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中国卫星导航产业分析报告 李国凯 上海集成电路技术与产业促进中心 分析员 一、 卫星导航简介卫星导航定位（gnss）技术指利用全球卫星导航定位系统所提供的位置、速度及时间信息对各种目标进行定位、导航及监管的一项新兴技术。与传统的导航定位技术相比，由于卫星导航定位技术具有全时空、全天候、连续实时地提供导航、定位和定时的特点，已成为人类活动中普遍采用的导航定位技术。目前世界上的gnss系统有美国的gps系统、俄罗斯的glonass（格洛纳斯）系统、欧洲的galieo（伽利略）系统和我国的北斗卫星导航定位系统。其中gps的应用最为广泛，占到全球应用的95%以上。鉴于民用需求的巨大与旺盛，为了摆脱对美国gps系统的依赖，打破美国对全球卫星导航产业的垄断，欧盟在2002年提出建设galileo系统，俄罗斯则在2010年全面恢复glonass系统，我国在2006年对外公布建设我国新一代北斗卫星导航定位系统，卫星导航定位产业步入了一个多系统并存、多技术融合的发展新阶段。二、 我国卫星导航产业概况。2011年12月2日， 北斗二号第十颗导航卫星顺利送入太空标志着我国卫星技术和导航技术的重大进步。但我国长期以来“重视天上，忽视地下”，导航应用产业比较落后。 “从产业化角度看，我们与先进国家还有很大差距。特别是在核心部件和品牌产品方面，我们几乎是空白，清一色都是国外产品。在卫星定位技术上也 都是跟在国外后面走，具有自主知识产权、创新技术的很少。卫星导航产品国产化占有率很低。”中国全球定位系统技术应用协会杨东凯说。北斗卫星导航系统总设计师孙家栋说：“现在，gps在我国的占有率达到了95左右，而北斗卫星导航系统的主要用户还是一些相关的国家机关和大型企业。在未来，随着北斗系统的发展，其用户的范围也将越来越广，将拓展到国家的电力、金融、通讯等各个领域，与普通百姓的生活将密切相关。”从另一个角度来看，这说明我国卫星导航市场有很大的潜力。根据全球导航定位协会的估测，中国卫星导航市场目前的市场规模在1000亿元左右，2015年卫星导航产业总产值将达到2500亿元。而中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其介绍，据保守估计，到2015年，中国国内卫星导航产业的市场规模将达1500亿元人民币，2020年达到4000亿元人民币，届时全球的这一市场规模大概是4000亿到5000亿美元。在需要进行创新取得自主知识产权的应用技术中，导航芯片占据了非常重要的位置。目前在整个产业链中，由硬件供应商、地图供应商、通信运营商组成上游产业，由方案提供商进行整合成产品及品牌。下游的消费市场有：汽车及车载导航市场、手持类导航市场、手机及lbs市场、专业应用市场等。作为消费gps产业链的上游芯片主要集中在国外企业手中，包括sirf（世界最大技术最先进的导航芯片供应商）、u-blox、u-nav，中国台湾企业大部分提供模组，如丽台、长天与鼎天等，而在下游终端设备方面，则比较分散。此外，在独立的导航地图软件提供商方面，对于全球而言，主要包括navteq（nokia并购）、teleatlas（tomtom并购）等导航地图公司，而对于导航软件而言，则包括route 66、gate5 ag（诺基亚并购）、导世通等。从中国gps装载的导航地图情况来看，导航软件及地图提供商主要以高德、四维图新、凯立德、道道通等为主。可以看到，芯片供应商处于整个产业的源头，也是产业发展的动力，更是市场发展的直接受益者。卫星定位关键芯片中，有射频芯片、基带芯片、数据处理芯片等主要组成部分。目前一些技术领先的芯片供应商将众多部分整合城两个甚至一个芯片的soc。这也是未来的发展趋势。三、导航芯片的竞争力要素 卫星导航产业的芯片供应商及其芯片是否具有竞争力有很多影响因素，除去公司本身经济实力、资本结构、管理架构的影响之外，主要有以下几点因素：1）下游产品的市场情况目前，导航产品的最终消费市场有汽车及车载导航市场、手持类导航市场、手机及lbs市场、专业应用市场等。这些市场都在不断的膨胀中，但他们也具有不同的特点。a. 汽车及车载导航市场gps车载系统的市场可分为前装和后装两种方式。前装系统是在车辆出厂前就组装在车辆上的配套产品之中。后装系统则是在车辆使用过程中安装到车辆上的。 日本是目前全球汽车导航系统普及率与市场值最高的国家。2000年日本的汽车导航系统销售值就已达到670万美元，占全球市场的77.9，而欧洲与北美分别占13.9与6.9。2008年后，随着汽车导航系统的日渐普及，欧洲与北美的市场成长至1210万美元与990万美元，各占市场比例的27与22.5，而日本市场则因为普及率高使成长率逐渐趋缓。截至到2009年底，中国车载导航设备的普及率不到5%。可以说目前我国车载系统尚处于市场培育阶段，如将导航终端作为标配汽车厂商要冒很大的风险，所以众多厂商选择了后装市场。随着芯片技术的发展，手机、pda等产品融合gps功能的成本不断降低，使得导航的市场受到智能手机、pda产品等具有相关功能的电子产品的影响，势必还是会被瓜分掉部分汽车导航的市场。所以多功能发展成为了车载导航市场的主流发展方向。调查显示许多车主认为目前的车载导航功能过于单一，不能满足自己需求，并表示期待着厂商推出功能更加强大和更加丰富的产品，所以设计出多功能合一的产品，为用户提供了更多的便利，带来了更多的享受，必定会获得消费者的青睐。b. 手持类导航（pnd）市场 中国pnd 市场自2005 年起形成规模， 2006、2007年市场规模陡增，销量同比增长都在100%以上；2008 年后增长开始明显放缓， 2009年，pnd销量为154.9万台，同比增长25.1%。然而，世界范围内看，由于来自智能手机和车载嵌入系统等其它导航平台的竞争加剧，导致价格急剧下降，2009 年全球pnd系统营业收入比2008年下降23%在gps导航市场里，占主导地位的是前景无比广阔的车载导航（即是与车载dvd配套的外置导航或内置导航板），另一个就是pnd（个人手持便携式导航）。虽然它们同属gps导航范畴，但是设计上有差异，生产方式上有差异，销售渠道上有差异。车载导航走的是专有渠道，利润相对较高，且对系统的稳定要求更高，故厂家更看重的是系统的稳定性，收星效果及显示效果，然后才是成本之争。而pnd 走的消费类渠道，竞争激烈，量非常大，故成本尤其敏感，竞争的矛头直指生产成本，部分厂家为了成本甚至牺牲性能和系统的稳定性，容忍了不低的退货率。来自enfordesk公司的数据显示，在不计算山寨机的情况下，新科在2009年中国pnd市场排名第一，占20.9%，城际通和mio 分列二、三位，市场占有率分别为8.4%和8.3%。以安装有正版导航地图的pnd销量为统计口径的pnd 市场中，前十名的市场占有率接近70%。pnd市场主流品牌中，城际高科、garmin、mio 是专注于导航产品的硬件品牌，其他品牌大多原本从事家电及数码电子产品生产，大多企业在运营自有pnd品牌之前，均为国际品牌提供过代工服务。2008年开始，中国pnd 市场山寨机急剧增加。到2009年，包括山寨在内中国pnd市场品牌数量接近300，多数为低端市场的山寨机产品。山寨机占全年pnd市场销售量的32.2%。pnd厂商想要在竞争中取得优势需要注意pnd在服务方面发展趋势：l 增值服务的移动互联化：通过gprs 可以接收实时路况信息，以及在此基础上的智能导航、在线服务将会成为厂商利润的新的增长点。在未来，在线服务可以包括周边搜索、动态信息和深度信息的获取，基于位置的移动广告也可能成为未来pnd 厂商的盈利模式之一。至于目前在线服务的内容、形式不够丰富的现象，则可以通过与互联网公司的合作来解决，互联网公司拥有的巨大信息资源和运营经验，这也使他们有信心进入pnd 行业。比如2009年10月，谷歌发布的新款导航应用软件就说明了问题，虽然是针对手机，但足以体现谷歌对导航领域的兴趣。l 增值服务的娱乐：gps+移动电视+mp5，这种类型的pnd 技术在韩国已经十分成熟。在中国，娱乐型pnd 还算是一个刚刚崛起的新产品，除了导航功能外，增加了自奥运以来非常流行的cmmb和mp5功能将pnd的娱乐功能推上一个新的水准。但目前，mp5只是看看下载的内容，cmmb 也只能转播固有的电视节目，娱乐的内容与形式还很单一，更谈不上对使用者的娱乐环境作出考虑。相信未来的pnd 增值服务会在娱乐功能的内容与形式上继续创新，比如专有的cmmb 电视内容、基于cmmb 开发的其它娱乐形式，或者专门针对pnd的游戏运营平台等。c. 智能手机市场基于智能手机和lbs的导航应用服务是行业未来发展的方向。他们将会逐渐挤占pnd的现有市场，进行激烈的竞争。在卫星导航领域，设备集成这一自然的发展趋势和用户对基于位置服务(lbs)需求的不断扩大使得智能手机制造商的重要性不断增强。正如摩尔定律所言，设备在性能不断增强的同时，可以预见其价格将会不断降低，体积将会越来越小。在消费电子产品领域里，一直存在着设备集成的趋势。 设备集成持续存在，使得曾经的一个独立产品可能会逐渐演变成设备中的一个功能。考虑到这一趋势，gps与3g智能手机的集成将是大势所趋，而且将会很快实现，原本仅用于pnd的tbt导航应用程序将会集成于智能手机中。在这个日益关联的世界里，智能手机进入卫星导航领域的趋势不可避免，而且还将进一步受到用户对lbs不断增长的需求所驱动。当然，智能手机在这一领域最终能否成功还是一个未知数。至少在目前，pnd仍然有其不可替代的作用。目前，全球共有1.75亿套tbt导航系统，其中包括3550万套厂家内置或配件市场安装的导航系统，超过1亿套的个人导航设备，近400万套具有导航功能的移动手机。由于手机导航服务的应用以及低成本嵌入式导航系统的普及，pnd设备正面临着日益激烈的市场竞争。pnd供应商再也不能忽视移动导航了。garmin公司和tomtom公司（世界最大的两家pnd产品厂商）的最新财报都清楚地表明：在发达地区pnd市场需求正在趋于饱和，甚至在欧洲等地区出现了下滑；而在亚太地区和其它发展中国家仍然可以预见其市场需求将会增长，不过这还要看移动导航的发展状况。berginsight公司预测，2011年前后pnd在欧洲和北美的销售量都将达到峰值，每个市场大约都可达到每年2000万台的出货量，市场销量随后将呈现下滑趋势。然而，基于手机的导航服务可能会带来一场特殊的市场竞争。在过去，由于pnd具有较大的触摸屏和最佳的专业用户接口，因而能够为用户提供比手机导航服务更好的体验效果。然而，新型手机的出现已经极大地弥补了这一差距，例如具有大屏幕和最优触摸操控用户界面的智能手机。手机用户接口、软件集成和硬件性能的迅速发展将有助于提升手机在未来发展中的竞争力。低成本智能手机的出现将会成为现实，这也为大众市场中手机应用程序的普及奠定了基础。制造商间日益激烈的市场竞争同样会导致手机导航服务的价格不断降低。 更为重要的是手机导航服务非常适于作为其它解决方案的补充，对那些偶尔使用导航服务的用户，或者那些主要用于非车内导航的用户而言尤是如此。出行导航功能正在逐步推广，包括改善的地图数据和多模式导航功能。它考虑了所有可行的出行方式(包括火车、公交车和步行)，可为用户提供多种线路规划。同时，手机还适用于其它类型的定位应用程序。d. 专业应用市场专业应用市场主要涉足航空、航海、测绘、gis采集、精密机械控制、精细农业等。全球专业应用市场在2009年市场规模达到163亿美元，占整个卫星导航定位市场的24.7%。其中，测绘勘探领域产值约为52亿美元，占32，gis应用为24亿美元，占24，系统工程为87亿美元，占54。中国专业应用市场在2009年市场规模达到100亿元人民币，保持了22以上的增长水平，高于全球增长水平。国内市场的销售量上，国产品牌已经占有绝对领先地位，占据80的销售台数，而进口品牌已经从2004年约八成市场份额下降到现在两成市场份额。但由于国外品牌多年沉淀下来的品牌价值以及在可靠性方面比国产品牌更具优势，其价格居高不下，还以较低的销售量获得与国产品牌同等的销售金额。主要包括测绘仪器市场、gis地理信息市场、系统工程市场、水声探测市场等。l 测绘仪器市场n 常规测绘仪器主要包括测绘仪器附件、反射棱镜、水准仪、电子经纬仪和全站仪这五大项，其中中国的产品在全球市场占有绝对优势，已完成了出口的国产化。而gnss产品的出现则是测绘仪器产品上的一大突破，并从技术、产品精度、数字化、功能应用以及数据处理等各个方面全面超越常规测绘仪器。与此同时，gnss产品的销售比重也在逐年提升。全球范围内，对比2004年和2009年的市场销售比重来看，gnss在2004年的销售量比重和销售额比重分别为1.7%和23.8%，而到了2009年，销量比重和销售额比重分别达到了4.2%和40.0%。n 中国测绘仪器市场范围内，对比2004年和2009年的市场销售比重来看，gnss在2004年的销售量比重和销售额比重分别为1.6%和20.7%，而到了2009年，销量比重和销售额比重分别达到了5.2%和38.9%，gnss产品的销售比重也明显低于同期的全球水平，显然，中国市场与全球应用水平相比，不仅仅有着很大的市场提升空间，而且相对于全行业的应用水平以及高速增长的中国市场而言，gnss产品也具有巨大的市场发展潜力。n 国内测绘领域总规模将随着经济规模的增长、基础设施的建设、城市化进程的推进，还将继续保持增长势头，而高精度测量型产品的市场规模还将继续保持较好增长，预计2014年，中国高精度测量型产品市场规模将达31亿。l gis（地理信息系统）地理信息市场n 就gis数据采集器而言，通常以精度为尺度，即亚米级、03米级、5米及以上级分为高中低端三个档次；以应用领域为尺度，划分为专业级和民用级两个级别。而在中国国内gis数据采集器市场中，各个厂商也存在着较大的差别，其中最为典型的就是中海达和合众思壮，中海达是以中高端产品应用于专业领域，合众思壮以中低端部分应用于专业领域合部分应用于民用领域，由于市场空间巨大，两者都在对尚未具备优势领域进行相互的渗透。n gis数据采集器成为继传统专业测量型gps产品后的重要新兴市场。gis数据采集器也依托其便携移动和专业测量的双重特点，广泛渗透到各个行业应用市场，但市场应用还处于启动的初期阶段。专业测绘产品品质与符合专业用户和消费用户需求的gis数据采集器将在价格驱动、技术驱动和产品驱动下呈现爆发性地增长，未来市场潜力无限。n 2009中国gis数据采集器销售额达到2亿元，预计到2014年中国gis数据采集器市场规模将超过10亿元。l 系统工程市场n gnss以通用、精确、全天候、实时、多功能和使用方便的特性，迅速在各行各业得到广泛应用，主要在变形监控、精密机械控制、港口自动化、海上施工定位、飞机进近及船舶靠泊、精细农业、气象服务等领域。未来其增长将随着技术的成熟而呈现快速增长态势，每年增长将在30以上，2009年的市场规模为，4.2亿元人民币。预计到2015年，该市场规模达20亿以上。l 水声探测市场中国市场潜在需求极大，但目前市场规模较小，在全球范围所占比重极小，原因在于高端水声探测市场国产化产品的缺失。国家在海洋开发方面相对较慢，国外水声设备价格过高，国内有极少数企业有能力购买。中国水声探测市场以行业应用为基础，主要用于测量和勘探，技术暂时落后，由于领域太过专业，市场参与者少，市场应用的渗透率还比较低，专业市场还没有拓展开。应用于测绘应用、勘探应用、工程应用、航海应用、防灾应用等领域。随着国内水声探测设备技术的掌握，应用领域的渗透，2010年我国水声探测设备市场规模达到3.86亿元，2014年将接近13个亿，未来五年年均增长率将超过30%。2）产品的功能技术是否符合行业发展趋势a. 北斗卫星系统成为未来国家重视的应用发展方向。中国北斗卫星导航系统，是继美国的gps、俄罗斯的格洛纳斯、欧洲的伽利略之后，全球通用的第四大卫星导航系统。 现在，gps在我国的占有率达到了95左右，而北斗卫星导航系统的主要用户还是一些相关的国家机关和大型企业。在未来，随着北斗系统的发展，其用户的范围也将越来越广，将拓展到国家的电力、金融、通讯等各个领域，与普通百姓的生活将密切相关。而10年后，北斗卫星导航系统将是一个由30余颗卫星、地面段和各类用户终端构成的大型航天系统，其建设应用将实现我国航天从单星研制向组批生产、从保单星向保组网成功、从以卫星为核心向以系统为核心、从面向行业用户向面向大众用户的历史性转型。由于是后进入市场者，北斗导航系统有着一定的技术优势。北斗卫星导航系统将提供高质量的卫星导航服务，包括开放和授权两种服务类型。开放服务将面向大众免费提供高可靠性的定位、测速和授时服务，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒；授权服务则面向专业用户提供更高精度的定位、测速、授时、短报文通信、差分服务以及系统完好性信息服务。北斗导航终端与gps、欧洲的“伽利略”、俄罗斯的“格洛纳斯”相比，最有特色的是它的短信功能，每条能发送120个汉字在第二届中国卫星导航学术年会上，中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其表示，一旦相关技术成熟应用，中国卫星导航产业将进入井喷期，预计 2020年中国卫星导航产业年产值将达4000亿元人民币。“卫星导航已列入国家七大战略性新产业的一部分，卫星导航应用产业正面临千载难逢的好机遇。”中国经济处于重构时期，从长远来看，还是技术和国家实力在决定太空中的话语权。北斗体系的后发优势可以使它超越一些gps经历的阶段，但这还需要更多的成长时间。b兼容多种卫星体系是产业趋势西安华讯微电子有限公司董事长周文益表示，国外的系统在涉及国家安全因素时都是不可靠的，兼容是一大趋势。而兼容其他卫星体系，第一需要从卫星的频点和数据码开始，做到可以互操作；第二就是从接收机的角度出发，从天线、射频芯片、基带芯片的设计都要做到兼容。比如，射频芯片如果要兼容gps和北斗二代，在一个芯片中，就需要几个通道并行接收；而基带芯片要做到兼容其工作量更大，从设计架构、算法、cpu选择、联合解算等都要改变。北京广嘉创业电子技术有限公司销售经理陈槐表示，在进行双模式多模设计时，还要解决频点相互干扰的问题，这一问题可通过分腔屏蔽和增加滤波器来解决。目前中国已明确了在对于涉及国家经济、公共安全的重要行业领域，必须逐步过渡到采用北斗卫星导航兼容其他卫星导航系统的服务体制。北京北斗星通导航技术股份有限公司董事、海南北斗星通信息服务有限公司董事长赵耀升在接受中国电子报记者专访时表示，这是出于政治、安全的因素，因多系统的保障能力更强。在兼容其他卫星导航系统时，技术上不存在太大的问题，主要是进行 gps和北斗基带芯片、射频芯片的集成，通过芯片化将复杂的器件和软件集成，国内不少企业和研究院所已在开展此方面的研究和开发。但目前北斗卫星组网还没有完成，系统体制还没有发展起来，只有到北斗卫星组网成功，应用发展起来了，实现广泛的兼容性才具现实性。c大屏幕、多功能的整合产品给消费电子用户带来更好体验效果在所有电子产品，包括gnss行业，都有两个发展方向，一是专业化的方向，二是整合更多功能的方向。而消费电子领域（对于gnss行业指的是个人用户非专业用户）无疑整合更多功能、更方便的产品更受欢迎。一个电子邮件客户端和一部手机的组合就诞生了黑莓手机，再在其中添加一个数字音乐播放器和一个相机就成了iphone手机。因此，功能的集合，和更好的体验效果，是以个人为消费群体的消费电子的发展方向。用户将会选择那些足以让用户清晰地浏览地图和可视化指令的大屏导航设备，同时用户还可以享受到连续的导航体验。无论哪种设备，只要能为用户提供最佳的体验效果就会赢得市场。值得注意的是，导航现在已经成为智能手机不可或缺的一部分了。我们发现越来越多的原始设备制造商希望在设备中捆绑导航功能，mapmyindia公司就为行业中最好的一些智能手机提供了该服务，motorolamilestone和micromaxw900就是其中的两个例子。我们发现pnd和平板市场仍呈现着快速增长的势头，同时汽车制造商也非常愿意将这种价值提供给用户。因此，将gnss和更多的其它功能整合成一体，并给用户更好的体验的产品会更加有竞争力。3）产品成本是否有竞争力价格竞争成为消费类应用市场的重要驱动力量之一。2009年开始，降价几乎涉及全部品牌的全系列产品，甚至山寨机，这种局面主要由三方面原因导致：其一，上游厂商产能不断提高，不断下调零配件价格，导致产品制造成本逐步降低；其二，品牌数量大幅增加，市场竞争激烈；其三，本土厂商为了提高市场份额，大量推出新品，旧品因为新品的进入价格一压再压；其四，山寨机批量入侵市场，低端市场备受侵害。基于以上原因，价格竞争愈演愈烈，厂商迫于市场压力纷纷跟进，造成各级别终端产品价格持续下滑。而在高精度专业领域，性能、可靠性、品牌重要性更加突出。4）是否获得政府支持中国非常重视北斗卫星导航应用推广工作，各级政府积极支持，主管部门陆续制定出台多项扶持政策和市场培育措施，一批应用示范项目带动并加速了北斗应用和产业化进程。系统已成功应用于水利水电、海洋渔业、交通运输、气象测报、国土测绘、减灾救灾和公共安全等领域，产生了显著的经济效益和社会效益。卫星导航已作为新兴产业列入空间海洋发展“十二五”规划中，目前初稿已经拟定，工信部、科技部、财政部等多个部门参与了该规划的制订，中国北斗卫星导航系统将按照“三步走”总体规划进行实施。其中，包括芯片技术在内的高端制造业是卫星导航产业最重要的发展领域之一。交通运输部和解放军总装备部2011年10月24日联合召开了中国第二代卫星导航重大专项应用示范工程启动会。交通运输部副部长冯正霖说，目前，北斗卫星导航系统建设已经取得重大进展，今年年底前将形成覆盖亚太地区的全面服务能力，北斗双模终端也已经具备应用推广和产业化的基础，将率先应用于交通运输重点营运车辆监控管理，示范工程拟在交通运输部和天津、河北、江苏、安徽、山东、湖南、宁夏、陕西、贵州9省区市交通运输厅（局）开展。而这只是北斗导航系统受到国家重视的很小一方面。建设自主卫星导航系统是国家战略，每一个行业、单位和公民都应该大力支持、积极应用北斗导航系统。在本行业里，如果拥有关键技术，参与国家相关项目或者受到相关部门、地方政府的支持，会有非常大的竞争优势。四、 近期具有代表性的导航芯片案例1）世界领先的导航芯片供应商，美国sirf(瑟夫)公司2011年10月推出了一款名为sirf prima的导航芯片。支持的功能：精细的三维照片质量导航显示(复杂三维渲染)、高端的多媒体功能(rmvb播放及高清播放及录制)、无线上网功能、低功耗、高集成度单芯片以及galileo(伽利略)接收能力的