京华时报整版特别报道:“蜂鸟”振翅：北京芯助力北斗导航

京华时报B35版 特别报道

它是一枚绿豆大小的芯片，因为体积小、能耗低被命名为“蜂鸟”。在业内，它被誉为我国十年以来卫星导航接收芯片从无到有、打破国外集成电路高端技术垄断的优秀典范。近日，北京市科委重点支持的和芯星通科技（北京）有限公司北斗导航核心芯片(和芯蜂鸟Humbird)项目获得了2014年度北京科技奖。如今，这枚京产“蜂鸟”已经展翅高飞，在我国的北斗导航领域发挥着重要的作用。

获奖项目

蜂鸟是世界上已知最小的鸟类，飞行时，蜂鸟翅膀的振动频率非常快，每秒钟在50次以上。北京和芯星通采用完全自主知识产权GNSS技术研发的55nm（纳米）北斗芯片正因为其体积小、能耗低而被命名为和芯蜂鸟芯片。目前，和芯蜂鸟芯片已广泛应用于我国北斗导航应用市场。为车辆监控终端、智能手机、公安专用手持终端、便携式导航仪、车载导航仪等终端设备提供了北斗/GPS双模定位功能。

□揭秘

定位精度达到2.5米
据和芯星通技术研发总监张正烜介绍，晶片光刻工艺代表了一个国家高科技发展的水平。我们常说的130nm、90nm等，指的就是光刻工艺所能达到的电路线条最小宽度，即硅栅长。硅栅长越小，芯片的面积就越小，功耗就越低，成本就越少。它代表了一个国家集成电路技术的最高水平。现在国外已经做到了40nm，我国正在快速趋近。和芯星通的55nm蜂鸟芯片达到了国内最高水平，在这个基础上，又采用了先进的定位算法，最终定位精度达到了2.5米。

车辆再定位仅需一秒
据张正烜介绍，和芯蜂鸟芯片再定位仅需要一秒钟时间。例如，当司机驾驶车辆穿越隧道时，因卫星信号被隧道阻挡车辆定位临时中断，当汽车驶出隧道时，仅用一秒钟，和芯蜂鸟芯片就能重新捕获跟踪信号。

此外，在大型商场购物时将车停在地下车库，离开时因信号被地面中断需重新获得，这一秒钟更显得尤为重要。据悉，重新捕获跟踪信号用时一秒目前已接近理论极限。

除重新捕获跟踪信号能力已与国际一流水平相当，和芯蜂鸟芯片冷启动即首次定位时间已经高于国际水平。经实际应用测算得出，目前，该芯片首次定位用时平均小于29秒，而国际水平在32秒。

复杂环境里信号恒强
理论上，卫星导航接收机应直观地看到卫星，这样可以保证卫星信号的接收强度。但在实际生活中，特别是在城市中，卫星信号在接收前要穿越层层障碍，大气层、高层建筑物，甚至车辆前挡风玻璃、车顶以及中控台都会或多或少对信号有衰减作用，这个时候不具备高灵敏性的接收机便捕获跟踪不到信号。而和芯蜂鸟芯片的高灵敏度基带设计在此起到了关键作用，可以使接收机在城市及复杂环境中仍保持出色的定位效果。

该芯片不仅支持北斗卫星导航系统，同时也兼容GPS，也就是说，安装和芯蜂鸟芯片的车载导航在搜索不到北斗信号的时候会自动连接GPS，而在GPS无信号的时候再连接北斗。因双系统的联合定位，可以保证旅途中车辆导航信号十足。

已在多领域发挥作用
和芯蜂鸟芯片的实际大小仅为5mm×5mm×1.2mm，这样一枚绿豆大小的芯片，已经在车辆导航和车辆监控领域发挥着不可小觑的作用。

截至目前，我国已有近50万辆车在出厂前安装了包含该芯片的车载导航，另有近50万个芯片被组装成独立的车载导航在各车企4S店里供车主选择安装。还有一部分芯片被组装成便携式车载导航、电子狗、智能后视镜等。

同时，和芯蜂鸟芯片还被应用于电动自行车防盗系统。据悉，该芯片也计划用于电动汽车防盗系统。

□对话

政策支持助力芯片研发
京华时报：和芯蜂鸟芯片研发历时多久？研发过程中是否遇到过阻碍？如何保证研发的芯片在实际应用中不会出现问题？

和芯星通技术研发总监张正烜：从项目论证到芯片问世总计历时两年半，其中研发时间大约为18个月，这在国内市场已经是非常快的速度了。55nm工艺芯片在研发过程中加上了PPC（性能、功能、成本）约束，同时还要与国外一流的产品做比较，就有了很大的难度和挑战。

研发过程中有时会遇到技术难点，研发人员需要进行一段时间的封闭式研发，芯片刚刚研发的时候有一位新入职三天的同事，第四天便进了封闭式研发团队，半个月没回家，还有婚假刚休了两天便紧急回来加入研发的同事。在公司近百名研发人员中，超过70%取得了国内外知名院校的博士和硕士学位，其中多人拥有丰富的海外同行业工作经验。公司研发团队强大的研发能力成为蜂鸟芯片取得突破性进展的保障。

最重要的是，国家层面和北京市政府从政策和经费上都给予了大力支持。该项目2010至2012年连续三年获得国家层面北斗重大专项第一名，得到了国家的支持；在和芯蜂鸟芯片研发过程中，北京市政府、北京市科委也在关键时刻给予了实实在在的资金支持。

多款新品5月集中亮相
京华时报：目前蜂鸟芯片已经应用于大众生活，随着新应用的不断涌现，未来该芯片是否有继续提升的技术空间？

和芯星通产品经理高静波：随着北斗在卫星导航领域里市场份额的快速扩张，和芯蜂鸟芯片的出货量已经超过200万。从技术上讲，和芯蜂鸟芯片某些方面存在理论极限，从用户体验的角度来说不足够完美。现在来看，虽然和芯蜂鸟芯片在性能和功能上有很多优势，但是新的应用在不断涌现，和芯蜂鸟芯片未来可以把芯片做得更小，功耗更低。另外，配合互联网的发展趋势，除了提供单颗芯片产品外，还可以为下游产业打造完整的解决方案。

目前，已有多款产品处于研发阶段，在5月召开的第六届中国卫星导航学术年会上公司会有比较集中的新品发布。

国产芯片有望走出国门
京华时报：上个月，我国成功将首颗新一代北斗导航卫星发射升空，这颗卫星的升空对我国芯片产业来说有何意义？

和芯星通技术研发总监张正烜：我国北斗卫星导航系统2012年底正式向亚太大部分地区提供运行服务，公司目前也与韩国、日本等亚太国家进行合作。上个月，我国成功将首颗新一代北斗导航卫星发射升空，这是我国发射的第17颗北斗导航卫星，但却是北斗布局全球系统的第一颗实验星，目前该卫星已顺利进入预定轨道，标志着中国北斗卫星导航系统由区域运营向全球拓展的启动。当前，业内都在关注该颗卫星升空后的相关事宜。

未来，随着北斗导航全球组网完成后，我国自主研发的芯片也有望走出国门。

京华时报记者 郝少颖 京华时报制图 吴尚楠

本专题由北京市科委、北京市科学技术奖励工作办公室协助采访。