低軌衛星壽命短、布建需求量龐大的特性，讓太空產業的生態出現巨大轉變。許多台灣廠商正摩拳擦掌，希望能抓住這波「上軌道」的商機。
衛星發射成本大幅降低，讓地球軌道上各種衛星的數量大幅增加，尤其是低軌通訊衛星的數量，到2030年之前，每年都將增加至少上千顆。在低軌衛星成為產業主流之際，太空產業的樣貌也跟著改變。
在過去，由於將衛星發射到太空的成本十分高昂，因此衛星公司無不希望自家的衛星能在軌道上工作越久越好。為達成這個目標，衛星的軌道必須夠高，否則越接近地球，大氣對衛星產生的阻力就越大，衛星飛行的速度會降低得更快，最終導致衛星墜回地球，並且在大氣層中燒毀。
舉例來說，在地球同步軌道上(36000公里)的衛星，平均壽命可達15年；位於中軌道(8000~12000公里)的GPS衛星，平均壽命則是7~12年；低軌道(500~2000公里)衛星的壽命，則通常不會超過5年。
然而，衛星距離地表越遠，所處環境的條件會變得越嚴苛，上面所搭載的電子零件若沒有經過特殊設計，會很容易在太空環境中故障失效。因此，在低軌道衛星崛起前，台灣的電子零組件廠商，很少布局太空產業。因為這些需要高度客製化的太空級零組件不僅開發成本昂貴，而且需求量不大，產品生命週期又非常長。這些特性跟台廠熟悉的消費性電子零組件完全相反，所以台廠通常缺乏耕耘的動機。
太空級零組件存在三大技術門檻
宜特太空環境測試工程處協理曾達麟(圖1)表示，太空級電子零組件跟一般電子零組件的差異，在於太空級零組件必須具有對抗太空輻射的能力、承受高G力的機構強固性，以及優異的散熱性能。
圖1 宜特太空環境測是工程處協理曾達麟透露，由於低軌衛星的興起，太空元件領域將出現明顯變化
抗輻射是太空級元件的最基本要求。由於在太空中的物體會不斷受到宇宙射線的衝擊，這些帶有高能量的粒子，可能會造成晶片裡本來應該關閉的電晶體變成開啟狀態，進而讓系統無法正常運作。因此，太空級元件通常不會使用太先進的製程技術生產，而且在封裝設計方面會特別針對輻射環境提出對策。
對抗高G力的強固機構，也是太空級元件與一般電子元件的不同之處。由於衛星在被火箭載運到軌道的過程中，往往得承受10G以上的G力；火箭特有的震動頻率也會考驗機構的強度。如果元件封裝跟系統組裝的設計與實作不夠強固，就會導致衛星在發射過程中損壞。
太空級元件對散熱性能的要求，也不是一般電子元件可以比擬。與地面不同，太空是真空環境，所以元件只能靠傳導跟輻射來散熱，無法靠對流將熱量帶走。而且，太空環境下的溫度變化極為劇烈，在有日照的情況下，溫度可達攝氏120度以上；但是在沒有日照的時候，環境溫度可低到零下120度。電子元件要在這麼極端的溫度變化中生存，有很多技術挑戰需要克服。
由於上述三大需求，能提供太空級元件的供應商數量屈指可數，而且都是國際知名大廠，例如亞德諾(ADI)、超微(AMD)、微芯(Microchip)與德州儀器(TI)。
低軌衛星讓太空應用更像IT產品
但是，低軌衛星通訊與B5G概念的興起，改變了太空應用必須具備極端可靠度的基本要求。台大電信工程學研究所所長暨創威訊技術長周錫增(圖2)分享，為了改善衛星通訊的延遲狀況，提升使用者體驗，許多衛星公司都在研究，是否可以把低軌衛星的軌道高度降低到300公里以下，藉由縮短衛星與地面的距離來改善延遲。
圖2 台大電信工程學研究所所長暨創威訊技術長周錫增表示，衛星壽命縮短，為台灣產業鏈「上軌道」創造有利條件
降低衛星軌道必然要以衛星的工作壽命作為交換的代價。如果把衛星軌道的高度降低到300公里以下，一顆低軌衛星的工作壽命，大概只剩下2~3年。衛星服務供應商若不設法降低衛星的造價，其營運成本將顯著增加。這就是台灣廠商進軍太空應用的機會點。
從科技進步與應用推廣的角度來看，縮短衛星的工作壽命不一定是壞事。眾所周知，行動通訊技術的發展日新月異，除了約每十年一次的行動通訊技術大改版外，期間還有許多小改版。如果地球軌道上的衛星都很長壽，超過通訊技術升級的周期，過一段時間，地球軌道上就會塞滿只支援舊技術的老衛星，反而成為新技術普及的障礙。因此，只要衛星造價能降得下來，適度加速衛星的新陳代謝速度，對通訊應用的發展來說，是有利的。
曾達麟也認為，低軌衛星是太空產業發展的奇異點(Sigularity)。在低軌衛星興起前，太空產業除了技術上有極高的進入門檻，市場規模也很小，不是台灣廠商熟悉的領域。但低軌衛星出現後，如何低成本量產衛星，變成客戶關心的議題。這些變化讓太空產業對台灣廠商打開了大門。而低軌衛星的壽命縮短，也創造出市場對衛星的長期需求，不會是只有幾年好光景的生意。
事實上，目前宜特的太空測試業務，已經有20多家客戶，而且近年來每年都還會增加4~5家。由此就可看出，對於太空產業，台灣廠商不只把目標放在地面設備，也有「上軌道」的強烈企圖心。為回應客戶對太空環境測試的需求，宜特正在擴大實驗室規模，並且在輻射測試之外，增加熱真空循環測試、結構應力測試等新的測試能力，以提供更全面的測試服務給有意進軍太空的客戶。
值得一提的是，由於應用場景從深太空轉向低軌環境，現在衛星產業對元件規格的要求，也出現一些變化。由於衛星壽命大幅縮短，上面搭載的元件是否還需要那麼高的可靠度，變成一個可以討論的問題，促成新的產品區隔出現。例如可靠度介於太空級元件與工規/車規元件之間的太空增強型元件(Space Enhancement)，就是近年出現的新產品等級。此外，需求量擴大，也讓原本單價非常高昂的太空級元件，因為採購量擴大的緣故，出現降價的機會。
對台灣的電子零組件業者而言，這是一個值得注意的趨勢。有些跑得比較快的台廠，也因此搶先得到上太空的商機。例如振盪器供應商泰藝，它們提供的振盪器方案就在幾乎沒有修改的情況下，得到SpaceX的青睞；旺宏的Nor Flash方案，則是經過小幅修改後，就可以被運用在衛星的酬載模組上。
群聯也是一個有趣的案例。該公司提供的太空級SSD方案，在硬體上其實跟一般產品沒有明顯不同，但透過控制器韌體的修改，讓模組得到極優異的抗輻射性能，甚至可以用在火星探險與登陸月球這類深太空應用上。換言之，群聯的解決方案要進軍低軌衛星市場，已經沒有技術門檻存在。
太空產業重新定義 台廠上太空機會來了(1)
太空產業重新定義 台廠上太空機會來了(2)