電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/莫婷婷）近年來，隨著全球新一輪科技革命和空間技術(shù)加速演進(jìn)，衛(wèi)星通信特別是低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)已成為國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的重要方向。今年以來，國內(nèi)衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)迎來前所未有的發(fā)展機(jī)遇，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)加速融合創(chuàng)新，逐步形成從芯片、終端到系統(tǒng)運(yùn)營的完整生態(tài)體系。在芯片端，T/R芯片作為關(guān)鍵元器件，也在加速迭代。


從“天上組網(wǎng)”到“車上直連”，牌照“花落”中國聯(lián)通

就在9月8日，工業(yè)和信息化部向中國聯(lián)通頒發(fā)衛(wèi)星移動通信業(yè)務(wù)經(jīng)營許可。公告稱，中國聯(lián)通可依法開展手機(jī)直連衛(wèi)星等業(yè)務(wù)，深化應(yīng)急通信、海事通信、偏遠(yuǎn)地區(qū)通信等場景應(yīng)用，豐富通信服務(wù)與產(chǎn)品供給。標(biāo)志著我國基礎(chǔ)電信運(yùn)營商全面參與衛(wèi)星通信運(yùn)營邁出了關(guān)鍵一步。

今年，我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)正從概念走向規(guī)模化商用，其應(yīng)用場景拓寬至星際通信、智能駕駛等。

就在今年4 月，銀河航天與香港應(yīng)用科技研究院的智慧出行團(tuán)隊聯(lián)合完成技術(shù)驗(yàn)證——在香港首次應(yīng)用低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)成功實(shí)現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)自動駕駛系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸與控制。

在實(shí)際測試過程中，當(dāng)自動駕駛車輛前方出現(xiàn)施工區(qū)域或道路臨時改道時，云端管理平臺能夠根據(jù)車輛的實(shí)時位置，動態(tài)下發(fā)更新后的導(dǎo)航路徑與行駛指令，車輛接收后可自動調(diào)整行駛策略，有效規(guī)避障礙。

整個通信鏈路依托銀河航天自研的低軌寬帶通信衛(wèi)星星座構(gòu)建，測試期間共有3顆低軌衛(wèi)星先后飛越測試區(qū)域，接力提供網(wǎng)絡(luò)覆蓋，確保通信連續(xù)性。低軌衛(wèi)星通信實(shí)現(xiàn)了端到端通信時延小于100毫秒，滿足自動駕駛系統(tǒng)對實(shí)時性的嚴(yán)苛要求。

為應(yīng)對低軌衛(wèi)星軌道及頻譜資源的稀缺性，我國正加速推進(jìn)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)布局。市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Analysys Mason的數(shù)據(jù)顯示，在2024年，中國發(fā)射了263顆近地軌道衛(wèi)星，這一數(shù)字已超過星鏈同期的發(fā)射數(shù)量。

中國主要衛(wèi)星星座計劃包括“GW星座”“千帆星座”“鴻鵠星座”“鴻雁星座”等。“GW星座”（即“國網(wǎng)星座”）規(guī)劃發(fā)射數(shù)萬顆低軌通信衛(wèi)星，構(gòu)建覆蓋全球的高速寬帶網(wǎng)絡(luò)。

8月13日，長征五號乙運(yùn)載火箭成功將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)低軌08組衛(wèi)星送入軌道，這意味著GW星座組網(wǎng)進(jìn)入“超頻模式”。資料顯示，GW星座采用Ka/V高頻段載荷，包含GW-A59（6080顆，500km極低軌）和GW-A2（6912顆，1145km近地軌），未來將支持手機(jī)直連衛(wèi)星通信。此外，“千帆星座”也在加速布局，完成了“一箭18星”發(fā)射，截至今年8月在軌衛(wèi)星超過200顆，計劃在今年實(shí)現(xiàn)年交付超200顆衛(wèi)星。未來將融合低軌寬帶、手機(jī)直連等多元服務(wù)。


高集成度、材料升級，T/R芯片持續(xù)迭代

當(dāng)前衛(wèi)星通信星座已進(jìn)入規(guī)模化組網(wǎng)建設(shè)周期。多家上游產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)加速布局，實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)自主可控。在衛(wèi)星系統(tǒng)中，相控陣T/R組件價值量占比高。數(shù)據(jù)顯示，T/R組件成本約占有源相控陣系統(tǒng)總成本的70%-80%。

T/R芯片是相控陣天線系統(tǒng)核心元器件之一，負(fù)責(zé)信號收發(fā)放大、移相衰減或混頻處理功能，其性能則直接影響整機(jī)的各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)。

相控陣天線體制是通過計算機(jī)精確調(diào)控各輻射單元的相位分布，實(shí)現(xiàn)波束指向的瞬時重構(gòu)與空域掃描。相控陣天線體制的每個輻射天線單元都配裝有一個發(fā)射/接收組件，包含獨(dú)立的功率放大器芯片、低噪聲放大器芯片、幅相控制芯片等，使其都能自己發(fā)射、接收電磁波，得到精確可預(yù)測的輻射方向圖和波束指向。

圖源：國博電子

T/R芯片行業(yè)本身存在著極高的技術(shù)、資質(zhì)壁壘，作為相控陣無線收發(fā)系統(tǒng)的核心元器件，對性能、可靠性的要求非常高。在產(chǎn)業(yè)鏈上，鋮昌科技、國博電子、臻鐳科技均是T/R芯片產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵企業(yè)。

數(shù)據(jù)顯示，鋮昌科技的星載相控陣T/R芯片在集成度、功耗、噪聲系數(shù)等關(guān)鍵性能上具備一定優(yōu)勢，市占率超80%（GW星座），適配手機(jī)直連衛(wèi)星標(biāo)準(zhǔn)，單星搭載超千顆芯片。今年上半年，鋮昌科技在手訂單與重大項(xiàng)目數(shù)量的雙增長，凈利潤大幅增長333.23%，達(dá)到5663.33萬元。其中，多通道多波束模擬波束賦形芯片構(gòu)筑的T/R芯片，在多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)連續(xù)多年穩(wěn)定批量交付，累計供貨量突破百萬通道級。

在有源相控陣T/R組件領(lǐng)域，國博電子專注高頻高密度領(lǐng)域業(yè)務(wù)，產(chǎn)品主要集中于多通道、高頻、高集成方向，研制了數(shù)百款有源相控陣T/R組件，具有體積小、重量輕、集成度高、性能優(yōu)異等特點(diǎn)，多個有源相控陣T/R組件定型批產(chǎn)，工程化應(yīng)用于各個領(lǐng)域。國博電子表示，公司在低軌衛(wèi)星和商業(yè)航天領(lǐng)域均開展了技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品開發(fā)工作，多款T/R組件產(chǎn)品已開始交付客戶。


當(dāng)前，T/R 芯片的技術(shù)也在不斷迭代，例如在材料應(yīng)用方面，GaN憑借高熱導(dǎo)率、高電子遷移率等特性，逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的砷化鎵（GaAs），成為T/R 芯片的迭代方向之一。采用GaN的T/R 芯片能夠?qū)崿F(xiàn)更高的功率輸出，能夠提高雷達(dá)探測距離。

鋮昌科技深度協(xié)同 GaN 工藝線對標(biāo)準(zhǔn)電壓、高壓、低壓工藝平臺進(jìn)行了能力提升，形成了不同電壓、不同功率量級的標(biāo)準(zhǔn)頻段和超寬帶 GaN 功放產(chǎn)品矩陣；面對多頻多模融合趨勢，公司快速推出多款高競爭力應(yīng)標(biāo)產(chǎn)品，已通過客戶原型系統(tǒng)驗(yàn)收，部分進(jìn)入批量投產(chǎn)

鋮昌科技在投資者交流活動中表示，公司已經(jīng)完成衛(wèi)星通信T/R芯片解決方案的迭代研制，并在衛(wèi)星通信T/R芯片產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)多個業(yè)內(nèi)、行業(yè)“首款”，目前已根據(jù)客戶需求備貨，將計劃批量交付。

此外，國博電子自主研制的GaN射頻芯片已在T/R組件中得到廣泛的工程應(yīng)用。

在集成度方面，以往的T/R 組件通常由多個分立的芯片和元器件通過微組裝工藝組合而成。為了減小體積和重量，不少企業(yè)往高集成方向推進(jìn)。例如國博電子重點(diǎn)圍繞W波段系統(tǒng)級封裝天線（AiP）異構(gòu)集成技術(shù)、低剖面寬帶毫米波數(shù)字陣列等新領(lǐng)域，持續(xù)開展相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。

臻鐳科技具備多通道T/R射頻微系統(tǒng)數(shù)字、模擬、射頻隔離度優(yōu)化設(shè)計技術(shù)。相較于傳統(tǒng)的多通道T/R組件，多通道T/R射頻微系統(tǒng)將電源管理芯片、數(shù)字控制芯片和射頻芯片采用三維堆疊的形式集成在很小的硅基板上，由此提高集成度。

除了封裝技術(shù)，T/R 組件內(nèi)部的電源管理系統(tǒng)也是組件小型化的關(guān)鍵。傳統(tǒng)T/R組件中存在大量非微波芯片，如波控、電源調(diào)制、功率管、負(fù)壓保護(hù)、柵壓調(diào)節(jié)等一系列芯片，占用了T/R組件大量的體積、功耗。

臻鐳科技通過耐輻射T/R電源管理系統(tǒng)工藝融合設(shè)計，成功量產(chǎn)了全功能耐輻射T/R組件電源管理芯片，將所有非射頻功能芯片整合至單芯片中，并可IP化嵌入至微波單片中，最終實(shí)現(xiàn)T/R組件小型化、芯片化，且具有明顯耐輻射和集成度優(yōu)勢。