Qorvo全新硅基波束成形IC助力解决卫星通信挑战

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，一个被称为“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 Ku波段TDD波束成形芯片AWMF-0247荣获E维智库2025年度“'E'马当先新品奖”

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。

写在最后

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。