《北斗芯片为何追求22nm》

  • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
  • 编译者: husisi
  • 发布时间:2020-09-02
  • 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。

相关报告
  • 《美国芯片法案 VS 欧洲芯片法案》

    • 来源专题:智能制造
    • 编译者:icad
    • 发布时间:2023-05-12
    •     过去几年,半导体行业以一种非常艰难的方式向世界展示了其重要性。之前,美国和欧盟各自都没有足够的产能,这让他们的半导体行业极具脆弱性和依赖性。     鉴于疫情期间涌现的对半导体的大量需求,美国推出了《芯片和科学法案》。该法案的初衷是旨在刺激对其国内半导体制造能力的投资,加强供应链和国家安全。     2022年8月初,美国总统拜登签署生效了该法案,提供527亿美元用于刺激美国半导体研发、制造和人力发展。该法案的目标是提高美国国内半导体制造水平,并最终减少对亚洲生产的依赖。目前,该法案已经产生了实质的影响。     SIA在一份报告中指出,自2020年5月以来,美国各地已宣布了40多个新的半导体生态系统项目,包括新的晶圆厂、现有工厂的扩建,以及为半导体行业供应和生产材料和设备的设施建设项目。     这些项目分布在美国的16个州,私有投资价值总共近2000亿美元,同时也将创造约40000个新的高质量工作岗位。 此外,材料、化学品和设备的供应商也在对晶圆厂建设的增加进行应对。提供晶圆、高纯度化学品、半导体制造设备和特种气体的企业也宣布了一些投资设施的计划,如ASML、Hemlock Semiconductor、SK Siltron CSS、EMD         Electronics、Edwards Vacuum和Globalwafer等公司,以支持不断增长的美国国内制造能力。总的来说,这些官宣了的项目在未来10年的价值达90亿美元,将带来4971个新的工作岗位。     欧盟的对等法案也于2022年初推出,但直到现在,它才获得欧盟各机构的批准。2023年4月, 欧洲 理事会和欧洲议会就加强欧洲半导体生态系统达成了一项临时政治协议,即众所周知的《欧盟 芯片法案 》。     《欧盟芯片法案》预计将为发展欧洲工业基地创造条件,到2030年,该基地可以使欧盟在半导体领域的全球市场份额翻番,从10%达到至少20%。然而,这个数字一直存在争议。     表面来看,这两个法案似乎大同小异。他们都有类似的目标,旨在为各自的地区创造更好的基础,并将提供差不多的资助资金。在某种程度上,它们的主要区别似乎只是语义和措辞。但如果往深了看则不然。     针锋相对,目标相似,预算不同     提高供应链弹性,以及从国家安全角度防范中国的发展,是美国芯片法案的两个主要目标。而《欧盟芯片法案》在寻求加强其供应链弹性的同时,还要维护欧洲主权和战略的独立性。不久前,德国工业联合会(BDI)发布了一份报告,直接比较了欧盟和美国芯片法案的不同关键要素,那这两项法案是如何一争高低的呢?     先从资金方面来看,这两项法案似乎确实具有可比性。美国《芯片和科学法案》为半导体行业提供了527亿美元资金,而欧盟将调动430亿欧元资金。“调动”是一个关键词。欧盟没有通过《芯片法案》来提供额外的“新资金”,因为这笔资金将部分来自现有的欧盟资助计划。     还值得一提的是,美国芯片法案中的527亿美元将严格用于半导体制造、研发和人力发展。另据麦肯锡公司指出,另外还有240亿美元的税收抵免可用于芯片生产。     美国和欧盟想要通过芯片方案实现的目标都类似——在产能方面,实现市场份额基本上翻一番。然而,他们在为实现这一目标提供的资金方面却存在巨大差异。     此外,与欧盟芯片法案不同的是,美国芯片法案提供税收优惠,以鼓励投资和制造业。在美国,对半导体生产设备和设施的投资将有可能获得25%的税收抵免。     更广泛的资金来源     与主要为“一流设施”项目提供资金的《欧盟芯片法案》不同,《美国芯片法案》没有这样的限制。《美国芯片法案》通常更多的是补贴晶圆厂的建设、现代化和扩张。正如BDI所指出的,欧洲将对第二、第三和第四类设施提供财政支持,而其它领域的投资将只能来自公司,这将降低欧洲的吸引力和竞争力。     除此之外,美国《芯片和科学法案》为“成熟半导体”特别提供了20亿美元的预算,而欧洲则没有为成熟半导体提供特别的财政支持。事实上,这正是欧洲所缺乏的。     BIS在其研究报告中指出:“目前,67%的欧洲半导体行业需要大于90nm的半导体,对22nm至65nm尺寸的半导体需求为21%,22nm至7nm尺寸的需求为7%,对小于7nm的半导体的需求仅为5%。”     人才     《美国芯片法案》也向“美国芯片人力和教育基金”拨款了2亿美元。这笔钱是为了解决半导体行业持续缺乏熟练工人的问题。     而《欧盟芯片法案》指出,它将解决熟练人才短缺的问题,还要吸引新人才,并支持熟练人才的培养,但没有明确的资金支持框架。     具有附加条件的补贴     美国芯片法案非常明确,任何依据该法案获得资金或使用税收抵免的公司都必须同意在10年内不扩大在中国大陆或任何其他“受关注国家”的半导体制造。如果出现违规行为,公司有义务偿还已经获得的补贴。相比之下,欧盟芯片法案并不要求寻求资金补贴的公司做出此类承诺。然而,在发生经济危机时,可能还是需要出口许可证。     总之,直接比较这两个法案不太容易,即使它们的目标相似,但它们的资金水平和涉及的范围都大为不同。每一个法案的成功都将取决于其吸引投资、促进创新和创建能够满足未来需求的可持续半导体产业的能力。     然而,可以肯定的是,《欧盟芯片法案》和《美国芯片法案》之间最关键的区别在于资金。如前所述,这两个法案具有相似的目标,美国的目标是取得全球芯片产能的30%份额,欧盟设定的目标则是20%,使两个地区目前产能的市场份额翻番。然而,美国是通过提供新的资金来实现其目标,而《欧盟芯片法案》中的资金主要来自现有的欧盟资助计划(如IPCEI II)、成员国的资金和企业的可能投资。在欧盟计划调动的430亿欧元中,只有33亿欧元来自欧盟预算。
  • 《国产新一代北斗高精度定位芯片亮相 应用于高精度定位领域》

    • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者:husisi
    • 发布时间:2020-09-03
    • 国产最新一代北斗高精度定位芯片近日在北京亮相。这颗22纳米芯片预计将于今年年底正式发布,2021年上半年量产,将应用于自动驾驶、无人机、机器人等高精度定位需求领域。 定位芯片相当于导航设备的“大脑”。每一台导航设备想要实现定位,都要依靠这个“大脑”来进行计算和处理,因此定位芯片也是卫星导航产品里的最核心部件。 除了支持北斗导航以外,这颗芯片还可以支持接收美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利略等多系统的导航信号。通过兼容不同信号体制,新一代北斗定位芯片可以获取更丰富的数据信息,提供更精确的定位导航服务。 这颗22纳米芯片不仅尺寸更小,能耗更低,还具备了更加强大的处理能力。 据介绍,这款芯片可广泛应用于测量测绘、无人机、自动驾驶、形变监测等高精度导航定位领域,助推以北斗为代表的时、空信息技术加速与5G通信、人工智能、物联网等新技术融合,为北斗高精度应用打下技术基础。