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GPS芯片才40nm,北斗芯片為何追求22nm?

2020-08-18 14:35 中國(guó)電子報(bào)

導(dǎo)讀:北斗系統(tǒng)并不單單應(yīng)用在導(dǎo)航定位方面。

8月3日上午,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)將會(huì)如何更好的賦能各行各業(yè),并催生出更多新型領(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)航芯片也較多,例如GPS運(yùn)用的均是40nm芯片,那么北斗芯片因何如今在先進(jìn)制成方面頻頻提升呢?

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)用方面北斗也是被給予“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)制成的要求不言而喻。

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,目前一些較為成熟且性價(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)制成上進(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),可以有效地降低電子/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)。

“導(dǎo)航芯片本身對(duì)于芯片的先進(jìn)制程要求并不高,但是對(duì)于北斗系統(tǒng)來(lái)說(shuō),他并不僅僅是一個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng),更多的希望是使其能夠賦能各行各業(yè)。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)用范圍也將會(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?!?中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)張全德的說(shuō)道。

“北斗+”是大趨勢(shì)

《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%,預(yù)計(jì)2020年總體產(chǎn)值將達(dá)2284億元。

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)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最大的挑戰(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、融合于物聯(lián)網(wǎng)芯片等,這對(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。

通訊導(dǎo)航一體化是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

北斗組網(wǎng)的完畢伴隨著5G商用元年的到來(lái),由于通訊與導(dǎo)航均用到無(wú)線電波,因此二者之間有著天然的融合性。隨著5G的大力發(fā)展,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、智慧農(nóng)業(yè)、自動(dòng)駕駛、無(wú)人駕駛、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)北斗芯片提出了更多更高的要,例如,為了能夠使北斗系統(tǒng)在高精度導(dǎo)航與通訊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30mmx40mm縮小到12mmx16mm,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,通訊領(lǐng)域也在不斷升級(jí),通訊與導(dǎo)航一體化發(fā)展趨勢(shì)將會(huì)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)北斗在通訊行業(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)算等技術(shù),未來(lái)定將會(huì)催生出更多智能化的應(yīng)用場(chǎng)景。