切入優勢成本/適足可靠度　通訊衛星打開高門檻藍海市場

行動通訊隨著世代更迭帶給人們越來越多便利性，時至5G時代，純粹透過地面設備的網路布建，已經不能滿足人們對於行動通訊應用的所有需求，目前地面網路的訊號涵蓋僅達地表面積的25~30%，也促成低軌衛星通訊產業的興起，希望透過衛星的布建，讓地球上所有空間都能具備無線通訊涵蓋，包括所有人類活動的空中與水面。 

低軌衛星網路可以達成超廣域覆蓋，補足地面基地台訊號不及的區域，低軌道通訊衛星的建設自然成為其中的關鍵。根據統計，目前天空中服役的通訊衛星不到1萬顆，但往後幾年各家廠商發射的低軌道衛星總數可能超過10萬顆，將帶來完全不同的聯網體驗。然而衛星在太空中運作需要通過航太規格的驗證，能長期耐受太空中的特殊環境，同時遠端操作與自我修復能力也是衛星需要具備的條件。

衛星整合多種技術能力

未來幾年通訊衛星的發射彷彿一場軍備競賽，預計每年各國與國際衛星通訊大廠將有數千顆通訊衛星升空，中央大學太空科學與工程學系特聘教授張起維(圖1)表示，低軌道衛星的特點是成本低，因為距離地表近，所以視野小、移動速度快，要達成全球覆蓋需要數千到上萬顆衛星。一顆衛星其實是整合多個不同專業的次系統與技術而成，主要需具備通訊與自主運作兩大能力。

無論是不是通訊衛星，衛星的通訊能力都很重要，張起維強調，衛星需要通訊能力與地面保持溝通，並將飛行與任務資料回傳地面，衛星一旦「失聯」就幾乎等於「失能」；在自主運作部分，也需要多個系統，如搭載飛行軟體的衛星電腦，衛星需要時常調整自身的動作，因此透過姿態感測與動作次系統，可以協助調整太陽能板或天線的角度，另外，衛星運作需要的電力透過搭載的太陽能電池提供，而衛星處在真空環境下運作，熱控系統也很重要。

另外，火箭升空過程對衛星上的精密元件很不友善，發射時的高應力與高振動可能對電子元件造成傷害，所以衛星設計也需考慮應力與振動的耐受度。以火箭發射與衛星本體而言，台灣理論上具備相關的研發能力，中央大學太空科學與工程學系系主任趙吉光指出，不過現階段台灣會更專注於衛星技術的發展，火箭發射能力看來不是短期的研發重點。

切入衛星產業鏈基礎馬步不可少

衛星需要運作在幾百公里以上的太空環境，張起維強調，飛行履歷是衛星使用元件、模組的重要條件之一，代表這些元件、模組必須要實際發射到太空中，且可正常運作。以中央大學實際執行過的低軌衛星開發而言，台灣產業在嵌入式電腦的設計與製造能力較強，但是關鍵的飛行控制模組，台灣廠商的能力就相對薄弱。趙吉光則期盼，低軌衛星通訊帶動的航太熱潮，可以推動台灣投入更多航太人才的培育。

航太產業過去在台灣並未受到太多重視，資通訊產業投入的程度也不高，除了產值規模受限之外，其高門檻也是原因之一，張起維說明，衛星發射之後便須自主運作，就算發生異常也要可以遠端找出原因並排除，所以針對衛星任務的系統開發，測試工作變得相對重要，一般而言，希望有1/3的時間進行完整的任務測試與情境模擬工作，包括振動、熱真空、輻射等測試項目，對於要切入產業鏈的台灣廠商，更應針對太空規格、太空規範、太空環境進行深入了解。

台灣資通訊產業要跨足衛星產業鏈，享受產業的高產值、高毛利之前，人才、技術、產業環境的認識都是基本，羅德史瓦茲(R&S)市場開發資深經理莊美華(圖2)說，台灣廠商還是應該從較為熟悉的領域切入，如地面設備與聯網終端，該公司站在協助產業的立場，針對衛星無線通訊Payload Pre-launch及In-orbit測試與使用者終端測試都已準備好相關的解決方案，可以協助台灣廠商進入產業鏈。

另外，低軌道衛星熱門的Ka、Ku及V band頻率，R&S亦提供8.3GHz解調頻寬TX及2GHz調變頻寬之RX測試能力，從零組件到系統均可提供測試方案。莊美華解釋，除因應較大經濟規模的使用者終端量測方案，也積極投入衛星通訊Satcom Link Budget及Analysis/Monitoring測試發展，可以與業者一同布局高門檻的衛星產業鏈。

台灣投入衛星產業鏈最佳時機

面對低軌道衛星產業的崛起，未來通訊衛星已不再是單純的航太產品，工研院資通所視訊處理與遠距通訊組經理蔡華龍認為，通訊衛星因為運作需要，將會導入更多備援系統架構，降低成本也是產品開發重點之一，產品特性會朝資訊產品靠攏，可靠度的要求將適度降低，這些都是對於國內資通訊廠商相對有利的發展趨勢。 過去三十年台灣投入衛星產業的策略是先擁有衛星，一直到最近幾年才希望可以自製關鍵零組件或系統整合。趙吉光表示，過去台灣的衛星是比較高價的科學觀測衛星，造價通常高達數十億以上，比較無法容忍因為某個元件或次系統的失效而導致任務失敗，所以元件的採用會希望以穩定為原則，除了天線之外，都是採用國際大廠的產品。未來因為產業的轉變，政府應該會更鼓勵國產元件，同時也有更多資通訊廠商有意願投入，可望帶動更多商機。