手机GPS基带芯片及测试板
想一想，如果你的手机装上了GPS卫星定位软件，无论你走到哪里，无需开通任何网络服务，都会在GPS的帮助下，让你迅速融入其中，那是一件多么惬意的事啊！
GPS，这一70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星定位系统，被越来越多的厂商应用在导航方面。美国“9·11”事件之后，加强了其E911无线紧急通信战略，为了加强安全方面的工作，美国政府规定将GPS预装在更多的手机上面。在我国，2007年6月，移动用户的总量达到了4.8亿，已经成为了世界上最大的移动用户国家，而手机配置GPS功能也成为一种发展趋势。对于手机生产厂家，在未来的几年里对手机GPS芯片的需求会越来越迫切，而目前世界上的手机GPS芯片造价都比较高，这无疑增加了GPS手机的生产成本。近日，中国第一款手机GPS基带芯片在中科院微电子研究所诞生，该芯片由“百人计划”学者陈杰研究员领导的通信与多媒体SOC研究室负责研制，芯片基于自主创新架构和电路实现方式，拥有完全的自主知识产权。
记者就这一成果对此项目的研发者——中科院微电子所陈杰研究员进行了专访。
记者：首先恭喜您和您的实验室在手机GPS芯片研制上取得成功！我想问一下，这是属于国内首款吗？
陈杰：谢谢！我们研制的GPS芯片并不是国内首款，但是我们的芯片是专门针对手机等手持设备应用，在低功耗和低成本等方面可能是国内目前做得最好的。
记者：目前市面上分为手机GPS和GPS导航仪，这两者有什么区别吗？
陈杰：两者在本质上来讲是一样的，需要的功能也差不多，主要区别在于对功耗的要求不太一样。手机等便携式终端需要省电，要求芯片的功耗尽可能低，因此设计手机GPS芯片的技术难度比设计车载GPS芯片更大。我们在这个方面有了较大的技术突破，使我们设计的GPS芯片的功耗比国内外其他公司的产品至少低一半以上。同时，由于采用了自主创新技术，我们芯片的成本也得到了较好的控制，与其他GPS芯片相比，竞争优势非常明显。
记者：您能谈一下现在咱们国家手机GPS的发展状况吗？您又是在怎样一个背景下开始研制手机GPS芯片的呢？
陈杰：目前，GPS手机在国内刚刚开始应用，主要集中在高端手机市场。目前提供手机GPS芯片的主要是国外厂家，像Sirf、u-blox等公司。他们提供的GPS芯片成本都比较贵。国内手机市场是一个金字塔型，价格在2500元以上的高端手机大概不会超过30%，市场份额最大的还是中低端手机。对于金字塔上面那部分来讲，GPS芯片的价格高点也没太大关系，十几美金都是可以接受的；但对于金字塔下面的那一部分，芯片价格就非常敏感了。比如说手机卖700块钱，加一个手机GPS芯片需要增加十几美金的话，成本就要增加近百元钱，对于这些用户来讲，价格就不易被接受了。我们的目标是让国内大量中低端手机也能用上GPS，这就要求GPS芯片不仅性能好、功耗低，而且要求成本也有很强的竞争力。我认为，目前国外的GPS芯片是不太适合我国手机市场需求的。我们希望通过我们的自主创新技术，开发性能价格比较好的GPS芯片，以适应我国手机市场的需求，只有这样，GPS手机才能在我国快速普及。
记者：我从网上了解到，GPS最先是由美国军方研制并为军方服务的，因此大多数国家的GPS都是接收美国卫星信号的，我们在这方面是怎么考虑的？
陈杰：这是历史原因造成的，不过，这种状况在改变。我们国家也有自己的卫星导航系统，欧洲国家开发的伽利略系统也将在未来几年投入使用。因此，世界各国对美国GPS系统的依赖在不断减弱。对于民用卫星导航定位来说，美国的GPS系统具有技术成熟、成本低等特点，是一个非常经济适用的系统。因此，我们目前对应的是美国GPS系统，但是我们已经掌握了设计其他卫星导航接收机芯片的技术，根据需要，可以在较短时间内开发成功。
记者：您在研制过程中都遇到了哪些技术上的困难，又是怎样去解决的？
陈杰：当时，我们遇到的最大挑战就是不去模仿国外的芯片，坚持自主创新。国外的芯片像Sirf-III，性能也非常好，但是对于我们来说，如果只是模仿国外的芯片，我们永远也不会超过他们。因此，我们必须要有创新意识，要走另外一条不同于其他公司的技术路线，这就是当时我们遇到的最大的挑战。现在看来，当时的难度还是很大的，我们既然想大幅度降低功耗和成本，那整个过程都需要我们从算法、芯片架构上提出创新性的技术。在经费方面，我们当时也面临困难，虽然我们的其他项目得到了国家的支持，但是本项目是在没有得到国家专用经费支持的情况下开发成功的。
补充一点，我认为目前困扰我国芯片产业健康发展的已经不是技术问题而是人为因素了。长期以来，很多核心芯片依赖国外进口，造成了很多国内整机厂家有了“国外月亮比国内圆”的自卑意识，对国产芯片另眼相看，不愿采用。实际上，近几年来，我国的芯片设计和制造能力有了很大的提高，以前长期依赖进口的一些高端核心芯片都实现了国产化和大规模产业化生产。如上海展讯通信公司开发成功了GSM/TD-SCDMA手机基带芯片、北京思比科微电子技术公司开发成功了百万像素级高性能手机拍照芯片CMOS图像传感器。尽管这些高端芯片的技术开发难度很大，但是国内的不少芯片设计公司，敢于创新，开发成功的芯片的性能价格比并不比国外的差。因此，我希望国内的整机厂家不要盲目迷信国外产品，要大胆采用“中国芯”。当然，我们也希望政府要尽快出台强有力的芯片产业政策，鼓励和帮助中国企业积极大胆采用“中国芯”，开发生产我国的高科技整机产品。否则，我国生产的大量产品和设备的核心还是脱离不了国外。
记者：那请您预测一下，在做出手机GPS芯片之后，我们国内的手机GPS市场将会是怎样一个前景？
陈杰：GPS手机在我国的大规模普及应用，不仅需要性能价格比较好的GPS芯片，而且需要一个健康的GPS产业链支持才行。其中，价廉物美的电子地图和导航应用软件也非常重要。我个人对GPS手机的发展前景持乐观态度，因为现代人生活节奏越来越快，你到一个陌生的城市，餐饮、住宿都可以通过GPS导航手机查到，既方便又快捷。GPS手机在为我们提供更便捷的定位服务的同时，可以使我们的社会变得更安全。“9·11”事件发生以后，美国政府立法要求新的手机配备GPS报警功能。如果遇到什么危险，只需按一下手机按钮，你所在地点就会通过卫星发到公安部门，这在提高社会治安方面有很大的帮助。
通过陈杰研究员的介绍，我们对中国手机GPS的发展之路有了更进一步的了解。采访结束后，我们得知，陈杰研究员的身体状况不是很好，却仍带病坚持工作，这种精神让我们感动。目前陈杰研究员正带领他的研究室开发更高性能的卫星定位芯片和其他高端通信多媒体SOC芯片。我相信，随着这款手机GPS芯片的成功开发，中国手机的GPS之路，会越走越宽，它与普通百姓的距离也会越来越近。
陈杰，1988年公派赴日留学，1994年获日本国立电气通信大学电子工程学博士学位。1994年至2001年先后任日本电气通信大学电子工程系副研究员、YOZAN公司VLSI开发中心高级主管、日本电气通信大学副教授等职务，从事小波变换、图像压缩、W-CDMA基带信号处理和SOC芯片设计等方面的研究和教学工作。2001年4月入选中国科学院微电子研究所“百人计划”，任研究员、博士生导师。主持开发完成了多项国家自然科学基金、科技部“863”和中科院重大创新项目。2003年获中组部、中宣部、科技部等六大部委共同评选的“归国留学人员成就奖”，受到胡锦涛等党和国家领导人的接见。陈杰博士是2004年度国家杰出青年自然科学基金获奖者，IEEE（美国电子电气工程学会）有价值会员，近几年发表学术论文60多篇、申请专利40多项。