作者：汝晴
编辑：Lina
芯片，国之命脉。
这一枚小小的方块，竟卡住了我国无数尖端行业的咽喉，成了科技巨头们的阿喀琉斯之踵。
年，6氪重磅推出《芯征程》系列产业观察。本系列将对半导体产业上下游进行一次全方位的深度研究，包括不断突破摩尔定律极限的制造巨头、设备供应商、材料供应商、以及芯片设计企业。希望我们的内容能够为饱受“缺芯”困扰的中国产业界提供一些借鉴与参考。
年，美国发射了第一颗GPS（全球定位系统）卫星，从此打开了“天眼”。
一年后，海湾战争打响，还未完全建成的GPS系统向世界展示了全球定位系统的恐怖实力——为攻击部队提供精确定位，帮助美军精确掌握自身位置、记录敌方位置，快速绘制战场态势图精准打击敌军。
这一仗更让世界认识到，卫星导航系统与国家安全息息相关，建设一个自主可控的全球卫星导航系统至关重要。
年6月，“北斗三号”系统最后一颗全球组网卫星顺利入轨。至此，“北斗三号”全球卫星导航系统星座部署全面完成，北斗系统具备全球导航定位的能力。
北斗系统是一套时空战略基础设施，通讯系统的授时、交通工具和智能设备的导航定位都依赖于它。其应用涉及到国家战略安全，必须要自主可控才可靠。
而芯片作为北斗系统的灵魂与心脏，它的自主可控更是北斗人不断奋斗突破的结果。
有机无“芯”
年，北京的一处不足0平米的临时机房内，“两弹一星”元勋、中科院院士陈芳允首次用两颗卫星演示了“卫星定位系统”，证明了其年提出的大胆构想——用两颗地球静止轨道卫星，覆盖中国区域，实现定位、定时，并兼具通信功能是可以实现的。
而这正是日后“北斗一号”系统的雏形。
5年后的年12月，北斗导航试验卫星系统工程（“北斗一号”）获得国家批准，开始分三个阶段建设北斗系统。年，我国发射2颗地球静止轨道卫星，“北斗一号”建成系统并投入使用。我国的授时（指天文台用无线电信号报告最精确的时间）、信息发送等功能由原先的GPS转变成北斗传输。
“北斗一号”是一个试验之作，初步证明了我国具备自建卫星定位导航系统的能力，解决了中国自主卫星导航系统的有无问题。但其不足也十分明显，该系统是覆盖我国本土的区域导航系统，不能覆盖两极地区，赤道附近定位精度差，只能主动式定位，民用普及度也十分有限。
这一阶段，北斗导航终端设备使用的芯片几乎没有国产芯片的身影。
当时，西方国家在几乎所有高科技领域都对中国实施严酷的技术封锁，“北斗一号”的建设，让北斗系统建设者们也意识到了国内在导航卫星技术和经验方面的不足。
而更为紧要的危机也在此时酝酿。
导航卫星需要拥有对应的频段才能上天工作。一旦频率被卫星占用，其他卫星就不能再使用，然而优质的频段就像是“黄金地产”稀缺有限，根据国际电信联盟（ITU，负责分配频率资源）的规则，频率资源遵循“先用先得”和“逾期作废”的原则，有效期以申请日期开始计算，只有7年。
年，中国和欧盟前后脚提出次优频率的申请。欧盟在年提出了建设新一代民用全球卫星导航系统——伽利略（Galilo）计划。
最终，中欧两方在ITU框架下拓展了MHz~MHz、MHz~MHz的导航卫星频段。于是，北斗的第一道时间锁降下，要使用这些频段，中国必须在年4月18日零点之前成功发射导航卫星并成功播发信号，而且还必须比欧盟更快。
全球四大卫星导航系统简单对比
年，“北斗二号”卫星导航系统任务正式启动。
压力来到“北斗二号”建设团队身上，当时航天科技集团五院负责“北斗二号”卫星研发的团队平均年龄只有20多岁，他们需要在年时间内，并行完成包括颗初样星和1颗试验正样星的研制工作。
不仅是时间紧任务重，北斗系统还是一个多星组网系统，必须要批量生产和密集发射才能保证其效力的发挥，其研制工作还有诸多挑战：一是保证稳定连续的发射和长时间的运行，二是整个北斗导航星座系统的任何一个小部件都要保证零缺陷，零质量问题；三是缺乏系统性工程经验的研制队伍必须要成功攻关北斗二号卫星系统所需要采用的许多新技术、新器件、新工艺。
吃苦和持之以恒成为了团队攻克困难的法宝。
在北斗二号卫星总指挥兼总设计师杨慧的记忆中，通宵达旦的工作，从细微异常之处找寻故障对于研发团队而言都是常事。“可是当时大家全都忘了什么是难，我们面对一个问题又一个问题，不断地提出想法、不断地去验证、不断地去推翻，这样不断地往前一点一点地推进。那段时间真的是用‘激情燃烧’来形容一点也不为过，加班绝对是常态。到了晚上，我们‘导航’办公室的灯光总是特别亮。”
曾有一次，团队在研发中发现了故障，但故障数据只有几秒。为了从这几秒数据中找出故障的位置和原因，北斗团队成员连续干了一周，白天向专家和同行汇报，晚上继续通宵查找问题，困了就在桌子上趴一会，最终在地面复现了问题。
随着一项项难题被攻克，团队争分夺秒地完成了前期所有研制工作。时间不等人，所有参试人员进驻发射场后，为节省时间，又大干天体力活，搬设备、扛机柜、布电缆，没有丝毫停歇，紧接着就是小时不间断的加电测试。
在这最后的冲刺阶段，院士、总设计师、负责人和技术人员都一起排班，共同应对次次险情和种种考验。发射场的环境也让不少队员因为水土不服而拉肚子、发烧，北斗导航卫星首席总设计师谢军甚至晕倒了次，但无人离开自己的岗位……
终于，年4月14日，首颗“北斗二号”导航卫星压哨发射升空，我国进入“北斗二号”时代。
与作为试验系统的“北斗一号”不同。完成组网之后，“北斗二号”可在覆盖亚太地区定位精度能达到10米，测速精度优于0.2米/秒，授时精度优于50纳秒。据专家介绍，其定位精度等技术参数与GPS民用信号相当。
“北斗二号”筑基，北斗应用产业也逐步迎来快速发展的时期。以年为分水岭，北斗终端芯片产业也有了新发展和新突破，中国企业自主研发意识觉醒，开始了北斗终端芯片的自主国产的征程。
北斗卫星图来源：北斗卫星导航系统