為實現世界各導航衛星系統的兼容與互操作，為全球用戶提供高質量的免費服務，在全球衛星導航系統國際委員會和國際電信聯盟框架下，美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯、歐盟的伽利略和我國的北斗導航衛星系統正在進行頻率協調。各國也在爭先進行兼容與可互操作的多模導航芯片研制，以搶先占領國際市場。然而目前，中國衛星導航芯片市場的95%已被美國占領，國內大部分企業還不具備研發此類多模導航芯片的能力。
“可以說，這正在成為北斗衛星導航應用產業化的重大瓶頸。”在5月中下旬舉行的第二屆中國衛星導航學術年會上，中國電子科技集團公司第二十二所研究員、衛星產業化應用研究學者曹沖接受科技日報記者采訪時說。
GPS芯片占領95%中國接收機市場
衛星導航系統目前已經成為一個國家的重大空間和信息化基礎設施，是一個國家經濟安全、國防安全、國土安全和公共安全的重大技術支撐系統和基礎資源。按照我國北斗衛星導航系統發展規劃，北斗衛星導航系統到2012年覆蓋亞太地區，到2020年將覆蓋全球，并將以“北斗加GPS”技術在全國逐步替代單一的GPS導航。
“雖然我國的北斗導航系統已經廣泛應用于交通、漁業、測量勘探等行業并取得了良好的社會和經濟效益，但是接收機中95%以上使用的是美國GPS芯片，這個問題不解決，我國的導航芯片產業將繼續在低產品附加值狀態徘徊，實現北斗加GPS導航逐漸替代美國GPS導航的規劃也將步履艱難。”
分析造成這一現象的原因，曹沖說：“一是美國GPS導航系統1994年建成并于當年提供了全球民用服務，到2007年我國北斗導航系統才建成，在這個長達13年的時間內，美國GPS導航芯片已經占領了我國95%的市場。二是我國北斗導航系統的研究經費90%用于衛星研制和發射，只有10%用于導航芯片，芯片研究投入較少。三是此前我國衛星導航芯片的入行門檻比較低，現在全國4000多家芯片生產企業絕大部分是中小企業，人才不足，不能進行兼容與互操作芯片的自主研發。”
“這三個原因造成了現在我國衛星導航芯片整體行業的成熟度只相當于當年電腦技術的386狀態，與美國產品差距很大。”芯片制造企業北京東方聯星科技有限公司董事長張峻林解釋。“如果不盡快進行自主研發，到2020年中國人手中的導航接收機大部分將裝上美國芯，那時北斗衛星導航產業預計4300億美元產值中的絕大部分也將被美國拿走。”曹沖說。
中國“芯”正在研制中
記者在學術年會組織的導航產品展會上了解到，研發兼容與可互操作芯片的單位，科研院所全國有幾十家，進一步采訪發現，能夠真正進行研發并擁有用戶的企業全國也不過十幾家。“但是他們研制的多模導航芯片，無論是兼容性還是所提供的精準定位、測速、測向、授時及通信服務，都突破了GPS同類芯片的重要指標。”中國工程院院士戚發軔解釋。
為了比較世界各國利用衛星導航系統的探空設備功能和性能，以實現國際間衛星導航探空業務的數據共享，2010年7月至8月，國際氣象組織在廣東省陽江市舉行了一次衛星導航探空比對。當時美國、德國、法國、芬蘭、日本、瑞士、韓國、南非等12個國家采用了單一的美國GPS導航芯片，我國則采用了自主研制的兼容北斗和GPS系統的“星聯”北斗多模導航芯片。
中國氣象局總結比對應用的結果顯示，北斗多模導航芯片滿足了現代氣象探究設備的各項指標要求，可以為我國提供完全國產化的高性能兼容與互操作導航芯片。
衛星導航接收機相當于CPU在計算機產業鏈中的地位，是衛星導航產業鏈的核心。接收機中的高性能多模芯片技術則是尖端中的尖端，有了自主知識產權的芯片，才能提高整個系統設備的性能，才能對我國衛星導航系統的自主發展與完善起到推動作用。
由于看到了導航芯片產業未來的巨大經濟前景，許多企業紛紛加盟到產業鏈中。在美國硅谷為GPS研制了7年導航芯片的張峻林，當7年前我國第一顆北斗衛星發射成功之后，回國專門研制兼容北斗與GPS的多模導航芯片，在承擔國家“863”項目之后，又相繼自主投入1億元?，F在，全國許多城市也將多模芯片研制作為戰略新興產業的重要組成部分，上海、南京等城市由市政府牽頭組成了北斗戰略產業聯盟，積極地尋找關鍵技術。為此，上海準備投入100億元。“我們已經規劃了產業基地。”南京市經濟和信息化委員會工作人員曹海斌表示，“當產業調查完成之后，南京市將出臺產業政策，快速啟動中國芯的研制及生產”。
技術上要有長遠考慮
收復中國衛星導航芯片失地，已經成為北斗衛星導航產業化道路上亟待解決的關鍵問題。
曹沖進行的調研顯示，目前衛星導航服務提供商主要來自美、中、俄、日、印以及歐盟，其中美國的政策最為成熟?？偨y奧巴馬的新空間政策特別著重強調美國GPS導航用戶設備制造商、應用開發商和增值服務商平等進入，在促進美國技術領先性的前提下，以開放的市場推動競爭，并促進將來各國衛星導航系統與GPS的全球兼容和互操作，以滿足日益增長的國家、國土、經濟安全以及民用和科學與商業的需求。
現在，最先投入使用的美國的GPS衛星導航系統已經發展到第三代，并在芯片領域占領先機，獲得了巨大的社會和經濟效益。
雖然目前我國各級政府和企業都看到了衛星導航產業未來50年帶動新興科技和產業集群發展的效應，并在積極進行芯片研發，但是曹沖認為，政府應該從技術發展的角度，從10年、15年以后的市場應用和技術發展需求考慮，提前規劃。
為此，曹沖建議，結合中國衛星導航產業的長遠發展需求，將北斗衛星導航產業納入國家戰略性新興技術產業，納入國家基礎設施和技術支撐系統，制定統一的衛星導航產業技術政策和產品強制性標準，并在現有研究經費總投入情況下，將芯片研究經費集中投入到優秀企業，集中力量研發、生產具有自主知識產權的芯片，再輻射和帶動其他中小企業，形成良好的芯片產業鏈。
