2024年卫星通信市场概览白皮书

应对卫星通信市场迅猛增长需要高性价比解决方案 2024年，Qorvo收购了Anokiwave。两家公司各自优势的结合，让Qorvo得以提供高度集成的完整解决方案和SiP，满足国防、航天和网络基础设施应用的需求。 Anokiwave创新的有源天线IC产品组合，结合Qorvo在产品互补性、全球影响力和市场占有率方面的优势，为实现高度集成和高性能的有源天线提供了新的选择，有望将有源相控阵天线技术普及开来。 以下白皮书全面概述了卫星通信市场的发展驱动力，市场如何定义卫星通信系统的用户终端，Anokiwave（现已并入Qorvo）如何助力卫星通信终端的发展，并展望了不同技术的共存和新一代解决方案。鉴于Anokiwave已被收购，白皮书对所有相关引用都进行了更新。 © 06-2024 Qorvo US, Inc.版权所有| QORVO是Qorvo US, Inc.的商标。 摘要 卫星通信(SATCOM)领域正在快速发展和演变。 全球互联互通的需求从未如此迫切。随着地面网络向5G演进以满足联网需求，许多运营商意识到，在海洋和偏远陆地上空，如果没有卫星群的协助，单靠移动网络本身无法实现全球覆盖。对全球覆盖的追求正在深刻地改变着各行各业的竞争格局和价值创造方式，影响着人们的沟通和社交方式，乃至军队为公民提供安全保障的方式。 Anokiwave（现已并入Qorvo）撰写了本系列文章，以全面概述卫星通信市场的发展驱动力，市场如何定义卫星通信系统的用户终端，Qorvo如何助力卫星通信终端的发展，并展望不同技术的共存和新一代解决方案。 本系列的第一部分概述： 卫星通信市场的发展驱动力和关键细分市场。推动市场发展的新投资举措和主要卫星群。Qorvo在为这一新兴卫星通信市场提供新型平板天线方面发挥的作用。 第二部分概述卫星通信用户终端生态系统的演变方式和推动这种演变的因素，包括： 基于卫星群、市场和平台的可扩展性要求。天线终端性能考量因素，包括散热、架构和成本。Qorvo的架构专为IC而设计，可轻松集成到卫星通信天线中并发挥出色性能。 第三部分主要讨论： Qorvo Ku和Ka频段硅基IC、工具和支持方案，有助于卫星通信OEM为基于有源天线的用户终端开发高性能、经济高效的解决方案。客户利用Qorvo技术开发和交付高性能卫星通信终端的成功案例。 最后的第四部分主要讨论： 市场向包含地面和非地面系统的综合5G网络过渡所引发的未来需求。不断发展的新用例，展示了5G和卫星通信的融合与共存；Qorvo如何为5G和卫星通信市场提供高性能、高集成度、紧凑、经济高效的商用IC平台，助力OEM加快产品上市。 cn.qorvo.com 目录 摘要..............................................................................................................................................................................III第一部分-市场驱动力2...........................................................................................................................................1Qorvo在卫星通信市场中的作用....................................................................................................................5第二部分-用户终端的驱动因素.............................................................................................................................6理想的AESA解决方案..................................................................................................................................11Qorvo助力打造高性能、经济高效的卫星通信用户终端.........................................................................11第三部分-助力成功的解决方案...........................................................................................................................12Qorvo助力客户成功交付基于AESA的天线.............................................................................................13第四部分-展望未来.................................................................................................................................................175G非地面应用...................................................................................................................................................18Qorvo推动共存和融合技术的商业化...........................................................................................................21无处不在的连接.................................................................................................................................................22尾注.............................................................................................................................................................................23 太空经济规模预计将从2020年的4.16亿美元增长至2040年的1万亿美元以上。其中，最大的一部分将是运营和服务，即地面公司利用卫星提供的解决方案（用户终端）。这一部分将增长近三倍，从2020年的2410亿美元增至2040年的6870亿美元1。 第一部分-市场驱动力2 随着巨额资金涌入新通信卫星群的建设，人们对价格更低、功能更全的新技术的需求也日益强烈。这种技术主要集中在平板天线，更具体地说是有源电子扫描天线(AESA)。 目前，这些卫星群主要利用Ku (10.7-12.75 GHz Rx/13.75-14.5 GHz Tx)和Ka (17.7-21.2 GHz Rx/27.5-31.0 GHz Tx)频段来为用户终端提供服务。随着新卫星群投入运营，对用户终端的需求将激增。大部分用户终端将会配备有源相控阵平板天线，以便与运动状态下的卫星通信。卫星通信AESA市场即将迎来爆发式增长。 卫星通信用户终端的应用场景非常多样化，覆盖了众多市场领域。这些终端的要求往往因其所依托的卫星群和所服务的目标市场而异。 近年来，卫星发射次数屡创新高，基于卫星的应用也日益增多，加上大量资本涌入各种太空计划，卫星运营商的前景从未如此光明。 四大市场包括消费类、商业移动、企业和政府。在这些市场中，有许多要求是重叠的，包括性能要求、尺寸、重量、功耗、吞吐量性能、成本和耐用性。一般来说，消费类市场的要求最为独特，在目标市场以外的地方，可行性非常有限，因此与其他市场的重叠程度最低。 其他三个市场在具体要求上有更大程度的重叠，与消费类终端相比，一个关键区别是耐用性。高耐用性通常意味着更高的成本、更强的电力供应能力和需要更高的吞吐量性能。尽管许多要求存在重叠，但每个市场对用户终端都有其独特的一组要求，如下图1所示。 终端所连接的卫星群也会直接影响所需的性能指标和功能要求。轨道可分为两类：传统的地球静止轨道(GEO)和非地球静止轨道(NGSO)。NGSO包括近地轨道(LEO)、中地球轨道(MEO)和高椭圆轨道(HEO)，它们对终端性能都有独特的要求。 卫 星 通 信 用 户 终 端 的四个主要市场： 相较于传统的GEO卫星，LEO巨型卫星群有望实现带宽提升100倍，延迟降低10倍，同时能够服务多得多的用户。 消费类：家庭互联网用户、车辆和私人海事用户企业：数据中心、大中型企业和卫星通信地面站政府：航空、地面移动、海事和地面运输商 业移 动： 农业 、建筑、 采矿、海运、航空和地面运输 图1：在主要市场中，企业、政府和商业移动终端的要求存在较大程度的重叠，而消费类终端的要求相对独立。 与GEO卫星相比，MEO卫星的延迟更低，吞吐量更高，服务的用户更多，但全球覆盖范围不如LEO卫星广阔。HEO卫星用于填补GEO和MEO系统的“空白”，实现对高纬度地区和极地的覆盖。 卫星通信轨道定义 •传 统 的 地 球 静 止 轨 道(GEO)或 地 球 同 步 轨 道(GSO) -距离地球35,786公里的圆形轨道，沿着地球自转方向运行。 •近地低轨道(LEO)–距离地球500公里至1,500公里的轨道。相较于GEO，这些系统的带宽提高100倍，并且延迟降低10倍。 •中轨道(MEO) -以地球为中心的轨道，高度距离地球2,000 - 35,786公里。 •高椭圆轨道(HEO) -近地点高度低于1,000公里、远地点高度超过35,756公里的椭圆轨道。 目前，前四大LEO卫星群公司分别是Amazon、OneWeb、SpaceX和Telesat。根据他们的计划，初始阶段将部署总计3,176颗卫星，最终的完整卫星群将拥有15,687颗卫星。这些卫星群的总数据容量非常惊人，尤其是与GEO卫星的当前能力相比而言。截至2022年3月，全球在轨运行的通信卫星共有3,135颗，相比2020年12月增加了70%以上，其中主要是OneWeb和SpaceX发射的LEO卫星。 表1显示了卫星群规模的对比。发射运力的大幅增长，加上政府和商业移动市场的需求不断攀升，预计从现在到2030年，卫星通信市场将保持6-12%的复合年增长率(CAGR)。2021年市场规模为38.77亿美元，预计到2028年将超过60亿美元。对于能够以合理的价格开发、制造终端并获得认证的终端制造商而言，这种需求和增长意味着巨大的机遇。 Qorvo在卫星通信市场中的作用 硅基平板有源相控阵天线正成为所有新兴卫星通信细分市场的首选架构之一。 借助Qrovo提供的硅基卫星通信IC，可以实现高性能、小尺寸、低成本的相控阵天线用户终端。Qorvo的IC用于支持FDD（频分双工）操作，但也可以支持TDD（时分双工）操作，覆盖全球卫星通信Ku和Ka频段。该