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      2. 北斗產業日趨成熟 定位芯片生產商不斷進擊

        李靖恒2021-11-26 15:27

        經濟觀察網 記者 李靖恒 “我們生產的芯片干的事情就是告訴你,你的位置在哪里。”泰斗微電子科技有限公司的產品市場總監何毅華在接受記者采訪時,向記者介紹了該公司最新發布的TD1050芯片。

        這顆芯片的規格是5毫米×5毫米,比指甲蓋還小。“我們其實可以做得更小,只不過現在是為了和行業兼容。”何毅華告訴記者。

        泰斗微電子于2008年成立,一成立就開始做北斗定位衛星導航芯片的開發。第一代芯片是2010年發布,到現在已經完成了五代產品的迭代。在何毅華看來,目前北斗系統的定位精度已經達到了非常高的程度,尤其是在北斗三號系統開通之后。

        中國銀河證券分析師李良在近期的一份研究報告中表示,一個有意義的定位數據需至少需要4個衛星的支持。目前有能力為全球提供服務的衛導系統僅有4家,即美國全球衛星導航定位系統(GPS),俄羅斯格羅納斯系統、歐洲伽利略系統以及中國的北斗系統。4大導航系統基本都無法做到全天候100%的全球覆蓋。同時,也因為重點支持區域不同,各導航不同區域的精度也有所區別。用戶使用衛星導航信號也不能僅僅依靠單一系統,多個系統互相備份有助于提高服務的穩定性。

        “因此,各大導航系統不是完全的競爭敵對關系,多星座合作、并存、兼容將是未來導航系統的發展方向,GPS一家獨大的局面在未來或將改變。”李良表示。

        找到你在哪里

        何毅華表示,泰斗微電子生產的TD1050芯片的用途是拿來定位導航。TD1050可以用來接收北斗、GPS、格納斯、伽利略這4個系統的信號,可以做到全球定位。它可以支持多頻,包括L1、L2、L5(GPS的三個頻段)、B1、B2、B3(北斗的三個頻段)。

        何毅華介紹,計算位置需要同時接收4顆衛星的信號,然后通過算法計算位置。這顆芯片里面分成兩個部分,一個部分是射頻(用來接收信號),一個部分是基帶(用來處理信號)。先接收衛星信號,然后再通過定位算法來使告訴你在哪里。

        “比如說,我們現在用的手機、運動型的手表,它都會給你呈現你的位置。我們跑步的時候不是有個軌跡嘛,那個軌跡就是通過一秒一個位置疊加得來的,它每一秒會定一個位置,然后連起來就是你的運動軌跡。你用滴滴打車、百度導航的時候,他馬上也會給你定一個位置。”何毅華說。

        泰斗微電子跟地圖廠商是配合的關系。地圖廠商在地圖上面把信息都采集好,做好標定。定位芯片會根據衛星信號計算出地圖上的的具體位置坐標,然后在地圖上去做匹配。

        何毅華表示,生產一顆芯片有很多方面的難度,首先,要把射頻和基帶融合在一個晶圓上面:“我們以前早期的時候是一個射頻芯片,一個數字處理的芯片,它們是分開的,通過模塊的形式連在一起。后面我們發展到射頻部分是一個晶圓,基帶部分是一個晶圓(也就是數字部分),然后通過封裝把它們封在一起。在我們最新的芯片里,我們的射頻和數字部分放在了一個晶圓上面。”

        “普通定位的精度大概是在2到2.5米左右。這顆芯片在加入了我們的定位算法以后,可以把定位精度提升到0.01米的水平。”何毅華說。

        泰斗微電子現在使用的是28納米的工藝。據何毅華介紹,在目前市面上量產推廣的定位芯片里面,28納米已經是最好的工藝水平了。泰斗微電子主要是做芯片的設計,芯片的加工交給代工廠。最開始的時候,泰斗微電子用的是130納米的工藝。后面做到55納米、40納米,現在是28納米。

        “工藝先進以后,它所帶來的好處就是我們可以把我們功耗和成本做的越來越低。因為你的工藝做高了以后,就代表在同樣大小的晶圓上可以放下的芯片越多。那隨之而來提升的就是我們芯片的競爭力。不過,如果要做7納米,它的流片投入是非常高的,成本太高了(芯片流片指的是試生產,也就是設計完電路以后,先生產少數幾片或者幾十片,供測試用),對于我們來說沒有這個必要。像手機里面的那個主控芯片,它體積本來非常大,而且它發熱量很高,所以它才需要使用那么高的工藝。對于我們來說,28納米的工藝目前來說已經夠了。當然我們會往高的工藝去做,后面我們可能會繼續做22納米甚至14納米。”何毅華說

        跟隨北斗一起成長

        何毅華告訴記者,公司在2008年的3月份成立。他是在當年12月加入公司。“我先是來公司實習,因為那時候我還在讀研,還沒有畢業。我的專業是通信信號處理及集成電路設計。”

        公司成立的時候,國家在做北斗行業的產學研推進,也就是跟高校合作來驅動北斗產業化。廣東省生產力促進中心牽頭,成立了泰斗微電子科技有限公司。

        “因為我導師在做專家評委的時候,他看到了這家公司。他就跟我說他覺得這家公司挺不錯,有理想,整個創始團隊比較年輕,他建議我過來實習一下,實習著就留在這家公司了。那個時候其實我還不是非常了解北斗,后面我才慢慢的了解,包括北斗系統以及國家的規劃。”何毅華說。

        剛加入公司時,何毅華是先從寫代碼開始。“我基本上把每一個芯片部分的代碼設計都做過。然后從技術開發的工程師轉到做產品市場。”何毅華表示。

        何毅華回憶,最初公司投入的金額只有1000萬。“當時其實我們也不懂芯片,我們只知道未來北斗行業會非常的有前途,而且我們是抱著一腔熱血,要為這個北斗事業做一番貢獻。那時候就拿了1000萬的啟動資金就開始做芯片了。后來做著做著,我們就發現1000萬對于做芯片來說太少了,因為我們去流一次片就需要幾百萬,包括我們的整個研發的投入。所以后面我們還陸續經過了幾輪的增資。”

        從2008年到現在為止,何毅華認為公司有幾個重要的節點,第一個節點是在2013、2014年的時候,公司拿到了國家“兩客一危”重大專項唯一指定的供應商。這個唯一指定供應商的意義就在于,泰斗微電子作為一個民營企業首次獲得了國家層面的認可。因為之前參與這個市場的玩家都是屬于國資背景。而且那時候公司這個注冊地還是在東莞,后面才遷到廣州。

        第二個節點是在16年的時候,泰斗微電子推出了全新一代的TD1030芯片,這個芯片讓他們實現了市場占有率的飛速提升,從原先不足20%的市場占有率,一下子提升到了最高的時候有70%的市場占有率。“這一顆芯片應該是讓我們公司整體的能力實現了飛躍,包括我們芯片研發、市場等各種能力都實現了一個飛躍。”何毅華表示。

        這顆芯片最典型的應用就是17年的共享單車摩拜,那時候摩拜單車的定位用的芯片就是由泰斗微電子生產。另外還有“小天才”兒童手表上面的定位芯片。

        何毅華認為,現在的北斗整個的定位精度已經趕上GPS了:“以前大家可能經常會覺得,北斗的定位精度是不是不如GPS。隨著北斗三號系統的開通,北斗整個的定位精度已經非常好了。它的覆蓋面也做到了全球覆蓋。所以從系統上來說,在我看來已經比較優秀了。”

        李良也在研究報告中葉表示,北斗系統空間星座將從北斗二號逐步過渡到北斗三號,在全球范圍內提供公開服務,性能指標和覆蓋范圍皆有跨越性的提升,北斗系統真正成為全球范圍極具競爭力的導航系統。而且,北斗三號系統除了常見的地球靜止軌道衛星和地球中圓軌道衛星之外,還額外部署了3顆傾斜地球同步軌道衛星,這使得北斗三號全球導航系統對于邊遠地區的定位精度有著顯著的提升。

        北斗產業趨于成熟

        何毅華進一步介紹,北斗是一個生態,不僅僅有定位,還有短報文通訊等等。北斗定位產業上游就是芯片的設計制造,中游就是基于芯片的終端研發制造,最下游就是基于終端以及用戶做的服務,生態化的服務,也可以理解為運營。

        李良在研究報告中表示,2020年北斗產業鏈各環節產值較上年均有提升,產業結構趨于成熟,產業向下游轉移。產業鏈上游產值實現384億,同比增長12.1%,在總體產值中占比為9.52%;中游產值實現1770億,同比增長11.9%,在總體產值比為43.88%;下游運營服務在產業鏈各環漲幅最快,疫情封閉使無人系統、醫療健康、防疫消殺、遠程監控、線上服務等下游運營服務環節的應用場景非?;钴S,市場規??焖贁U大,2020年下游產值達到1879億,同比增長23.2%,在總體產值中比為46.6%。

        何毅華還對記者表示,北斗相關產業的發展也跟整個物聯網的發展有關系。“當時很多新興的物聯網應用起來了,包括共享單車、無人機的一些應用,我們有很多客戶也是做無人機的。這一些廠商其實都是在14年左右開始成長起來的,共享單車差不多是15、16年的時候開始爆發。相對來說就在那個時間點,新興物聯網的應用就起來了。這些那新興物聯網的很多應用都會需要定位信息。”

        另外,在一些比較重要的領域里面,比如說3G、4G的通信網絡基站,還有在電力網絡里面,都會需要用到授時這么一個功能。“所謂授時就是各個不同的站點需要做時間的同步,那這個時間同步它需要非常的精準,比如說要精準到50納秒(一納秒等于十億分之一秒)。那50納秒怎么做到?我就必須要通過衛星上的時間,大家都是跟衛星上的時間去對準。這里面就要用到我們的芯片和模塊實現衛星時間的對準,這樣就能保證時差在50納秒以內。”何毅華說。

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        深圳采訪部記者
        關注科技領域,包括新能源、半導體、電子通信等科技制造企業。
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