射频芯片产业发展工作计划

射频芯片产业发展工作计划

结合规划编制，统筹布局谋划交通运输领域新型基础设施项目，稳妥有序推进项目落地实施。落实国家重大区域战略，选择特点突出、条件成熟、创新能力强的重点地区，依托重要运输通道、枢纽等开展多层次的交通运输领域新型基础设施试点示范，形成可复制可推广的经验。运用信息化现代控制技术提升铁路全路网列车调度指挥和运输管理智能化水平。建设铁路智能检测监测设施，实现动车组、机车、车辆等载运装备和轨道、桥隧、大型客运站等关键设施服役状态在线监测、远程诊断和智能维护。建设智能供电设施，实现智能故障诊断、自愈恢复等。发展智能高速动车组，开展时速600公里级高速磁悬浮、时速400公里级高速轮轨客运列车研制和试验。提升智能建造能力，提高铁路工程建设机械化、信息化、智能化、绿色化水平，开展建筑机器人、装配式建造、智能化建造等研发应用。北斗卫星导航系统（BDS）介绍北斗卫星导航系统（BDS）是我国自行研制的全球卫星导航系统，同时也是世界上继美国GPS和俄罗斯GLONASS后第三个成熟应用的卫星导航系统。2020年6月北斗三号系统的最后一颗导航卫星发射成功，标志着整个北斗卫星导航系统已经完成全面构建并具备为全球提供导航定位服务的能力。未来，我国预计将在2035年前建成更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时（PNT）体系。北斗卫星导航系统是我国战略基础设施的组成部分，在民用领域的应用也在不断发展。北斗卫星导航系统自创建以来，已在交通运输、农林牧渔、测量测绘、资源勘探、气象测报、通信授时、电力调度、救援救灾、公共安全等领域得到非常广泛的应用，并且产生了较为显著的经济和社会效益。2020年1月，新冠肺炎疫情在武汉爆发后，北斗卫星导航系统快速投入应用，基于北斗导航系统的高精度定位设备迅速驰援，保证了武汉火神山、雷神山等建设工地的大部分放线测量工作一次完成，为两座方舱医院的顺利建造争取了大量的宝贵时间。目前，北斗卫星导航系统已在全球一百多个国家和地区投入使用，并在巴基斯坦、老挝、缅甸、泰国、印度尼西亚、科威特等一带一路沿线国家取得了较为深入的实际应用。未来，我国将继续推进北斗导航系统的更新换代，进一步完善技术和功能，积极推动北斗导航系统的产业化应用，在服务国家战略和现代化建设的同时，更走进寻常百姓的日常生活，为全球科技、经济和社会发展做出更大的贡献。第五代移动通信技术（5G）等协同应用结合5G商用部署，统筹利用物联网、车联网、光纤网等，推动交通基础设施与公共信息基础设施协调建设。逐步在高速公路和铁路重点路段、重要综合客运枢纽、港口和物流园区等实现固移结合、宽窄结合、公专结合的网络覆盖。协同建设车联网，推动重点地区、重点路段应用车用无线通信技术，支持车路协同、自动驾驶等。在重点桥梁、隧道、枢纽等应用适用可靠、经济耐久的通信技术，支撑设施远程监测、安全预警等应用。积极推动高速铁路5G技术应用。面向行业需求，结合国家卫星通信等设施部署情况和要求，研究应用具备全球宽带网络服务能力的卫星通信设施。卫星导航行业发展态势和机遇（一）国家政策为卫星导航行业发展提供了有力支持高精度卫星导航定位产业是我国当前重点发展的高新技术产业。《关于印发国家卫星导航产业中长期发展规划的通知》明确提出要进一步提升卫星导航芯片、各类卫星导航系统兼容应用等技术水平，推动核心基础产品升级，促进高性价比的导航、授时、精密测量、测姿定向等通用产品规模化生产。同时，国家发展改革委员会、科学技术部等政府部门也出台了许多相关领域的法律法规政策，推动高精度卫星导航定位产业上下游市场不断扩大和发展。（二）卫星导航行业市场规模和需求不断增长随着我国高精度卫星导航定位产业的不断发展，以及北斗卫星导航系统终端应用渗透率不断提高，2012年至2021年，我国高精度导航市场产值从23．0亿元增至151．9亿元，年复合增长率高达23．34%；根据《2022中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》，2021年，国内市场各类高精度应用终端（含测量型接收机）总销量已接近170万台/套1。同时，由于高精度卫星导航定位产业下游应用市场的不断扩大，以及与物联网、人工智能等相关行业不断融合，出现了诸如智能交通、智慧农业、智慧城市等新的行业需求形态，未来高精度卫星导航定位产业的增长前景将十分广阔。完善行业创新基础设施加强以国家重点实验室、国家技术创新中心等重要载体为引领的交通运输领域科研基地体系建设，鼓励社会投资科技基础设施，推动一批科研平台纳入国家科技创新基地建设，推进创新资源跨行业共享。鼓励在项目全生命周期协同应用建筑信息模型（BIM）技术，促进产业基础能力提升。推进交通基础设施长期性能观测网建设，试点开展长期性能观测，加强基础设施运行状态监测和运行规律分析，支撑一流设施建设与维护。建立健全推动交通运输领域新型基础设施建设的实施机制。部将加大指导支持力度，协调解决重大问题。省级交通运输主管部门要落实属地责任，加强组织协调和督促指导，明确实施路径、阶段目标，建立协同推进机制和政策体系，充分调动企业和社会积极性，确保顺利实施。北斗系统和遥感卫星行业应用提升交通运输行业北斗系统高精度导航与位置服务能力，推动卫星定位增强基准站资源共建共享，提供高精度、高可靠的服务。推动在特长隧道及干线航道的信号盲区布设北斗系统信号增强站，率先在长江航运实现北斗系统信号高质量全覆盖。建设行业北斗系统高精度地理信息地图，整合行业北斗系统时空数据，为综合交通规划、决策、服务等提供基础支撑。推进北斗系统短报文特色功能在船舶监管、应急通信等领域应用。探索推动北斗系统与车路协同、ETC等技术融合应用，研究北斗自由流收费技术。鼓励在道路运输及运输服务新业态、航运等领域拓展应用。推动北斗系统在航标遥测遥控终端等领域应用。推进铁路行业北斗系统综合应用示范，搭建铁路基础设施全资产、全数据信息化平台，建设铁路北斗系统地基增强网，推动在工程测量、智慧工地等领域应用。推动高分辨率对地观测系统在基础设施建设、运行维护等领域应用。中国高精度导航市场产值根据定位误差的大小，卫星导航系统的精度可以大致分为普通精度和高精度两类。普通精度卫星导航的定位误差通常在1至10米以上区间内，高精度卫星导航的定位误差则通常在1米以下。普通精度卫星导航已经可以满足普通消费者的一般使用需求，具体应用包括简单的车辆和船舶导航、生态监控等领域；而对于需要实时精确定位的应用需求，则必须采用高精度卫星导航，具体应用领域包括精准测绘、自动驾驶、移动测量、精确制导、地质灾害监测等领域。2012年至2021年，在全国卫星导航系统产业蓬勃发展的大背景下，我国高精度卫星导航定位市场整体也保持了快速增长，产值从23．0亿元增长至151．9亿元，年复合增长率达23．34%。高精度GNSS芯片发展面临的困难前期研发大，且前期失败率较高，对应的收益率较小。芯片研发的前期费用也是芯片发展的一大难关，如GNSS芯片的流片，仅开一次光罩便要花费600-800万元不等，而一次性流片成功的往往不多。这一关键因素也直接导致了资金充足的大企业更易在芯片研发上取得突出成果，中小企业则无力支撑。同时，如此大手笔的开支，如果没有海量的市场需求作为支撑，芯片企业很难持续经营下去。目前我国北斗导航系统偏重于卫星的研制和发射，占北斗研究总经费的90%，只有不到10%用于导航芯片的开发研究。从产业链市场规模来看，芯片在整个产业链的产值占比10%不到，投入大，收益小，也制约着企业的研发热情。从人才储备角度，GNSS芯片产业是典型的技术密集型产业，对从业人员的专业性有较高要求。要制造好产品的关键在于技术创新，而技术创新的关键在于高素质人才。高精度卫星导航定位实现的关键技术在于高精度北斗/GNSS芯片的设计以及RTK高精度定位算法的解算能力，因此对芯片设计和算法工程师的学历、专业、经验要求较高。同时，由于知识和经验难以在较短时间内积累，并且出于保密的需要，行业内的企业通常尽可能选择自主培养来满足人才需求。但随着高精度卫星导航定位产业的快速发展，业内不少企业的规模在不断扩大，对人才的需求不断上升，内部人才培养已无法满足企业发展的现有需求，进而加剧了市场上的人才争夺，导致整个行业高端人力资源储备严重不足。从制作工艺角度看，芯片的制程越低，基于芯片生产的高精度GNSS终端的功耗和体积优势越明显，但其制造难度与成本也越高。而且制造先进制程的芯片需要包括光刻机在内的诸多高端设备，其核心技术目前仍主要掌握在西方发达国家手中。近年来，随着中美贸易摩擦不断加剧，双方在高科技领域的竞争也趋于白热化，未来如果以美国为首的西方国家限制此类光刻设备出口并禁止芯片代工厂商为中国企业提供服务，而中国企业又迟迟没能开发出具备制造先进制程芯片能力的光刻机等高端设备，将会对国内高精度卫星导航定位产业造成不利影响。卫星导航行业发展情况和未来发展方向（一）卫星导航行业多模，多频，多通道技术得到广泛应用GNSS导航及定位的应用逐渐走向高精度与高稳定度的应用，并且为了避免对单一系统的依赖，GNSS芯片企业陆续投入双模或多模的芯片及模块的开发。多模多频技术的定位模块，可以同时支持L1和L5频段和多个卫星系统的模块，相比单频多模定位模块，可选择性更大，更加灵活。如北斗/GPS双模芯片可混合接收北斗、GPS信号，统一进行混合计算，共同参与定位。通常单GPS系统可搜星8-10颗，而北斗双模系统的模块可搜星数量平均可以达到15颗以上，这也意味着系统的可靠度、定位精度，以及用户的使用体验都要优于单GPS系统。北斗双模系统不仅在性能方面完全优于单GPS系统，在价格方面也可做到与单GPS相近的价格。（二）卫星导航行业射频基带一体化（SoC）芯片成为未来发展方向SoC芯片（SystemonChip）直译是芯片级系统，通常简称片上系统。SoC芯片在硬件方面集成度更高，解决了模拟信号与数字信号的干扰难题，增加了更多的电源管理功能集成，实现了低功耗、低成本。射频基带一体化（SoC）芯片通用引擎捕获跟踪，可实现芯片资源复用，不同卫星系统的捕获、跟踪可由通用硬件引擎并行完成，极大节省芯片资源，降低设计和生产成本。射频基带一体化芯片超低功耗技术则是通过动态调整工作状态进行部分休眠，满足用户超低功耗需求，使射频基带一体化芯片可以面向便携应用、大众消费类应用。射频基带一体化芯片利用高灵敏度基带技术，通过提高接收机的捕获、跟踪灵敏度，使其在城市峡谷、树荫等复杂的应用场景下，保持有效、可靠的定位。（三）卫星导航行业精密单点定位（PrecisePointPositioning，PPP）技术得到广泛应用精密单点定位（PPP）技术是指利用地球同步轨道（GEO）卫星播发的精密卫星轨道和钟差等数据产品，对各种误差项进行改正后，通过单台接收机的非差观测数据进行单点定位，获取高精度的定位结果。PPP-B2b是北斗全球系统首次对外发布的高精度信号，由三颗北斗高轨道卫星播发，为用户提供公开、免费的高精度服务。近年来出现的精密单点定位技术，利用精密卫星轨道和精密卫星钟差改正，以及单台卫星接收机的非差分载波相位观测数据进行单点定位，可以获得厘米级的精度，因而在卫星导航业界得到了广泛关注和重视。PPP的主要优势体现在两个方面：一是使得用户端系统更加简化；二是在定位精度上保持全球一致性。基于PPP-B2b服务的精密单点定位技术可以在一些RTK服务无法覆盖或覆盖不稳定的环境和场景中替代用户提供高精度服务，解决戈壁、矿山、海上等区域连续运行（卫星定位服务）基准站服务无法覆盖且基站架设困难等问题。高精度卫星导航定位产业链概况按照企业在产业链中的位置，高精度卫星导航用户段产业可以细分为上游、中游和下游三部分。上游主要是指包括高精度北斗/GNSS芯片、板卡/模块、软件、天线等在内的基础器件；中游主要是指诸如高精度GNSS接收机在内的各类数据采集设备产品以及各类高精度GNSS系统集成服务；下游主要是基于各种技术和产品的应用及运营服务环节。高精度卫星导航定位产业的上游供应商主要提供高精度GNSS芯片、板卡/模块以及研制核心算法、软件等产品。高精度GNSS芯片、板卡/模块是技术含量较高的环节，需要长时间的技术积累与巨大的资金投入，随着国内企业在核心技术上的突破，芯片、板卡/模块市场主要由国外巨头垄断的局面已经有所改观，目前国内外高精度GNSS芯片、板卡/模块主要厂商包括司南导航、和芯星通、天宝（Trimble）、诺瓦泰（NovAtel）等。高精度卫星导航应用主要通过终端产品或软硬件集成的系统解决方案加以实现。终端产品