电子行业策略报告：高端“芯”突破进行时，星链加速催化

证券研究报告半导体/行业深度报告领先大市-A（维持） 华金证券“卫星互联网”专场会议——电子行业策略报告 高端“芯”突破进行时，星链加速催化 华金电子团队：孙远峰/王海维 SACNO：S0910522120001SACNO：S0910523020005 2023年12月19日 本报告仅供华金证券客户中的专业投资者参考请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 Mate60Pro“芯”，轻舟已过万重山 图：华为Mate60Pro拆截图（三段式结构）图：智能手机主要芯片 前摄和ToF组件 环境光传感器潜望式长焦 （48M）和主摄 模组（50M）存储芯片 海思SoC 电源管理芯片 卫星通话芯片 短焦指纹模组底部麦克风马达、扬声器 元器件 型号或厂商 国家或地区 成本（美元） 1 SoC 海思麒麟9905G 中国 100 2 后置镜头 IMX700(主摄） 日本 42 IMX481（广角） 日本 OV08A10（长焦） 中国 3 屏幕 京东方BF061YQM 中国 23 4 RAM SK海力士 韩国 19 5 ROM 东芝 日本 16.5 表：华为P40元器件成本ToP5 Mate60Pro首次实现了消费端卫星通话功能，此前主要应用于特殊行业市场； 根据中国电信集团数据，2022年，从地面基站覆盖角度来看，全球移动通信网络仅覆盖不到20%的陆地区域和不到5%的海洋区域；我国仍有约一半的陆地区域无基站信号覆盖。通过卫星广覆盖能力，用户可以在偏远地区或是通信信号无法覆盖的地方进行通话。 手机直连卫星——技术路线 手机直连卫星主要有卫星侧、手机侧和统一标准三种技术路线。其中华为Mate60Pro采用第二种技术路线，即手机适配卫星技术要求。 两部手机通过卫星进行通话原理图 技术路线 具体阐述 卫星侧 手机基本不做改动，技术难度主要由卫星处理，通过扩大卫星天线体积例 如超大规模相控阵，提高发射功率，以克服手机发射功率较低和天线增益不足的问题。 手机侧 手机适配卫星技术要求，手机芯片按照卫星通信芯片技术标准设计，采用专用通信协议和卫星频段。这种方案手机需要定制相关芯片。 统一标准 2022年6月3GPP完成了全球5G标准的第三个版本——Release-17的系统设计，引入面向非地面网络（NTN）的5GNR支持，手机直连卫星需开展协同组网、协议增强和设备兼容三大能力的技术攻关，卫星与终端将采用统一的标准进行深度融合。目前仍处于孕育阶段。 相比于地面移动基站距离终端约在数十公里的距离，卫星距离地面的距离可达上万公里，空间链路损耗大，天线必须确保增益要求； 宽带卫星/高通量卫星所用频段主要集中在ka、ku、V等高频波段，空间传播损耗太大，终端天线必须做到20~30cm（星链20cm平板天线）； 适合手机终端尺寸的天线只能从L/S/C选择（天通卫星在这个频 段）。Mate60Pro连接的天通一号卫星系统用户链路工作在S频段。然而，低频段可承载数据量较少，仅能解决语音、短信和窄带上网需求，无法实现宽带上网功能；此外，由于低频段卫星数量不断增加，已出现频段资源短缺问题。 手机直连卫星技术难点 难点具体阐述 手机射频天线收发相比天通行业终端，普通手机的接受和发射性能均低数个dB左右，需性能要求更高要对手机天线、功放、低噪放等关键器件进行较大技术创新，对国内 大部分手机厂商难度极大，收发功率是非常关键的指标。 百万级系统承载用天通系统设计主要为行业用户使用，容量有限，大规模手机用户接入户容量要求更高如何满足容量需求。芯片一体化设计要手机现有5G通信模块因协议不兼容卫星通信体质，不能补偿与高轨求更高卫星之间的大多多普勒频移、长延时，无法直接调制解调卫星通信信 号，需增加卫星通信芯片模组，尽可能压缩其占用面积。 卫星频段 传统卫星电话与华为Mate60Pro 频分双工收发机工作原理 根据拆机信息，Mate60Pro搭载了射频收发芯片RX6003EQK以及基带芯片HTD1010，用于实现卫星通信。 根据王日炎等人所著的《面向天通一号卫星移动通信系统FDD终端的收发隔离设计》一文，RX6003是一款高集成度的射频收发芯片，仅需搭配少量外围元器件即可实现S频段卫星信号收发和北斗B1/GPSL1频段接收功能。该芯片具有如下特点：1）发射通道采用直接变频架构，发射增益调节范围高达30dB；2）卫星接收通道和导航接收通道采用低中频架构；3）射频前端包含2个高性能低噪声放大器(LNA)，分别对应卫星和北斗频段应用，结合中频多级可调谐滤波器使芯片接收信道具备优异的杂散和带外干扰抑制能力；4）集成低功耗小数分频锁相环，内置环路滤波器，可同时为接收和发射电路提供高性能本振信号；5）接收与发射通道采用独立锁相环，可支持频分双工FDD和时分双工TDD两种制式。 射频收发芯片RX6003 苹果14也引入了卫星通信功能，未来苹果预计会支持更多的卫星通信功能包括但不限于卫星通话；Globalstar的卫星都是中低轨卫星，距离地面较近。 基带芯片HD1010 T/R组件通常意义下是指一个无线收发系统中频与天线之间的部分，即T/R组件一端接天线，一端接中频处理单元就构成一个无线收发系统。T/R组件主要用于实现对发射信号的放大、对接收信号的放大以及对信号幅度、相位的控制，由低噪放、功放、限幅器、移相器等组成。在通信卫星载荷中的相控阵天线上，对T/R组件的要求是体积小、重量轻、同时需要更高效率降低发热量。 相控阵系统示意图 低轨道卫星成本占比 姿控系统40% 电源系统22% 平台30% 低轨通信卫星成 本 结构系统12% 测控系统9% 热控系统7% 星务系统10% 天线分系统75% 转发器分系统25% T/R组件50% 载荷70% T/R组件为低轨通信卫星核心器件，成本占比37.5%。卫星由平台和载荷两部分构成，由于载荷是卫星入轨以后发挥其核心功能的部件，所以会根据任务情况从零开始设计，除非实现大规模量产，否则基本就是定制型项目。在低轨通信卫星中载荷成本占比近70%，其中天线分系统75%（T/R组件占其中50%），转发器分系统25%。 典型T/R组件工作原理示意图 T/R芯片通常被集成于T/R组件中，应用于军用雷达系统、卫星通信系统、地面无线通信系统等几乎所有电子系统，是影响系统性能的主要组成部分。在发射工作模式中，T/R组件的控制器接收定时信号，将所有T/R开关同步切换到发射通道，射频激励源送来的信号经移相器、衰减器、T/R开关和功率放大器进行幅度相位调整和放大，送至天线辐射单元。当发射信号结束后，控制器在控制信号作用下，将所有T/R开关同步切换到接收通道，天线接收到的微弱信号经低噪声放大器放大以及幅度相位调整后送往接收机，从而实现信号的发射和接收。 名称 脉冲体制320阵元 连续波体制144阵元 天线阵面 5.50% 8.30% T/R组件 52.70% 41.70% 馈电网络 6.20% 5.40% 有源相控阵天线模块成本结构 波控器 7.10% 13.60% 电源调制器 10.40% 电源 7.60% 13.40% 结构 10.50% 17.60% 接插件与电缆 6.70% 6.80% 印制板 5.60% 7.50% 射频芯片 53.60% 40.10% 有源相控阵天线材料成本结构 材料二次集成 3.40% 6.20% 安装件 8.80% 11.20% 微组装 11.20% 12.40% 调试与测试 10.80% 14.90% 传统地面通信网络在海洋、沙漠、山区等偏远环境下铺设难度大、运营成本高，卫星互联网具有覆盖范围广、传输距离远、通信容量大、传输质量好、组网灵活迅速和保密性高的特点，通过大量低轨卫星组成的通讯网络，可以实现全球通信无缝覆盖，成为促进全球互联网均衡发展的最优选择。据Euroconsult预测，2019年-2028年全球卫星制造和发射的数量将比前十年增加4.3倍，2009年-2018年全球平均每年发射230颗卫星，预计2018年-2028年平均每年发射990颗卫星，市场容量达到2,920亿美元。 相控阵天线具有体积小、质量轻、损耗少，同时满足多点波束、敏捷波束、波束重构和宽角扫描等特点，且通过电路控制波束指向，无需任何活动部件，可以避免传统的卫星抛物面天线转动给卫星姿态控制系统带来的干扰，这一系列的优势，使得相控阵天线成为卫星天线技术的重要发展方向之一。早在1987年摩托罗拉提出的铱星计划中，就已采用相控阵天线。目前，世界主要国家都在大力发展相控阵天线技术，并在卫星上不断应用，例如SpaceX的Starlink系列卫星， 均采用了相控阵天线。 有源相控阵天线模块和天线材料成本构成 相控阵系统示意图 Ku波段套片产品系列 公司主要产品相控阵T/R芯片是相控阵雷达最核心的元器件。T/R芯片被集成在T/R组件中，负责信号的发射和接收并控制信号的幅度和相位，从而完成雷达的波束赋形和波束扫描，其指标直接影响雷达天线的指标，对雷达整机的性能起到至关重要的作用。此外，相控阵雷达的探测能力还与T/R芯片数量密切相关，一部相控阵雷达通常包含多组T/R芯片。目前公司产品已覆盖L-W波段各类典型应用，产品涵盖GaN/GaAs功率放大器、GaAs低噪声放大器、GaN/GaAs收发前端芯片、GaAs/硅基幅相控制一体化多功能芯片、GaAs/GaN开关芯片、GaAs限幅器芯片等全套相控阵T/R前端芯片产品，并已成功应用于各类星载、机载、陆基平台，累计芯片出货量近百万颗。 铖昌科技的X波段T/R套片产品既能满足传统的单通道架构，又可以支撑集成度更高的四通道架构设计。一个典型的相控阵前端T/R套片架构中，幅相控制多功能芯片可以选用单通道或四通道产品，功放芯片根据不同的输出功率等级可以选用GaAs或GaN产品，GaAs低噪放芯片和限幅器芯片既有分立产品，也有集成化的GaAs限幅低噪放芯片产品供选择。T/R组件中的CMOS电源管理及控制芯片推荐使用航芯源C490XX系列产品。 相控阵前端T/R套片架构 四通道T/R套片方案 基于复旦微FMQL45T900芯片开发板 公司FPGA产品线拥有系列化超大规模异构融合可编程逻辑器件系列产品，在国内率先研制成功亿门级FPGA和异构融合可编程片上系统（PSoC）芯片，以及面向人工智能应用的融合现场可编程 （FPGA）和人工智能（AI）的可重构芯片 （FPAI）。目前该产品线正在推进基于1xnmFinFET先进制程的新一代FPGA，面向计算机视觉、机器学习、高速数字处理等应用场景，针对智能 座舱、视频监控、医学影像、网络通信等行业领域，提供低成本、低功耗、高性能、高可靠性的产品系列。 基于上述技术的FPGA产品已取得了批量应用，获得了较好的市场反馈和经济效益。新一代十亿门级FPGA产品研发工作正在开展中，其各方面性能对比上一代产品将有大幅提升。公司PSoC产品也已成功量产，在多个客户处取得了批量应用，同时新一代配置有APU、GPU、VPU、eFPGA、AI引擎的异构智能PSoC产品——FPAI也成功 发布，将进一步丰富公司的可编程产品系列谱系，不断满足各应用领域客户的需求。 复旦微电各系列FPGA产品介绍及应用领域 复旦微电新一代FPGA平台开发及产业化项目 募集资金投入新一代FPGA平台开发及产业化项目。项目总投资6.61亿元，拟使用募集资金6.46亿元。项目拟开发基于1xnmFinFET先进制程的新一代FPGA，面向计算机视觉、机器学习、高速数字处理等应用场景，针对智能座舱、视频监控、医学影像、网络通信等行业领域，提供低成本、低功耗、高性能、高可靠性的产品系列。项目完成后，将丰富公司的现场可编程门阵列产品系列谱系，满足人工智能和数字通信对新一代FPGA产品的市场需求，进一步提高公司的市场地位和综合竞争力。 产品类型 产品介绍 应用领域 产品样图 千万门级 FPGA芯片 采用65nmCMOS工艺，是一