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北斗芯片为何追求22nm?

近日,国务院新闻办公室举行新闻发布会,中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其介绍,北斗系统28nm工艺芯片已经量产,22nm工艺芯片即将量产,我国北斗芯片再次取得重大突破。
发布时间:2020-08-21 14:58        来源:中国电子报        作者:沈丛

近日,国务院新闻办公室举行新闻发布会,中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其介绍,北斗系统28nm工艺芯片已经量产,22nm工艺芯片即将量产,我国北斗芯片再次取得重大突破。那么在北斗芯片进入22nm后,北斗系统将如何更好地赋能各行各业,并催生出更多新的应用领域?

为何要向

22nm演进?

在北斗芯片进入22nm的同时,质疑声也不断涌来。在人们的传统思维中,导航定位芯片对先进工艺的要求并不高,当前采用40nm工艺的导航芯片较多,例如GPS运用的均是40nm芯片,那么北斗芯片因何在先进制程方面频频提升呢?

事实上,北斗系统并不单单应用在导航定位方面,在其他应用领域也被给予厚望,赋能各行各业。因此,对于北斗芯片的要求也有别于传统意义上的卫星导航芯片,对于先进制程的要求不言而喻。

深圳华大北斗科技有限公司北京分公司总经理葛晨介绍说,目前一些较为成熟且性价比较好的导航定位芯片工艺采用的是40nm CMOS工艺,可以为导航定位芯片带来低功耗、低成本、低风险等诸多优势,但是若想与各行各业进行更好的融合,芯片需要在更先进制程上进行演进。北斗芯片进入22nm后,意味着能够在单一芯片上集成微处理器、模拟IP核、数字IP核和存储器、外围接口等,具备集成度高、功能强、功耗低、尺寸小等优点,可以有效降低电子/信息系统产品的开发成本,缩短开发周期,提高产品的竞争力,是芯片技术发展的必然趋势。

“北斗芯片集成度越高,功耗越小,意味着北斗系统能够更好的与其他产业进行融合,应用范围也会更广。例如,北斗在小型无人系统中的应用,需要北斗芯片在全系统全频点基带射频一体化SoC的基础上,进一步集成视觉以及场景识别等小型智能处理器,因此采用22nm工艺制程是最为合适的。”中国卫星导航协会秘书长张全德说道。

着力构建

“北斗+”新业态

《2020中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》显示,2019年,我国卫星导航与位置服务产业总体产值达3450亿元,较2018年增长14.4%,其中与卫星导航技术研发和应用直接相关的产业核心产值为1166亿元,在总产值中占比为33.8%。

为了能够与新一代通信、区块链、物联网、人工智能等新技术深度融合,同时涌现出更多北斗应用的新模式、新业态、新经济,对于北斗芯片的要求也将更加严苛。为了满足更多应用需求,同时也为了能更好地参与全球市场竞争,获得更多市场份额,对于北斗芯片的要求除了工艺制程、定位精度、芯片功耗等典型技术指标的升级外,达成“北斗+”相关技术的融合,也将是未来北斗芯片发展的主要趋势,同时这也是目前北斗芯片所面临的最大挑战之一。

张全德介绍,北斗系统着力构建“北斗+”新业态,推动了北斗与各项技术的融合发展,也推进卫星导航技术在更深层次、更广领域服务于社会民生。因此,北斗芯片未来的发展趋势是功能集成,使其能够融合通信、物联网和各种传感器,成为推动智能产业发展的助推器。

目前,北斗应用与产业化发展已经全面进入技术融合、应用融合、产业融合的新阶段。因此,如今北斗芯片所面临的最大挑战之一便是功能集成融合问题。如何能使北斗芯片更好地融合于移动通信芯片、物联网芯片等,对于北斗产业的发展非常重要。因此,22nm级的芯片不单单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层楼。

未来将向通信导航

一体化发展

北斗组网的完毕伴随着5G商用元年的到来,由于通信与导航均用到无线电波,因此二者之间有着天然的融合性。

随着5G的大力发展,它与北斗系统融合后将催生出哪些新的应用领域?“5G的发展对时间和位置提出了更高要求,这为北斗卫星导航系统与5G的融合发展提供了很好的机遇。北斗卫星导航系统与5G的融合发展,将进一步推动智慧城市、自动驾驶、无人机等产业发展,形成新的经济增长点。同时,这也对北斗芯片提出了更高要求。例如,为了能够使北斗系统在高精度导航与通信方面性能均得到极大提升,22nm北斗芯片在高精度RTK(Real-time kinematic,实时动态)定位模块面积方面,从30mm×40mm缩小到12mm×16mm,面积减少84%,模块功耗比前代削减67%。”赛迪顾问分析师说道。

北斗星通相关负责人向记者介绍,北斗除了定位授时等基本功能外,还具备双向通信能力,这是GPS等其他定位导航系统所不具备的能力,是北斗的独特之处,因此对于像中远海渔船等这类没有通信基础设施的应用场景,北斗系统将发挥出巨大的优势。同时,随着如今5G的加速发展,通信领域也在不断升级,通信与导航一体化发展趋势将愈发明显。为顺应这样的趋势,北斗芯片也将开发出更多高性能的应用。例如,通过技术授权的方式,将北斗多系统兼容的定位技术,融合到手机的主芯片中去,可大力促进北斗在通信行业的产业化应用。在未来,随着北斗及5G等信息基础设施的不断完善,结合人工智能、大数据、云计算等新型技术,未来定将催生出更多智能化的应用场景。

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