为实现世界各导航卫星系统的兼容与互操作，为全球用户提供高质量的免费服务，在全球卫星导航系统国际委员会和国际电信联盟框架下，美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利略和我国的北斗导航卫星系统正在进行频率协调。各国也在争先进行兼容与可互操作的多模导航芯片研制，以抢先占领国际市场。然而目前，中国卫星导航芯片市场的95%已被美国占领，国内大部分企业还不具备研发此类多模导航芯片的能力。
“可以说，这正在成为北斗卫星导航应用产业化的重大瓶颈。”在5月中下旬举行的第二届中国卫星导航学术年会上，中国电子科技集团公司第二十二所研究员、卫星产业化应用研究学者曹冲接受科技日报记者采访时说。
GPS芯片占领95%中国接收机市场
卫星导航系统目前已经成为一个国家的重大空间和信息化基础设施，是一个国家经济安全、国防安全、国土安全和公共安全的重大技术支撑系统和基础资源。按照我国北斗卫星导航系统发展规划，北斗卫星导航系统到2012年覆盖亚太地区，到2020年将覆盖全球，并将以“北斗加GPS”技术在全国逐步替代单一的GPS导航。
“虽然我国的北斗导航系统已经广泛应用于交通、渔业、测量勘探等行业并取得了良好的社会和经济效益，但是接收机中95%以上使用的是美国GPS芯片，这个问题不解决，我国的导航芯片产业将继续在低产品附加值状态徘徊，实现北斗加GPS导航逐渐替代美国GPS导航的规划也将步履艰难。”
分析造成这一现象的原因，曹冲说：“一是美国GPS导航系统1994年建成并于当年提供了全球民用服务，到2007年我国北斗导航系统才建成，在这个长达13年的时间内，美国GPS导航芯片已经占领了我国95%的市场。二是我国北斗导航系统的研究经费90%用于卫星研制和发射，只有10%用于导航芯片，芯片研究投入较少。三是此前我国卫星导航芯片的入行门槛比较低，现在全国4000多家芯片生产企业绝大部分是中小企业，人才不足，不能进行兼容与互操作芯片的自主研发。”
“这三个原因造成了现在我国卫星导航芯片整体行业的成熟度只相当于当年电脑技术的386状态，与美国产品差距很大。”芯片制造企业北京东方联星科技有限公司董事长张峻林解释。“如果不尽快进行自主研发，到2020年中国人手中的导航接收机大部分将装上美国芯，那时北斗卫星导航产业预计4300亿美元产值中的绝大部分也将被美国拿走。”曹冲说。
中国“芯”正在研制中
记者在学术年会组织的导航产品展会上了解到，研发兼容与可互操作芯片的单位，科研院所全国有几十家，进一步采访发现，能够真正进行研发并拥有用户的企业全国也不过十几家。“但是他们研制的多模导航芯片，无论是兼容性还是所提供的精准定位、测速、测向、授时及通信服务，都突破了GPS同类芯片的重要指标。”中国工程院院士戚发轫解释。
为了比较世界各国利用卫星导航系统的探空设备功能和性能，以实现国际间卫星导航探空业务的数据共享，2010年7月至8月，国际气象组织在广东省阳江市举行了一次卫星导航探空比对。当时美国、德国、法国、芬兰、日本、瑞士、韩国、南非等12个国家采用了单一的美国GPS导航芯片，我国则采用了自主研制的兼容北斗和GPS系统的“星联”北斗多模导航芯片。
中国气象局总结比对应用的结果显示，北斗多模导航芯片满足了现代气象探究设备的各项指标要求，可以为我国提供完全国产化的高性能兼容与互操作导航芯片。
卫星导航接收机相当于CPU在计算机产业链中的地位，是卫星导航产业链的核心。接收机中的高性能多模芯片技术则是尖端中的尖端，有了自主知识产权的芯片，才能提高整个系统设备的性能，才能对我国卫星导航系统的自主发展与完善起到推动作用。
由于看到了导航芯片产业未来的巨大经济前景，许多企业纷纷加盟到产业链中。在美国硅谷为GPS研制了7年导航芯片的张峻林，当7年前我国第一颗北斗卫星发射成功之后，回国专门研制兼容北斗与GPS的多模导航芯片，在承担国家“863”项目之后，又相继自主投入1亿元。现在，全国许多城市也将多模芯片研制作为战略新兴产业的重要组成部分，上海、南京等城市由市政府牵头组成了北斗战略产业联盟，积极地寻找关键技术。为此，上海准备投入100亿元。“我们已经规划了产业基地。”南京市经济和信息化委员会工作人员曹海斌表示，“当产业调查完成之后，南京市将出台产业政策，快速启动中国芯的研制及生产”。
技术上要有长远考虑
收复中国卫星导航芯片失地，已经成为北斗卫星导航产业化道路上亟待解决的关键问题。
曹冲进行的调研显示，目前卫星导航服务提供商主要来自美、中、俄、日、印以及欧盟，其中美国的政策最为成熟。总统奥巴马的新空间政策特别着重强调美国GPS导航用户设备制造商、应用开发商和增值服务商平等进入，在促进美国技术领先性的前提下，以开放的市场推动竞争，并促进将来各国卫星导航系统与GPS的全球兼容和互操作，以满足日益增长的国家、国土、经济安全以及民用和科学与商业的需求。
现在，最先投入使用的美国的GPS卫星导航系统已经发展到第三代，并在芯片领域占领先机，获得了巨大的社会和经济效益。
虽然目前我国各级政府和企业都看到了卫星导航产业未来50年带动新兴科技和产业集群发展的效应，并在积极进行芯片研发，但是曹冲认为，政府应该从技术发展的角度，从10年、15年以后的市场应用和技术发展需求考虑，提前规划。
为此，曹冲建议，结合中国卫星导航产业的长远发展需求，将北斗卫星导航产业纳入国家战略性新兴技术产业，纳入国家基础设施和技术支撑系统，制定统一的卫星导航产业技术政策和产品强制性标准，并在现有研究经费总投入情况下，将芯片研究经费集中投入到优秀企业，集中力量研发、生产具有自主知识产权的芯片，再辐射和带动其他中小企业，形成良好的芯片产业链。(科技日报) |
