2024年中国GNSS芯片行业研究报告：支撑物联网、车联网应用落地的核心器件

关于头豹 AboutUs 头豹深耕行企研究6年，凭借丰富的内容生产、平台运营和知识管理经验，基于人工智能、大模型、云计算等先进数字技术，构建了业内领先的全产业覆盖、百万级原创研究内容数据库，首创全开源、多方协同、可拓展的智慧行研平台——“脑力擎KnowlengineTM”知识管理与研究辅助KaaS系统，并通过“AI推理+AI搜索”双引擎辅助分析师提升工作效能，加深行研精度，助力行业实现数字化转型升级，赋能数字中国建设。 头豹科创网(www.leadleo.com)拥有20万+专业用户，全行业赛道覆盖及相关研究报告产出数百万原创数据元素，每年数千场直播及视频内容，用户覆盖了超过70%的投融资机构、金融机构和资本市场服务机构。近年来，头豹研报在资本市场的影响力逐年提升。据不完全统计，已有上百家拟上市及上市公司在其信披材料中大量引用头豹数据及观点。头豹精选报告被全球著名的财经资讯平台路孚特(Refinitiv)广泛收录，帮助中国企业获得国内外投资机构重点关注，吸引投资，赋能企业发展。 报告作者 ReportAuthor 姓名：张俊雅 职位：TMT行业分析师 Email：jacob.zhang@leadleo.com 业务合作 Business Cooperation 定制报告/词条 会员账号 GNSS基础器件在GNSS产业链中具有高毛利率、低市场份额的特征 GNSS产业链中，上游毛利率最高，但总体市场份额较小；中游毛利率较低，市场份额大于上游；下游毛利率较高，市场份额最大。GNSS产业链上游基础器件主要为GNSS芯片、板卡/模块、天线等，其在2022年我国卫星导航与位置服务产业中的产值同比增长12.47%，占比达3.71%。 GNSS接收机技术门槛较低于上游基础器件，市场参与者数量较多 根据GNSS管理局（GSA）的数据，全球GNSS终端社会持有量从2019年的64亿台增长至2029年的95亿台，总产值将从2019年的1,557亿欧元增长至2029年的3,244亿欧元。高精度GNSS接收机是一种能够接收高精度卫星导航信号并确定地面空间位置的终端仪器，其技术门槛较低于上游基础器件，因此市场参与者较多。 中国卫星导航与位置服务产业中核心产值与关联产值占比分别为30.5%和69.5% 2022年，中国卫星导航与位置服务产业总产值达5,007亿元，同比增长6.8%。其中，包括与卫星导航技术研发和应用直接相关的芯片、器件、算法、软件、导航数据、终端设备、基础设施在内的产业核心产值达1,527亿元，占比为30.5%；由卫星导航应用和服务所衍生带动形成的关联产值达3,480亿元，占比为69.5%。 中国GNSS芯片行业综述——定义与分类 GNSS芯片是指可以接收由全球导航卫星发射的信号，从而完成定位导航功能的芯片组，主要包含了基带芯片和射频芯片。根据定位误差的大小，GNSS芯片可分为导航型和高精度型两大类 GNSS芯片架构及终端定位原理 GNSS芯片分类 核心指标，芯片集成度越高，通常板卡/模块的体积越小、功耗越低，应用的领域也更广泛。 芯片集成度 核心指标，支持的卫星导航系统种类越多，说明适应能力越强，反之则越弱。 天线 射频前端 基带信号处理信号捕获、跟踪、解调、测量值提取 应用处理 用户接口 卫星导航系统支持种类 信号接收 模拟转换 PVT解算 输入输出 核心指标，实时动态差分定位精度越高，说明在运动状态下的测量结果与真实坐标的误差越小。 实时动态差分定位精度 测速精度体积 核心指标，测速精度越高，测量移动物体位置的准确度就越高。 GNSS芯片在结构上主要包括射频芯片、基带芯片、微处理器、电源管理、内存和控制单元、存储器、串口设备、外围接口电路等部分。GNSS的工作原理为：信号送入基带芯片前需要射频芯片进行信号处理，射频芯片负责将卫星接收机接收到的卫星射频信号经过前置低噪放大器和下变频器后得到模拟中频，经过A/D转换得到数字化的中频信号送入基带数据处理芯片。 一般指标，体积越小，越方便与其他零部件集成。 GNSS（全球导航卫星系统）芯片是所有高精度卫星导航定位终端产品和应用的核心部件，技术含量最高，决定了终端产品应用性能的高低。其通常指可以接收由GNSS卫星发射的信号，从而完成定位导航功能的芯片组，主要包含了基带芯片和射频芯片。 由于芯片设计复杂，尤其是射频和基带一体化SoC芯片的设计，因此GNSS芯片设计能力的差异直接影响芯片性能、灵敏度、功耗、尺寸、成本等多个方面，进而极大程度地影响导航定位终端产品的核心竞争力。 根据定位误差的大小，GNSS芯片的精度可分为导航型和高精度型。导航型GNSS芯片定位误差通常在1-10米以上区间内，而高精度GNSS芯片的定位误差通常在1米以下。 中国GNSS芯片产业链 GNSS芯片产业链核心环节包括上游的GNSS芯片、板卡/模块，中游的产品及解决方案，以及下游的GNSS运营服务 GNSS产业链结构 GNSS产业链核心环节及企业 环节 介绍 代表性厂商 卫星导航系统 基础设施 高精度GNSS芯片、板卡/模块是技术含量较高的环节，需要较长的技术积累和巨大的资金投入； 增强系统 上游 GNSS芯片、板卡/模组 GNSS芯片、板卡/模块 基础器件 核心软件 天线 结构件等配件 目前，国产厂商在GNSS芯片技术上的突破使得海外巨头垄断的局面有所改观。 应用产品 高精度GNSS终端 应用软件 GNSS应用主要通过终端产品或软硬件集成的系统解决方案加以实现； 中游 解决方案 解决方案 产品及解决方案 国产终端产品性能与海外厂商无显著差距，国内市场份额已逐渐被国产厂商取代。 运营服务 服务运营 主要是通过建设地基增强系统提供的卫星信号增强服务，以及基于各种技术和产品的应用及运营服务。 下游 运营服务 用户 用户 在GNSS产业链中，底层基础设施为空间卫星导航系统及各类增强系统，中游GNSS终端厂商集成上游基础器件如GNSS芯片、板卡/模块、软件、天线、结构件等形成高技术终端产品。 解决方案厂商围绕客户的定制需求，结合终端产品开发集成应用软件、算法软件等，向下游用户提供完整的解决方案。行业发展初期，系统的运营通常由用户自主完成。随着专业化分工的不断深入，用户已开始将服务外包给第三方，系统集成商向服务提供商延伸或形成独立的服务提供商，已成为行业发展趋势。 GNSS产业链上游核心环节为GNSS芯片、板卡/模块，该环节为技术含量较高的环节。目前，高精度GNSS芯片、板卡/模块的主要厂商包括司南导航、和芯星通、天宝（Trimble）、诺瓦泰（NovAtel）等；中游产品及解决方案是通过终端产品或软硬件集成的系统解决方案来加以实现，其产品主要包括高精度GNSS接收机及GIS数据采集器等，解决方案包括形变与安全监测系统、车辆自动驾驶系统、驾培系统等，国内主流的产品及解决方案厂商有司南导航、南方导航、华测导航和中海达等；下游运营服务主要是通过建设地基增强系统提供的卫星信号增强服务以及基于各种技术和产品的应用和运营服务，国内代表厂商包括千寻位置、中国移动、六分科技等。 中国GNSS芯片产业链上游——GNSS芯片、板卡/模块（1/2） GNSS芯片、板卡/模板产业发展难点有研发投入大、前期失败率较高，行业高端人才资源储备不足和先进制程芯片技术受西方限制；多模、多频、多通道技术为GNSS模块主要发展趋势 高精度GNSS芯片发展难点 高精度GNSS板卡/模块分类 产品 分类 介绍 研发投入大，前期失败率较高 仅支持一个卫星系统的定位板卡/模块，如仅支持北斗定位。 GNSS芯片的流片，仅开一次光罩便要花费600-800万元不等，而一次性流片的成功率较低。这一关键因素也导致了资金充足的大企业更容易在芯片研发上取得成功，而中小企业则无力支撑。 单模定位板卡/模块 此外，目前中国北斗导航系统偏重于卫星的研制和发射，占北斗研究总经费的90%，仅不到10%用于导航芯片的开发研究，这也制约着GNSS芯片厂商研发的积极性。 仅支持一个频段，但同时支持BDS、GPS、GLONASS等卫星系统的定位模块，如部分公司的产品能同时支BDS/GPS/GLONASS/Galileo/QZSS/N AVIC六大卫星系统，定位的频率更高，时间更短，精准度更高。 单模多频定位板卡/模块 高精度GNSS板卡/模块 技术创新对人才专业性要求较高 GNSS芯片产业是典型的技术密集型产业，对从业者专业性有较高的要求。高精度卫星导航定位实现的关键技术在于高精度北斗/GNSS芯片的设计以及RTK高精度定位算法的理解能力。由于知识和经验难以在较短时间内积累，且出于保密的需要，行业内的企业通常尽可能选择自主培养来满足人才需求。但随着GNSS产业的快速发展，企业对人才需求不断上升，内部人才培养已无法满足企业发展的现有需求，进而加剧了市场上的人才争夺，导致整个行业高端人才资源储备不足。 同时支持多个频段和多个卫星系统的模块，相比单频多模定位板卡/模块，可选择性更大，更加灵活。 多模多频定位板卡/模块（主要技术发展趋势） 从支持的频段和卫星系统来看，GNSS板卡/模块可分为单模定位模块、单频多模定位模块、多频多模定位模块等。 先进制程芯片技术受西方限制 GNSS导航及定位的应用持续向高精度与高稳定度发展，且为了避免对单一系统的依赖，GNSS芯片企业持续投入对双模或多模芯片及模块的研发工作。多模多频技术的GNSS模块可同时支持L1和L5频段及多个卫星系统的模块。相较于单频多模定位模块，具备更多选择性，灵活度也较高。因此，多模、多频、多通道技术为GNSS模块主要发展趋势。 芯片的制程越低，基于芯片生产的高精度GNSS终端的功耗和体积优势越明显，但其制造难度与成本也越高。近年来，随着中美贸易摩擦不断加剧，半导体设备核心技术仍掌握在西方发达国家中，缺少先进制程的半导体设备将极大程度地限制中国高精度GNSS产业的发展。 中国GNSS芯片产业链上游——GNSS芯片、板卡/模块（2/2） GNSS基础器件在GNSS产业链中具有高毛利率、低市场份额的特征、2022年GNSS基础器件产值同比增长12.47%，是由于相对于购买终端设备，用户更倾向于将基础器件直接集成到行业中的各类设备中 GNSS产业链各环节毛利率及市占率情况 GNSS产业链中基础器件产值占比，2022 单位：[%] 毛利率 附加价值大 高 3.71% 1.74%4.10% 附加价值大 基础器件 9.55% 高精度卫星导航定位产品 基础软件 上游中游下游 基础数据 48.16% 26.43% 48.16% 终端集成 42.29% 件 设备产品 模块 定位技术 集成系统 系统集成 15.86% 低 运营服务 市场份额 上游 中游 下游 GNSS产业链中，上游毛利率最高，但总体市场份额较小；中游毛利率较低，市场份额大于上游；下游毛利率较高，市场份额最大。从企业经营模式来看，GNSS龙头企业早期侧重于GNSS产业链的细分领域，随着企业的不断发展，逐渐将业务向产业链其他环节延伸，形成全产业链经营模式，代表厂商包括Timble（天宝）、NovAtel（诺瓦泰）、北斗星通、华测导航等；专业分工模式下的企业则专注于产业链中的某一领域，如GNSS芯片/模块、软件、天线等，该模式有助于降低企业人员、研发、营销等反面的费用。 GNSS产业链上游基础器件主要为GNSS芯片、板卡/模块、天线等，其在2022年我国卫星导航与位置服务产业中的产值同比增长12.47%，占比达3.71%。2022年，包括芯片、模块、板卡和天线等在内的基础器件销量显著增长，主要因为相对于终端设备而言，“+北斗”用户更倾向于购买卫星导航的器件，并集成到本行业各类设备中，从而保障时空信息能更好地为各类业务所用。这