為實(shí)現(xiàn)世界各導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的兼容與互操作，為全球用戶提供高質(zhì)量的免費(fèi)服務(wù)，在全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)國際委員會和國際電信聯(lián)盟框架下，美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯、歐盟的伽利略和我國的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)正在進(jìn)行頻率協(xié)調(diào)。各國也在爭先進(jìn)行兼容與可互操作的多模導(dǎo)航芯片研制，以搶先占領(lǐng)國際市場。然而目前，中國衛(wèi)星導(dǎo)航芯片市場的95%已被美國占領(lǐng)，國內(nèi)大部分企業(yè)還不具備研發(fā)此類多模導(dǎo)航芯片的能力。
“可以說，這正在成為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化的重大瓶頸。”在5月中下旬舉行的第二屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會上，中國電子科技集團(tuán)公司第二十二所研究員、衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究學(xué)者曹沖接受科技日報記者采訪時說。
GPS芯片占領(lǐng)95%中國接收機(jī)市場
衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)目前已經(jīng)成為一個國家的重大空間和信息化基礎(chǔ)設(shè)施，是一個國家經(jīng)濟(jì)安全、國防安全、國土安全和公共安全的重大技術(shù)支撐系統(tǒng)和基礎(chǔ)資源。按照我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)到2012年覆蓋亞太地區(qū)，到2020年將覆蓋全球，并將以“北斗加GPS”技術(shù)在全國逐步替代單一的GPS導(dǎo)航。
“雖然我國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于交通、漁業(yè)、測量勘探等行業(yè)并取得了良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益，但是接收機(jī)中95%以上使用的是美國GPS芯片，這個問題不解決，我國的導(dǎo)航芯片產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)在低產(chǎn)品附加值狀態(tài)徘徊，實(shí)現(xiàn)北斗加GPS導(dǎo)航逐漸替代美國GPS導(dǎo)航的規(guī)劃也將步履艱難。”
分析造成這一現(xiàn)象的原因，曹沖說：“一是美國GPS導(dǎo)航系統(tǒng)1994年建成并于當(dāng)年提供了全球民用服務(wù)，到2007年我國北斗導(dǎo)航系統(tǒng)才建成，在這個長達(dá)13年的時間內(nèi)，美國GPS導(dǎo)航芯片已經(jīng)占領(lǐng)了我國95%的市場。二是我國北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的研究經(jīng)費(fèi)90%用于衛(wèi)星研制和發(fā)射，只有10%用于導(dǎo)航芯片，芯片研究投入較少。三是此前我國衛(wèi)星導(dǎo)航芯片的入行門檻比較低，現(xiàn)在全國4000多家芯片生產(chǎn)企業(yè)絕大部分是中小企業(yè)，人才不足，不能進(jìn)行兼容與互操作芯片的自主研發(fā)。”
“這三個原因造成了現(xiàn)在我國衛(wèi)星導(dǎo)航芯片整體行業(yè)的成熟度只相當(dāng)于當(dāng)年電腦技術(shù)的386狀態(tài)，與美國產(chǎn)品差距很大。”芯片制造企業(yè)北京東方聯(lián)星科技有限公司董事長張峻林解釋。“如果不盡快進(jìn)行自主研發(fā)，到2020年中國人手中的導(dǎo)航接收機(jī)大部分將裝上美國芯，那時北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)預(yù)計4300億美元產(chǎn)值中的絕大部分也將被美國拿走。”曹沖說。
中國“芯”正在研制中
記者在學(xué)術(shù)年會組織的導(dǎo)航產(chǎn)品展會上了解到，研發(fā)兼容與可互操作芯片的單位，科研院所全國有幾十家，進(jìn)一步采訪發(fā)現(xiàn)，能夠真正進(jìn)行研發(fā)并擁有用戶的企業(yè)全國也不過十幾家。“但是他們研制的多模導(dǎo)航芯片，無論是兼容性還是所提供的精準(zhǔn)定位、測速、測向、授時及通信服務(wù)，都突破了GPS同類芯片的重要指標(biāo)。”中國工程院院士戚發(fā)軔解釋。
為了比較世界各國利用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的探空設(shè)備功能和性能，以實(shí)現(xiàn)國際間衛(wèi)星導(dǎo)航探空業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)共享，2010年7月至8月，國際氣象組織在廣東省陽江市舉行了一次衛(wèi)星導(dǎo)航探空比對。當(dāng)時美國、德國、法國、芬蘭、日本、瑞士、韓國、南非等12個國家采用了單一的美國GPS導(dǎo)航芯片，我國則采用了自主研制的兼容北斗和GPS系統(tǒng)的“星聯(lián)”北斗多模導(dǎo)航芯片。
中國氣象局總結(jié)比對應(yīng)用的結(jié)果顯示，北斗多模導(dǎo)航芯片滿足了現(xiàn)代氣象探究設(shè)備的各項(xiàng)指標(biāo)要求，可以為我國提供完全國產(chǎn)化的高性能兼容與互操作導(dǎo)航芯片。
衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)相當(dāng)于CPU在計算機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈中的地位，是衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈的核心。接收機(jī)中的高性能多模芯片技術(shù)則是尖端中的尖端，有了自主知識產(chǎn)權(quán)的芯片，才能提高整個系統(tǒng)設(shè)備的性能，才能對我國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的自主發(fā)展與完善起到推動作用。
由于看到了導(dǎo)航芯片產(chǎn)業(yè)未來的巨大經(jīng)濟(jì)前景，許多企業(yè)紛紛加盟到產(chǎn)業(yè)鏈中。在美國硅谷為GPS研制了7年導(dǎo)航芯片的張峻林，當(dāng)7年前我國第一顆北斗衛(wèi)星發(fā)射成功之后，回國專門研制兼容北斗與GPS的多模導(dǎo)航芯片，在承擔(dān)國家“863”項(xiàng)目之后，又相繼自主投入1億元?，F(xiàn)在，全國許多城市也將多模芯片研制作為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，上海、南京等城市由市政府牽頭組成了北斗戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，積極地尋找關(guān)鍵技術(shù)。為此，上海準(zhǔn)備投入100億元。“我們已經(jīng)規(guī)劃了產(chǎn)業(yè)基地。”南京市經(jīng)濟(jì)和信息化委員會工作人員曹海斌表示，“當(dāng)產(chǎn)業(yè)調(diào)查完成之后，南京市將出臺產(chǎn)業(yè)政策，快速啟動中國芯的研制及生產(chǎn)”。
技術(shù)上要有長遠(yuǎn)考慮
收復(fù)中國衛(wèi)星導(dǎo)航芯片失地，已經(jīng)成為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)化道路上亟待解決的關(guān)鍵問題。
曹沖進(jìn)行的調(diào)研顯示，目前衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)提供商主要來自美、中、俄、日、印以及歐盟，其中美國的政策最為成熟?？偨y(tǒng)奧巴馬的新空間政策特別著重強(qiáng)調(diào)美國GPS導(dǎo)航用戶設(shè)備制造商、應(yīng)用開發(fā)商和增值服務(wù)商平等進(jìn)入，在促進(jìn)美國技術(shù)領(lǐng)先性的前提下，以開放的市場推動競爭，并促進(jìn)將來各國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與GPS的全球兼容和互操作，以滿足日益增長的國家、國土、經(jīng)濟(jì)安全以及民用和科學(xué)與商業(yè)的需求。
現(xiàn)在，最先投入使用的美國的GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到第三代，并在芯片領(lǐng)域占領(lǐng)先機(jī)，獲得了巨大的社會和經(jīng)濟(jì)效益。
雖然目前我國各級政府和企業(yè)都看到了衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)未來50年帶動新興科技和產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展的效應(yīng)，并在積極進(jìn)行芯片研發(fā)，但是曹沖認(rèn)為，政府應(yīng)該從技術(shù)發(fā)展的角度，從10年、15年以后的市場應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展需求考慮，提前規(guī)劃。
為此，曹沖建議，結(jié)合中國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展需求，將北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)納入國家戰(zhàn)略性新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)，納入國家基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)支撐系統(tǒng)，制定統(tǒng)一的衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策和產(chǎn)品強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，并在現(xiàn)有研究經(jīng)費(fèi)總投入情況下，將芯片研究經(jīng)費(fèi)集中投入到優(yōu)秀企業(yè)，集中力量研發(fā)、生產(chǎn)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的芯片，再輻射和帶動其他中小企業(yè)，形成良好的芯片產(chǎn)業(yè)鏈。
