北斗芯片為何追求22nm

近日，國(guó)務(wù)院新聞辦公室舉行新聞發(fā)布會(huì)，中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)新聞發(fā)言人冉承其介紹，北斗系統(tǒng)28nm工藝芯片已經(jīng)量產(chǎn)，22nm工藝芯片即將量產(chǎn)，我國(guó)北斗芯片再次取得重大突破。那么在北斗芯片進(jìn)入22nm后，北斗系統(tǒng)將如何更好地賦能各行各業(yè)，并催生出更多新的應(yīng)用領(lǐng)域？

為何要向

22nm演進(jìn)？

在北斗芯片進(jìn)入22nm的同時(shí)，質(zhì)疑聲也不斷涌來(lái)。在人們的傳統(tǒng)思維中，導(dǎo)航定位芯片對(duì)先進(jìn)工藝的要求并不高，當(dāng)前采用40nm工藝的導(dǎo)航芯片較多，例如GPS運(yùn)用的均是40nm芯片，那么北斗芯片因何在先進(jìn)制程方面頻頻提升呢？

事實(shí)上，北斗系統(tǒng)并不單單應(yīng)用在導(dǎo)航定位方面，在其他應(yīng)用領(lǐng)域也被給予厚望，賦能各行各業(yè)。因此，對(duì)于北斗芯片的要求也有別于傳統(tǒng)意義上的衛(wèi)星導(dǎo)航芯片，對(duì)于先進(jìn)制程的要求不言而喻。

深圳華大北斗科技有限公司北京分公司總經(jīng)理葛晨介紹說(shuō)，目前一些較為成熟且性?xún)r(jià)比較好的導(dǎo)航定位芯片工藝采用的是40nm CMOS工藝，可以為導(dǎo)航定位芯片帶來(lái)低功耗、低成本、低風(fēng)險(xiǎn)等諸多優(yōu)勢(shì)，但是若想與各行各業(yè)進(jìn)行更好的融合，芯片需要在更先進(jìn)制程上進(jìn)行演進(jìn)。北斗芯片進(jìn)入22nm后，意味著能夠在單一芯片上集成微處理器、模擬IP核、數(shù)字IP核和存儲(chǔ)器、外圍接口等，具備集成度高、功能強(qiáng)、功耗低、尺寸小等優(yōu)點(diǎn)，可以有效降低電子/信息系統(tǒng)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本，縮短開(kāi)發(fā)周期，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，是芯片技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

“北斗芯片集成度越高，功耗越小，意味著北斗系統(tǒng)能夠更好的與其他產(chǎn)業(yè)進(jìn)行融合，應(yīng)用范圍也會(huì)更廣。例如，北斗在小型無(wú)人系統(tǒng)中的應(yīng)用，需要北斗芯片在全系統(tǒng)全頻點(diǎn)基帶射頻一體化SoC的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步集成視覺(jué)以及場(chǎng)景識(shí)別等小型智能處理器，因此采用22nm工藝制程是最為合適的?！敝袊?guó)衛(wèi)星導(dǎo)航協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)張全德說(shuō)道。

著力構(gòu)建

“北斗+”新業(yè)態(tài)

《2020中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)》顯示，2019年，我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值達(dá)3450億元，較2018年增長(zhǎng)14.4％，其中與衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用直接相關(guān)的產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值為1166億元，在總產(chǎn)值中占比為33.8％。

為了能夠與新一代通信、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)深度融合，同時(shí)涌現(xiàn)出更多北斗應(yīng)用的新模式、新業(yè)態(tài)、新經(jīng)濟(jì)，對(duì)于北斗芯片的要求也將更加嚴(yán)苛。為了滿(mǎn)足更多應(yīng)用需求，同時(shí)也為了能更好地參與全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，獲得更多市場(chǎng)份額，對(duì)于北斗芯片的要求除了工藝制程、定位精度、芯片功耗等典型技術(shù)指標(biāo)的升級(jí)外，達(dá)成“北斗+”相關(guān)技術(shù)的融合，也將是未來(lái)北斗芯片發(fā)展的主要趨勢(shì)，同時(shí)這也是目前北斗芯片所面臨的最大挑戰(zhàn)之一。

張全德介紹，北斗系統(tǒng)著力構(gòu)建“北斗+”新業(yè)態(tài)，推動(dòng)了北斗與各項(xiàng)技術(shù)的融合發(fā)展，也推進(jìn)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在更深層次、更廣領(lǐng)域服務(wù)于社會(huì)民生。因此，北斗芯片未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是功能集成，使其能夠融合通信、物聯(lián)網(wǎng)和各種傳感器，成為推動(dòng)智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的助推器。

目前，北斗應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展已經(jīng)全面進(jìn)入技術(shù)融合、應(yīng)用融合、產(chǎn)業(yè)融合的新階段。因此，如今北斗芯片所面臨的最大挑戰(zhàn)之一便是功能集成融合問(wèn)題。如何能使北斗芯片更好地融合于移動(dòng)通信芯片、物聯(lián)網(wǎng)芯片等，對(duì)于北斗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展非常重要。因此，22nm級(jí)的芯片不單單是在制程上有所突破，更多的是在功能集成以及融合上更上了一層樓。

未來(lái)將向通信導(dǎo)航

一體化發(fā)展

北斗組網(wǎng)的完畢伴隨著5G商用元年的到來(lái)，由于通信與導(dǎo)航均用到無(wú)線(xiàn)電波，因此二者之間有著天然的融合性。

隨著5G的大力發(fā)展，它與北斗系統(tǒng)融合后將催生出哪些新的應(yīng)用領(lǐng)域？“5G的發(fā)展對(duì)時(shí)間和位置提出了更高要求，這為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與5G的融合發(fā)展提供了很好的機(jī)遇。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與5G的融合發(fā)展，將進(jìn)一步推動(dòng)智慧城市、自動(dòng)駕駛、無(wú)人機(jī)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展，形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。同時(shí)，這也對(duì)北斗芯片提出了更高要求。例如，為了能夠使北斗系統(tǒng)在高精度導(dǎo)航與通信方面性能均得到極大提升，22nm北斗芯片在高精度RTK（Real-time kinematic，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)）定位模塊面積方面，從30mm×40mm縮小到12mm×16mm，面積減少84%，模塊功耗比前代削減67%。”賽迪顧問(wèn)分析師說(shuō)道。

北斗星通相關(guān)負(fù)責(zé)人向記者介紹，北斗除了定位授時(shí)等基本功能外，還具備雙向通信能力，這是GPS等其他定位導(dǎo)航系統(tǒng)所不具備的能力，是北斗的獨(dú)特之處，因此對(duì)于像中遠(yuǎn)海漁船等這類(lèi)沒(méi)有通信基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用場(chǎng)景，北斗系統(tǒng)將發(fā)揮出巨大的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，隨著如今5G的加速發(fā)展，通信領(lǐng)域也在不斷升級(jí)，通信與導(dǎo)航一體化發(fā)展趨勢(shì)將愈發(fā)明顯。為順應(yīng)這樣的趨勢(shì)，北斗芯片也將開(kāi)發(fā)出更多高性能的應(yīng)用。例如，通過(guò)技術(shù)授權(quán)的方式，將北斗多系統(tǒng)兼容的定位技術(shù)，融合到手機(jī)的主芯片中去，可大力促進(jìn)北斗在通信行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。在未來(lái)，隨著北斗及5G等信息基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新型技術(shù)，未來(lái)定將催生出更多智能化的應(yīng)用場(chǎng)景。