上周，上海搞了一個大新聞。

10月19日，上海市人民政府印發(fā)《上海市進一步推進新型基礎設施建設行動方案（2023—2026年）》（以下簡稱《行動方案》），《行動方案》聚焦新網(wǎng)絡、新算力、新數(shù)據(jù)、新設施、新終端等五方面，提出30項主要任務、10大示范工程及7項保障措施。到2026年底，上海市新型基礎設施建設水平和服務能級邁上新臺階，支撐國際數(shù)字之都建設的新型基礎設施框架體系基本建成。

其中最受關注的就是關于布局“天地一體”的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)容，上?；?qū)⒓铀傩l(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設。

目前地面光纖網(wǎng)絡和移動網(wǎng)絡還是存在一定的局限性，無法形成“全方位，無死角”的網(wǎng)絡覆蓋，因此補充低軌道衛(wèi)星，是實現(xiàn)“天地一體”的重要組成之一。

其實早在7月，上海市松江區(qū)委程書記就對媒體表示，上海加快開辟新領域新賽道，打造低軌寬頻多媒體衛(wèi)星“G60 星鏈”，實驗衛(wèi)星完成發(fā)射并成功組網(wǎng)，一期將實施 1296 顆，未來將實現(xiàn)一萬兩千多顆衛(wèi)星的組網(wǎng)。

反正馬斯克看了直呼內(nèi)行。

地球軌道衛(wèi)星種類

首先科普一下地球軌道衛(wèi)星種類

目前軌道衛(wèi)星按不同的高度分三大類，其中有一種軌道比較特殊，因此也有分四類的。

一、低/近地球軌道衛(wèi)星（英文縮寫為LEO），軌道高度為400-2000公里，大多數(shù)對地觀測衛(wèi)星，測地遙感衛(wèi)星，空間點，以及新的通信衛(wèi)星，多數(shù)都在這一層。

二、中地球軌道衛(wèi)星（MEO），軌道高度為2000-3600公里之間，GPS，伽利略都在這一層。

三、地球同步轉(zhuǎn)移軌道衛(wèi)星（GTO），它的軌道比較特殊是橢圓形軌道，近地點只有1000公里，遠地點超過3600公里。

這種軌道衛(wèi)星是霍曼轉(zhuǎn)移軌道的運用之一，加速后可以達到地球靜止軌道。

四、地球同步軌道衛(wèi)星（GEO），或者也叫對地相對靜止軌道，軌道高度約3600公里。

在同步軌道上衛(wèi)星的運行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同、運行軌道為位于地球赤道平面上圓形軌道、運行周期與地球自轉(zhuǎn)一周的時間相等，即23時56分4秒，衛(wèi)星在軌道上的繞行速度約為3.1公里/秒，其運行角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度。

顯然這種同步軌道衛(wèi)星，對于氣相衛(wèi)星而言，等于提供了同一表面區(qū)域的恒定視圖，這樣就可以實時發(fā)送該地區(qū)的有關云，水汽，風等信息，給氣象站提供相關的數(shù)據(jù)用于氣相預報。

微信開機畫面，就是2017年9月25號正式交付使用的衛(wèi)星風云四號拍的照片，風云四號就是我國新一代靜止軌道氣象衛(wèi)星。

顯然，要把衛(wèi)星送到3600公里的地球同步軌道，需要大運力的運載火箭，這個技術全世界也沒幾個國家掌握，成本也非常高。

而且目前對于軌道資源爭奪也非常激烈，國際規(guī)則是“先到先得”，誰先申報就能優(yōu)先使用，特別是地球同步軌道資源爭奪非常白熱化，所以各個國家就把目標放在低軌道衛(wèi)星上。

所以高度比較低的400-2000的近地軌道衛(wèi)星就變成了香餑餑。

通信的無線頻段

既然要搞低軌道衛(wèi)星通信，很顯然有一個繞不開的話題，你用啥無線電頻段進行通信？

通信技術專家步日欣日總表示這個我熟！

衛(wèi)星通信頻段包括L，S，C，X，Ku，Ka，Q，V等各個波段。

L、S頻段主要用于衛(wèi)星移動通信；C、Ku頻段主要用于衛(wèi)星固定業(yè)務通信，Ka頻段應用開始大量出現(xiàn)。為了滿足日益增加的頻率軌道資源需求，衛(wèi)星通信領域正在布局Q/V等更高的頻段資源。

具體頻段范圍如下

從專業(yè)的通信角度看，衛(wèi)星通信基本原理其實和無線通信基本一致。

無線電波信號接收進來，經(jīng)過濾波，放大，數(shù)據(jù)處理，然后再按遠路返回。

無線電信號，經(jīng)過放大，再進行處理，才能變成計算機能處理的離散0，1信號。

反過來也一樣，把離散信號0，1變成，連續(xù)的模擬信號。

這模擬信號和離散數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換原理，其實就是傅里葉變化的應用，估計學習數(shù)學和通信的老哥們，當年看到傅里葉轉(zhuǎn)換公式頭都炸毛了。

反正我是看不懂，我只知道原理是萬物皆可拆分

在實際工作環(huán)境中，無論接受信號的靈敏度還是發(fā)射信號強度就變得非常重要。接受端接收到的無線電波需要通過LNA低噪放大器，把微弱的信號放大數(shù)倍。而發(fā)射端要求更高，需要把處理后的信號進行放大，包括一級放大，二級放大，甚至三級放大，獲得足夠的射頻功率，才能饋送到天線上輻射出去。

那么問題來了，拿什么來做這一二三級的信號放大器？

早期的雷達上，用的是微波真空二極管也叫磁控管，這玩意兒也是微波爐的老祖宗。

到后面用行波管，速調(diào)管之類。當然現(xiàn)在科技非常發(fā)達，采用的是固態(tài)源，也就是用半導體技術，來做放大器芯片，這東西簡稱就是PA，功率放大器。

上世紀50年代開始，美國的研究機構(gòu)就開始研究用化合物半導體材料來制造功率放大器，這個技術一直沿用至今。

現(xiàn)在無論民用，還是軍用大量使用GaAs（砷化鎵）這種材料來做功率放大器，少量也有InP，磷化銦。

對于6GHZ以內(nèi)的L，S，以及部分C頻段，砷化鎵足夠應付，超過6G的頻段的X，Ku，Ka，頻段而言砷化鎵就不太好弄了。

因為砷化鎵材料也有局限性，材料所限它電壓上不去，因此沒法整太大功率，功率不夠就沒法整高頻頻段。

這么一看，似乎砷化鎵不太夠，于是現(xiàn)在出現(xiàn)采用寬禁帶也就是第三代半導體材料GaN（氮化鎵），甚至未來不排除用超寬禁帶也就是第四代半導體材料ALN氮化鋁，用這玩意來搞PA放大器。

但是氮化鎵簡直就貴得離譜，氮化鋁更加別提了。

目前氮化鎵基氮化鎵的外延片（GaN on GaN）真的貴得離譜，2英寸的都得上萬美金，這和氮化鎵目前沒有好的長晶技術有關系，這東西比碳化硅難整整十倍！

所以同質(zhì)外延不太行，就采用異質(zhì)外延技術的，讓所需的氮化鎵外延層長在其他材料上，比如半絕緣型的碳化硅基氮化鎵（GaN on SiC）大量在雷達，基站上使用，當然這玩意兒也不便宜，一片外延片也要上萬人民幣。

對，天岳的半絕緣型碳化硅襯底，就是干這個的。

而導電型的碳化硅，是做SiC MOSFET的，那是干功率的，切記！

所以，要么上氮化鎵，要么想想辦法能不能再挖挖砷化鎵的潛力。

兩種材料相比之下，砷化鎵相對氮化鎵便宜很多，產(chǎn)量也很大，6英寸半絕緣型也就大幾百塊錢而已，氮化鎵貴且產(chǎn)能少。

于是有人琢磨能不能在結(jié)構(gòu)和工藝上突破一下？至少讓砷化鎵能滿足部分高頻段的要求。

從HBT到HEMT

這里開始就是專業(yè)知識科普了。

PA放大器領域，也有自己的特殊晶體管結(jié)構(gòu)以及工藝。

目前PA放大器包括三種結(jié)構(gòu)：HBT，叫異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管；此外就是HEMT，高遷移率晶體管，也叫贗調(diào)制摻雜異質(zhì)結(jié)場效應晶體管（pMODFET），此外還有MESFET，金屬半導體勢壘接觸場效應晶體管。

MESFET用的非常少，按下不表。主流就是HBT和HEMT。

相比之下，HEMT具有HBT的部分優(yōu)點，它不僅提高了器件閾值電壓的溫度穩(wěn)定性，而且也改善了器件的輸出伏安特性，使得器件具有更大的輸出電阻、更高的跨導、更大的電流處理能力以及更高的工作頻率、更低的噪聲等。

從實際應用看，能用HBT的就用HBT，不行的再用HEMT。因此HBT占了大概60%，剩下的HEMT占40%

現(xiàn)在手機上大多是GaAs HBT的PA，HEMT多用在大型基站上。

早期的2G時代都是GaAs PA，到后面3G時代，高通與Skyworks推出Si制程MMPA , CMOS PA （LDMOS）, 主打高性價比策略，因此3G時代還有硅基PA方案，但是那玩意兒到3GHz后面頻段線性度就基本沒法看了，而且面積大，發(fā)熱大，因此4G（3.5GHz-3.9GHz），以及5G（6GHz-27GHz）時代后就基本淘汰了。

有人問HEMT性能這么好為什么不都用HEMT？

廢話，商業(yè)環(huán)境你得考慮成本！

因為HBT和HEMT要用的外延技術不一樣，導致兩者成本上有較大差異。

HBT可以用MOCVD金屬有機源化學氣相沉積的設備來長所需的外延層，但是HEMT不行，得上MBE分子束外延設備。

MBE設備非常貴，而且外延層生長速度較慢，產(chǎn)能小，市場小，所以高成本的HEMT只能是配角。

但是如果從低軌衛(wèi)星所用PA的來看，HEMT是主角，但是在C，X波段上還能湊合一下，對于Ku波段而言（18GHz），HEMT也力不從心，更高的Ka（27GHz）波段就更別提了。

所以得開發(fā)更牛逼的玩意兒。

下一代PA：BiHEMT

目前有好幾個技術路線，都滿足低軌衛(wèi)星的對于PA的需求。當然篇幅所限我講個實際的能用，技術上相對比較成熟，成本也可控的，那就是BiHEMT，異質(zhì)結(jié)高遷移率晶體管。

從名字上看這個BiHEMT，像HEMT的加強版，對，實際上就是HEMT的加強版。

圖片來自中科芯電

BiHEMT，實際上就是HBT和HEMT優(yōu)點結(jié)合產(chǎn)物。這個有點像BiCMOS，Bipolar（雙極型）和CMOS（互補金屬氧化物）結(jié)合的產(chǎn)物。

BiHEMT經(jīng)由電路設計透過外延生長及制造將InGaP HBT線性功率放大器、AlGaAs pHEMT高頻開關、AlGaAs pHEMT邏輯控制電路、AlGaAs pHEM低噪聲的功率放大器、被動組件及內(nèi)部連接線路整合在單一砷化鎵芯片中。

這玩意兒可以完美符合低軌道衛(wèi)星的對于PA的需求，從8-27G，通通不在話下！

所以假設新一代“天地一體”衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，中國真要搞，還能搞成，這GaAs BiHEMT絕對是受益的。

國外的不算，國內(nèi)目前這東西除了軍工單位之外，杭州還有一家民用企業(yè)能整這玩意兒，在杭下沙，國內(nèi)領先的砷化鎵工藝工廠。

兩年前，我就和他們的人就這個BiHEMT深入探討過，如果我掌握的信息不是老黃歷，這個賽道沒有其他新進入者的話，那么這就是A股唯一標的。

你們?nèi)柖?，他真有可能不如我了解這玩意兒。

專家大佬面前，要保持謙虛，不能太裝逼

今天WBG被人虐菜，心情不好，因此半夜三更敲了3000多字，發(fā)泄心中不滿！