卫星通信应用潜力巨大，尤其是在沙漠、高山、海洋等约80%缺乏良好网络覆盖的偏远地区，卫星通信是实现通信的最佳选择。即使在有网络覆盖的区域，当信号强度、质量和稳定性不佳时，低轨卫星技术也能有效满足人们日常上网、手机通信等需求。
从市场规模数据来看，近年来卫星通信行业，尤其是低轨卫星(Low Earth Orbit, LEO）增长势头强劲。以中国市场为例，相关机构预测数据显示，2025-2030年期间，中国卫星通信市场规模将有望从1700亿元人民币增长至7000亿元，年复合增长率超过40%，远超全球卫星通信设备市场15%的增幅，市场潜力不容小觑。
“飞入寻常百姓家”
Qorvo中国区销售总监黄靖日前在与《电子工程专辑》的对话中表示，“应用场景的大幅拓展，是卫星通信市场增长的主要驱动力。”以往，高轨卫星主要用于应急通信和窄带数据传输，让人们觉得卫星通信距离日常生活比较遥远。而低轨卫星的兴起，改变了卫星接收模式，使其逐渐成为消费级产品，如汽车未来可能普遍装载卫星通信设备。
Qorvo中国区销售总监黄靖
中国作为全球部署低轨卫星领先的国家，其完善的网络为各类应用提供了现实基础，进而推动市场呈指数级增长。数据显示，目前，全球有超过3,000颗LEO卫星计划投入初期服务，有超越400颗地球静止轨道(Geostationary Earth Orbit, GEO)卫星提供约2.7Tbps容量。
而作为卫星通信实现爆发式增长的关键支撑，相控阵技术能实现低轨卫星快速切换、追踪和大通量传输。但不同应用场景对相控阵的尺寸和设计要求各异，如飞机上的大尺寸阵面用于满足大量用户连接需求，需要高可靠性和高稳定性；而消费级产品和汽车则需考虑性能、价格、尺寸、散热和耗电等因素，更倾向于采用基于波束成形(Beam Forming)技术的有源相控阵天线。
“2020年，全球BFIC阵列天线的销量约为5000台。预计到2026年，这一数字将达到50万台以上，销量增加100倍，并且在后续几年中还会保持持续增长。”黄靖说，凭借在射频和毫米波领域的深厚积累，以及收购Anokiwave获得的硅基BFIC技术优势，Qorvo在相控阵技术应用方面具备强大竞争力，丰富的量产经验能确保天线设计在成本、性能、生产和可靠性等方面达到最佳平衡。
2024年2月，Qorvo宣布已就收购Anokiwave达成最终协议。Anokiwave是一家高性能硅基集成电路的卓越供应商，总部位于美国马萨诸塞州波士顿，其产品用于航天、卫星通信及5G应用的智能有源阵列天线。
收购完成后，Anokiwave团队加入了Qorvo高性能模拟(HPA)部门，继续研发用于相控阵和AESA雷达、卫星通信和5G等众多应用的高频波束成形和中频至射频(IF-RF)转换芯片解决方案。显然，两家公司的结合有助于发挥各自独特优势，为航空航天和网络基础设施应用提供高度集成的完整解决方案和系统级封装(SiP)。
撬动卫星通信市场的“杠杆”
在黄靖看来，硅基半导体是最适合作为波束成形IC载体的技术。首先，随着卫星通信技术的演进，如毫米波向高频发展、低轨卫星数量增加、增强数据处理和交换功能等趋势，给芯片设计带来了不小的挑战。比如，阵列天线发射端的RF射频输出功率、效率、成本、以及噪声(EV1、EV2)；接收端的噪声系数、效率和成本，都是需要考量的重要指标，也是制约高品质卫星接收终端发展的最大瓶颈与痛点。
而为了能够让卫星通信快速实现大规模商用，高性价比一定是重中之重。从成本角度考虑，必须要从裸片尺寸(Die)、封装，到元件布局；从工艺选择到设计，再到系统架构，进行整体考量，才能有利于大规模部署。相比之下，硅基半导体更易于做成高集成度单芯片来完成复杂功能，而且成本要远远低于砷化镓和氮化镓。
从天线阵列级别来看，鉴于数字波束成形技术很难解决成本、功耗、散热等问题，更适合用于使用大量波束的场景，所以模拟波束成形是现在应用最广泛，也是市场上见到最多的设计方式。但最新的趋势显示，将模拟和数字结合起来的混合方式，有望在大阵列情况下实现价格和功耗的最优点。
其次，如前文所述，卫星应用场景的覆盖面越来越广，从追求高性价比的消费级应用到需要高稳定性的航天级应用，所支持的轨道数量、频率范围、天线形状、大小、功能各不相同，没有任何一种星座可以独立覆盖所有场景。因此，单一设计很难满足实际应用需求，整个产业链需要更多样化的设计。Qorvo在生态方面聚焦于与主要客户群体开展长期深入的技术合作，致力于推动地面终端BFIC产业发展，积极与上下游客户共同规划新一代卫星地面终端的演进方向。
第三点，目前，卫星通信设备在信号波段制式和兼容性方面缺乏统一标准，给客户设计带来困难。但随着市场的爆发式增长，预计未来将逐渐形成更多成熟的标准和应用场景。凭借丰富的产品平台和射频前端解决方案，Qorvo能够提供适配不同网络的波束成形芯片，或是通过集成多种功能芯片，减少客户设计复杂度，降低功耗和体积，提升产品综合性能。
三大发展方向引领变革
尽管中国网络基建发达，网费低廉，但卫星通信在众多场景中的需求仍在突破性增长。黄靖表示，汽车、手机直连、低空经济，会是接下来一段时期卫星通信的三大重要发展方向。从市场预期来看，随着低轨卫星发射数量增加和地面终端加速部署，低轨卫星的发展目标将从ToB市场逐渐拓展到ToC市场，应用需求将呈指数级增长。
以汽车行业为例，当前，汽车前装、后装市场对卫星直连通信业务的需求十分旺盛，在中国假设即便只有5%的新能源汽车部署卫星通信设备，用量也十分可观。随着低轨卫星技术的优化、芯片和天线系统的不断改进，卫星通信设备在性能、功耗和价格方面正逐渐满足车载标准，未来汽车卫星连接功能越来越普及将成为大概率事件。
手机直连是卫星通信的一个重要发展方向，其实现方式主要有两种：一种是通过特殊手机在现有卫星频段通讯，另一种是利用手机Sub-6GHz频段与卫星交互。这需要卫星具备相应功能，也离不开射频前端对频率、功率等发射基本性能的支持。未来，低轨卫星有望实现不通过信关站，直接与平板接收器进行数据传输，提供高速、大容量的数据服务。
如果继续延伸到6G网络，卫星通信承载着天地通信一体的概念，是体系中不可或缺的一环。针对低轨卫星通信的高频段信号损耗与多普勒效应问题，Qorvo一方面提供完整的射频前端解决方案，并致力于实现芯片一体化设计，降低客户设计成本，提升整体性能。另一方面，也凭借在移动通信和卫星通信领域的技术积累，积极探索星地一体化射频架构的预研技术。
低空经济也与卫星通信密切相关，二者在射频微波端的解决方案有诸多相似之处。Qorvo针对低空经济不同应用场景，提供了相应的射频解决方案，包括BFIC、砷化镓、氮化镓以及适用于Sub-6GHz的Massive MIMO基站解决方案等，并在全球主流厂商中积累了大量发货经验。
在谈及卫星通信成本话题时，黄靖说虽然目前还难以判断卫星通信资费能否降至与5G蜂窝网络相同量级，但运营商可以通过推出天地互联套餐等方式，满足不同客户需求。而且有一点是可以确定的——在技术进步、应用场景拓展、用户数量增加等多重因素的加持下，卫星通信成本将快速下降，并在未来几年内广泛应用于日常生活和消费领域。
