北斗導航系統給予中國晶片的三大啓示

2018年是中國北斗衛星導航系統(BDS)關鍵一年,預計將有高達17顆導航衛星在年內發射升空,從而使第三代北斗衛星導航系統——北斗三號衛星數量達到18顆,向2020年實現全球組網邁出堅實一步。

在中美貿易戰、中國高科技尤其是芯片面臨被卡脖子窘境的大背景下,同樣是中國投入巨資的行業,為何北斗衛星導航系統取得成功,芯片產業卻依舊前路漫漫?中國科學院院士倪光南曾撰文指出,中國芯片最大的困難不在於技術而在於生態,一個以國產芯片為中心的能夠實現良性循環的產業體系,而北斗衛星導航系統之所以能夠取得成功,正是在於構建了一個自己的生態系統——產業體系。那麼,北斗的成功又能給予中國芯片行業怎樣的啟示呢?

北斗導航系統給予中國芯片的三大啟示

2018年中國北斗衛星導航系統迎來全球組網關鍵一年,全年將有17顆北斗衛星發生升空(圖源:新華社)

北斗導航的“生態體系”

在中國軍迷圈流傳著一句俗語,形容中國發展軍事力量是“摸著美帝過河”,即作為後發國家的中國,在發展軍事科技時向美國學習,走美國曾經走過的路徑,以避免試錯導致的時間與資本的浪費。

中國的北斗衛星導航系統,在很大程度上也是“摸著美帝過河”的產物。在中國開始建設北斗衛星導航系統的1990年代,美國的全球衛星系統(GPS)已經實現全球組網。當2000年第一代北斗導航系統投入使用時,美國的GPS系統已經在全球佔據統治地位,並形成了龐大的產業鏈條。有美國的GPS系統珠玉在前,中國的北斗導航系統自然也將龐大的民用市場,建立自我生態系統作為目標之一。

據北斗衛星導航系統官網披露,時至今日,北斗導航系統已經初步形成了天線、芯片、模塊、終端、電子地圖、模擬器、應用解決方案等覆蓋全產業鏈的產品形態,廣泛應用於交通、農業、林業、漁業、公安、防災減災、特殊關愛、大眾應用、電力、金融等領域,初步形成了自己的生態系統。

據中國衛星導航定位協會調研數據,目前中國已建成運營或在建的北斗相關產業園區共34家,分佈在19個省、市、自治區。其中,已建成並投入運營18家,在建的16家。北斗導航系統已經在中國國內形成京津冀、珠三角、長三角、華中鄂豫湘地區、西部川陝渝地區等五大產業集聚區域。

北斗導航系統給予中國芯片的三大啟示

北斗導航產業鏈

而據中國衛星導航定位協會2018年5月發佈的《中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書》,2017年五大區域的衛星導航與位置服務產業均呈現超過15%的超高速增長,實現總產值人民幣2,040億元(1元人民幣約合0.15美元),在全國總產值中佔比高達80%。其中很大一部分來自北斗產業,據統計北斗對產業核心產值的貢獻率已達到80%,較2016年提高10個百分點。

在具體應用層面,僅基於高精度定位定向接收機的北斗智能駕考系統,在中國9,000多家駕校中就有超過30萬套的市場容量,直接市場需求規模預計可達50億元以上。而據中國交通部與中央軍委裝備發展部2017年11月發佈的《北斗衛星導航系統交通運輸行業應用專項規劃(公開版)》披露,截至2016年底,中國道路營運車輛安裝北斗兼容終端達460餘萬臺。僅北京為就有3.35萬輛出租車、2.1萬輛公交車已經安裝北斗系統,實現北斗定位全覆蓋;1,500輛物流貨車及1.9萬名配送員,使用北斗終端和手環接入物流雲平臺,實現實時調度。

由中國兵器集團和阿里巴巴合資組建的千尋位置網絡有限公司,基於北斗導航系統構建的高精度位置服務運營平臺,已覆蓋中國20個省市,提供實時米級、分米級、釐米級和後處理毫米級高精度服務。截至2017年12月底,接入各類用戶數超過1億。此外,中國的一些手機品牌如華為,也開始加入北斗導航系統。

北斗導航系統給予中國芯片的三大啟示

全球四大衛星導航系統

在最為關鍵的芯片方面,中國國產北斗芯片已經實現規模化應用,工藝跨入28納米時代,最低單片價格不到人民幣6元,總體性能達到甚至優於國際同類產品,在珠三角、交通示範、氣象示範、漁業示範等地區和行業示範中得到廣泛應用。截至2017年4月底,北斗導航型芯片模塊銷量已突破6,500萬片,高精度板卡和天線銷量已佔據國內30%和90%的市場份額,並輸出到80餘個國家和地區。

在2018年5月舉行的第九屆中國衛星導航學術年會上,中國衛星導航系統管理辦公室主任冉承其披露,預計到2020年,中國衛星導航產業的規模將超過4,000億元人民幣,北斗將拉動2,400至3,200億元規模的市場份額。

當然,相比美國的GPS系統,中國北斗導航系統的生態體系產業鏈還很薄弱,比如說中國國內從事北斗產業的企業雖有1,000多家,但普遍規模較小,整個北斗產業上市公司總資產僅數百億人民幣,各種渠道融資總額僅100億元左右等等。但中國畢竟已經走出了第一步,已經有了自己的生態體系,終有一天會變成參天大樹。

北斗導航系統給予中國芯片的三大啟示

北斗產業三大應用市場

北斗導航的啟示

北斗導航系統與芯片產業一樣,都屬於資金、技術密集型產業,在發展初期都離不開國家的扶持。

在北斗導航系統的背後,最為關鍵的是中國軍方的支持,由軍用技術進而延伸到民用領域,實現生態系統的構建,二戰以來世界科技飛速發展很大程度上就源於此。今天的計算機、互聯網乃至芯片等半導體產業,最初都是由政府乃至軍方主導的,進而發展成龐大產業鏈,推動社會與經濟發展。這也是中國近年來推進軍民融合的原因之一。

當軍方構建起技術體系後,在應用層面就該政府出手了。一方面,中國先後將北斗導航體統及相關產業發展,納入國民經濟與社會發展十二五、十三五規劃,各部委結合行業特點制定相關行業發展規劃。與此同時,2014年在中國主導下成立了全國北斗衛星導航標準化技術委員會,構建北斗導航系統標準化體系;2017年,確立北斗系統法律地位的《中國衛星導航條例》草案初稿已經完成,立法工作正在加緊推進。

另一方面,中國積極與國際海事組織(IMO)、國際民航組織(ICAO)、國際電工委員會(IEC)等國際組織開展北斗導航系統應用合作,推動將北斗導航系統接入全球海上遇險與安全系統(GMDSS)等,將中國北斗標準推向世界。北斗導航系統目前已經取得國際海事應用合法地位,正式加入了全球系統通信組織標準,並於2017年10月被國際民航組織授予供應商標識號和UTC標識號,為北斗導航系統走向世界成為世界標準奠定了堅實的基礎。

北斗導航系統給予中國芯片的三大啟示

部分國產北斗芯片性能已接近或達到國際領先水平

其次,北斗衛星導航系統之所以能夠成功建立生態,用時髦的說法就是,北斗導航系統最初切入的是2B市場而不是2C市場。也就說,北斗導航系統最初切入的是對公市場,如政府機關、軍隊、企業等,而不是直接面向消費者。

北斗導航系統原本就是由中國軍方主導研發,中國軍方這個市場是基礎。在中國扶持下,北斗導航系統因其能夠收發短消息的特點,又被首先應用於搶險救災,如汶川大地震時,在災區通信全面中斷的情況下,最初傳回的消息就是通過北斗終端。進而,北斗系統又被應用於交通運輸等行業,如運營車輛、船舶等,從而培育出一定規模的市場與產業鏈條。在此基礎上,推出面向消費者的北斗系統終端產品也就順理成章了。

與之類似,在芯片乃至操作系統等需要建立生態系統的產業上,同樣也可以對公市場為切入點。比如說,在芯片製程領域中國確實落後,無法在對性與發熱等要求極高的消費級市場佔據一席之地,但對於中國軍方、工業級芯片而言,相對於製程穩定才是最大的需求,中國已經成熟的28納米制程在這些領域大有可為。 最近,中國採購機構就政府採購電腦預裝國產操作系統,向聯想、惠普等電腦供應商徵求意見,也是中國在對公市場推進國產操作系統構建生態系統的努力。實際上,單就辦公而言,國產芯片配合國產操作系統究竟與英特爾加微軟有多大差距,恐怕極少有人能感覺出來。更何況,對於包括中國軍方在內的很多政府部門而言,自主可控與信息安全壓倒一切。

北斗導航系統給予中國芯片的三大啟示

兼容正是北斗系統這個後來者切入消費級市場的關鍵

最後,則是開放兼容,這是中國北斗導航系統自始至終堅持的原則。北斗導航系統作為後來者,如何撬動具有統治地位的美國GPS系統的市場,關鍵就在於兼容。曾經的蘋果公司、IBM在計算機及操作系統市場同樣具備統治地位,打敗它們的正是兼容型計算機,成就了英特爾、微軟今天的地位。

中國的北斗系統,正是通過兼容已經投入使用的美國GPS系統、俄羅斯格洛納斯系統(GLONASS)切入民用級衛星導航市場。2017年,中國先後與俄羅斯、美國簽署了北斗與格洛納斯、GPS兼容與互操作聯合聲明。中國甚至還與俄羅斯開通了衛星導航聯合監測平臺,實現北斗導航系統與格洛納斯系統的兼容互通,提高兩個系統的定位精度,擴大兩個系統的服務區域,提前實現全球定位。

現今投入使用的搭配北斗導航系統的民用終端產品,如中國華為手機就同時兼容美國GPS、俄羅斯格洛納斯、中國北斗三大系統。目前,世界大部分主流手機廠商的手機全部都內置了兼容北斗系統的芯片,世界各大廠商的手機芯片基本都已兼容北斗系統。

北斗導航系統給予中國芯片的三大啟示

而開放的態度,更是北斗導航系統發展並走向世界的關鍵。中國早在20世紀70年代就開始研究衛星導航系統,幾乎與美蘇同時,但北斗系統真正起步在於改革開放後的1990年代,到中國入世後的21世紀進入快速發展期,可以說開放成就了北斗系統。 北斗系統初步建立後,中國又積極與俄羅斯、泰國、巴基斯坦以及東盟、阿盟等國家和地區組織開展多項應用合作,面向海外持續舉辦北斗系統推廣活動,並在北非的突尼斯建成了首個海外北斗中心——中阿北斗/GNSS中心。

相比中國擁有數十年運載火箭、衛星技術積累的北斗導航系統,在芯片等方面中國的技術儲備、人才儲備嚴重不足,更需要持開放兼容的態度,吸收世界先進技術,吸引世界人才。而不是像某些民粹那樣閉門造車,最終仍然是要融入到世界整個產業鏈條中,才能構建起一個良性循環的生態體系。


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