從太空到地面：Qorvo波束成形芯片助力衛星通信發展
近年來，從低空飛行器到軌道衛星，人類對空域的利用正不斷向更高維度延伸。尤其是低地球軌道（LEO）衛星技術的快速發展，使得“從地面到太空”的全域通信成為產業競爭的焦點。在偏遠地區、機載/船載、移動終端等場景中，對高速、穩定衛星通信的需求急劇增長；同時，eVTOL的興起也進一步拉動了低空經濟的發展。據賽迪研究院預測，2025年中國低空經濟市場規模將達1.5萬億元，2035年可望突破3.5萬億元。而要支撐如此龐大的空域應用生態，離不開高可靠、可實時響應的通信連接，尤其是衛星通信能力的全面提升。
在這場產業變革中，Qorvo作為全球領先的連接和電源解決方案供應商，憑借過去三十年來在射頻前端器件方面的深厚積累，以及在GaAs、GaN、SAW、BAW、CMOS 和SiGe等工藝和產品上的技術布局，已構建起為衛星通信提供全鏈路可靠支持的能力。
Qorvo不僅憑借廣泛且高可靠性的RF產品，為衛星通信的上行與下行鏈路系統提供高性能組件，還針對市場需求推出了基于商用CMOS工藝、支持Ku與Ka頻段的硅基波束成形IC（BFIC）。此外，硅基被認為是最適合制造BFIC的技術，因為該技術不僅方便于制造高集成度的單芯片以完成復雜的功能，還擁有等于砷化鎵和氮化鎵的成本。并且，其BFIC在顯著提升鏈路預算、更高EIRP與EIS、更優的SNR與數據速率、低部署成本與功耗以及統一平臺設計等方面，也具有顯著優勢。
Qorvo的BFIC芯片可適配LEO、MEO、GEO等多軌道衛星系統。其每顆IC更是集成4個雙極化通道，能支持獨立相位與增益控制，實時調整波束方向以追蹤衛星信號。高集成度設計不僅減少了終端芯片數量，也顯著降低了設備的尺寸、重量和功耗。
在這些芯片的支持下，作為用戶與衛星間直接連接的CPE終端天線能夠從傳統拋物面（碟形）天線轉向AESA或相控陣天線等電子掃描天線，提升了連接體驗。其獨特的優勢也讓開發者可以將各種技術集成到更緊湊、更輕巧的設計中，為消費者帶來更多可能。
隨著業內產品的持續成熟與應用擴大，行業整體的技術演進也在不斷加速。不過，盡管關鍵器件性能不斷提升，但低空通信的整體發展仍面臨多重挑戰。其主要包括兩方面：一是低軌衛星通信，即通過軌道衛星作為中繼，實現地面站之間的信號轉發；二是確保eVTOL在低空飛行時保持穩定連接，支持實時數據回傳與遠程干預。無論哪種方式，都要求通信系統具備高可靠性、低成本和規；渴鹉芰。
以衛星通信為例，隨著衛星部署數量的增加，市場對信號鏈中所用的組件也提出了更高要求，需要它們具備更高的效率、更緊湊的體積，以及更可靠的性能，涵蓋從RF功率放大器到低噪聲放大器再到波束成形IC（beamforming IC，簡稱：BFIC）。與此同時，蜂窩通信正在成為衛星生態系統的一部分。而隨著5G無線技術在3GPP第17版中的引入，使得5G系統能夠服務于NTN。NTN旨在擴大全球網絡覆蓋范圍，特別是在農村及偏遠地區，并促進移動設備、物聯網（IoT）和商業自主駕駛車輛與衛星之間的直接連接。這種整合使衛星產業能夠充分利用5G生態系統的規模效應。
要實現以上目標，地面站的平板天線就成為了關鍵。而作為核心組件的BFIC，更是重中之重。
以衛星通信為例，在過去，設計師常用機械掃描天線或者固定天線（就是“鍋”）來完成衛星通信的地面接收。因為彼時大多數應用場景都是固定的，這種工作方式也可以應付。然而，隨著諸如飛機、輪船等設備開始用上衛星通信后，傳統的天線就很難捕捉到衛星的信號。這時候，有源相控陣天線就能發揮巨大作用——快速的在衛星之間或者在低軌和高軌衛星之中做不同的選擇，以保證它的穩定性。
從原理上看，這種天線由多個相干饋電的固定振子組成。為形成電子波束，每個振子都會以適當的相位饋電，從而在遠場中按所需方向形成相干波束。它利用每個振子的可變相位控制，將波束掃描至空間中的特定角度，如下圖所示。這種無移動部件的電子波束轉向由每個輻射振子上的IC（也就是BFIC）管理。
換而言之，天線陣列中各個天線單元的幅度與相位控制都是靠BFIC實現，從而形成、指向或切換射頻波束。
對于這樣一類芯片，不但需要考慮熱管理與功耗控制，還需要考慮集成密度／體積／重量限制。此外，電路板／互連與布局挑戰、相位／幅度校準與波束精度、成本與制造／量產挑戰以及鏈路／系統級集成挑戰也是BFIC需要面臨的挑戰。
這些技術瓶頸意味著行業仍需要持續投入研發與系統化協同，才能真正推動低空通信的大規模落地。不過，從產業環境來看，政策端的積極推動為技術突破提供了更加堅實的基礎。作為這輪科技創新的重要組成，中國對低空經濟的支持力度巨大。
自2021年初被納入中國《國家綜合立體交通網規劃綱要》，并在2023年的中央經濟工作會議上被著重強調以來，中國在低空經濟的發展上鉚足了勁。從2024年起，低空經更是濟連續兩年被寫入政府工作報告。其以“強鏈條、廣融合、深輻射”的產業特性，逐漸成為全國各地競逐的新賽道。
在這種上下齊心的力量支持下，一場從地面到太空的科技革命正在隆重上演。擁有多個領域產品布局的Qorvo，正在給地面及空間應用的連接能力提供強勁賦能。
編輯：admin 最后修改時間：2025-12-04
