十张图带你了解我国北斗接收机行业发展现状

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20 蔡志濠 • 2020-02-20 10:40:55  来源:前瞻产业研究院 E36148G0

北斗卫星导航接收机(北斗终端)是北斗卫星导航系统的用户关键设备,是一种接收、跟踪、变化和测量北斗卫星信号,通过分析卫星电文及对相关数据进行处理而获得定位解算,并且完成应用系统所要求的其他功能的无线电接收装置。按照北斗导航对卫星导航和定位服务市场贡献率的值(从20%增长至80%)乘以基础器件在卫星导航和位置服务产业链中的产值占比(2018年为4.44%)测算,2015-2018年,中国北斗接收机产值总体保持上升趋势,2018年,北斗接收机产值已经达到107.1亿元。

北斗接收机分为4大类

北斗卫星导航接收机是用来收集处理天线接收到的电磁信号。理想的接收机抑制所有不需要的噪声,并对需要的信号不增加任何噪声或干扰。不管信号的形式或格式如何,它都可以变换,以适合信号处理器检波电路所要求的特性,然后再送到智能用户接口。北斗卫星导航接收机主要可以分为导航型接收机、测地型接收机、授时型接收机和短报文型接收机四种。

图表1:北斗接收机类型划分

北斗接收机产值突破百亿元

按照北斗导航对卫星导航和定位服务市场贡献率的值(从20%增长至80%)乘以基础器件在卫星导航和位置服务产业链中的产值占比(2018年为4.44%)测算,2015-2018年,中国北斗接收机产值总体保持上升趋势,2018年,北斗接收机产值已经达到107.1亿元。

图表2:2015-2018年中国北斗接收机产值测算(单位:亿元)

北斗卫星导航接收终端应用规模已累计超过8000万台/套

在市场发展方面,2018年国内卫星导航与位置服务市场需求总量基本保持稳定。国内卫星导航定位终端产品总销量突破5.3亿台,其中具有卫星导航定位功能的智能手机销售量达到3.9亿台。汽车导航后装市场终端销量达到400万台,汽车导航前装市场终端销量达到450万台,各类监控终端销量在500万台左右,专业高精度接收机终端销量突破16万台(套)(注:中国卫星导航定位协会未将导航终端拆分为北斗终端和GPS终端,故此处统计的是全部卫星导航终端销量)。

图表3:2014-2018年中国主要卫星导航终端产品销量(单位:亿台,万台,万台(套))

截至2018年底,各类国产北斗终端产品应用规模已累计超过8000万台/套;2018年国内销售的智能手机超过60%的款型均支持北斗。可以预见,未来卫星导航终端产品中,国产北斗及北斗兼容性终端所占比重将进一步提升。

图表4:2014-2018年北斗接收机需求发展规模

根据中国卫星导航定位协会,截至2018年底,各类国产北斗终端产品应用规模已累计超过8000万台/套,采用北斗兼容芯片的终端产品社会总保有量接近7亿台/套(含智能手机),北斗应用正在诸多领域迈向“标配化”发展的新阶段。

图表5:2013-2018年中国采用北斗兼容芯片的终端产品社会保有量(单位:亿台/套)

北斗接收机企业数量增长至83家

根据中国卫星导航定位管理中心发布的最新版《北斗导航民用服务资质单位名录(终端级)》,目前有82家公司获得了北斗导航民用服务终端级资质,另有华安星科(北京)信息技术有限公司处于暂停资质阶段,合计83家,各家公司接收机业务范围如下表所示。

图表6:中国北斗接收机行业的企业竞争格局(一)

图表7:中国北斗接收机行业的企业竞争格局(二)

图表8:中国北斗接收机行业的企业竞争格局(三)

北斗接收机上游核心元件实现了自主国产

北斗接收机行业上游基础构件主要包括射频芯片、基带芯片、核心算法软件、天线和板卡等,其中射频芯片和基带芯片都是集成在GNSS板卡上,是GNSS板卡的核心器件,主要功能包括接收北斗卫星信号后进行模数转换,对卫星数据信息完成运算后输出高精度位置信息。芯片和板卡性能决定了整机的性能,也是终端最核心的元器件和占比最高的成本部分。

图表9:北斗导航基础元件工作原理示意图

一般情况下,GNSS芯片及板卡约占据北斗接收机价值的50%-65%,在测绘等高精度专业应用领域,GNSS芯片及板卡占据北斗接收机价值的65%左右,对于汽车导航等民用消费领域,GNSS芯片及板卡也能占据北斗接收机价值的约50%。

图表10:GNSS芯片及板卡占据卫星导航定位产品价值链的比重(单位:%)

根据中国卫星导航系统管理办公室发布的《北斗卫星导航系统发展报告(3.0版)》,国产北斗芯片、模块等关键技术全面突破,性能指标与国际同类产品相当;支持北斗三号新信号的,28nm工艺射频基带一体化SoC芯片,已在物联网和消费电子领域得到广泛应用;最新的22nm工艺双频定位芯片已具备市场化应用条件,全频一体化高精度芯片正在研发,北斗芯片性能将再上一个台阶;截至2018年,国产北斗兼容型芯片及模块销量已突破7000万片,性能价格比肩国际水平,国产高精度板卡和天线销量也分别占国内市场的30%和90%。

图表11:2016-2018年国产北斗兼容型芯片及模块累计销量走势(单位:万片)

由于北斗系统的核心技术自主可控,过去被GPS巨头天宝和诺瓦泰等公司垄断的芯片和板卡近年来实现了自主突破,其中射频芯片和基带芯片均实现了自主国产,以和芯星通、武汉梦芯、中海达为代表的等厂商已经实现了射频和基带芯片的自研,行业上游基础元器件逐步实现国产替代会是未来几年的趋势,北斗接收机行业将成为一条由上游到下游均由我国企业主导具备完全自主知识产权的产业链。

另外,从目前来看,我国北斗导航系统的研究经费90%用于卫星研制和发射,只有10%用于导航芯片,芯片研究投入较少,因此未来几年我国将加大核心芯片的研发。

北斗接收机技术发展趋势

GNSS应用干变万化,但最终还是要汇聚到接收机系统这一个点上,因为任何GNSS服务都要以接收机为载体才能实现,所以GNSS接收机是GNSS系统和技术与产业的对接点。随着GNSS系统变革和应用服务对象的变化,GNSS接收机系统技术创新已经显得最为迫切和最为显著,已经成为GNSS系统与产业转折发展的着力点,已经成为GNSS技术创新的核心焦点。

GNSS接收机系统创新发展的技术趋势主要体现三个方面:一是GNSS兼容互操作,GNSS信号体制的全方位创新带来的革命性变化,将GNSS应用服务水平和经济实用性提高到一个崭新层级;二是随着GNSS与通信的相互融合,使GNSS接收机的形态正在发生根本性的变化,随着GNSS应用服务领域的不断扩大,未来可能在车联网、船联网、物联网应用中创造丰富多彩的接收机形态;三是GNSS将与声光电磁和机械惯性等时空信息提供者相互融合,形成全源环境感知和泛在精准服务,构成智能信息时代所赖于生存发展的生态系统基础,推进无人系统的发展进步,推进智能信息产业的快速、健康可持续发展。

图表12:北斗接收机技术趋势示意图

以上数据及分析均来自于前瞻产业研究院《中国北斗接收机行业市场需求与投资战略规划分析报告》,同时前瞻产业研究院还提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资等解决方案。

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