相控阵TR芯片是相控阵TR组件——相控阵TR天线——卫星相控阵系统——卫星载荷的核心。
1、数万低轨卫星数量暴增带来的相控阵需求暴增;每颗卫星最少数百套相控阵TR芯片;
2、卫星迭代,相控阵需求会暴增(sp a c ex从v1.5到v3,相控阵面积翻了好几倍);
3、模拟相控阵转型数字相控阵/混合相控阵,t/r芯片需求也会增长;
4、如果要实现低轨卫星通信,地面还需要配套相控阵雷达;
5、一代星载有4副相控阵天线,而二代星载相控阵天线数量达到10个以上。这是因为二代系统将使用Ku、Ka和E频段频谱,需要更多的相控阵天线来支持不同频段的通信需求,到二代星t/r芯片需求翻倍;
6、还有未来如果采用数字相控阵的话,t/r芯片需求还要暴增;
7、铖昌科技适配自动驾驶领域的芯片,具体是77GHz车载毫米波雷达芯片和可用于该领域的5G毫米波T/R芯片;
8、机载,船载,地面载等相控阵TR;
卫星及终端设备的外形结构可视作基础载体,其真正实现通信、数据传输、遥感及定位等功能的核心,在于内部搭载的成千上万组相控阵T/R芯片。若无这些芯片,卫星便如同失去联络的聋哑盲器。那么,若关注商业航天领域的投资,应聚焦于哪一环节?答案是——卫星的“灵魂”:相控阵T/R芯片。
在卫星工程师看来,外壳、支架与太阳能板等可见部分,本质上是为了支撑航天器进入太空并在轨运行所必需的载体平台。卫星的真正价值,体现在其内部的核心载荷上。每颗卫星的载荷通常包含数百至数千个独立信号通道,每个通道都需配备完整的相控阵T/R芯片组。因此,单星所需芯片数量可达成千上万,这也使其成为卫星中技术最密集、价值最为核心的组成部分,堪称卫星的“心脏”与“大脑”。目前,铖昌科技是A股市场上唯一专业从事相控阵T/R芯片研发与销售的上市公司。
一、为何将卫星比作“铁壳子”?
这一比喻旨在形象说明卫星平台与载荷之间的主次关系,并无贬低之意。
基础支撑作用:卫星平台(含结构、热控、电源、姿态控制等系统)如同汽车的底盘与车身,为关键功能部件提供在太空中稳定、安全、能源持续的工作环境。若无此平台,再精密的T/R芯片也无法在极端空间条件下正常工作。
成本结构演变:随着卫星制造日益模块化与标准化,平台部分的成本占比正逐步下降。而在通信、高分辨率雷达遥感等卫星中,相控阵天线作为核心载荷,其成本常占整星成本的30%–50%,甚至更高。
二、T/R芯片:相控阵天线的“基础单元”
相控阵天线由大量独立单元排列组成,通过精确调控各单元发射或接收信号的相位与幅度,可实现波束在空间的快速电子扫描,无需机械转动。其中,每个收发组件(TR组件)即为阵列的基本“细胞”,而T/R芯片则是TR组件的核心部分。一颗先进的卫星相控阵天线,往往集成数千至数万个TR组件。
T/R芯片实质是一个高度集成的微型射频系统,通常包含:
功率放大器:负责发射时将信号放大至足够强度;
低噪声放大器:在接收时捕捉并增强微弱信号,同时保持低噪声水平;
移相器:通过调节信号相位实现波束指向与赋形,是芯片功能的关键;
衰减器:用于调控信号幅度,优化波束性能并抑制干扰。
借助氮化镓、砷化镓等先进半导体工艺,这些功能被集成于微小的芯片之中,使每个T/R芯片都成为一个高性能的微型无线收发站。
三、T/R芯片的核心价值:为何被视为卫星关键部件?
1. 直接决定系统性能
在低轨宽带通信星座中,卫星通信容量与速率直接取决于相控阵天线的规模与T/R芯片性能。大量T/R单元协同工作,形成多波束动态覆盖,支持海量用户同时接入。
在合成孔径雷达卫星上,T/R芯片的数量与性能影响成像分辨率、覆盖宽度与信噪比。更多单元可实现更灵活的波束控制与更高分辨率的影像获取,且具备全天候、全天时观测能力。
2. 具备极高技术门槛
T/R芯片设计制造涉及微波射频、半导体技术、材料科学与精密工艺等多学科深度融合,需在效率、功率、线性度、稳定性等方面实现严格平衡。航天级芯片更须满足抗辐射、耐温差、长寿命等高可靠要求。全球能提供高性能、高可靠星载T/R芯片的供应商寥寥无几,国内在该领域已达到世界先进水平。
3. 占卫星成本的核心部分
即便单颗芯片成本随量产下降,但因单星需求数量极大,T/R芯片组成的相控阵系统仍是整星成本中占比最大的部分,甚至达整星成本75%。
四、国内产业现状
值得关注的是,铖昌科技作为国内相控阵T/R芯片领域唯一的上市公司,其产品已跻身国际先进行列,在我国卫星载荷核心部件自主化进程中具有显著地位。
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