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科技新聞

北斗導航終端芯片的7年國產化之路

【世界機械網】時間：2011-10-25　來源：本站整理　【收藏本頁】

　　37歲，電子科大微電子專業博士，成都國騰電子技術股份有限公司技術中心主任。

　　在《射雕英雄傳》中，有一種陣法叫北斗七星陣，是根據北斗星的七顆亮星的排列方位來確定人的步法，可以對敵人形成包圍，雖然陣式不斷變化，但方向始終明確。而在現代國際星名的命名體系中，北斗星屬于大熊星座。

　　 37歲的楊洪強從不看武俠小說或者電視劇，對大熊星座也沒什么研究。但是，他卻對星空中另外9顆“北斗星”格外關注，它們的名字叫北斗導航衛星。楊洪強所做的，就是能夠讓地面上的人可以得到北斗導航衛星提供的定位、時間以及通信服務。

　　去年年底，作為成都國騰電子技術股份有限公司(簡稱國騰電子)技術中心主任，他和團隊研發了北斗導航終端的射頻芯片和基帶芯片，為北斗終端安上了成都“芯”。這也是目前全國唯一一個導航終端整機都使用自主芯片的公司團隊。

　　 A“用耳朵聽到風的聲音”

　　　這條路他走了整整7年

　　　1994年，被命名為“北斗”的中國導航衛星定位系統工程正式啟動。1999年，國騰電子成功進入北斗衛星導航應用產業鏈企業，開始生產一些元器件。在2003年楊洪強來到國騰電子之前，公司的導航終端芯片完全依賴進口，并沒有相關的研發團隊。這個電子科大微電子專業的博士，成了公司的指望。

　　　從北斗導航終端來說，最關鍵是兩個“芯”：射頻芯片和基帶芯片。所謂射頻芯片，就是要接受天上的北斗導航衛星發射的波形信號，“是一種模擬信號，需要用芯片來把它放大，變成數字信號。”而基帶芯片的作用，就是選擇天上的衛星，并且選擇一定的算法來解碼衛星型號，從而讀出位置以及時間信息。

　　　楊洪強最先負責的就是射頻芯片的研發。因為衛星信號經過非常遠的距離到達地面已經非常微弱，而且北斗導航終端的電路板本身都有一定的噪聲，再加上地面一些建筑物對信號的干擾，要從眾多的聲音中辨別出微弱的信號，好比用耳朵聽到風的聲音。

　　　2004年，楊洪強組建了15個人的技術團隊，開始研發射頻芯片。“剛開始什么都不懂，沒什么設備，也沒什么人。”在楊洪強的回憶中，那個時期，他們每天都在電腦前，利用軟件做仿真設計，然后再做測試，最后做成流片，拿去試用。這個流程之后，楊洪強就會和團隊成員拿著終端成品做試用，在成都市選擇各種各樣的位置，然后把終端成品放到車上到處跑，來測驗實際效果。除此以外，團隊還會設置各種各樣的場景，看這個位置的信號怎樣，看那個大樓會不會產生干擾。“問題不會一次出現，每次遇到細小的問題都要回去再重頭開始，尋找關鍵細節。”最開始的半年多，楊洪強每個月幾乎要看200篇有關導航芯片的論文，有的是從高校借的，大部分是從國外買來的。

　　　這樣一條路，楊洪強和公司團隊整整走了7年。

　　　B從依賴進口

　　到成功自主研發

　　　“研發芯片不止需要技術，還要人的一顆心。北斗導航終端芯片的7年國產化之路”楊洪強從大學到畢業工作一直是這么想的。
　　 1994年，楊洪強考入電子科技大學微電子專業。憑著一股扎實勁兒，每次的專業頭名都非他莫屬。大三結束，他基本確定了保研資格。導師陳星畢讓他從大四就開始進入教研室做課題研究，“從最基本的電路板一點一點開始”，楊洪強到現在還在慶幸當初的訓練。讀研究生照樣順風順水，他取得了碩博連讀的資格，5年時間過去，他說一定要做微電子方面的工作。

　　　進入國騰電子后，從2004年到2007年期間，楊洪強逐漸為公司培養出了4名技術骨干。正當研發稍有起色時，4名技術骨干卻相繼離開了公司。“做研發太辛苦了，不但要承受身體上的壓力，還要承受足夠的孤獨感。”楊洪強所說的“孤獨感”其實是研發遇到瓶頸而無人分擔的挫折感。2007年，幾乎被擊垮的楊洪強向國騰電子提出了辭職申請。他反復地思考，要不要繼續做芯片的研發?是不是已經到了山窮水盡的地步了呢?公司老總極力挽留，楊洪強最終帶著這樣的疑問又回到了公司，并決心找出答案。

　　　楊洪強開始一面招聘科技人才，一面研發芯片。隨著技術人員不斷增多，射頻芯片和基帶芯片的研究從2007年年底又重新開始了。楊洪強的要求也更加苛刻了，用同事耿建強的話來說是“比大學老師要求嚴格多了”。一次，耿建強在做完仿真設計及測試時，意識到做出的流片可能有些細節上的問題，但覺得無傷大雅，就沒在芯片評審時說出來。用戶試用后，問題反饋回來，他被外表看起來溫文爾雅的楊洪強“一頓臭罵”。

　　　2010年，國騰電子終于研制了具有自主知識產權的射頻芯片和基帶芯片，擺脫了芯片進口的束縛，成為了國內唯一能夠提供全系列基帶、射頻、天線、功率放大器、低噪放等北斗終端關鍵元器件的廠商，在國內市場，北斗終端產品市場占有率達40%以上。

　　　C不斷造“芯”領跑行業

　　　最新自產SOC芯片降低能耗12.5倍

　　在完成射頻芯片和基帶芯片的研發后，北斗導航終端產品開始大量應用于交通、水利、氣象等領域，但是“塊頭大、功率大”的問題也隨之暴露出來。國騰電子又把研究方向投向定位更加精確、功耗更低、體積更小的導航終端產品，而關鍵之鑰仍是芯片。

　　于是，楊洪強又帶領團隊開始研究基帶芯片SOC技術。目前，國騰電子自主研發的低功耗SOC芯片已完成成品測試，這個千萬門級的芯片，能夠大幅度降低功耗，使耗電量從1瓦降低到80毫瓦，相當于能源消耗降低了12.5倍。而且，產品的體積也相對縮小，只相當于普通手機的一半。

　　　在國騰電子的成果展示廳，記者看到了國騰最新自主研發的低功耗SOC芯片，正方形的芯片只有9毫米見方。楊洪強表示，低功耗的SOC芯片研發對于北斗導航終端應用于民用非常重要，“終端的功耗和體積變小了后，產品價格就可能降下來，利于民用終端產品的批量生產。”目前，“成都造”北斗衛星終端主要是行業應用，但隨著2020年北斗全球衛星導航系統的建成，擁有成都“芯”的北斗衛星終端最終將走向普通消費者使用的民用產品上。

　　按照國家發展計劃，到2012年，我國將發射更多顆北斗導航衛星，完成服務范圍覆蓋亞太地區的目標;到2020年，將建成由5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星組成的北斗全球衛星導航系統，預計中國衛星導航產業年產值將達到4000億元的規模。
　　這樣說來，楊洪強和公司團隊還有很長的路要走。(祝迅徐群冠一)
　　　北斗衛星導航系統

　　　中國自行研制開發的區域性有源三維衛星定位與通信系統(CNSS)，是繼美國的全球定位系統(GPS)、俄羅斯的GLONASS之后第三個成熟的衛星導航系統,立足向全球用戶提供高質量的定位、導航和授時服務。

　　　2011年7月，我國在西昌衛星發射中心用“長征三號甲”運載火箭，成功將第九顆北斗衛星送入預定轉移軌道。

　　楊洪強團隊所做的就是能夠讓地面上的人可以得到北斗導航衛星提供的定位、時間以及通信服務。他和團隊研發了北斗導航終端的射頻芯片和基帶芯片，為北斗終端安上了成都“芯”。這也是目前全國唯一一個導航終端整機都使用自主芯片的公司團隊。

　　

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