市場現狀
中國導航定位協會咨詢中心主任、中國電子科技集團第二十二研究所研究員曹沖指出,揚言自己在研發北斗芯片的公司和研究機構,林林總總差不多有好幾十家,真正宣布已經有北斗芯片,而且能夠提供使用的單位至少有十多家,但是實際上具有射頻芯片和基帶兩種芯片的,以及基帶芯片可以批量供貨的,不過數家而已。例如,廣州市公務車監控項目,數量達到萬輛,是利用的和芯星通公司的基帶芯片和廣州潤芯公司的射頻芯片。而交通部“兩客一危”重點運輸過程監控項目,作為北斗專項示范工程的北斗車輛終端數量近八萬臺,招標結果芯片與模塊由東莞泰斗公司中標。同時參加投標的還有和芯星通公司、東方聯星公司和西安華訊微電子公司。經常有報道的芯片公司,還有華力創通公司、杭州中科微公司、復旦微電子等。除了民用芯片外,還有若干公司提供軍用的北斗芯片。
目前國內公司生產的北斗芯片,與國外的GPS芯片相比,在工藝上相對落后,所以尺寸較大、功耗較高,只能用于車輛終端,無法進入移動電話這類產品中。而且在軟件上同樣存在差距,穩定性和可靠性方面還需要改進。
由此可見,自主的北斗芯片大規模占領產業市場,還需要走很長的一段路。
工信部CSIP(國家軟件與集成電路公共服務平臺)集成電路處處長孫加興博士詳細地分析道,北斗產品主要有三類:導航,定位,授時。做前兩類產品的企業比較多,授時產品更多面向專業的行業用戶,企業相對較少。北斗和GPS類似,主要區別在與接收機核心芯片和天線,尤其是基帶芯片。北斗產品應用方向主要分為軍用、民用和科學研究應用,也可以從精度來分,分為高精度定位和普通的導航,從市場劃分可以分為大眾市場、安全市場、行業專業市場。
國內做GPS終端的企業非常多,有幾百家,集中在廣東省,產值和銷量居全球首位。大量整機企業對北斗的期望非常高,希望通過增加北斗導航、定位功能增加產品的附加值,僅東莞泰斗微電子一家,就有60余家終端廠商在試用該公司的北斗模塊,主要應用是車載導航儀、行駛記錄儀。
目前,專用的北斗產品市場有限。要擴大市場,必須要走兼容、多模的方式,在一個設備里同時支持北斗和GPS,或者伽利略與GLONASS,這樣能夠提高精度和可用性,改善用戶的使用體驗。從這個意義上說,北斗的潛在市場是非常大的,不再是一個獨立的市場,而是包含已有的規模已經很大的GPS市場。
未來車載市場、個人移動終端市場容量最大,其他行業應用市場會繼續發展,但規模有限,主要是替換GPS、應急通信系統等。要進入民用市場,必須在成本、功耗、面積上做到與GPS相近的水平,否則消費者不會埋單。應借助我國手機行業的優勢,將北斗的導航、定位功能集成到手機、平板電腦等便攜式終端里,尤其是手機里。北斗也可以借助手機、平板電腦等產品走向全球市場。
北斗芯片只有幾家會勝出
現在做北斗芯片的公司很多,但曹沖指出,北斗芯片類型不在多,而在于精,在于水平高。芯片公司實際上也是不在多,而在強,在于做到其它公司“望塵莫及”。現在有的公司推出芯片一款款,快得令人不可思議,但是沒有真正令人“拍案叫絕”的,也未見大批量的用戶。許多芯片公司都在“懸崖邊”掙扎,這不是好現象。芯片與終端相比,對于從事研制芯片的人而言,更加無情,甚至絕情,最后能夠有收獲的人士可謂“鳳毛麟角”。所以,北斗芯片最后也只能夠有一兩家高精度芯片和兩家或三家導航芯片公司,能夠在激烈的國內外市場競爭中勝出,而且不可能通過差異化出現許多芯片,這是國外十幾、二十年的導航芯片發展史業已證明了的事實。政府相關部門應該加強對于重點優勢芯片企業的支持,加大支持力度和支持強度,集中支持少量強勢企業,具備真正的市場競爭能力,以便實現快速突破和可持續發展。
導航芯片的更新換代非常快,所以國際上的競爭非常殘酷,而北斗兼容導航芯片可能從明年開始,成為國內外競爭的焦點,應該說,競爭前景不僅僅是非常殘酷,可以說肯定非常慘烈,因為中國北斗這塊大市場實在令人“饞涎欲滴”,大家都是有備而來,憋足勁頭,好有一拼,何況世界上的大廠家都會紛紛登場,顯然一片機、導航通訊融合機、導航IP核等都將各顯神通。
工信部CSIP(國家軟件與集成電路公共服務平臺)集成電路處處長孫加興也預感到風雨欲來。縱觀GPS的發展史,曾經有很多公司在這個市場上競爭,但目前專業的GPS芯片廠商只剩下u-blox和SiRF,SiRF因為第三代產品做得不好,被CSR收購了。其余的都是做手機、通信類芯片的公司,比如MTK(臺灣聯發科技)、高通、TI、Broadcom都是行業里實力雄厚、產品豐富的巨頭企業。GPS只是手機或通信芯片上的一個功能,而且可以集成到單芯片上,即“射頻+基帶”的單芯片方案,成本、面積、功耗都比國內的雙芯片方案低很多。
國內做北斗芯片的企業也比較多,大家都看到市場前景好。但是芯片研發、流片、測試的前期投入很大,有的企業一直在虧損。
國家在北斗發展初期對芯片企業有一定的資金扶持,但在進入產業化階段后,就必須依靠企業的自身能力在市場上去競爭。相信國內北斗芯片企業也會遵循GPS芯片的發展規律,經過幾輪淘汰,企業數由多到少,產業集中度逐步提高。尤其是一些產品和業務單一的企業,如果一兩款產品做不好,就可能被淘汰。
未來將會剩下兩類北斗芯片企業,一類是專業做北斗芯片的企業,產品的性能很好,依靠規模優勢把成本降得很低,面向行業應用和中高端的消費市場。第二類是在手機芯片、移動終端芯片里提供北斗功能的企業,通過IP核授權或軟基帶的方式實現北斗功能,主要面向消費類市場。
北斗系統的挑戰
與發展了近30年的GPS相比,北斗的主要差距體現在三個方面。
一是天上的衛星、地上的地面站不夠多。衛星數量不夠,使得地面終端接收機能接收到的衛星數量少,要提高導航和定位精度,技術難度更大。地面站的作用非常重要,通過地面站對衛星的姿態、軌道進行精確調整,使衛星的軌道更加穩定合理,有利于提高地面的信號質量。但我國的地面站基本都在境內,沒有海外地面站,對衛星系統的盡快穩定運行十分不利。
二是國外的GPS基帶芯片技術已經發展到第四代,在抗多徑、加慣導方面積累了大量的實踐經驗,芯片技術已經非常成熟,實現了單芯片方案,在成本上優勢非常明顯。這些經驗都是通過大量的測試和系統實際運行積累起來的。北斗也要經過若干年的經驗積累,才能達到類似的成熟度。
三是要實現高質量的差異化服務,還需要建設地基增強系統,開展運營和服務。由于北斗的用戶數量少,還沒有運營商投資建設地基增強系統。
北斗的ICD(空間接口)文件尚未正式公布,但我國政府已經承諾在年底之前公布,北斗的民用服務將永遠免費,這是北斗走向全球的前提條件,是顯示我國大國風范和全球影響力的重要標志。
目前,北斗產業主要受制于民用市場規模還很小,主要集中在行業應用市場和政府示范項目上。市場做不大,無法通過大量出貨攤低研發、市場推廣等成本,尤其是芯片、模塊、天線的成本降不下來。國內入門級的民用北斗模塊的價格約300~500元,u-blox的模塊價格只有50元左右,差距明顯。在民用市場,北斗暫時無法提供明顯的差異化服務,用戶不會接收這種價格。因此,在市場初期,必須要有政府的支持。
工信部通過重大專項、電子發展基金等科研項目支持北斗產品研發和產業化。發改委等部門計劃用采購補貼的方式,支持終端企業采購國產北斗導航模塊。交通部開展了北斗的示范應用,進展良好,將穩步擴大示范應用的規模。廣東等地方政府也大力支持北斗產業發展,積極開展示范應用和產業化基地的建設。
ICD發布后,國外芯片公司大約用3個月就能完成北斗芯片的研制,事實上,u-blox、MTK等公司在硬件設計上已經就緒,拿到ICD文件后,通過修改軟件就能支持北斗。因此,留給國內芯片企業的時間窗口是很小的。國內企業應通過聯盟等形式將資源適度集中,共同開拓市場,抵御國外的競爭對手。
北斗芯片可以帶動相關產業
盡管北斗芯片發展的困難很大,但是做自己的北斗芯片的意義很大。首先,發展北斗產業,必須要有相應的基礎芯片做支撐,否則既談不上產業發展,也無法達到保障國家經濟和社會安全的目的。從這個意義上說,北斗芯片做得好壞,關系到整個北斗產業的發展。因此,北斗芯片不是要不要做的問題,而是必須要做好的問題。
北斗芯片對整個北斗產業乃至信息產業的發展起著重要的支撐作用,體現在幾個方面。一是產值。芯片的1元產值,可以帶動整機的幾十元甚至上百元的產值。二是擴大整個市場的規模。芯片成本的穩步降低,將使北斗在越來越廣闊的范圍內獲得應用,從而帶動市場規模的擴大。三是促進我國信息化程度的進一步提高。未來,基于位置的廣告、社交、安全等服務將成為移動互聯網的重要服務內容。把北斗的位置服務與車輛的信息服務相結合,將使車聯網的服務內容更加豐富。
參考文獻:
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用C語言實現SoC軟硬件設計
這看起來像神話!客戶用C定義一個系統,然后交給Algotochip,一個完整的硬件和軟件系統設計就完成了。Algotochip公司的“藍盒子”可根據客戶的C代碼,創建一個數字解決方案,及其所需的軟件和固件。
那么,Algotochip公司是家什么公司?EDA公司嗎?但是又幫客戶創建方案。IC設計服務公司?但又有自己的藍盒子(工具)。看來IC業的越界、融合在隨時發生。
硬件仿真器必不可少
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