分析丨卫星应用受关注，GNSS导航芯片/模块发展加速

华为Mate 60 Pro、SpaceX“星链”近期受到关注，卫星应用或将成为半导体产业的一个新的增长领域，主要包括通信、导航、遥感等。在通信方面，我国在低轨卫星互联网的研究也取得进展，据芯查查资讯，近期中国电信研究院与中国电信上海应急通信局、中国电信卫星公司协同，联合北京捷蜂创智科技与北京邮电大学，基于同步轨道卫星，完成全球首次运营商NR NTN（非地面网络）终端直连卫星现网环境测试验证。随着这项测试验证的后续部署推进，智能手机未来将可以使用卫星宽带业务，这也是移动通信和卫星通信融合发展的必然趋势。

除了通信，卫星应用更成熟的领域之一是导航定位，在这方面，我国已经构建了自主的北斗三号卫星系统，在智能终端导航、车载导航、共享经济等领域具有广阔前景，目前已经进入全面规模化应用阶段。北斗三号进入规模化应用阶段据北斗卫星导航系统网站介绍，全球导航卫星系统（GNSS，Global Navigation Satellite System）是一个多系统、多层面、多模式的复杂组合系统，涵盖所有卫星导航系统，包括全球卫星导航系统、区域卫星导航系统和增强卫星导航系统，还涵盖在建和以后建设的其他卫星导航系统。

·全球卫星导航系统：包括中国的北斗卫星导航系统（BDS）、俄罗斯格洛纳斯（GLONASS）、欧洲伽利略（Galileo）和美国GPS。·区域卫星导航系统：包括日本准天顶卫星系统（QZSS）、印度区域导航卫星系统（IRNSS）。·天基增强系统：包括美国广域增强系统（WAAS）、欧洲静地导航重叠系统（EGNOS）、日本的多功能运输卫星增强系统（MSAS）等。

图注：卫星导航系统对比（来源：《北斗卫星导航系统规模应用国际化发展战略研究》）2020年，北斗三号系统正式完成组网，完成了北斗卫星导航系统“天地一张网”布局，为中国大陆地区用户提供高精度定位服务。北斗三号全球卫星导航系统具备导航定位和通信数传两大功能。

面向全球范围，北斗三号提供三种服务，包括定位导航授时、全球短报文通信和国际搜救。在中国及周边地区，提供四种服务，包括星基增强、地基增强、精密单点定位和区域短报文通信。

目前北斗迈入规模化应用关键阶段，预计到“十四五”末产值翻番，突破万亿元大关，全球市场份额翻两番。2023年4月底，第十三届中国卫星导航年会召开，《北斗卫星导航系统建设与发展》报告提到，“预计到‘十四五’末期，我国卫星导航位置与服务产业总体产值翻一番，突破万亿元大关，全球市场份额翻两番，北斗产业化向更宽范围、更高水平、更高层次迈进。”

数据显示，2022年国内新入网的智能手机支持北斗出货量共计2.6亿部，占比达到98.5%。另据人民日报，截至今年1月，北斗时空智能服务的全球累计接入智能设备超15亿台。北斗正在成为智能手机、手表等可穿戴设备等大众消费产品定位功能标准配置，包括华为、小米、苹果等国内外主流智能手机厂商均支持北斗，北斗三号短报文已实现与智能手机、手表信息互通。GNSS芯片/模块的3个趋势我国已经具备芯片、模块、天线、板卡、终端和运营服务为一体的完整卫星导航产业链，具有自主知识产权的卫星导航芯片，性能指标与国际主流产品相当。

芯片、板卡/模块、天线等元器件是产业链上游；中游主要是指诸如高精度GNSS接收机在内的各类数据采集设备产品以及各类高精度GNSS系统集成服务；下游则主要是基于各种技术和产品的应用、运营服务。

GNSS芯片用于接收由GNSS卫星发射的信号，包含基带芯片、射频芯片。基带芯片是模块、板卡的核心器件，完成对指定卫星信号的捕获、跟踪、数据解调，并给出卫星信号的伪距、载波相位等测量信息，其功能和性能通常决定了整机的性能指标。射频芯片则主要负责接收卫星发射的波形信号，并将其放大变成数字信号。目前导航GNSS芯片/模块主要呈现3个趋势：

1、多模多频

北斗系统民用市场逐渐打开，规模化推动高性能多模模块需求，以及提升北斗卫星系统配置率。由于北斗与GPS、GLONASS系统兼容，可以降低多模GNSS模块开发成本。从支持的频段和卫星系统数量划分，GNSS芯片/模块可以分为单模定位模块、单频多模定位模块、多频多模定位模块等。

2、高精度GNSS芯片/模块有普通精度和高精度之分。普通精度卫星导航的定位误差通常在1至10米以上区间内，高精度卫星导航的定位误差则通常在1米以下。普通精度卫星导航已经可以满足普通消费者的一般使用需求，具体应用包括简单的车辆和船舶导航、生态监控等领域。

对于需要实时精确定位的应用需求，则必须采用高精度卫星导航，精准测绘、精确制导、地质灾害监测是常见领域。

消费电子产品如果使用基于位置的云服务，那么也需要高精度定位，主要需求精度为米级、分米级。定位芯片硬件上至少是双频才能具备支持云服务的能力，实现分米级的定位。此外，无人化、智能化的迫切需求，汽车智能驾驶、L2辅助驾驶渗透率越来越高，对高精度定位服务的需求也注定越来越旺盛。

3、与惯性测量结合惯性测量单元（IMU）与GNSS芯片/模块融合，以提高导航系统精度和可靠性。在卫星信号受遮挡的环境中，惯性测量系统则可以提供实时姿态和速度信息，并计算定位。同时，视觉传感器、激光雷达和地面测量仪等新型传感器也逐渐成熟并应用于导航领域，提供更多样化和丰富的数据，为惯性导航融合提供了更多可能性。

围绕上述产品趋势，下面介绍几家主要GNSS芯片/模块厂商的核心技术和产品。和芯星通：国内北斗芯片龙头

和芯星通是北斗星通旗下企业，其高精度芯片国内市占率超60%。热门产品为自主研发的UM620N和UM621N模组，为车规级四系统双频导航定位模组。UM621N为四系统双频GNSS/INS组合导航模组。UM620N和UM621N模组，在复杂环境中定位精度更优，抗干扰能力更强，适用于车载座舱IVI、TBOX等应用领域。

UM621N四系统双频模组增加了惯性组合导航技术，可提升导航的稳定输出。如果GNSS跟踪由于多径、遮挡、干扰等因素影响定位精度，那么基于GNSS/INS组合导航算法，可根据其速度、姿态和方向来估算当前轨迹和位置。当车辆进入多路径、干扰、遮挡等场景，基于UDR组合导航技术，可实现全场景的100%定位结果输出。

UM620N和UM621N模组基于和芯星通自主研发的新一代车规级双频多系统射频基带一体化SoC芯片——UFirebirdIITM（UC6580A）设计，符合AEC-Q100车规级认证，同时具备高集成度、高性能、小尺寸等特点。

公开资料显示，过去的五年里，和芯星通的销量每年平均增长100%，2018年销售收入为1.8亿，净利润2424万；2022年销售收入实现6.79亿，净利润达到1.69亿。收入增长277%。利润增长604%。

目前的行业高精度芯片已经全部替代为和芯星通的星云4代产品。和芯星通在汽车领域的产品主要是Firebird产品系列，主要面对座舱域。

中电港萤火工场：惯导模块实现高精度导航定位

中电港萤火工场结合自身技术优势，推出一系列惯导模块产品，在实现原理上，可持续导航定位30分钟～2小时，当惯导信号漂移时，具备自校正机制。中电港萤火工场惯导模块方案自有陀螺仪核心软件算法，可采集停车场数据，画出室内图，可与现有智能化停车场管理资源相辅相成，无需额外改造，助力高峰疏导，空闲引流，使用落地便利。

图注：中电港萤火工场惯导模块（来源：中电港萤火工场）

华大北斗：推动GNSS芯片高集成度一体化SoC设计

华大北斗自成立以来不断提高芯片设计核心技术水平，积极布局北斗核心芯片的研制，始终坚持基于先进工艺的高集成度一体化SoC设计架构和创新设计理念，以确保芯片在定位精度和性能、功耗控制、成本、高集成度小型化等方面皆具优势。

代表产品包括华大北斗自主研发的北斗芯片HD8140、低功耗旗舰产品HD8120系列，以及HD8040D、HD9310双频高精度定位芯片和TAU系列模组产品，广泛用于物联网、智能穿戴、车载导航、无人机等领域。

华大北斗第四代北斗芯片与其以往系列芯片一样，继续采用了SoC芯片架构。在单一芯片上集成了两个微处理器、射频单元、数字基带单元、存储器、电源管理单元、外围接口等，具备集成度高、功能强、功耗低、尺寸小等优点，进一步提高了产品的竞争力。其设计难点在于：要通过复杂的设计，来避免各个模块互相影响，保证各个模块配合工作时可以发挥出最佳性能。

图注：华大北斗GNSS芯片（来源：华大北斗）芯讯通：模组销售量连续四年位居全球领先芯讯通提供5G、C-V2X、LPWA、LTE-A、智能模组、LTE、WCDMA/HSPA（+）、GSM/GPRS无线蜂窝通信以及GNSS等多种技术平台的模组及解决方案。根据美国知名市场研究公司ABI Research Inc.的M2M报告显示，芯讯通无线通信模组销售量连续四年位居全球领先。

芯讯通早于2019年推出全球首款5G模组SIM8200EA-M2系列并通过实网稳定连接，并将不断的从产品的质量、成本、服务、创新四个层面去不断推进芯讯通在5G领域的布局。

在导航产品方面，芯讯通GNSS模组SIM65M、SIM32ELA搭载络达平台，采用单频多卫星接收模式，捕捉信号更为迅速，位置、时间精度高，受障碍物影响小。

GNSS双频模块SIM68D、SIM66MD分别搭载络达和芯与物平台。具有体积小、质量轻、功耗低等特点，高效识别遮挡和干扰环境。L1+L5双频GNSS接收机可智能切换工作模式。

双频惯导模组SIM68AD搭载络达平台，增加惯性导航技术增强、强城市区域定位精度，可覆盖GNSS信号无法到达的区域、减少干扰和偏差。双频RTK模块SIM68AT、SIM66MD-R分别搭载络达和芯与物平台。L1+L5双频接收不同频率信号有效消除电离层误差。集成AGNSS、LNA、RTK，可达到厘米级精准定位。

小 结

卫星应用或将迎来一次高峰，为半导体行业创造增长机会。导航定位是卫星应用的重要组成，我国在该领域具有完整的产业链。在应用端，北斗卫星系统已经全面赋能国家基础设施，并在共享经济、智能手机等大众消费领域实现大规模应用。

北斗卫星系统的应用和生态已经成型，根据中国卫星导航定位协会发布的《2023中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》显示，2022年国内卫星导航定位终端产品总销量超3.76亿台，其中，具有卫星导航定位功能的智能手机出货量达到2.64亿台，占比达到98.5%。包括物联网、穿戴式、车载、高精度等在内的各类定位终端设备销量超过1亿台（套）。

在产业链上游，与卫星导航技术研发和应用直接相关的芯片、器件、算法、软件、导航数据、终端设备、基础设施等在内的产业核心产值，2022年同比增长5.05%，达到1527亿元人民币，在总体产值中占比为30.50%。受益于导航定位市场应用全面展开，GNSS芯片/模块将加速在民用领域的渗透，本文介绍了GNSS导航芯片/模块趋势和主要厂商产品。

审核编辑：汤梓红