卫星通信，这颗芯片很重要

（原标题：卫星通信，这颗芯片很重要）

近年来，往空中发展已然成为了全球的共同目标。

一方面，得益于低地球轨道（LEO）卫星技术的进步，以星链为代表的卫星通信（SATCOM）行业正经历快速增长。无论是在海上、沙漠、高山或森林等信号不好的地方，还是在诸如机载、船载和应急等应用场景中，都对SATCOM有了迫切需求；另一方面，在厂商的推动下，eVTOL在这些年甚为流行，该技术在载人和工业等应用中也获得了全球各地客户的青睐。

正是在这些应用的推动下，一个被成为“低空经济”的名词被推到大家的面前。据赛迪研究院相关报告显示，预计2025年，光是中国的低空经济市场规模将达到1.5万亿元，到2035年更有望达到3.5万亿元。由此可以看见“低空经济”的火热。

而要实现上述目标，全域、实时、可靠的通信连接不可或缺。

低空通信，挑战重重

如上所述，我们所谈的低空通信可以一分为二：一是低轨卫星通信，一种不同于传统基于地面基站通信，而是通过地球轨道上的卫星作为中继，接收地面站（或终端）发出的信号，经过放大和变频处理后，再向下行（down-link）转发给其他地面站的通信方式；另一种则是确保eVTOL能够在低空飞行时随时保持连接，支持实时大数据回传与远程干预。

其中，无论哪一种方式，都有可靠、成本低和支持规模化部署等核心诉求。

以卫星通信为例，据介绍，随着卫星部署数量的增加，市场对信号链中所用的组件也提出了更高要求，需要它们具备更高的效率、更紧凑的体积，以及更可靠的性能，涵盖从RF功率放大器到低噪声放大器再到波束成形IC（beamforming IC，简称：BFIC）。与此同时，蜂窝通信正在成为卫星生态系统的一部分。而随着5G无线技术在3GPP第17版中的引入，使得5G系统能够服务于NTN。NTN旨在扩大全球网络覆盖范围，特别是在农村及偏远地区，并促进移动设备、物联网（IoT）和商业自主驾驶车辆与卫星之间的直接连接。这种整合使卫星产业能够充分利用5G生态系统的规模效应。

要实现以上目标，地面站的平板天线就成为了关键。而作为核心组件的BFIC，更是重中之重。

以卫星通信为例，在过去，我们常用机械扫描天线或者固定天线就是锅来完成卫星通信的地面接收。因为彼时大多数应用场景都是固定的，这种工作方式也可以应付。然而，随着诸如飞机、轮船等设备开始用上卫星通信后，传统的天线就很难捕捉到卫星的信号。这时候，有源相控阵天线就能发挥巨大作用——快速的在卫星之间或者在低轨和高轨卫星之中做不同的选择，以保证它的稳定性。

从原理上看，这种天线由多个相干馈电的固定振子组成。为形成电子波束，每个振子都会以适当的相位馈电，从而在远场中按所需方向形成相干波束。它利用每个振子的可变相位控制，将波束扫描至空间中的特定角度，如下图所示。这种无移动部件的电子波束转向由每个辐射振子上的IC（也就是BFIC）管理。

换而言之，天线阵列中各个天线单元的幅度与相位控制都是靠BFIC实现，从而形成、指向或切换射频波束。

对于这样一类芯片，不但需要考虑热管理与功耗控制，还需要考虑集成密度／体积／重量限制。此外，电路板／互连与布局挑战、相位／幅度校准与波束精度、成本与制造／量产挑战以及链路／系统级集成挑战也是BFIC需要面临的挑战。

作为一家在通信领域积累了丰富经验的芯片供应商，Qorvo能为此提供广泛的支持。

Qorvo全面赋能

据介绍，受惠于公司拥有广泛且具备最高可靠性的RF 产品，Qorvo能为卫星通信的上行链路和下行链路系统提供高性能的组件。因应市场需求，Qorvo也推出了基于商用CMOS工艺打造的，支持Ku频段的与Ka频段的全新硅基波束成形IC（BFIC）。

Qorvo表示，硅基是最为合适的BFIC制造技术，因为该技术不仅方便于制造高集成度的单芯片以完成复杂的功能，还拥有等于砷化镓和氮化镓的成本。此外，包括显著提升链路预算、更高 EIRP 与 EIS、更优的 SNR 与数据速率、低部署成本与功耗以及统一平台设计在内的优势，也是Qorvo BFIC不得不提的亮点。

以Ku频段应用为例，Qorvo推出了相应的接收（Rx）和发射（Tx）波束形成IC，能满足对高速、可靠卫星通信日益增长的需求。在紧凑、稳定的设计中，这些IC也能提供包括完全极化灵活性、精确波束引导和内置温度稳定性在内的先进功能，无需外部低噪声放大器（LNA）或复杂校准。

针对日益增长的时分双工（TDD）终端需求，Qorvo此前还带来了全新的Ku波段波束成形芯片，其TDD架构支持单天线阵列同时进行发射和接收操作，能够有效降低系统尺寸和复杂度，并有助于实现低剖面电子扫描终端设计。随着该款新品的发布，Qorvo进一步扩展了现有的SATCOM产品组合，为TDD和FDD终端架构提供完整且可扩展的解决方案。

Qorvo表示，这些芯片可适配LEO、MEO、GEO等多轨道卫星系统。其每颗IC更是集成4个双极化通道，能支持独立相位与增益控制，实时调整波束方向以追踪卫星信号。得益于这个高集成度设计，该BFIC能够大幅减少终端芯片数量，降低设备的尺寸、重量与功耗。

在这些芯片的支持下，作为用户与卫星间直接连接的CPE终端天线能够从传统抛物面（碟形）天线转向AESA或相控阵天线等电子扫描天线，提升了连接体验。其独特的优势也让开发者可以将各种技术集成到更紧凑、更轻巧的设计中，为消费者带来更多可能。

除了这款BFIC，Qorvo过去三十年在射频前端器件方面的深厚积累，也让公司能够针对卫星通信的需求，提供全方位的支持。得益于公司在GaAs、GaN、SAW、BAW、CMOS 和SiGe等工艺和产品的积累，Qorvo能够为卫星通信提供全链接的可靠支持。

作为这轮科技创新的重要组成，中国对低空经济的支持力度巨大。

自2021年初被纳入中国《国家综合立体交通网规划纲要》，并在2023年的中央经济工作会议上被着重强调以来，中国在低空经济的发展上铆足了劲。从2024年起，低空经更是济连续两年被写入政府工作报告。其以“强链条、广融合、深辐射”的产业特性，逐渐成为全国各地竞逐的新赛道。

在这种上下齐心的力量支持下，一场从地面到太空的科技革命正在隆重上演。拥有多个领域产品布局的Qorvo，正在给地面及空间应用的连接能力提供强劲赋能。

（封面图由AI生成）

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