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本報記者 俞陶然
這是一顆5毫米見方的北斗導航晶片，比成人指甲小得多，看上去很不起眼，卻是上海科研人員智慧的結晶。今天，上海北伽導航科技有限公司在2014上海軍民兩用技術促進大會上發布“航芯一號”，標志著我國北斗導航業大規模應用的最大瓶頸得到突破。這顆晶片將於明年量，進入中興等品牌手機，並將逐步進入平板電腦、可穿戴設備、車載導航等設備，使百姓能用到更多北斗導航品。
據了解，北伽導航公司去年本打算研發55納米工藝晶片，因為國內主流的北斗晶片生工藝是130納米，而且是非一體化工藝(射頻晶片與基帶晶片分離)。然而，如今問世的是我國首顆40納米SoC工藝北斗多模射頻基帶一體化晶片。與國內主流技術相比，滬晶片可謂跨越了兩代。這一“跨越式突破”是如何實現的呢？
要做就做國際一流晶片
北伽導航公司總經理王永平介紹，該公司前身是上海伽利略導航有限公司，成立於2005年。當時，這家國有企業作為我國唯一的地區代表，參與了“中國—歐洲伽利略衛星導航合作計劃”。通過國際合作，公司在晶片、高精度地基增強系統等領域積累了一定技術。
2010年，在市政府專題會議上，市領導明確了上海衛星導航業發展重點：一頭抓器件，發揮本市整合電路業優勢，研發北斗晶片；另一頭抓位置服務業。
遺憾的是，北斗系統建設升級后，國家北斗衛星導航管理辦公室組織的年度北斗晶片比測中，上海沒有團隊和企業進入第一陣營。2012年、2013年連續兩年的北斗晶片比測中，沒有一家上海單位參與。
面對激烈的國內競爭環境，上海政府部門和企業憋一股勁。2013年，市科委從多個團隊的北斗晶片設計方案中，選擇了王永平團隊提出的55納米北斗射頻基帶一體化方案。“這是去年國內提出的最先進北斗晶片方案，對國內企業來，技術難度已很高。能否研製成功，我心裏沒底。”王永平告訴記者。
然而去年5月，當他們把完整方案提交市科委后，方案居然被退了回來。原來，市科委相關部門那時已了解到，美國高通公司已在研製40納米工藝GPS/北斗雙模一體化晶片。如果上海決定研發一顆問世后必落后於國際領先技術的導航晶片，那麼，它怎能承載國北斗晶片參與國際競爭的夢想？
“要做，就做國際一流導航晶片。”市科委負責人對王永平。經過多次論證，這支團隊確定了將SoC工藝升級到40納米的方案。2013年8月，北伽導航公司正式投入研發。
聘海歸科學家帶隊研發
科技創新最重要資源是人才。技術方案一確定，北伽導航公司就開始招攬海外高端人才。
馮衛鋒是美國加州大學博士，曾在美國知名晶片企業——博通公司工作，有十幾年海外從事通信和導航類整合電路設計的經驗。尤為關鍵的是，他帶隊研製過40納米SoC工藝晶片。去年，北伽導航公司將這位華人科學家招致麾下，任命他為副總裁，帶隊研發北斗晶片。
吳駿，一位在上海長大的“80后”，被北伽導航公司引進前，在美國從事晶片開發。他告訴記者，“SoC晶片設計的工作量非常大，我們導航部團隊的成員都是‘80后’，幹活特別拼，工作到晚上10點、11點是家常便飯，有時做通宵。”靠這股拼勁和高端人才的指揮，這支團隊在9個月內完成了晶片架構、整合電路設計和算法開發。今年4月底，公司將第一版晶片的設計圖紙交給了生商。7月底，晶片實物樣品被送到公司，進入測試階段。8月5日凌晨3時，當研發團隊將晶片連入基板，完成功能測試后，全場爆發出一片歡呼聲。“這會是我終身難忘的一刻！”回憶起當時場景，吳駿記憶猶新。“我們做晶片的，最怕把晶片實物樣品連入基板后，升起一縷青煙，晶片變成一塊石頭，上百萬元投入就這樣報廢了。”幸運的是，北伽團隊一年多的艱辛付出沒有白費。在9月的路測中，這顆晶片的定位精度為2.5米，達到國內一流水平。
除了引進人才，公司還聘請海外顧問。據透露，一位國際衛星導航業界的“大牛”曾任公司顧問，為北斗晶片研發做了指點。
政府採取“對賭機制”
晶片研發，高額資金投入也是一個問題。選擇40納米工藝方案，研製成功后能使北斗晶片達到國際一流水平，但如果失敗，意味大量經費付諸東流，這是一家企業難以承受的。為此，市科委提出採取“對賭機制”，即政府和企業共同在研發上投入，公司“押寶”40納米方案，政府也在這個方案上“押寶”。這種機制，既可以解決研發經費問題，也能鼓勵企業開展高難度技術攻關。
目前，市科委已投入數百萬元，北伽導航公司投入資金更大，使國北斗晶片實現了“跨越式突破”。據透露，明年市科委將繼續投入，立項支持北伽導航公司研製厘米級北斗導航晶片。這顆晶片如問世，能用於地理測繪、車道定位、無人機等領域，有望大幅降低高精度定位的成本。
王永平表示，今天發布的北斗晶片是第一版樣品，第二版晶片將於明年初問世，性能指標達到國際一流水平。明年3月，第二版晶片將投入量，並在中興手機上開展百萬級示範應用。預計2016年，這款晶片將實現超過千萬級的大規模應用。“我們還將把北斗晶片推向國際市場，讓北斗導航品進入國外大消費領域。”
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