出品：科普中國

製作：鐵流

監製：中國科學院計算機網路信息中心

中國開建高通量衛星網路 將實現高通飛機高速上網

想必很多人在出差或旅遊中都遇到過這樣的情況，那就是在飛機、高鐵等快速移動的交通工具，或者在邊遠山區、遠洋船舶上時手機信號也是時斷時續，甚至根本就沒有信號。在信息時代，當互聯網已經融入人們的生活之際，手機信號時斷時續不僅會影響人們的日常工作，還極大的限制了人們的社交和娛樂。

不過，隨著中國衛星通信技術的進一步發展，在飛機、高鐵上將手機或筆記本電腦接入網路進行商務活動，在遠洋游輪上給親朋好友發郵件，在偏遠山區與家人視頻聊天將不再遙遠。

中國高通量衛星技術取得突破

2017年4月12日，中國在西昌衛星發射中心採用長征三號乙運載火箭成功發射實踐十三號衛星，衛星完成在軌試驗後被命名為中星16號。2016年8月6日，中國在西昌衛星發射中心成功將天通一號01星發射升空。

這兩顆衛星對於中國衛星通信而言意義重大，中星16號是中國第一課高通量通信衛星，通信總容量超過20G，真正意義上實現了自主通信衛星的寬頻應用。而天通一號01星則是中國衛星移動通信系統的首發星，也被稱為“中國版的海事衛星”， 其成功發射標誌著我國邁入衛星移動通信的“手機時代”。

相對於以往採用C頻段和Ku頻段衛星通信技術，中星16號的最大特點就是採用了Ka頻段寬頻通信技術。作為新一代高吞吐量寬頻衛星通信系統，Ka頻段寬頻系統具有傳統的 C、Ku 頻段衛星通信所不具備的優勢。

一是頻率資源更豐富。衛星通信經過多年的發展，目前 L、S、C、Ku 等頻段資源基本枯竭。Ka 頻段分配給衛星通信可用頻率資源為3500MHz，遠遠大於 C、Ku 頻段的 800MHz 帶寬。換言之，就是Ka 頻段的“信息公路”比 C、Ku 頻段更加寬闊。在頻率資源更加風度的情況下，即使在信道調製方式不變的前提下，衛星通信系統容量也將會大幅提升。

二是多點波束。為了滿足日益增長的通信帶寬需求，Ka 頻段寬頻衛星通信系統普遍採用多點波束、空分復用來擴展系統通信容量。具體來說， Eutelsat 公司的 Ka-Sat 配置了 82 點波束，Viasat 公司 Viasat-1 衛星具有 72 個點波束，Ka頻段寬頻衛星通信系統的點波束數量不斷增加。

三是具備大容量。其實第三個特點是第一個特點和第二個特點共同作用的結果。在豐富的頻率資源與多點波束形成了一套“組合拳”，使 Ka頻段寬頻衛星通信系統的容量相對於以往的衛星通信系統得到數十倍的提升，以美國美國ViaSat 公司的ViaSat-1、ViaSat-2、ViaSat-3為例，三者的系統容量分別為140Gbit/s、 250Gbit/s、1000Gbit/s。

四是天線體積小。Ka頻段衛星的點波束有較高的 EIRP值，在相同尺寸終端天線接收時，能獲得比C、Ku 頻段更高的天線增益。高增益使得用戶終端得到進一步縮小，從而加強了實際應用的便利性和普遍性。Ka 頻段寬頻衛星通信系統用戶終端尺寸一般在 62cm 到 180cm 之間，誠然，這個指標對於直接把天線塞進智能手機還力有不逮，但已經遠遠小於 Ku 和 C 波段衛星通信系統終端天線的尺寸。使過去只能安裝在建築物上面或者大型的車輛上的衛星通信終端，普通的家用SUV就可以安裝。

老百姓有望使用衛星通信系統

Ka頻段寬頻通信技術不僅適用於衛星通信系統，在民用航空器、遠洋船舶、高鐵、車輛等載具上都有廣泛的應用前景。

雖然Ka 頻段寬頻衛星通信系統終端還很難塞進智能手機中，但卻可以通過另一個方式實現普通用戶與衛星直接的通信——在車輛、高鐵、船舶、飛機上安裝衛星通信系統終端，然後普通用戶通過WIFI的形式，用自己的智能手機連接上安裝在車輛、高鐵、船舶、飛機上衛星通信系統終端，然後就像連接自己家中的WIFI一樣，通過通信衛星直接訪問互聯網。

根據航天科技集團五院高級工程師張閣表示：目前我們的這個設備，是支持500人以上的，就是你在一個豪華油輪上，裝了這麼一個設備，全船的人都可以通過WIFI，直接訪問互聯網。

手機外觀市場

從手機外觀結構件的演進，我們基本可以看到，不管是過去的塑膠件，還是現在主流的金屬件，還是未來正在演進的玻璃後蓋，或者陶瓷後蓋，市場主要玩家已經全部是中國公司。中國公司憑藉著不斷突破加工工藝和製造能力，在外觀件這個領域賺取了大量的利潤。

典型的如比亞迪電子，由於金屬殼業務大漲，2017年上半年凈利潤13.2億人民幣，而去年同期才6億凈利潤，實現了翻倍。相比之下，比亞迪集團的車今年反而賣的不好。

從塑料，金屬，玻璃，陶瓷這些手機外殼材料的演化，我們可以看出一些有趣的規律。

1：品牌的力量，以往都是蘋果拉動全產業鏈創新， 但是在陶瓷領域，最先大膽使用陶瓷材料的卻是小米，也因為小米擁有的千萬級別出貨量，讓三環集團敢於投錢研發突破氧化鋯粉體製備技術，極大的促進了國內陶瓷材料的製備和加工能力，提升了中國陶瓷材料整體技術水平。而一旦三環公司實現了陶瓷低成本化，和小米合作將會實現出貨量大幅增加。

所以一個國家的產業升級，必然是從下游的品牌開始，有了帶頭大哥，事情就好辦多了。

2：中國的產業升級，從外觀件的市場競爭就能夠看出來，已經從簡單的比拼產能，到了比拼新技術投入，誰最先研發出新工藝和新產品的階段。這裡面不只是包括外觀件本身，還包括他的生產設備，

勁勝智能實現大批量玻璃精雕機出貨，藍思玻璃自主開發玻璃熱彎機逐漸替代韓國台灣進口設備都是典型的例子。價格的競爭已經轉化成了技術的競爭，誰最先突破技術工藝的瓶頸，最先實現高良率量產，誰就能在競爭中佔得先機。

以前，我們一直詬病說為什麼中國企業研發投入占營業收入的比例很低？

難道中國企業的領導層都集體認識不到科技的重要性嗎？

其實我們可以換個問題問，為什麼中國企業研發投入占營業收入的比例在越來越高？其實非常簡單，產業升級的不同階段，在初期由於技術差距較大，更多的採取拿來主義，吸取市場的成熟技術，通過不斷投資擴大生產來降低成本，通過低價競爭獲取在市場上生存的機會，從而壯大自己。

當技術實力和國外先進企業不斷拉近，甚至開始逐漸領跑的時候，對研發的投入必然會越來越大，因為這個時候唯有自主研發，比拼技術實力才能更好的在市場裡面生存。

3：我們可以明顯的看出，在智能手機這個競爭最激烈，用上了幾乎所有最新科技的電子產品裡面，中國公司已經逐漸的攻克了觸摸屏，金屬殼加工，天線，屏幕，玻璃蓋板，攝像頭模組（包括鏡頭），揚聲器，麥克風，天線，PCB板，電池等外圍技術，正在逐漸的往更上游，更核心的原材料，被動元件，專用晶元，生產設備等上升，事實上，像基帶晶元，CPU等晶元國產也已經有一席之地。

中國公司正在利用下游品牌和製造的優勢不斷的擴大上游的產業鏈，

2017年9月，中國資本收購了世界三大移動GPU晶元設計商之一，蘋果公司的GPU圖像處理晶元供應商英國Imagination，這中間能不能順利實現技術轉移，我們拭目以待。

Imagination為什麼願意被中國收購呢？說白了沒得選，世界手機品牌就中美韓三家，美國蘋果是它的主要客戶，但是現在自己搞GPU設計，把他拋棄了；三星也在搞自己的GPU，所以Imagination能依靠的只有中國。

收購如果順利完成，預計Imagination能獲得中國手機的訂單，在移動GPU領域，全球三強ARM，高通，Imagination還是可以並存一段時間的。

事實上，即使中國資本收購沒有成功，海思現在也在自研GPU，未來麒麟系列處理器裡面集成自研GPU替代ARM的方案也是遲早的事情。在PC機的時代，GPU這種高端技術，對中國來說簡直是遙不可及，那個時候中國的年輕人買電腦，玩遊戲必須要性能比較好的顯卡，否則會很卡，GPU晶元就是顯卡的核心。

誰能想到，當年看起來高不可攀的高科技，現在可以自研，又可以收購了呢？這背後還是整體產業實力在走向強大。

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