在這一領(lǐng)域幾乎沒有話語權(quán)。不過，國內(nèi)廠商歷來不會輕易把中國這么大的市場拱手相讓，在GPS芯片戰(zhàn)場上，部分本土芯片公司開始彰顯實力，努力打破GPS芯片被國外公司壟斷的格局。

　　以深圳市海威訊科技有限公司為例，該公司主要從事全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)核心芯片及其應(yīng)用系統(tǒng)的研發(fā)和生產(chǎn)，目前其推出的導(dǎo)航芯片方案基于GPSL1頻段，包括了射頻芯片HV5820和基帶芯片，其中基帶芯片與君正、全志等應(yīng)用處理器廠商的SoC實現(xiàn)了集成。通過結(jié)合自己的導(dǎo)航技術(shù)，海威訊與合作廠商共同推出高性價比帶GPS方案的MID、PND、GVR等產(chǎn)品。

　　“我們的GPS芯片方案提供的性能并不亞于一些國外領(lǐng)先大廠的方案，并且在性價比上有較大的優(yōu)勢，”海威訊科技公司總經(jīng)理朱衛(wèi)康說道。他表示，通過與國外芯片的多次性能比較分析，海威訊的GPS方案已經(jīng)能與之相抗衡。以TTFF(TimeToFirstFix，首次啟動時間)和搜星數(shù)兩個性能參數(shù)為例，在相同的靜態(tài)環(huán)境強信號條件下，海威訊的方案還略優(yōu)于某國外知名公司的方案。

　　朱衛(wèi)康指出，GPS芯片開發(fā)的難點在于弱信號的處理，其處理結(jié)果即體現(xiàn)在靈敏度上。作為導(dǎo)航芯片最為重要的性能之一，高靈敏度能保證GPS接收機(jī)在室內(nèi)或其他衛(wèi)星信號較弱的情況下仍然能夠?qū)崿F(xiàn)定位和跟蹤，所以高靈敏度也成為各個GPS芯片廠商孜孜以求的目標(biāo)。對導(dǎo)航系統(tǒng)而言，靈敏度指標(biāo)除包括首次啟動靈敏度外，還體現(xiàn)在弱信號的捕獲和跟蹤上。“通過我們特有的、有自主知識產(chǎn)權(quán)的算法，我們在弱信號的捕獲和跟蹤上分別能做到-145dBm和-160dBm，具有較高的靈敏度。”朱衛(wèi)康表示。

　　目前便攜式消費類電子產(chǎn)品整合導(dǎo)航功能是一種趨勢，越來越多的智能手機(jī)、平板電腦都內(nèi)置了GPS導(dǎo)航功能，這對GPS芯片的開發(fā)也提出了更高的要求。要集成在智能手機(jī)等便攜產(chǎn)品中，就需要導(dǎo)航芯片具有小型化、單芯片和低功耗等特點。為了達(dá)到這些要求并使應(yīng)用處理器廠商能容易地把導(dǎo)航功能集成到SoC中，海威訊正計劃把GPS數(shù)字基帶用純軟件的方式來實現(xiàn)。

　　GPS基帶功能主要分為兩種實現(xiàn)方式，一種是硬件方式，另一種則是軟件方式。硬件方式即是射頻芯片+基帶芯片+AP芯片，這種方式需要導(dǎo)航芯片廠商和應(yīng)用處理器廠商一起合作，把導(dǎo)航基帶芯片加入主控SoC中，要耗費較多的時間和成本。而軟件的方式即是把導(dǎo)航基帶部分用純軟件的方式實現(xiàn)，再把這個軟件包加載到主控SoC芯片中，此時只需要再加一塊射頻芯片即可實現(xiàn)導(dǎo)航功能，這樣不僅可以節(jié)省成本還能大大縮短開發(fā)時間，有助于加快產(chǎn)品上市時間。不過這種軟件實現(xiàn)方式需要應(yīng)用處理器具有較高的主頻。“其實純軟件的基帶算法只占100M到200M主頻，而現(xiàn)在智能手機(jī)和平板電腦等主控芯片的主頻都能達(dá)到1G到2G左右，跑GPS是完全夠用的。”朱衛(wèi)康說道，“當(dāng)然不管用什么方式來實現(xiàn)，達(dá)到性能要求最重要。目前我們的做法是軟件加部分硬件加速，但接下來的目標(biāo)是采用純軟件的算法來實現(xiàn)GPS功能，并且在性能和功耗方面并不比用硬件實現(xiàn)的方式差。”

　　雖然是GPS芯片市場的后進(jìn)者，海威訊依然表現(xiàn)得很自信，它希望通過市場來證明其產(chǎn)品的價值。“我們希望國內(nèi)的系統(tǒng)廠商能看到，國內(nèi)的芯片并不比國外的差，甚至有些方面還優(yōu)于國外產(chǎn)品。我們現(xiàn)在努力幫助國內(nèi)應(yīng)用處理器廠商把GPS芯片加入到他們的SoC中，當(dāng)GPS成為智能手機(jī)或平板電腦標(biāo)配時，我們的產(chǎn)品將會有很大的發(fā)展空間。”朱衛(wèi)康說道。

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　　北斗二代開拓導(dǎo)航市場新格局

　　為了擺脫對GPS的依賴，我國于2007年開始組建自己的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)—北斗系統(tǒng)，到目前為止已有13顆衛(wèi)星在太空運行。按照發(fā)展規(guī)劃，我國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)2012年覆蓋亞太地區(qū)，到2020年將覆蓋全球，并將以“北斗加GPS”技術(shù)在全國逐步替代單一的GPS導(dǎo)航。雖然目前北斗系統(tǒng)只是應(yīng)用在一些專業(yè)市場，受區(qū)域覆蓋率和定位精度等限制仍不能和GPS在大眾市場全面競爭，但北斗系統(tǒng)為國內(nèi)導(dǎo)航芯片廠商崛起創(chuàng)造了很好的機(jī)會，國內(nèi)導(dǎo)航芯片廠商如北斗星通、東方聯(lián)星、國騰電子、泰斗微電子、華力創(chuàng)通等正在積極部署多模導(dǎo)航芯片的開發(fā)并取得一定成果，為北斗系統(tǒng)最終進(jìn)入大眾市場做好技術(shù)儲備。

　　泰斗微電子是國內(nèi)最早進(jìn)行北斗基帶系統(tǒng)級芯片和模組開發(fā)的廠商之一，也是國內(nèi)最早實現(xiàn)北斗二代芯片和模組規(guī)模應(yīng)用的供應(yīng)商。該公司的BD2/GPS雙?；鶐酒瑲v經(jīng)三代設(shè)計和兩次量產(chǎn)投片，已形成兩款成熟的量產(chǎn)芯片TD1002A和TD1010。除此之外，泰斗還推出了TD3000系列高、低精度北斗授時模塊、各類車載導(dǎo)航模塊、測繪測量應(yīng)用模塊和一系列行業(yè)解決方案。

　　據(jù)該公司總經(jīng)辦副主任寧尚國介紹，泰斗的雙模導(dǎo)航芯片產(chǎn)品是全硬件方案，即由基帶芯片獨立完成捕獲、跟蹤、定位解算等處理。芯片集成了自主知識產(chǎn)權(quán)的浮點協(xié)處理器，CPU工作時鐘頻率可配置。通過采用雙模融合設(shè)計的方法，可靈活配置信號處理通道工作于單BD2模式、單GPS模式或BD2/GPS混合模式。產(chǎn)品具有高性價比、小體積、低功耗等優(yōu)勢，在性能上，其冷啟動時間小于35秒，捕獲靈敏度和跟蹤靈敏度分別達(dá)-145dBm和-159dBm。

　　“在中國，北斗替換GPS是一個趨勢。對于在GPS領(lǐng)域的國內(nèi)導(dǎo)航終端廠商，由于產(chǎn)品門檻低，產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重，基本都是在進(jìn)行簡單的價格比拼。北斗目前雖然市場規(guī)模不如GPS，但是利潤空間高，而且國內(nèi)芯片廠家掌握了一些核心技術(shù)，比國外企業(yè)相比有先發(fā)優(yōu)勢，能夠通過產(chǎn)業(yè)鏈及產(chǎn)業(yè)集群的共同發(fā)展，為終端廠家提供更多更貼心的芯片及模組產(chǎn)品和更好的技術(shù)支持服務(wù)。”寧尚國說道，“例如對于之前用GPS模組的客戶，我們的模組能夠進(jìn)行原位替換，客戶開發(fā)成本基本為零；對于高端客戶，我們還推出可定制化芯片、可定制化模組等策略來滿足客戶的要求。”

　　為了加快北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，泰斗今年提出了“換芯計劃”，即以符合市場需求和行業(yè)發(fā)展規(guī)律的價格及產(chǎn)品，配以優(yōu)質(zhì)的服務(wù)幫助國內(nèi)設(shè)計公司和系統(tǒng)廠商從車載設(shè)備開始全面進(jìn)入北斗二代/GPS雙模時代。

　　高端技術(shù)人才缺乏是目前導(dǎo)航芯片公司面臨的一大難題。泰斗微電子意識到人才的重要性，與“換芯計劃”一起還推出“大學(xué)計劃”和“人才計劃”兩項計劃。其“大學(xué)計劃”重點在于與大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合培養(yǎng)高級衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)專業(yè)人才，將通過提供各種產(chǎn)品和開展學(xué)術(shù)交流等方式推動自主創(chuàng)新。“人才計劃”則是通過廣招人才，并提供全方位保姆式服務(wù)以及長期激勵計劃等手段來吸引高端人才加盟并留住人才。

　　未來導(dǎo)航芯片產(chǎn)業(yè)前景巨大，預(yù)計2020年中國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到4,000億元人民幣。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建立能進(jìn)一步催化我國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也為打破國內(nèi)導(dǎo)航市場長期被國外公司壟斷的局面提供了可能。“未來我國導(dǎo)航應(yīng)用將向兼容北斗的多模方向發(fā)展，我們要充分利用這樣的機(jī)會來與國外芯片公司競爭。我們還需要加強衛(wèi)星導(dǎo)航核心技術(shù)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，注重產(chǎn)業(yè)集群合理分布，加強產(chǎn)業(yè)鏈戰(zhàn)略合作引導(dǎo)，這樣才能做大做強我國的衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)。”寧尚國說道。

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作者：tee