中國工程師最喜歡的10大北斗芯片

北斗芯片

北斗芯片主要用來接收和解算北斗衛星的信號頻率，北斗信號包含B1、B2和B3三個頻段，北三在三個頻段公開B1I、B1C、B2a、B2b和B3I五個公開服務信號。導航芯片通常由射頻(包括天線、低噪聲放大器和混頻器)、基帶(包括GPS專用相關器、核心處理器等)，以及后端應用部分構成。其中射頻部分對微弱的模擬信號進行接收、濾波、放大、變頻，其性能決定了后續信號處理的效果。基帶部分則實現對碼信號的解算，其中相關器模塊實現對碼信號的“讀取”。北斗芯片的性能、功耗和價格決定著北斗導航系統的功能差異及其在終端應用中的價值。

北斗二代的射頻芯片開發商主要有北京廣嘉、西安華訊、廣州潤芯(海格通信)、振芯科技等。北斗三號芯片的參與者包括海格通信、北斗星通、振芯科技、合眾思壯、中海達和華力創通等公司。截止2020 年，支持北斗三號的28 納米工藝射頻基帶一體化SoC芯片在物聯網和消費電子領域得到了廣泛應用。支持雙頻雙模的22 納米北斗導航定位芯片完成了各項關鍵性能的驗證，已經進入量產階段。截至2020 年底，國產北斗兼容型芯片及模塊銷量已超過1.5 億片，季度出貨量突破1000 萬片。

北斗芯片是衛星信號接收終端產品的核心器件。板卡是利用導航芯片、外圍電路和嵌入式控制軟件，制成帶輸入輸出接口的板級產品，按功能可分為測量型板卡和導航型板卡：

• 測量型板卡（厘米級精度）：用于測后數據處理，需要應用復雜定位算法，技術難度遠高于導航型板卡，國產產品價格低于國外產品國內產品未來有望替代。
• 導航型板卡（米級精度）：主要用于實時數據處理，對定位算法要求低，受量價比影響較大，具備導航芯片生產能力的企業具有成本優勢，因此主要由各整機廠商自主開發。

此外，北斗終端產品還需要專門的天線，用于接收北斗衛星信號。從極化方式看，可分為垂直極化和圓形極化；從放置方式看，可分為內置天線和外置天線。目前絕大部分北斗天線為右旋極化陶瓷介質，其組成部分為：陶瓷天線、低噪音信號模塊、線纜、接頭。

北斗終端分為專業終端產品和消費終端產品，前者包括高精度測繪終端、授時終端等，主要用于軍工等領域，對精度要求高且價格昂貴，亦是北斗導航系統最早的應用；后者包括各類導航終端，用于車輛導航、監控、信息服務等。消費終端的市場準入門檻較低，市場規模更大，未來北斗導航系統在消費終端應用的廣度和深度取決于產品價格的下降和技術的進步。

北斗應用

根據中國衛星導航定位協會的統計預測，2020年北斗產業市場規模超過4000億元。其中主要的消費市場和行業應用市場包括智能手機（約762億元的規模）、乘用車導航儀（包括前裝和后裝，約500億元市場規模）、自動駕駛座艙（約135億元市場規模），以及道路運輸車輛監控市場（約112億元）。

北斗應用是指基于全球衛星導航系統提供導航、定位、授時等基礎信息服務以及相關的行業應用服務。定位（Positioning），是指能以標準大地坐標系為參照，按照用戶規定的實時性要求準確地確定二維，或三維位置和方位的能力。導航（Navigation），是指按照用戶的實時性要求確定當前位置和目的地位置（相對或絕對），并參考地理和環境信息，修正航線、方向、速度，抵達任何位置的能力。授時（Timing），是指能在任何地方，按照用戶規定的實時性要求，從一個標準（如世界協調時（UTC））得到并保持準確和精密的時間的能力。

從應用市場來看，北斗應用分為特殊市場、行業市場和大眾市場。其中特殊市場主要包括軍事、公安、防災減災等領域；行業市場包括交通運輸、農林漁業、智慧城市等；大眾市場主要包括導航（車與人）、社交娛樂、運動健康等。

車輛高精度定位是實現智慧交通、自動駕駛的必要條件，而衛星定位是車輛高精確定位關鍵技術之一：定位信息是保證車聯網業務安全的基本要素之一，定位精度也是V2X定位服務中最基本的要求。高精定位的關鍵技術包括衛星定位（GNSS）、傳感器與高精地圖匹配定位、蜂窩網定位及同步系統，其中GNSS是最基本的定位方法。

在大多數的車聯網應用場景中，通常需要通過多種技術的融合來實現精準定位，包括GNSS、無線電（例如蜂窩網、局域網等）、慣性測量單元、傳感器以及高精度地圖。GNSS/INS 組合導航系統，結合了衛星導航定位系統（GNSS）與慣性導航系統（INS）的優勢，提升高精度GNSS 接收機的高動態能力、弱信號跟蹤能力和抗干擾能力，提供連續的、高精度的導航信息（位置、速度和姿態），逐漸成為該領域的主流技術路徑。

衛星高精度定位的另一個消費細分市場是可穿戴設備。消費者日益重視運動健康，使智能手環、智能手表等可穿戴設備的需求增加，對應GNSS的定位精度也不斷加強。精準定位有助于加強可穿戴設備的使用體驗。

10大北斗芯片

作為北斗產業鏈中最重要的基礎器件，北斗芯片的技術研發和商業化進展決定著整個北斗產業的未來。整個北斗產業鏈中比較有實力的企業大都是從芯片、板塊到終端和系統的完整產品布局，比如北斗星通和海格通信等。AspenCore分析師團隊挑選10家有代表性的北斗芯片開發商，每家公司挑選一款芯片產品，匯編成“中國工程師最喜歡的10大北斗芯片”。歡迎讀者朋友通過微信投票評選出您最喜歡的北斗芯片。

和芯星通：NebulasIV UC9810

NebulasIV UC9810 是和芯星通的新一代射頻基帶及高精度算法一體化GNSS SoC芯片，采用22nm低功耗工藝，集成射頻前端、高性能多模GNSS基帶處理器和嵌入式微處理器等模塊。該芯片可支持1408通道，兼容北斗、GPS、GLONASS、Galileo、QZSS 等全系統全頻點，適用于無人機、割草機、精準農業、測量測繪、智能駕駛、及電信授時等多種高精度定位和導航領域。NebulasIV集成了完整兼容現有GNSS 系統頻點技術、全系統全頻點 RTK 定位定姿和高頻度輸出技術，以及時頻聯合抗干擾技術，兼備高集成度、高性能、低功耗、小尺寸等特點。

NebulasIV UC9810具有如下功能特性：

• 射頻基帶及厘米級高精度算法一體化
• 支持1408 通道，可跟蹤全系統全頻點信號，包括北斗三號 B1C、B2a、B2b 等
• 支持 B2b-PPP，水平精度：10 cm，高程精度：20 cm（收斂時間 10 min）
• 高集成度、小尺寸，僅需 12 x 16 mm 布板面積，相比上一代模組布板面積節省 80%
• 22 nm工藝，300 mW 超低功耗，相比于市場主流產品功耗降低 75%
• 內置 2G 雙核 CPU，超強算力，數據更新率 100 Hz
• 支持全系統全頻點片上 RTK 定位及多天線定向/測姿
• 符合車規 AEC-Q100 Grade 2。

海格北斗：海豚三號

“海豚三號”是全系統全頻點?持北?三號全功能的導航SOC芯?，具備小尺寸與超低功耗設計的特點，可以提供毫米級定位精度。它支持包括北斗全球系統新信號在內的四大衛星導航系統的所有民用頻點信號和SBAS信號，以及北斗地基增強網功能，支持慣性器件組合導航、北斗三號RNSS和RDSS信號體制。

“海豚三號”具有如下功能特性：

• 采?先進?藝技術
• ?持BDS/GPS/GLONASS/GALILEO全系統全頻點信號體制，及北?三號信號體制
• 具備全球短報?通信、位置報告及指揮功能
• ?持SBAS星基增強信號接收及定位解算
• ?持偽距差分定位和載波相位差分定位
• 抗帶內窄帶、突發式及欺騙式?擾
• ?性能處理器和矩陣加速器

“海豚三號”集成多路獨?信號處理通道，集成?主研發的?性能硬件加速器，是?持100HZ級別的?精度定位和?上通導組合的導航芯?。采?獨創的“海豚?”?擾探測和抑制算法，具備復雜環境下抗窄帶?擾和抗欺騙?擾能?。在?區、城市峽?、復雜電磁環境等惡劣條件下，通過抗多徑、抗遮擋、抗?擾技術，實現復雜環境下連續有效的定位。

國科微：GK9501

GK9501是新一代高性能、高集成度、低功耗、低成本的多模衛星定位導航芯片，支持 GPS/北斗/GLONASS/GALILEO /QZSS/SBAS。該芯片采用40納米制程，射頻基帶一體化設計，集成DC/DC、LDO、射頻前端、低功耗應用處理器、RAM、Flash存儲、RTC和電源管理等，支持 TCXO或Crystal 輸入，可通過紐扣電池或法拉電容給RTC、備份 RAM 供電，以減少首次定位時間。該芯片還支持多種方式與其他外設相連，如UART、I2C、SPI或GPIO。

GK9501具有如下功能特性：

華大北斗：HD9300

HD9300系列全系統全頻點RTK厘米級北斗GNSS導航定位SoC芯片是高度集成的GNSS接收芯片，基于全新的CynosureIII架構，采用多系統多頻差分技術。該芯片除了支持新一代北斗三號信號體制外，同時也是支持國產雙頻北斗的高精度導航定位芯片。它支持全球所有民用導航系統、RTCM協議、多系統多頻原始觀測量輸出，集成了RTK技術，通過接收基站校正數據可達厘米級定位精度，并具有智能干擾檢測和動態濾除干擾等特點。

HD9300系列適用于智能駕駛、無人機、精準農業、機械設備控制等應用領域。

振芯科技：GM4622

GM4622是一款高度集成的BD2-B1、B2、B3、GPS L1以及GLONASS L1雙通道多模全頻點射頻接收芯片，支持雙通道同時或獨立工作。兩個通道完全相同，通過調節輸入匹配和SPI配置，單通道可以實現任意導航頻點的射頻接收。該芯片集成了低噪放、鏡頻抑制混頻器、可調諧濾波器、可變增益放大器、鎖相環以及低壓差線性穩壓器等模塊。采用單端射頻輸入，模擬和數字中頻輸出，僅需很少的外圍元器件即可工作，具有集成度高、體積小等特點。此外芯片的高低本振可選；62MHz時鐘可內部輸出，也可由外部提供輸入。

GM4622具有如下性能特點：

• 功耗低：3.3V工作電壓，三溫測試下；
• 雙通道同時工作電流小于80mA；
• 單接收通道工作電流小于45mA；
• 體積小：QFN48L塑料封裝，6mm（長）×6mm（寬）。

該芯片供電電壓1.8V~3.3V，內核電壓1.2V，用戶可根據實際情況選擇電壓，降低功耗；芯片的窄帶抗干擾干信比達到65dB以上；芯片內部集成FUSE模塊，可實現芯片內部寄存器配置，省去外部單片機。

該產品可廣泛應用在帶北斗RNSS功能的各類整機終端。

夢芯科技：啟夢 MXT2708A

啟夢MXT2708A是夢芯科技基于自研GNSS基帶和射頻技術，采用40納米工藝設計研發的高性能基帶射頻一體化芯片。該芯片可支持所有已部署的全球衛星導航系統，同時可實現單芯片同時接受BDS/GPS/GLONASS三系統衛星信號，從而有效提升定位性能，包括靈敏度、首次定位時間、定位精度等。

MXT2708A支持多種衛星導航系統，可實現單系統獨立和多系統聯合定位，支持輔助快速定位和差分數據增強，能夠在復雜應用環境中快速精確定位，可滿足各種導航定位產品的需求。

該芯片具有如下功能特性：

• 40nm CMOS基帶射頻一體化
• 單系統/多系統聯合定位模式
• 高靈敏度設計
• 支持AGNSS輔助定位
• Smart Suppress抗干擾技術
• 支持RTD算法（可選）
• 支持RTK算法（可選）
• 支持精密授時（可選）
• 支持組合導航算法（可選）
• 工業級標準

MXT2708A可廣泛應用于交通、漁業、水文、氣象、林業、救援、通信、電力等行業的監控、導航、授時服務，以及消費類車載導航、手機導航、人/物追蹤、登山探險、智慧旅游、無人機、自動駕駛等領域。

合眾思壯：“天琴”二代Lyra II

“天琴”LyraII是合眾思壯自主設計研發的新一代基帶芯片，用于多星座GNSS基帶信號的處理。該芯片采用55nm設計工藝，支持1100個全兼容通道，可處理全星座全頻點衛星信號。天琴二代芯片全面支持北斗三號全信號，支持L-Band信號接收，可支持“中國精度”星基增強。此外，該芯片內置抗干擾技術，可實現帶內外干擾信號的檢測和抑制，滿足各種高精度應用的需求。

“天琴”二代芯片主要特點如下：

• 完全自主知識產權；
• 55nm設計工藝；
• 1100個全兼容通道；
• 全星座全頻點覆蓋；
• 支持北斗三號全信號體制；
• 低功耗設計；
• “天鵝”抗干擾技術；
• 豐富的接口設計。

該芯片適用于測量測繪、形變監測、精準農業、航空航海、數字化施工、自動駕駛、無人機、移動GIS、智能交通等各種高精度應用領域。

東方聯星：OTrack-128

OTrack-128是聯星推出的新一代北斗衛星導航芯片，采用32位高性能ARM嵌入式處理器，內置BDS/GPS/GLONASS/Galileo算法引擎的基帶模塊，集成DMA控制器，USB1.1設備和其他相關IO外圍設備，其尺寸?。?2mmx12mmx1.25mm)，工藝先進，封裝靈活，支持陶封和塑封，抗干擾能力強，最多能消除12個窄帶干擾。

OTrack-128A是一款高性能北斗衛星導航基帶SIP芯片，通過SIP的方式集成OTrack-128裸片、SPI-FLASH和SDRAM，實現更優的板級設計及更高的集成度。可與多種設備實現互聯，適應多種場合的應用，提供獨立導航功能的單芯片解決方案。

OTrack-128具有如下功能特性：

• 支持長碼、民碼；支持長碼直捕；支持RDSS
• 通道數：捕獲32 通道，跟蹤192 通道
• 熱啟動時間：≤ 1 秒
• 冷啟動時間：≤ 35 秒
• 重捕時間：≤ 1 秒
• 三維定位精度：≤ 10 米
• 測速精度：≤ 0.2 米/ 秒
• 授時精度：≤ 20 納秒

OTrack-128/OTrack-128A芯片可實現多模多頻導航，支持頻點BDS B1/B2/B3、GPS L1/L2C/L5、GLONASS F1/F2、Galileo E1/E5，支持BDS RDSS 業務以及A-GNSS。具有高靈敏度、高動態、抗干擾功能。

華力創通：HBP2012

HBP2012衛星導航基帶芯片能同時接收BDS、GPS、GLONASS、北斗RDSS信號，實現多系統多頻組合定位和短報文通信，能夠捕獲和跟蹤北斗精密測距碼，適應高動態載體需求。該芯片通過軟件配置可滿足高精度、高靈敏度、高動態等用戶機應用需求，也可滿足北斗短報文通信指揮機應用需求。

HBP2012具有如下功能特點：

• 單芯片支持RDSS S/L ，RNSS B1/B2/B3,GPS L1，GLONASS F1 七頻功能
• 單芯片實現多系統、多模式、多頻組合定位和短報文通信
• 支持RDSS指揮機功能，支持B1，B3頻點 Q支路直捕
• 具備窄帶抗干擾、轉發式抗干擾功能
• 支持高動態應用
• 接收通道數：RNSS 跟蹤80通道/RDSS跟蹤10通道
• 功耗:峰值功耗600mW，單通道平均功耗50mw
• 封裝方式：BGA，尺寸大小：14mm×14mm×1.3mm

泰斗微電子：TD1030

TD1030是一款高性能多?；鶐漕l一體化G N S S芯片，片上集成射頻前端、數字基帶處理、電源管理器、3 2 位微處理器，以及各種外設通信功能。T D 1 0 3 0 支持多種衛星導航系統， 包括 B D S、G P S、G L O N A S S、Q Z S S以及衛星增強系統 S B A S， 具有小尺寸、低成本、低功耗，高性能等特點。

該芯片具有如下功能特性：

• 40nm工藝基帶射頻一體化
• 支持BDS、GPS、GLONAS S系統
• pin-to-pin 兼容主流GPS芯片
• QFN 5mm×5mm-40PIN 提供ROM及flash不同封裝版本
• 支持A-GNS S，支持D-GNS S，支持星歷推算
• 支持DR組合導航(可選)
• 內置LNA功放電路
• 符合車規級，通過AEC-Q100認證
• 標準1PPS和可編程TIME-MARK輸出
• 豐富外設接口：UART/SPI/I2C/GPIO

TD1030適用于車載導航、車載監控、智能穿戴、新興物聯、便攜終端、亞米級高精度定位、廣播電視和時間同步等應用領域。

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• 泰斗微電子：TD1030
• 華力創通：HBP2012
• 東方聯星：OTrack-128
• 合眾思壯：“天琴”二代Lyra II
• 夢芯科技：啟夢 MXT2708A
• 振芯科技：GM4622
• 華大北斗：HD9300
• 國科微：GK9501
• 海格北斗：海豚三號
• 和芯星通：NebulasIV UC9810

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責編：Steve