当你看着眼前这块只有5毫米大小，甚至比绿豆还要小的芯片时，很难想象得到它能让你在一秒钟内精确定位，定位精度达2.5米而功耗却仅有35mW。 它就是由我国自主研发的北斗导航芯片——蜂鸟Humbird，这款芯片已经成为我国北斗导航芯片的典范。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年度北京市科学技术奖二等奖。
“扛住资金压力，也要造蜂鸟”
在与国外导航系统的竞争中，芯片是决定产业发展水平的关键和基础。
“发展北斗芯片，必须要面向民用，必须要走高端产业之路。”和芯星通公司总经理胡刚告诉记者，“和芯星通自2011年就决定研发一款面向民用的北斗导航芯片，并快速启动产品立项。”
然而，当时的和芯星通面临着资金、技术双重挑战。Humbird采用55纳米工艺，这对当时的中国导航产业而言尚为首次尝试，且芯片研制在PPC(性能、功能、成本)约束条件下，性能指标瞄准国际一流产品，难度和挑战可以想象。
“当时我们的第一款芯片Nebulas刚推出，资金面很紧张。但我们满心希冀中国百姓能够用上民族自主研发的北斗导航芯片，所以下定决心，无论如何也要把蜂鸟研发出来。”胡刚说。
在北京市科委等单位的大力支持下，历经18个月的开发，2013年5月，和芯星通成功推出了“和芯蜂鸟”——Humbird芯片。它具有功耗 低、灵敏度高及体积小的优势，由其构建的导航定位模块，定位精度、灵敏度等性能均达到国际领先的GPS模块同水平，而且在成本上也与GPS同类产品齐平， 极具国际竞争力。
据了解，蜂鸟Humbird芯片采用完全自主知识产权的GNSS技术，可同时运行64通道，为用户提供超低功耗、超高性能的位置服务和用户体验。
定位准、功耗低
据胡刚介绍，蜂鸟芯片兼容支持北斗+GPS/GLONASS/GALILEO，支持双系统联合定位和单系统独立定位模式，用户可灵活配置。独有的Ultra-sense高灵敏度基带设计，使接收机在城市峡谷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，安装蜂鸟芯片的车载导航仪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。
“北斗+GPS双模定位，卫星分布密度明显高于单GPS，因此定位成功率更高。GPS在全球分布32颗星,中国上空一般8到11颗星，加上北斗 卫星，可见星由8到11颗增加到20—23颗左右。在城市中，由于高楼林立卫星信号经常受到遮挡，双模定位大幅提高了定位成功率，例如，仅3颗GPS卫星 无法3D定位，在增加了3颗北斗卫星后，可以成功定位。”胡刚说。
据介绍，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，蜂鸟芯片就能重新捕获跟踪信号。
同时，由于采用了创新性的Rhythm-Sleep独有技术，蜂鸟芯片能够运行在极低的功耗水平。芯片引脚简洁、体积小巧，除适用于车辆监控/导航、授时等专业应用外，也非常适合于便携导航、GIS手持等应用。
此外，蜂鸟芯片冷启动即首次定位时间已经高于国际水平。经实际应用统计数据得出，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。
特别值得一提的是，芯片中采用了完全国产的GNSS核心算法，如Ultra-sense高灵敏度基带技术、Rhythm-Sleep超低功耗设计，并且针对北斗信号做了专门的研究和独有算法。
小芯片、大产业
“随着北斗在卫星导航领域里市场份额的快速扩张，蜂鸟芯片的出货量已经超过200万，去年贡献了6000万的产值。”胡刚说。
据了解，蜂鸟芯片面向车载信息服务应用(监控、导航)的前装、后装市场，并适用于行业手持、PND等便携导航、精密授时等大众及行业应用。
其中车载应用前景广阔，而便携、可穿戴应用等消费类市场则不可限量。随着汽车保有量的增加，导航定位功能正从高大上走向寻常百姓家，这为北斗导航带来了稳定增长的潜力，目前蜂鸟芯片已经批量应用至车载前装。
“而便携导航设备和可穿戴设备，尤其是后者正处在快速增长期，如学生卡、运动手环手表等产品，蜂鸟在相应领域已取得实际应用，我们将在这一方向进行更长足的投入。”胡刚说。
如今，蜂鸟芯片也走出了国门，前不久，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，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。“目前也与韩国、日本等亚太国家进行合作。”
胡刚说，近几年，我国北斗卫星导航系统芯片研发取得了长足进展。部分厂商提供的芯片性能已可与国外同类产品比肩。在高精度应用如测绘、驾考等领域，国产芯片已在短短时间内占据了30%以上的市场份额。
“未来我们要把芯片做得更小，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。”胡刚说。
