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中心IP的技能进步加速卫星导航芯片交融立异

发布时间:2022-07-27 17:35:25 来源:leyu安全版

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  卫星导航系统运用卫星信号向用户供给高精度,高效、安全牢靠的定位、导航和授时服务,具有一致、准确、易用、广泛的一起优势。几十年来,跟着空间技能、无线通讯技能以及大规划集成技能的快速展开,卫星导航系统的展开现已抵达了一个新的高度。作为信息化社会根底的时刻空间基准服务,卫星导航系统已深度融入到社会的各行各业中。在社会经济作业中扮演着越来越重要的人物,产生了非常可观的经济效益。

  ·空间星座即卫星继续发射载有导航电文的无线电波,之后由接纳机完结信息接纳作业。卫星即混合导航星座,包括停止轨迹卫星、地球同步轨迹卫星和中圆地球轨迹卫星。

  ·地上操控包括若干地上站和相关作业办理设备,其主要功用是追寻卫星的作业,一起完结对卫星导航系统的操控,地上操控的主要功用是完结对系统状况的监督,一起展开相关调度作业。

  ·用户终端包括根底产品、运用系统和终端设备等内容。其间,根底产品包括能够兼容其他系统的芯片等。用户终端的主要功用是以迫踪坐标、作业速度等方法完结对导航卫星的迫踪和办理。

  我国具有自主知识产权的GNSS系统-斗极系统,在功用交融、特征服务方面,进行了一系列开创性探究,拓宽了卫星导航范畴路途。2000年,斗极一号建成,选用双星有源无线电测定事务(Radio-Determination Satellite Service,RDSS)系统,立异性地完结定位服务和通讯系统交融,其最大特征在于完结定位授时服务的一起,兼具方位陈述及短报文通讯,出资少、效果显着。斗极二号、斗极三号先后承继了这一系统和特征服务,并不断晋级,大幅进步系统容量、下降用户功耗、进步用户体会。2020年,斗极三号卫星导航系统全面完结组网建造布置并正式注册全球服务,在导航与通讯交融方面进一步拓宽与晋级,并依托星间链路组成的空间网络展开多种特征功用。

  近年来,斗极卫星导航才能高度聚合,服务才能逐渐晋级,斗极卫星导航系统的相关产品现已广泛运用在交通运输、农林渔业、水文监测、气候测报、通讯系统、电力调度、救灾减灾、公共安全、互联网方位服务等范畴,产生了明显的经济效益和社会效益。“十四五”时期,将环绕我国经济转型和社会展开严重需求,以推进斗极规划运用商场化、工业化、世界化为方针。进步斗极工业链、供应链现代化水平,优化完善工业生态,推进斗极运用深度融入国民经济展开大局。

  国家发改委4月7日对外发布,经过27年的建造,现在,我国斗极卫星导航工业系统已根本构成。依据我国卫星导航定位协会发布的《2022我国卫星导航与方位服务工业展开白皮书》显现,2021年我国卫星导航与方位服务工业整体产量到达4690亿元人民币,较2020年增加16.29%。

  其间,包括与卫星导航技能研制和运用直接相关的芯片、器材、算法、软件、导航数据、终端设备、根底设备等在内的工业中心产量同比增加约12.28%,到达1454亿元人民币,在整体产量中占比为31%,增速高于上一年。由卫星导航运用和服务所衍生带动构成的相关产量同比增加约18.20%,到达3236亿元人民币,在整体产量中占比到达69%。

  我国卫星导航与方位服务工业正全面迈向归纳时空系统建造的新阶段。在产品制作方面,国产斗极芯片、模块等要害技能取得打破,支撑斗极三号新信号的SoC芯片,在物联网和消费电子范畴得到了广泛运用;支撑双频双模的斗极导航定位芯片完结了各项要害功用的验证,现已进入量产阶段,功用再上新台阶。受商场前景招引,国内斗极卫星导航芯片企业产能不断开释。到2021年末,国产斗极兼容型芯片及模块销量已超越2亿片,具有斗极定位功用的终端产品社会总保有量超越10亿台/套。

  因为斗极卫星导航芯片下流运用范畴不断拓宽,通讯、测绘、交通运输和公共安全等代表性范畴展开态势杰出,终端产品的分量、体积等功用要求进步,对上游器材的规划和制作提出更高的要求,促进着朝更小(体积、功耗、本钱)、更快(多系统、多频点)、更准(组合导航)的方向展开。

  GNSS最中心元器材是芯片,包括射频芯片、基带芯片及微处理器的芯片组。相关设备经过芯片,可接受由卫星发射的信号,然后完结定位导航的功用,芯片和算法决议了导航产品的定位精度等技能功用指标。

  射频芯片便是经过固定频率(即频点)接纳或发射信号,现在有单频点、双频点、多频点以及多系统多频点等多种类型,是芯片中本钱最大的部分。

  跟着芯片小型化、低功耗、低本钱、射频基带一体化等技能的展开,导航芯片组的干流规划工艺已从传统的 GaAs、BiCMOS 工艺技能转向CMOS技能。CMOS 工艺具有本钱低价、易于与基带集成的长处。芯片制作工艺优秀与否,决议了芯片体积和功耗的巨细。芯片体积越小,意味着集成电路越精密,功耗也越低,当工艺越小,芯片的出产难度也会成倍增加,晶圆(wafer)的价格也更高。

  芯片类型不同,工艺优势影响也是不同。现在商场上最新的芯片工艺现已下探到7nm和5nm,选用这些工艺都是为了杂乱的芯片规划,触及很大的核算量。尽管导航芯片也在功用、功耗上不断优化,但导航芯片这类商场单价相对较低的芯片则无需运用高本钱的最新工艺。从芯片类型与工艺及本钱的匹配考虑,22nm COMS工艺或许是现在更为适宜的挑选,该工艺可高效进步芯片的性价比。

  日趋旺盛的商场需求,以及卫星导航IP核与移动通讯等范畴的广泛集成,为IC企业带来了更多的应战,一起迎来技能和工业展开的新机会。为了抢占商场,企业有必要准时交给商场需求,缩小规划才能与规划出产力之间的间隔,技能团队需要以更快的速度进行立异迭代。

  集成电路工业的最上游是规划IP,IP本身的产量尽管不是最高,可是其具有极大的附加值和特有的工业生态支柱效果。归于技能密集型工业,对技能研制实力要求极高,具有技能门槛高、产品附加值高、细分类别众多等特征。一款老练的IP能够协助下降芯片的开发难度、缩短芯片的开发周期并进步芯片的产品功用。IP规划及其复用已成为IC规划不可或缺的要害支撑。它决议着终究芯片产品的性价比(面积、功耗、功用...)、商场竞争力、以及其系统立异才能等。依据 WSTS 的数据,规划 IP 销售额在 2021 年到达 54.5亿美元,在 2020 年 16% 之后同比增加 19.4%,这与 2021 年半导体增加 26.2% 同步。预测到 2026 年,整个IP商场将增加到为 110亿美元,未来的复合年增加率(2021 年至 2026 年)也将高达 15%。

  跟着斗极卫星导航职业的展开,斗极卫星导航芯片需求量有望坚持快速增加趋势。国内本乡卫星导航芯片企业也将掌握商场机会,在方针扶持下,研制多模多频、多技能系统、小型化、高集成的高功用斗极卫星导航芯片,并活跃扩大产能,加速对进口芯片的代替。

  旋极星源作为我国全球定位系统运用协会常务理事单位、四川省斗极工业联盟理事单位,自创立以来,一向把立异作为推进企业高质量展开为中心动力。一向秉承着以商场需求为导向,不断的加大产品研制投入,进步中心技能水平,研制契合商场需求和展开趋势的新技能、新产品。

  纵深展开卫星导航范畴多年,旋极星源推出了一系列根据RDSS和GNSS两大技能的RF IP产品以及IC产品,工艺节点涵盖了从180nm到22nm COMS,支撑全球四大导航系统,供给高精度、多模多频段、多通道的射频收发芯片规划。公司的产品在低功耗物联网、智能家居家电、卫星导航定位、丈量测绘等方面得到了广泛的运用。

  卫星无线电测定事务是指用户至卫星的间隔丈量和方位核算无法由用户本身独立完结,有必要由外部系统经过用户的应对来完结。其特征是经过用户应对,在完结定位的一起,完结了向外部系统的用户方位陈述,还可完结定位与通讯的集成,完结在同一系统中的NAVCOMM集成。

  短报文功用是斗极卫星导航系统所具有的一起优势,能够完结双向报文通讯,具有更高的传输功率。在用户授权并完结装备作业之后能够展开终端和指挥机之间的信息传输,完结点对点的精准通讯,打破了时刻和间隔对通讯的约束。斗极短报文通讯服务,在交通运输、农林渔业、气候预报、水文监测、测绘地理信息、减灾救灾等各范畴均发挥了巨大效果。

  旋极星源推出的斗极RDSS射频收发芯片,内部完好集成了接纳、发射通道和频率归纳器等模块,仅需很少的片外元件即可完结斗极信号的收发作业,是现在职业内面积最小、功耗最低、产品功用最优。

  GNSS技能是指经过观测GNSS卫星取得坐标系内肯定定位坐标的丈量技能。GNSS关于技能和运用多元化的快速展开起了很大效果,这反过来又产生了很多的运用实例。因为功用不断进步,用户认识及其潜能不断增加,GNSS 已成为今世严重跨范畴技能展开的根本要素。GNSS接纳机从传统的单一频率单一形式向多通道多模兼容、联合定位、低功耗、高线性度方向展开,以满意室内、林荫小道、恶劣气候等杂乱自然环境下更安稳、更牢靠、更安全的高精度定位和实时导航定位的要求。

  针对GNSS接纳机的尺度、分量、功耗、本钱、功用等不断演化,旋极星源根据业界老练工艺制程,不断进行产品晋级以及技能打破:

  -成功研制的国内首款高精度导航的GNSS三通道宽带射频芯片,已广泛运用于精密农业、驾照考试、位移监控等。

  -推出了选用130nm COMS工艺的高集成度、多模多频段、单通道、三通道宽带GNSS射频接纳机。

  -自主研制了国内仅有的高集成度、多模多频段五通道、22nm工艺节点的 GNSS Receiver RF IP产品。GNSS接纳机可装备为高线性形式和低功耗形式,以满意多种运用需求。

  全球四大导航系统(GPS、格洛纳斯、斗极系统、伽利略系统)和两大区域系统(QZSS、NAVIC),以及若干星基增强系统(SBAS),已构成多星座、多频率共存共荣的局势。经过时空基准、信号系统的立异规划,完结了不同系统的兼容互操作和交融处理,一起为人类供给愈加优质的PNT服务。

  当时我国卫星导航与方位服务工业正以技能系统立异和运用形式立异为主线,活跃推进“斗极+”交融立异和“+斗极”时空运用展开。在推进传统根底设备和新式根底设备建造,打造系统齐备、高效有用、智能绿色、安全牢靠的现代化根底设备系统,打造智能交通、才智动力、才智农业及水利、智能制作、才智教育等数字化运用场景等方面,卫星导航与方位服务工业已发挥出重要的时空赋能效果,加速推进了工业数字化,为我国数字经济的展开赋予强壮的生命力。

  一起,国家归纳定位导航授时(PNT)系统建造作业正在推进施行。按计划,我国将于2035年前建成愈加泛在、愈加交融、愈加智能的国家归纳定位导航授时系统,构建掩盖六合海、基准一致、高精度、高安全、高智能、高弹性、高效益的时空信息服务根底设备。

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