卫星通信商业化拐点：T/R芯片集成化+GaN赋能，迈入小型化

电子发烧友网报道（文/莫婷婷）近年来，随着全球新一轮科技革命和空间技术加速演进，卫星通信特别是低轨卫星互联网已成为国家战略新兴产业的重要方向。今年以来，国内卫星通信产业迎来前所未有的发展机遇，产业链各环节加速融合创新，逐步形成从芯片、终端到系统运营的完整生态体系。在芯片端，T/R芯片作为关键元器件，也在加速迭代。


从“天上组网”到“车上直连”，牌照“花落”中国联通

就在9月8日，工业和信息化部向中国联通颁发卫星移动通信业务经营许可。公告称，中国联通可依法开展手机直连卫星等业务，深化应急通信、海事通信、偏远地区通信等场景应用，丰富通信服务与产品供给。标志着我国基础电信运营商全面参与卫星通信运营迈出了关键一步。

今年，我国卫星互联网产业正从概念走向规模化商用，其应用场景拓宽至星际通信、智能驾驶等。

就在今年4 月，银河航天与香港应用科技研究院的智慧出行团队联合完成技术验证——在香港首次应用低轨卫星互联网成功实现网联自动驾驶系统的数据传输与控制。

在实际测试过程中，当自动驾驶车辆前方出现施工区域或道路临时改道时，云端管理平台能够根据车辆的实时位置，动态下发更新后的导航路径与行驶指令，车辆接收后可自动调整行驶策略，有效规避障碍。

整个通信链路依托银河航天自研的低轨宽带通信卫星星座构建，测试期间共有3颗低轨卫星先后飞越测试区域，接力提供网络覆盖，确保通信连续性。低轨卫星通信实现了端到端通信时延小于100毫秒，满足自动驾驶系统对实时性的严苛要求。

为应对低轨卫星轨道及频谱资源的稀缺性，我国正加速推进卫星互联网产业布局。市场调研机构Analysys Mason的数据显示，在2024年，中国发射了263颗近地轨道卫星，这一数字已超过星链同期的发射数量。

中国主要卫星星座计划包括“GW星座”“千帆星座”“鸿鹄星座”“鸿雁星座”等。“GW星座”（即“国网星座”）规划发射数万颗低轨通信卫星，构建覆盖全球的高速宽带网络。

8月13日，长征五号乙运载火箭成功将卫星互联网低轨08组卫星送入轨道，这意味着GW星座组网进入“超频模式”。资料显示，GW星座采用Ka/V高频段载荷，包含GW-A59（6080颗，500km极低轨）和GW-A2（6912颗，1145km近地轨），未来将支持手机直连卫星通信。此外，“千帆星座”也在加速布局，完成了“一箭18星”发射，截至今年8月在轨卫星超过200颗，计划在今年实现年交付超200颗卫星。未来将融合低轨宽带、手机直连等多元服务。


高集成度、材料升级，T/R芯片持续迭代

当前卫星通信星座已进入规模化组网建设周期。多家上游产业链企业加速布局，实现核心技术自主可控。在卫星系统中，相控阵T/R组件价值量占比高。数据显示，T/R组件成本约占有源相控阵系统总成本的70%-80%。

T/R芯片是相控阵天线系统核心元器件之一，负责信号收发放大、移相衰减或混频处理功能，其性能则直接影响整机的各项关键指标。

相控阵天线体制是通过计算机精确调控各辐射单元的相位分布，实现波束指向的瞬时重构与空域扫描。相控阵天线体制的每个辐射天线单元都配装有一个发射/接收组件，包含独立的功率放大器芯片、低噪声放大器芯片、幅相控制芯片等，使其都能自己发射、接收电磁波，得到精确可预测的辐射方向图和波束指向。

图源：国博电子

T/R芯片行业本身存在着极高的技术、资质壁垒，作为相控阵无线收发系统的核心元器件，对性能、可靠性的要求非常高。在产业链上，铖昌科技、国博电子、臻镭科技均是T/R芯片产业链的关键企业。

数据显示，铖昌科技的星载相控阵T/R芯片在集成度、功耗、噪声系数等关键性能上具备一定优势，市占率超80%（GW星座），适配手机直连卫星标准，单星搭载超千颗芯片。今年上半年，铖昌科技在手订单与重大项目数量的双增长，净利润大幅增长333.23%，达到5663.33万元。其中，多通道多波束模拟波束赋形芯片构筑的T/R芯片，在多领域实现连续多年稳定批量交付，累计供货量突破百万通道级。

在有源相控阵T/R组件领域，国博电子专注高频高密度领域业务，产品主要集中于多通道、高频、高集成方向，研制了数百款有源相控阵T/R组件，具有体积小、重量轻、集成度高、性能优异等特点，多个有源相控阵T/R组件定型批产，工程化应用于各个领域。国博电子表示，公司在低轨卫星和商业航天领域均开展了技术研发和产品开发工作，多款T/R组件产品已开始交付客户。


当前，T/R 芯片的技术也在不断迭代，例如在材料应用方面，GaN凭借高热导率、高电子迁移率等特性，逐渐代替传统的砷化镓（GaAs），成为T/R 芯片的迭代方向之一。采用GaN的T/R 芯片能够实现更高的功率输出，能够提高雷达探测距离。

铖昌科技深度协同 GaN 工艺线对标准电压、高压、低压工艺平台进行了能力提升，形成了不同电压、不同功率量级的标准频段和超宽带 GaN 功放产品矩阵；面对多频多模融合趋势，公司快速推出多款高竞争力应标产品，已通过客户原型系统验收，部分进入批量投产

铖昌科技在投资者交流活动中表示，公司已经完成卫星通信T/R芯片解决方案的迭代研制，并在卫星通信T/R芯片产品实现多个业内、行业“首款”，目前已根据客户需求备货，将计划批量交付。

此外，国博电子自主研制的GaN射频芯片已在T/R组件中得到广泛的工程应用。

在集成度方面，以往的T/R 组件通常由多个分立的芯片和元器件通过微组装工艺组合而成。为了减小体积和重量，不少企业往高集成方向推进。例如国博电子重点围绕W波段系统级封装天线（AiP）异构集成技术、低剖面宽带毫米波数字阵列等新领域，持续开展相关关键技术攻关。

臻镭科技具备多通道T/R射频微系统数字、模拟、射频隔离度优化设计技术。相较于传统的多通道T/R组件，多通道T/R射频微系统将电源管理芯片、数字控制芯片和射频芯片采用三维堆叠的形式集成在很小的硅基板上，由此提高集成度。

除了封装技术，T/R 组件内部的电源管理系统也是组件小型化的关键。传统T/R组件中存在大量非微波芯片，如波控、电源调制、功率管、负压保护、栅压调节等一系列芯片，占用了T/R组件大量的体积、功耗。

臻镭科技通过耐辐射T/R电源管理系统工艺融合设计，成功量产了全功能耐辐射T/R组件电源管理芯片，将所有非射频功能芯片整合至单芯片中，并可IP化嵌入至微波单片中，最终实现T/R组件小型化、芯片化，且具有明显耐辐射和集成度优势。