北斗卫星导航系统全“芯”升级 向国产化迈进
- 2020/12/23 16:37:36 49119
- 来源：仪表网
【仪表网 仪表深度】今年7月，由我国自主建设、独立运行的北斗卫星导航系统全面建成并向开通使用。作为国家重要的空间信息基础设施，北斗系统对国家的国防、经济、科技等各个层面发展都具有基础性支撑作用。在12月22日举办的北斗应用领域相关论坛上，与会专家认为，未来除了我们常见的导航应用外，北斗的应用将渗透到社会生活各领域，并发挥其巨大作用。
“北斗芯”都是“中国芯”
在前面两代北斗系统中使用的芯片确实是美国进口的。根据相关的数据提供，在我国多模导航型中所使用的芯片，研发的公司都是芯星通科技有限公司、泰斗微电子科技有限公司、杭州中科微电子有限公司、西安航天华迅科技有限公司、武汉梦芯科技有限公司。而且在多模导航型射频芯片中，以及射频基带一体化集成芯片中，所使用的芯片全部都是国产的芯片公司，全程都没有使用国外进口的芯片。
当然，对于国产芯片很多人随之也会有其他的担心，比如认为国内的芯片始终是没有进口的优秀，这样的担心并不多余。中国《国家卫星导航产业中长期发展规划》指出，突破核心关键技术，是重点发展方向和主要任务之一。而核心技术的突破中，芯片又是重中之重。其实芯片的发展早已成为中国行业厂家努力的共同方向，中国导航定位协会咨询中心主任曹冲也曾表示，北斗芯片类型不在多，而在于精，在于水平高；芯片公司实际上也不在多，而在于强。
经过多年发展，北斗已形成完整产业链，基础产品实现自主可控，国产北斗芯片、模块等关键技术全面突破，性能指标与同类产品相当。多款北斗芯片实现规模化应用，工艺水平达到22纳米。大家关注的“北斗芯”，都称得上是“中国芯”。目前北斗芯片跟国外基本水平是同一量级，今后功耗会更低，精度会更高。
芯片检测仪保障国产芯片的质量
国产芯片的质量突飞猛进，其中也离不开芯片检测仪的功劳。芯片检测仪涉及生物芯片检测技术和体外临床检测技术领域，主要用于对化学发光和其他自发光形式的生物芯片反应结果进行检测和分析。芯片检测仪包括蛋白芯片技术、基因芯片技术在内的生物芯片技术在科研、医药卫生、法医鉴定、环境监测等领域得到越来越广泛的应用。目前芯片检测仪大多采用荧光信号，由于荧光需要激发光，杂散光的存在限制了荧光法的灵敏度。时间分辨荧光法虽然克服了杂散光对灵敏度的影响，但是在固相生物芯片上实现起来相当困难。
芯片检测仪由测试主机、测试工业温度扩展机、测试功能扩展板、芯片封装适配器以及相关的配件组成。主要用途是测试器件的输入电阻、工作电流、工作电压、器件功能、性能测试。对芯片等级进行筛选，验证芯片的生产信息以及对器件编程校验等。后输出完整的芯片测试报告。
芯片检测仪可测试各种逻辑器件、处理器芯片、可编程逻辑器件、存储器芯片、各种总线接口电路、数字电位器、电源管理芯片等。对芯片质量进行分析与可靠性测试，以及老化、筛选试验，很多科研院所以及企业的产品应用领域都有着特殊的要求，为了确保这种要求，往往对于产品所用到的器件进行各种严格的筛选，如高低温测试、老化测试以及超参数性能验证，这些利用芯片测试仪可有效而且快速的完成。
芯片测试仪还配备了测试夹具，可以针对不同情况的芯片开发新的芯片测试程序，帮助客户检测各种不同种类、作用的芯片。利用工程师多年的研发经验，快速的帮客户开发针对芯片各项参数的测试程序。对于使用大批量芯片的客户，为了确保测试效率，芯片测试仪可以为其提供各种自动的测试方案，如增加机械手，自动抓取芯片。
全“芯”升级 国产化加速
芯片工艺优良与否，决定了芯片体积和功耗的大小。从长远角度来看，体积更小、功耗更低、工艺更成熟是芯片发展的行业趋势。随着上海北伽推出了应用于手机导航的40纳米的小体积芯片，“体积小、更小，功耗低、更低”或将成为新一代芯片发展的趋势。但是，也有业内人士指出，工艺水平的提高取决于流片厂家的工艺成熟度和流片费用的承受能力，归根到底是北斗芯片厂家如何把握性价比和合理满足用户需求的问题。
据介绍，芯片技术的缺失一度严重制约了北斗产业化进程。据统计，目前中国国内大大小小的芯片厂商有4000多家，但高精度芯片的发展进程却比较缓慢。
而造成这种状况的原因有三个：其一，中国国内从事高精度卫星导航的厂家为数不多；其二，芯片研制投入大，风险大，但回报效益并不明显，高精度市场容量有限，一次流片生产的十几万到几十万片芯片，不足以被年使用量在10万片的市场所消耗；其三，中国尚处于北斗系统的建设初期，系统本身和卫星导航厂家所遇到的种种问题并不能固化。
一般说来，业内对于芯片的理解，基于用户需求的不同，分为应用于测绘、形变监测等高精度领域的“高精度芯片”，以及应用于车载、手机等导航领域的“导航芯片”。对用户而言，高精度芯片追求的是多频、高精度，而导航芯片追求的是低功耗、小体积。目前，中国从事北斗芯片研制的企业较多，高精度领域有司南导航、和芯星通等企业，导航领域有和芯星通、东莞泰斗、中科微电子、上海北伽、西安华讯、东方联星等。
随着北斗系统的不断发展与稳定、北斗芯片销量的扩大、大众应用市场的需求更新，以低功耗、小体积的芯片替代以往的部件将成为核心趋势。全“芯”升级的新一代高精度基带芯片，将可保证板卡、接收机等产品性能的一致性、缩短使用过程的启动时间、降低成本，从而更加适应新的市场需求。
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