衛(wèi)星導航系統(tǒng)利用衛(wèi)星信號向用戶提供高精度，高效、安全可靠的定位、導航和授時服務，具有統(tǒng)一、精確、易用、廣泛的獨特優(yōu)勢。幾十年來，隨著空間技術、無線通訊技術以及大規(guī)模集成技術的快速發(fā)展，衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)到達了一個新的高度。作為信息化社會基礎的時間空間基準服務，衛(wèi)星導航系統(tǒng)已深度融入到社會的各行各業(yè)中。在社會經(jīng)濟運行中扮演著越來越重要的角色，產(chǎn)生了十分可觀的經(jīng)濟效益。

衛(wèi)星導航系統(tǒng)由三部分組成:空間星座、地面控制和用戶終端。

·空間星座即衛(wèi)星持續(xù)發(fā)射載有導航電文的無線電波，之后由接收機完成信息接收工作。衛(wèi)星即混合導航星座，包含靜止軌道衛(wèi)星、地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星。

·地面控制包含若干地面站和相關運行管理設施，其主要功能是追蹤衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)，同時實現(xiàn)對衛(wèi)星導航系統(tǒng)的控制，地面控制的主要功能是實現(xiàn)對系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)視，同時開展相關調(diào)度工作。

·用戶終端包含基礎產(chǎn)品、應用系統(tǒng)和終端設備等內(nèi)容。其中，基礎產(chǎn)品包含可以兼容其他系統(tǒng)的芯片等。用戶終端的主要功能是以迫蹤坐標、運行速度等方式實現(xiàn)對導航衛(wèi)星的迫蹤和管理。

我國具有自主知識產(chǎn)權的GNSS系統(tǒng)-北斗系統(tǒng)，在功能融合、特色服務方面，進行了一系列開創(chuàng)性探索，拓寬了衛(wèi)星導航領域道路。2000年，北斗一號建成，采用雙星有源無線電測定業(yè)務（Radio-Determination Satellite Service，RDSS）體制，創(chuàng)新性地實現(xiàn)定位服務和通信系統(tǒng)融合，其最大特點在于實現(xiàn)定位授時服務的同時，兼具位置報告及短報文通信，投資少、效果明顯。北斗二號、北斗三號先后繼承了這一體制和特色服務，并不斷升級，大幅提高系統(tǒng)容量、降低用戶功耗、提升用戶體驗。2020年，北斗三號衛(wèi)星導航系統(tǒng)全面完成組網(wǎng)建設部署并正式開通全球服務，在導航與通信融合方面進一步拓展與升級，并依托星間鏈路組成的空間網(wǎng)絡發(fā)展多種特色功能。

我國衛(wèi)星導航與位置服務產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模

近年來，北斗衛(wèi)星導航能力高度聚合，服務能力逐步升級，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的相關產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應用在交通運輸、農(nóng)林漁業(yè)、水文監(jiān)測、氣象測報、通信系統(tǒng)、電力調(diào)度、救災減災、公共安全、互聯(lián)網(wǎng)位置服務等領域，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益?！笆奈濉睍r期，將圍繞我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和社會發(fā)展重大需求，以推動北斗規(guī)模應用市場化、產(chǎn)業(yè)化、國際化為目標。提高北斗產(chǎn)業(yè)鏈、供應鏈現(xiàn)代化水平，優(yōu)化完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)，推動北斗應用深度融入國民經(jīng)濟發(fā)展全局。

國家發(fā)改委4月7日對外公布，經(jīng)過27年的建設，目前，中國北斗衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)體系已基本形成。根據(jù)中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會發(fā)布的《2022中國衛(wèi)星導航與位置服務產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》顯示，2021年我國衛(wèi)星導航與位置服務產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值達到4690億元人民幣，較2020年增長16.29%。

2006年～2021年我國衛(wèi)星導航與位置服務產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值（圖片來源于網(wǎng)絡）

其中，包括與衛(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、基礎設施等在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值同比增長約12.28%，達到1454億元人民幣，在總體產(chǎn)值中占比為31%，增速高于去年。由衛(wèi)星導航應用和服務所衍生帶動形成的關聯(lián)產(chǎn)值同比增長約18.20%，達到3236億元人民幣，在總體產(chǎn)值中占比達到69%。

我國衛(wèi)星導航與位置服務產(chǎn)業(yè)正全面邁向綜合時空體系建設的新階段。在產(chǎn)品制造方面，國產(chǎn)北斗芯片、模塊等關鍵技術取得突破，支持北斗三號新信號的SoC芯片，在物聯(lián)網(wǎng)和消費電子領域得到了廣泛應用；支持雙頻雙模的北斗導航定位芯片完成了各項關鍵性能的驗證，已經(jīng)進入量產(chǎn)階段，性能再上新臺階。受市場前景吸引，國內(nèi)北斗衛(wèi)星導航芯片企業(yè)產(chǎn)能不斷釋放。截至2021年底，國產(chǎn)北斗兼容型芯片及模塊銷量已超過2億片，具有北斗定位功能的終端產(chǎn)品社會總保有量超過10億臺/套。

由于北斗衛(wèi)星導航芯片下游應用領域不斷拓展，通信、測繪、交通運輸和公共安全等代表性領域發(fā)展態(tài)勢良好，終端產(chǎn)品的重量、體積等性能要求提升，對上游器件的設計和制造提出更高的要求，促使著朝更?。w積、功耗、成本）、更快（多系統(tǒng)、多頻點）、更準（組合導航）的方向發(fā)展。

合適的工藝、IP可高效提升GNSS芯片的性價比

GNSS最核心元器件是芯片，包含射頻芯片、基帶芯片及微處理器的芯片組。相關設備通過芯片，可接受由衛(wèi)星發(fā)射的信號，從而完成定位導航的功能，芯片和算法決定了導航產(chǎn)品的定位精度等技術性能指標。

射頻芯片就是通過固定頻率（即頻點）接收或發(fā)射信號，目前有單頻點、雙頻點、多頻點以及多系統(tǒng)多頻點等多種類型，是芯片中成本最大的部分。

基帶芯片是用來合成即將發(fā)射的基帶信號，或?qū)邮盏降幕鶐盘栠M行解碼。

圖片來源于網(wǎng)絡

——工藝

隨著芯片小型化、低功耗、低成本、射頻基帶一體化等技術的發(fā)展，導航芯片組的主流設計工藝已從傳統(tǒng)的 GaAs、BiCMOS 工藝技術轉(zhuǎn)向CMOS技術。CMOS 工藝具有成本低廉、易于與基帶集成的優(yōu)點。芯片制造工藝優(yōu)良與否，決定了芯片體積和功耗的大小。芯片體積越小，意味著集成電路越精細，功耗也越低，當工藝越小，芯片的生產(chǎn)難度也會成倍增長，晶圓(wafer)的價格也更高。

芯片類型不同,工藝優(yōu)勢影響也是不同。目前市場上最新的芯片工藝已經(jīng)下探到7nm和5nm，采用這些工藝都是為了復雜的芯片設計，涉及很大的計算量。雖然導航芯片也在性能、功耗上不斷優(yōu)化，但導航芯片這類市場單價相對較低的芯片則無需使用高成本的最新工藝。從芯片類型與工藝及成本的匹配考慮，22nm COMS工藝或許是目前更為合適的選擇，該工藝可高效提升芯片的性價比。

——IP

日趨旺盛的市場需求，以及衛(wèi)星導航IP核與移動通信等領域的廣泛集成，為IC企業(yè)帶來了更多的挑戰(zhàn)，同時迎來技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新機遇。為了搶占市場，企業(yè)必須按時交付市場需求，縮小設計能力與設計生產(chǎn)力之間的差距，技術團隊需要以更快的速度進行創(chuàng)新迭代。

集成電路產(chǎn)業(yè)的最上游是設計IP，IP本身的產(chǎn)值雖然不是最高，但是其具有極大的附加值和特有的產(chǎn)業(yè)生態(tài)支柱作用。屬于技術密集型產(chǎn)業(yè)，對技術研發(fā)實力要求極高，具有技術門檻高、產(chǎn)品附加值高、細分門類眾多等特點。一款成熟的IP可以幫助降低芯片的開發(fā)難度、縮短芯片的開發(fā)周期并提升芯片的產(chǎn)品性能。IP設計及其復用已成為IC設計不可或缺的關鍵支撐。它決定著最終芯片產(chǎn)品的性價比（面積、功耗、功能...）、市場競爭力、以及其系統(tǒng)創(chuàng)新能力等。根據(jù) WSTS 的數(shù)據(jù)，設計 IP 銷售額在 2021 年達到 54.5億美元，在 2020 年 16% 之后同比增長 19.4%，這與 2021 年半導體增長 26.2% 同步。預測到 2026 年，整個IP市場將增長到為 110億美元，未來的復合年增長率（2021 年至 2026 年）也將高達 15%。

高線性、低功耗、多模兼容、完全自主知識產(chǎn)權

隨著北斗衛(wèi)星導航行業(yè)的發(fā)展，北斗衛(wèi)星導航芯片需求量有望保持快速增長趨勢。國內(nèi)本土衛(wèi)星導航芯片企業(yè)也將把握市場機遇，在政策扶持下，研發(fā)多模多頻、多技術體制、小型化、高集成的高性能北斗衛(wèi)星導航芯片，并積極擴充產(chǎn)能，加速對進口芯片的替代。

旋極星源作為中國全球定位系統(tǒng)應用協(xié)會常務理事單位、四川省北斗產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事單位，自創(chuàng)建以來，始終把創(chuàng)新作為推動企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展為核心動力。一直秉承著以市場需求為導向，不斷的加大產(chǎn)品研發(fā)投入，提高核心技術水平，研發(fā)符合市場需求和發(fā)展趨勢的新技術、新產(chǎn)品。

縱深發(fā)展衛(wèi)星導航領域多年，旋極星源推出了一系列基于RDSS和GNSS兩大技術的RF IP產(chǎn)品以及IC產(chǎn)品，工藝節(jié)點涵蓋了從180nm到22nm COMS，支持全球四大導航體系，提供高精度、多模多頻段、多通道的射頻收發(fā)芯片設計。公司的產(chǎn)品在低功耗物聯(lián)網(wǎng)、智能家居家電、衛(wèi)星導航定位、測量測繪等方面得到了廣泛的應用。

——RDSS

衛(wèi)星無線電測定業(yè)務是指用戶至衛(wèi)星的距離測量和位置計算無法由用戶自身獨立完成，必須由外部系統(tǒng)通過用戶的應答來完成。其特點是通過用戶應答，在完成定位的同時，完成了向外部系統(tǒng)的用戶位置報告，還可實現(xiàn)定位與通信的集成，實現(xiàn)在同一系統(tǒng)中的NAVCOMM集成。

短報文功能是北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)所具備的獨特優(yōu)勢，可以實現(xiàn)雙向報文通信，具有更高的傳輸效率。在用戶授權并完成配置工作之后可以開展終端和指揮機之間的信息傳輸，實現(xiàn)點對點的精準通信，打破了時間和距離對通信的限制。北斗短報文通信服務，在交通運輸、農(nóng)林漁業(yè)、氣象預報、水文監(jiān)測、測繪地理信息、減災救災等各領域均發(fā)揮了巨大作用。

旋極星源推出的北斗RDSS射頻收發(fā)芯片，內(nèi)部完整集成了接收、發(fā)射通道和頻率綜合器等模塊，僅需極少的片外元件即可完成北斗信號的收發(fā)工作，是目前行業(yè)內(nèi)面積最小、功耗最低、產(chǎn)品性能最優(yōu)。

——GNSS

GNSS技術是指通過觀測GNSS衛(wèi)星獲得坐標系內(nèi)絕對定位坐標的測量技術。GNSS對于技術和應用多元化的快速發(fā)展起了很大作用，這反過來又產(chǎn)生了大量的應用實例。由于性能不斷提高，用戶意識及其潛能不斷增長，GNSS 已成為當代重大跨領域技術發(fā)展的基本要素。GNSS接收機從傳統(tǒng)的單一頻率單一模式向多通道多模兼容、聯(lián)合定位、低功耗、高線性度方向發(fā)展，以滿足室內(nèi)、林蔭小道、惡劣天氣等復雜自然環(huán)境下更穩(wěn)定、更可靠、更安全的高精度定位和實時導航定位的要求。

針對GNSS接收機的尺寸、重量、功耗、成本、性能等不斷演化，旋極星源基于業(yè)界成熟工藝制程，不斷進行產(chǎn)品升級以及技術突破：

-成功研發(fā)的國內(nèi)首款高精度導航的GNSS三通道寬帶射頻芯片，已廣泛應用于精細農(nóng)業(yè)、駕照考試、位移監(jiān)控等。

-推出了采用130nm COMS工藝的高集成度、多模多頻段、單通道、三通道寬帶GNSS射頻接收機。

-自主研發(fā)了國內(nèi)唯一的高集成度、多模多頻段五通道、22nm工藝節(jié)點的 GNSS Receiver RF IP產(chǎn)品。GNSS接收機可配置為高線性模式和低功耗模式，以滿足多種應用需求。

多元化已成為發(fā)展趨勢

全球四大導航系統(tǒng)（GPS、格洛納斯、北斗系統(tǒng)、伽利略系統(tǒng)）和兩大區(qū)域系統(tǒng)（QZSS、NAVIC），以及若干星基增強系統(tǒng)（SBAS），已形成多星座、多頻率共存共榮的局面。通過時空基準、信號體制的創(chuàng)新設計，實現(xiàn)了不同系統(tǒng)的兼容互操作和融合處理，共同為人類提供更加優(yōu)質(zhì)的PNT服務。

當前我國衛(wèi)星導航與位置服務產(chǎn)業(yè)正以技術體系創(chuàng)新和應用模式創(chuàng)新為主線，積極推動“北斗+”融合創(chuàng)新和“+北斗”時空應用發(fā)展。在推進傳統(tǒng)基礎設施和新型基礎設施建設，打造系統(tǒng)完備、高效實用、智能綠色、安全可靠的現(xiàn)代化基礎設施體系，打造智能交通、智慧能源、智慧農(nóng)業(yè)及水利、智能制造、智慧教育等數(shù)字化應用場景等方面，衛(wèi)星導航與位置服務產(chǎn)業(yè)已發(fā)揮出重要的時空賦能作用，加快推動了產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，為我國數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展賦予強大的生命力。

同時，國家綜合定位導航授時（PNT）體系建設工作正在推動實施。按計劃，我國將于2035年前建成更加泛在、更加融合、更加智能的國家綜合定位導航授時體系，構(gòu)建覆蓋天地海、基準統(tǒng)一、高精度、高安全、高智能、高彈性、高效益的時空信息服務基礎設施。

審核編輯 ：李倩