CAIEC路演 | 華鎂鈦科技：面向衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)和5G的低成本液晶相控陣天線
2022-09-27
基于超表面智能編碼天線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“無處不在線，無處不連接”的場(chǎng)景。
北京華鎂鈦科技有限公司
華鎂鈦成立于2016年，致力于研發(fā)國(guó)際一流水平的新型天線并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化、推進(jìn)國(guó)內(nèi)創(chuàng)新體制天線技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展、引領(lǐng)新體制天線創(chuàng)新應(yīng)用的高科技公司。是國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)液晶超材料相控陣天線產(chǎn)品研發(fā)批產(chǎn)制造的企業(yè)，擁有核心自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)“液晶超表面智能編碼相控陣天線”?，F(xiàn)已申請(qǐng)和擁有多項(xiàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
公司以“無處不連接、無處不在線”為使命，基于自主核心技術(shù)研發(fā)當(dāng)前衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、5G等“新基建”領(lǐng)域和軍民融合領(lǐng)域迫切急需的瓶頸產(chǎn)品和核心支撐產(chǎn)品。為衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、5G、毫米波雷達(dá)等“新基建”和軍民融合相關(guān)領(lǐng)域提供自主可控、低成本、低功耗、可共形、智能易用的天線解決方案和產(chǎn)品服務(wù)，為用戶創(chuàng)造無限應(yīng)用可能，實(shí)現(xiàn)“創(chuàng)新改變未來”的愿景。
面向衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)和5G的低成本液晶相控陣天線
1. 創(chuàng)新性：項(xiàng)目產(chǎn)品采用獨(dú)創(chuàng)、完全自主可控的“超表面智能編碼液晶電子掃描天線核心技術(shù)”，具有可用帶寬寬，插損小，功耗低、產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)好及批產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，是基于液晶材料介電常數(shù)電控可調(diào)特性，使其運(yùn)用于微波、毫米波乃至太赫茲波頻段天線及部件設(shè)計(jì)，有效解決低成本、低功耗電調(diào)控相控陣天線設(shè)計(jì)及批產(chǎn)難題。 2. 創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)：大移相范圍低插入損耗液晶相控陣天線設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新；液晶相控陣天線高精度波束控制技術(shù)創(chuàng)新；液晶相控陣天線面板量產(chǎn)加工工藝創(chuàng)新，具有低成本、高效率、批產(chǎn)能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。 3. 效益顯著：項(xiàng)目研制和產(chǎn)業(yè)化可滿足軍民市場(chǎng)應(yīng)用需求及衛(wèi)星地面終端天線市場(chǎng)對(duì)低成本平板相控陣天線需求，不僅可作現(xiàn)有天線設(shè)備升級(jí)換代方案，可憑借成本與性能優(yōu)勢(shì)吸引更多用戶采用衛(wèi)星通信系統(tǒng)作為通信解決方案拓展應(yīng)用領(lǐng)域。4. 政策支持：產(chǎn)品應(yīng)用符合《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》和《2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中對(duì)物聯(lián)網(wǎng)提出了“增強(qiáng)固移融合、寬窄結(jié)合的物聯(lián)接入能力”的要求，為用戶提供了各種“想不到、用不起、不可能”的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)性。5. 場(chǎng)景豐富：適用范圍廣，可適應(yīng)多種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景，滿足不同用戶寬帶窄帶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)固定及移動(dòng)應(yīng)用需求。6. 普遍適用性：適合多種行業(yè)應(yīng)用，能源、電力、礦山、水利、應(yīng)急、國(guó)土資源、智慧城市、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等。
各位專家評(píng)委，下午好，我是華鎂鈦科技的創(chuàng)始人修威。今天我匯報(bào)的項(xiàng)目是面向衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)和5G應(yīng)用的低成本液晶相控陣天線。眾所周知，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)和5G已被納入國(guó)家“新基建”項(xiàng)目。由于衛(wèi)星和終端的移動(dòng)性，傳統(tǒng)的大鍋天線已經(jīng)不再適用，因此必須使用電子波速掃描的天線，而千萬量級(jí)的終端數(shù)量又使這種傳統(tǒng)昂貴的相控陣天線必須低成本化，很多終端又會(huì)在偏遠(yuǎn)地區(qū)使用，因此必須使用低功耗的相控陣天線，所以低成本、低功耗的相控陣天線已經(jīng)成為衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)和5G等應(yīng)用的痛點(diǎn)。這是馬斯克星鏈的低軌衛(wèi)星星座的地面終端相控陣天線，這樣的天線現(xiàn)在售價(jià)599美元，但實(shí)際上每出售一個(gè)會(huì)虧損2000美元，因此在星鏈中也沒有真正實(shí)現(xiàn)地面終端相控陣天線的商業(yè)化應(yīng)用，所以也有人說低軌星座的命是天線給的。現(xiàn)在的低成本相控陣天線的主要技術(shù)路線有兩條：一條是基于硅基的TR芯片技術(shù)路線，利用CMOS工藝來實(shí)現(xiàn)低成本化，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有很多廠家實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。目前整體成本較高，同時(shí)效率偏低，輸出功率也偏小。另一條技術(shù)路線就是利用基于電磁調(diào)控的液晶材料，實(shí)現(xiàn)超材料輻射一體化的相控陣天線，利用液晶可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電壓低、功耗小，同時(shí)可以輕量化，還可以利用成熟的生產(chǎn)線大規(guī)模量產(chǎn)，因此利用液晶相控陣天線這條技術(shù)路線可以實(shí)現(xiàn)真正的低成本化、低功耗化。目前全球60%的液晶相控陣產(chǎn)能都集中在我國(guó)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈也幾乎實(shí)現(xiàn)了完整的自主可控。目前全球做液晶相控陣平板天線的主要有4家：由比爾蓋茨投資的美國(guó)Kymeta，分別于2017年和2020年推出第一代產(chǎn)品和第二代產(chǎn)品；由德國(guó)達(dá)姆施塔特大學(xué)孵化出來的Alcan；以色列公司NexTenna，是OneWeb創(chuàng)始人GregWyler早期投資的一家公司；最后一家就是華鎂鈦科技。目前這幾家公司都在計(jì)劃推出新產(chǎn)品，我們有望成為全球第二個(gè)推出量產(chǎn)的液晶相控陣天線產(chǎn)品的廠家。華鎂鈦科技成立于2016年，以創(chuàng)新體制的天線為主要研發(fā)目標(biāo)，核心技術(shù)是基于超表面智能編碼天線技術(shù)，目的在于實(shí)現(xiàn)“無處不在線，無處不連接”的場(chǎng)景。我本人在衛(wèi)星通信領(lǐng)域耕耘20多年，有著豐富的總體產(chǎn)品和研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。我的聯(lián)合創(chuàng)始人楊智友老師是國(guó)內(nèi)知名的天線專家，曾經(jīng)是中電54所天線專業(yè)部的主任，我們希望能夠使天線更加智能、更加輕便，能夠有更加商業(yè)化的應(yīng)用場(chǎng)景。經(jīng)過5年的研發(fā)，我們已經(jīng)形成60多項(xiàng)以發(fā)明專利為主的核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)，同時(shí)還有國(guó)際的PCT專利，獲得了多項(xiàng)榮譽(yù)和認(rèn)可。液晶相控陣天線也被北京和深圳列入衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)政策，得到了明確的支持。華鎂鈦科技在2018年作為國(guó)內(nèi)首家推出可演示的液晶相控陣天線樣機(jī)，同年進(jìn)入液晶面板廠前期的工藝驗(yàn)證，2019年進(jìn)行衛(wèi)星的通信實(shí)驗(yàn)，開始量產(chǎn)導(dǎo)入，2020年做了動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)，2021年進(jìn)行示范應(yīng)用和測(cè)試，預(yù)計(jì)明年量產(chǎn)產(chǎn)品能夠上市銷售。2018-2021年，華美鈦聯(lián)合國(guó)內(nèi)面板產(chǎn)線進(jìn)行了多批次百片級(jí)大板玻璃產(chǎn)線批量迭代，是國(guó)內(nèi)唯一一家實(shí)現(xiàn)5um盒厚液晶面板全流程優(yōu)化驗(yàn)證的企業(yè)。2021年，華美鈦聯(lián)合天馬微電子升級(jí)Cu制程工藝產(chǎn)線，建成國(guó)內(nèi)首條液晶相控陣天線量產(chǎn)線，目前這條線已經(jīng)調(diào)試開通，投入了批量的面板試產(chǎn)，有望在年底實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)制造。華鎂鈦的產(chǎn)品涵蓋了從高軌衛(wèi)星、低軌衛(wèi)星到5G和雷達(dá)等基于液晶相控陣天線的各種產(chǎn)品，我們首款基于高軌衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)天線產(chǎn)品，已經(jīng)在青海水利三江源進(jìn)行野外水源數(shù)據(jù)采集。無人島嶼監(jiān)測(cè)和森林防火應(yīng)急等場(chǎng)景得到應(yīng)用和驗(yàn)證。目前該終端是全球最小的高軌衛(wèi)星通信終端。我們?cè)谘械?、全向通的液晶相控陣天線終端，像筆記本一樣，在野外場(chǎng)景展開就可以自動(dòng)對(duì)星實(shí)現(xiàn)連接，可以通過手機(jī)或者各種移動(dòng)終端進(jìn)行寬帶上網(wǎng)，甚至可以在單兵便攜戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用及消費(fèi)級(jí)行業(yè)應(yīng)用中使用。這幾年，從液晶相控陣天線的設(shè)計(jì)仿真、多波束、大角度波束掃描技術(shù)、快速波速跟蹤和多星切換，大規(guī)模陣列驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)，到天線的自動(dòng)化校準(zhǔn)測(cè)試和優(yōu)化技術(shù)，以及量產(chǎn)工藝和自動(dòng)化集成裝配技術(shù)，我們掌握了完整的自主可控的核心技術(shù)。在今年的4月份，星網(wǎng)總師周志成院士帶領(lǐng)星網(wǎng)專家來我公司考察指導(dǎo)，并給予了高度評(píng)價(jià)。低成本的液晶相控陣天線不僅可以應(yīng)用于高中低軌的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，也可以應(yīng)用于5G毫米波，以及未來的6G應(yīng)用中，還可以應(yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)和探測(cè)感知，因此如果實(shí)現(xiàn)了相控陣天線的真正的低成本、低功耗，就可以應(yīng)用在各種用不起、想不到、不可能的連接，也真正實(shí)現(xiàn)未來的“無處不在線，無處不連接”。
評(píng)委提問&點(diǎn)評(píng)
西安204所和京東方也在做這種天線。在同行競(jìng)爭(zhēng)這么激烈的情況下，華鎂鈦科技在技術(shù)線上有什么特點(diǎn)？
修威：我們的技術(shù)路線是完全不同的。我們已經(jīng)申請(qǐng)通過了40多項(xiàng)發(fā)明專利以及國(guó)際PCT專利，形成了各種從核心液晶相控陣天線技術(shù)到工藝驅(qū)動(dòng)的核心技術(shù)。
相控陣天線能夠兼容Starlink或者OneWeb這種體制嗎？它是純國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，還是面向全球市場(chǎng)？
修威：天線本身是完全實(shí)現(xiàn)全球化應(yīng)用的，各種體制下都可以應(yīng)用，所以它可以應(yīng)用在Starlink、OneWeb這樣的低軌星座上，我們產(chǎn)品也是面向全球應(yīng)用市場(chǎng)的。
需要Starlink授權(quán)嗎？或是有什么樣的準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)嗎？
修威：當(dāng)然需要，所有的衛(wèi)星通信天線地面應(yīng)用終端都會(huì)需要衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商的許可才能接入，所以需要一些相關(guān)資質(zhì)認(rèn)證。
關(guān)于天線的各種通信體制和準(zhǔn)入都已經(jīng)做了準(zhǔn)備嗎？
修威：目前我們和亞太衛(wèi)星、中國(guó)衛(wèi)通都有深入的交流。從天線本身來說，更多的是滿足衛(wèi)星使用要求的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，從通信體制來說，衛(wèi)星相控陣天線本身沒有太多的限制。
你們獲得應(yīng)用的專利有很多，可以對(duì)下一步的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行一些展望嗎？
修威：我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了液晶相控陣天線面板的量產(chǎn)，建成了量產(chǎn)線。目前正在做自動(dòng)化的總裝集成和自動(dòng)化測(cè)試的驗(yàn)證線，下一步計(jì)劃要建設(shè)中試線，而液晶相控陣天線的自動(dòng)化測(cè)試集成產(chǎn)線，也將是目前全球的唯一的自動(dòng)化產(chǎn)線。
本文根據(jù)嘉賓在【第六屆中國(guó)航空創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國(guó)總決賽】上的發(fā)言整理、刪減。（查看更多完整視頻請(qǐng)掃描二維碼）
