隨著北鬥衛星系統技術的發展，國內北鬥導航定位晶片行業也迅猛發展，晶片技術成為全球各個國家競爭的制高點之一，作為高端製造業的「皇冠明珠」，晶片是衡量一個國家綜合實力的重要標誌之一，是信息產業的核心與基石。晶片不僅為國家信息產業和經濟發展帶來高額的利潤，同時也通過產業帶動效應成百上千倍的產值放大作用，強力推動整個產業的高速發展。只有掌握核心晶片的關鍵技術，特別是高端晶片的領先技術，才能使我國的信息產業佔據全世界範圍內的產業鏈制高點，更進一步支撐我國信息產業發展的國家戰略。衛星導航定位系統作為國家重大空間和信息化基礎設施，是國家經濟安全、國防安全、國土安全和公共安全的重大技術支撐系統和基礎資源。衛星導航定位核心晶片作為衛星導航定位終端產品的核心部件、產業鏈發展的源頭和動力，在衛星導航產業中發揮著舉足輕重的作用。
北鬥導航晶片的構成
衛星導航晶片在結構上主要包括GNSS射頻接收機、GNSS基帶信號處理器、微處理器、電源管理、內存和控制單元、存儲器、串口設備、外圍接口電路等部分。由於晶片設計複雜，特別是射頻和基帶一體化SoC晶片的設計複雜度更加複雜，衛星導航晶片設計能力的差異，直接影響晶片性能、靈敏度、功耗、尺寸、成本等多個方面，進而也極大地影響著導航定位終端產品的核心競爭力。因此，衛星導航定位晶片的技術方向很大程度上代表了衛星導航終端產品的發展趨勢。從衛星導航晶片的結構上，我們可以較清晰的看到，晶片集成度、性能和功耗將是晶片未來發展的重點技術攻關方向。
晶片技術發展方向1：適合的工藝與SoC集成設計，提升晶片集成度
工藝選擇
晶片類型不同，工藝優勢影響也是不同的。導航晶片主要包含基帶和射頻（RF）兩部分，其晶片結構中數字邏輯電路和模擬射頻電路各佔50%。CPU晶片結構中主要為數字邏輯電路。
小節點工藝對邏輯電路晶片面積降低幫助大，對模擬電路晶片面積降低幫助不大，所以從晶片類型與工藝及成本的匹配考慮，導航晶片採用小節點工藝意義不大。另外，導航晶片的主頻大概在100+Mhz，小節點工藝一般對高主頻的CPU動態功耗、熱量降低有幫助，對導航晶片這種低主頻靜態漏電功耗大的晶片反而不好。（手機CPU現在主頻一般2500+Mhz、電腦CPU大概3000+Mhz）
另外，隨著工藝提升逼近至20nm 時，柵極對電流控制能力會急劇下降，會出現「電流洩露」問題。電流洩露將直接增加晶片的功耗，為電晶體帶來額外的發熱量。另一方面，電流洩露還將導致電路錯誤，信號模糊。為解決相關問題投入的研發成本會大幅提高。與此同時，當電晶體的尺寸縮小到小於10nm時會產生量子效應，這時電晶體的特性將很難控制，晶片的生產難度也會成倍增長，晶元（wafer）的價格也更高。
綜合考慮，採用更先進工藝的研發和製造成本更高，CPU一類單價較高的產品可以採用，但對於導航晶片這類市場單價相對較低的晶片則無驅動力使用高成本的最新工藝。目前導航定位晶片較為成熟且性價比較好的工藝是40nm CMOS工藝，可以為導航定位晶片帶來低功耗、低成本、低風險等諸多優勢，未來將相22nm CMOS工藝演進和升級。
SoC集成設計
SoC（System on Chip）晶片稱為系統級晶片,也稱片上系統，包含了晶片完整硬體系統和嵌入式軟體系統的全部內容，是當下主流晶片企業的主研方向。SoC也是一種設計理念，就是將各個可以集成在一起的模塊集成到一個晶片上，包含了射頻、基帶、電源管理、嵌入式存儲、接口等多項技術。SoC晶片的提出，是相對於過去SIP晶片（System In a Package系統級封裝，將多種功能晶片集成在一個封裝內，從而實現一個基本完整的功能。）而言的。由於通過一顆晶片實現SIP多顆晶片的所有功能，因此SoC晶片在尺寸、功耗、成本等方面較SIP晶片具有較大優勢。
SoC晶片在單一晶片上集成微處理器、模擬IP核、數字IP核和存儲器、外圍接口等，具備集成度高、功能強、功耗低、尺寸小等優點，可以有效地降低電子/信息系統產品的開發成本，縮短開發周期，提高產品的競爭力。其設計難點在於：要通過複雜的設計，來避免各個模塊互相影響，保證各個模塊配合工作時可以發揮出最佳性能。
雖然SoC集成設計技術複雜度高、難度大，但由於其具備諸多優點，可以給晶片帶來多項指標提升，已成為導航晶片設計廠商的主流設計技術發展方向。
晶片技術發展方向2：晶片級雙頻聯合定位，提升定位性能
眾所周知，伴隨我國北鬥三號衛星的高密度發射，加之GPS、伽利略、格洛納斯等其它GNSS系統，導航定位可以使用的資源越來越多，不僅是衛星星座數量的提升，在信號體制方面也發生了改變。除了有北鬥B1I和 GPS L1頻點外，還加入了BDS B3I, B2a和GPS L2,L5頻點。與此同時，隨著科技進步和社會發展，人們對導航定位精準度的要求也在不斷提升，這在大眾化消費類應用市場尤為凸顯。某知名國產手機廠商發布全球首款雙頻北鬥超精準定位手機所引起的轟動，正是這種趨勢的最好例證。
雙頻定位在複雜城市環境中對提升定位精準度和可靠性是有很大幫助的。影響衛星定位精度的主要因素是電離層延時和建築物和遮擋物反射幹擾產生的多徑效應。一般來說，頻段信號的帶寬越高，碼率越高其受折射和反射的幹擾就較少。傳統單頻定位方案只能接收單一頻點(B1I/L1)信號，帶寬不夠，易受建築物反射幹擾影響。而在雙頻定位方案中，新增的頻段信號（B2a/L5）帶寬高、碼率大，折射及反射對其影響不大；同時不同頻率信號通過電離層時的折射率不同，通過對比兩路信號的延遲，用計算來消除電離層帶來的誤差，將會使定位精度得到進一步提高。
雙頻甚至多頻聯合定位技術在導航定位領域是已經得到驗證的技術路徑，可以較大幅度地提升定位精度和抵抗多徑效應。但目前雙頻甚至多頻聯合定位功能的實現大多通過板卡或FPGA方式實現，因此存在成本高、功耗高、尺寸大等諸多問題，無法滿足手機、智能穿戴等應用領域低功耗、小型化的需求，使得北鬥GNSS雙頻定位技術無法在廣泛的大眾高精度市場中大規模應用。雙頻SoC單晶片技術，正是解決雙頻定位技術大規模應用所需具備的基礎技術，也是國際主流發展趨勢。晶片廠商若想參與全球競爭，甚至想擴展國內市場都必須布局雙頻SoC晶片技術和產品。雙頻SoC晶片技術「高能低用」的大眾化市場推廣，將極大地帶動產業鏈下遊終端產品升級和換代的規模化需求，同時也將帶動北鬥衛星導航產業的整體發展和提升。
晶片技術發展方向3：超低功耗設計，延長待機時間
為了降低晶片功耗，主流衛星導航定位晶片廠商一般採用動態電壓頻率調整技術、極低待機功耗設計技術和嵌入式存儲器技術等方法，從多個方面對晶片功耗進行控制。
通過動態電壓頻率調整技術，當用戶需要高性能的導航接收功能時，可以提高數字時鐘頻率以充分發揮處理器的處理能力，此時動態電壓頻率調整電路會自動將數字邏輯和存儲器的工作電壓提高，保證數字邏輯電路有足夠的工作速度。而當用戶不需要高性能的計算能力時，可以降低數字時鐘以節省功耗，此時動態電壓頻率調整電路又會自動將數字邏輯和存儲器的工作電壓降低，這樣就進一步節省了數字電路的功耗。
極低待機功耗設計可以延長晶片在電池供電條件下的最長待機時間。為了將待機功耗降到最低，可以用具有極低漏電功耗的厚柵氧電晶體設計待機喚醒電路，同時設計具有極低功耗的晶體振蕩器電路，保證在極低的待機狀態下也可定時喚醒晶片。目前主流衛星導航晶片在待機狀態下的整體待機功耗可小於2uA，已達到業界主流低功耗MCU晶片的待機功耗性能。
傳統的衛星導航定位晶片一般無法在片上集成不揮發存儲器，因此通常需要在SoC晶片的上面疊放一顆存儲晶片，封裝在同一晶片管殼中，還不完全是真正意義上的單晶片SoC。疊放的存儲晶片不僅會增加封裝成本和功耗，而且只能使用串行接口電路，限制了處理器對存儲單元的訪問速度。在衛星導航晶片中使嵌入式存儲器工藝，在晶片內部集成並行接口的存儲單元，即節省了封裝成本，同時可以提升處理器對存儲單元的訪問效率從而降低訪問存儲器的功耗。
隨著智慧型手機、物聯網、車聯網、無人機等應用的快速發展，精準位置服務需求愈加廣泛。各類大眾化定位終端產品對定位精度的要求已經達到「米級」甚至「亞米級」，傳統高精度板卡大尺寸、高功耗的不足愈加凸顯，已不能滿足高精度大眾化應用的需求，晶片級高精度定位產品是高精度大眾化應用的必然趨勢和產物。民用市場以及物聯網應用市場主要針對各類手持終端、可攜式行動裝置、可穿戴設備，晶片級高精度解決方案，具備超低功耗和長時間待機的先天優勢，將極大地提升高精度終端產品的競爭力。