前言
新一代卫星宽带网络以星链（Starlink）为代表，正逐渐成为全球通信网络的关键组成部分。它为偏远地区、户外活动、远洋运输和民航航班等传统通信网络难以覆盖的领域，提供了实时高速互联网访问的可能性，甚至可能是唯一的选择。因此，连接星链卫星所需的天线终端已经成为通信设备领域中不可或缺的一部分，其商业潜力不容忽视。
元器件供应商，尤其是半导体原厂，有必要深入了解星链天线对芯片的需求，以建立相关的商业模型。这将有助于思考是否有必要专门开发针对这一新兴应用的定制芯片，或者通过优化现有产品来缩短上市时间。
请注意，本文所总结的芯片清单并非详尽无遗，建议需要了解详细物料清单的读者，可以自行进行拆解，或者购买相关研究机构的研报以获取更详尽的信息。此外，一些资料，如路由器的系统构成框图、用户增长预估和芯片市场规模计算模型等，将会上传到01芯闻知识星球，供读者参考。
终端版本
目前SpaceX已推出了三代五个版本的星链天线。第一代为碟形天线，两个版本的型号分别为UTA-201和UTA-211，区别在于支架颜色分别为为黑色和灰色。
第二代天线UTA-212有了明显升级，天线形状变为方形，支架设计更为简洁。方形天线除了体积和高度有所缩小，重量降低40%外，性能更是出现显著提升。UTA-212的MU-MIMO多用户多输入多输出天线从2x2升级成3x3，可以增加网络吞吐量，带来更好的用户体验。此外，天线的适用温度范围已从0至30度扩展至-30至50度。再配备上IP54防护等级，第二代天线不再局限于仅支持室内使用，而是扩展到允许在非极端环境中进行室外使用。
三代五个版本的星链终端（来源：01芯闻）
其后SpaceX又推出了型号为UTA-221的高性能第二代终端，搭配UTR-211路由器和UTP-221电源。新版本的天线尺寸增加，价格也更贵，主要面向商业和企业客户提供高速低延迟的卫星互联网解决方案。
近期， SpaceX发布了第三代扁平高性能天线套件，不仅售价高达2500美元，为第二代标准版的五倍，订阅费费用也增加到最高每月5000美元。除了商业和企业客户，还首次允许在载具移动时使用，因此将应用范围扩展到了海事领域。
鉴于标准版第二代终端的用户群更为广泛，以下将着重UTA-212天线和UTR-211路由器的拆解分析。
路由器拆解
路由器中的电子部分由两块关键电路板构成。首先是L形的主板，其上包括路由器芯片、各类存储芯片和以太网PHY收发器，以及为这些核心元件供电的DC/DC电源部分。主板控制整个系统，并提供数据传输和接收。第二块方形PCB为电源板，负责AC/DC转换，输出的直流直接供给路由器，同时通过线缆给天线单元供电。
UTR-211外观和拆解，内部有两块电路板（来源：01芯闻，Oleg Kutkov，TechInsights）
主板上的核心芯片为联发科MT7629双核ARM路由器SOC，采用ARM Cortex-A7架构。为这款芯片供电的是芯源系统（Monolithic Power System）MP8892四通道COT电源管理芯片。此外，主板还采用华邦1GB SLC NANA Flash和美光2GB DDRL SDRAM作为存储芯片。主板的以太网通信功能除了利用联发科芯片中集成的Ethernet PHY，还另有一个独立的美满电子（Marvell）阿拉斯加系列88E1512 千兆以太网收发器。
此外，主板上占地面积最大的为5GHz和2.4GHz天线以及附属的功率放大器PA、低噪声放大器（LNA）和滤波器电路。这部分占据了主板右侧（L形底边）超过一半的面积。UTR-211主板上的天线设计为3x3（3 个发送，3 个接收）MIMO，优化的布局有助于创建空间分集，能更好的实现 MIMO 运行。这部分电路以及天线单元上的天线阵列在油管有RF专家做详细解析，此处不再赘述。
主板上最大的元件为WE 749022012变压器，它属于PoE（以太网供电）的组成部分。通过PoE，天线单元得到电力支持以保障其正常运行。PoE部分还包括一颗未知的PoE PSE控制芯片，一颗美科微（Micro Commercial Components，扬杰科技子公司）的100V 20A DPAK的P-MOS MCU20P10和一颗安森美双通道运放NCV2333等。
UTR-211主板俯视图（来源：TechInsights， 01芯闻）
提及供电，就涉及到路由器里的方形电源板。这块电路板由群光电子设计，主要的功能是在路由器内部实现AC/DC转换，而非像第一代终端那样还需要外接电源适配器。其规格为100-240VDC 50/60Hz 2A输入，两路输出，一路50V 2.4A，另一路12V 1.25A。前者就是48V以太网供电的来源，而后者则支持主板上的芯片运行。
芯源系统在此继续赢得设计，HR1211作为有一款多模式 PFC 和电流模式 LLC 组合控制器，在此板上控制数颗英飞凌CoolMOS P7系列功率MOS管，包括IPD60R280P7S（600V 280mΩ DPAK）和IPD60R180P7（600V 180mΩ DPAK）。板上另有三颗DPAK二极管，型号未知。
UTR-211电源板俯视图（来源：TechInsights， 01芯闻）
天线拆解
拆解了路由器后，就到了关键的UTA-212方形天线。经拆解，除去朝向调整电机、线缆和结构部分，最为重要的是一块与整个天线几乎同尺寸的主板，以及被其掩盖的天线。同样的，本文仅讨论主板上的电子部分。
UTA-212方形天线拆解图（来源：01芯闻，TechInsights）
主板上占据绝大部分面积是射频电路，核心元件是带移相器的波束成形收发器（标记GLLBSUABBBA），总数16颗，采用意法BiCMOS9工艺。每颗收发器还搭配16颗来自同一家原厂的射频前端模块（FEM），提供双通道 PA/LNA功能。射频电路之中则是时钟生成电路，其主芯片的标记为GLLBLU，生产厂商未知。
射频电路之外，基带、POE供电和GPS等功能模块布局在天线主板的左侧。
左下角为基带电路，核心SOC是意法为SpaceX定制的小改款STM32MP151A/C，即基于ARM Cortex-A53的四核32位处理器。处理器周边布局着eMMC集成式存储芯片和两颗4Gb DDR3 DRAM芯片，均来自金士顿。基点电路中另有意法STSAFE-A110身份验证芯片，以及为SOC和内存供电的MP8795高频同步降压转换器等电源芯片。
主板左下角布局着意法STA8089车规级定位接收器，该芯片可以为不同的全球导航卫星系统（GNSS）星座提供特定数据，支持GPS、北斗、伽利略和格洛纳斯等全球主流GNSS。
UTA-212方形天线主板上的各个功能模块（来源：01芯闻，TechInsights）
基带部分之上是分两级降压的板载DC/DC电源部分。来自以太网供电的48V到第一级后被意法L3751和两颗MOSFET构成的降压电路转换为12V直流。第二级降压电路则在板上数处均有分布，负责把12V按照各类芯片的供电需要转换到5V以下。
最后，基带电路和电源电路之间还有一颗意法LSM6DSR iNEMO惯性模块，提供3D加速计和3D陀螺仪功能。
商务模型
根据消息透露，几年前SpaceX 与意法半导体达成了一份生产协议，规定后者为SpaceX生产100万套星链终端，每套价格约为 2000至2400 美元（SpaceX初期为获得客户，以约1/4的成本价销售星链终端）。考虑到SpaceX在2021年2月才开始公开预售星链，但截至2022年底，星链用户已超过100万，这表明仅从天线一项来看，在不到两年的时间里，SpaceX就创造了一个20-24亿美元规模的新应用领域。
从前述的终端拆解来看，意法半导体是最大的赢家，不仅获得了系统集成订单，在所用到的关键芯片方面，意法也获得了十四个Design-Win中的四个。
而对未来星链用户的增长预期，此前分析师预期与实际情况则出现了偏差。在今年一季度，基于前述的2022年底用户订阅情况，市场调研机构的预估是2025年达到276万用户。
笔者对星链用户增长的预测，紫色和橙色分别是2023/3和2023/11数据（来源：01芯闻）
而市场的实际增长远超预期。2023年5月，SpaceX表示公司已拥有150万名用户。在9月的"世界卫星商业周 "会议中，SpaceX负责Starlink和商业销售的副总裁Jonathan Hofeller提到订阅用户数已经远远超过150万。
接下来，根据SpaceX对2023年公司总营收翻倍的预测，结合考虑星链事业部在公司营收中的占比、硬件销售对星链收入的贡献百分比以及硬件终端ASP，笔者计算出2023年星链用户的增量大致在118万，与市场调研机构的预测相符（详细计算步骤将上传至知识星球）。这也表示截至2023年末，用户总数相较于去年增加了100%，提前一年半实现此前分析师的预期。
Hofeller还透露，从2023年开始，SpaceX逐渐停止对终端进行补贴，这要归功于生产的迭代和规模化采购，使得终端的成本已经接近终端的销售价格。但是为了实现星链的扭亏为盈，星链终端的设计团队和采购团队不仅需要继续优化工程设计，还要不断压低芯片采购价格。因此，在新一代设计中，可能会考虑采用更为紧凑、能量密度更高的48V和12V POL电源芯片，包括分离方案和模块方案。
根据笔者从SpaceX获得的目标价格，大致估算出12V POL电源芯片的SAM，从中可以看到仅这个规格的芯片未来的年采购量就可能超过五百万欧元。此外，48V电源芯片的SAM也大约在同一量级，金额略小。
12V POL电源芯片SAM（来源：01芯闻）
尽管星链目前在卫星宽带网络中拥有明显的领先地位，但并非没有竞争对手。业内普遍认为，亚马逊的Kuiper有望成为星链在卫星宽带领域的重要竞争对手。对于天线终端的芯片供应商而言，这或许是一件好事，因为客户不再集中在一家，而前文所计算的市场空间仍有上探的潜力。
低轨道宽带通信卫星数量预估，近期竞争者状况有所变动（来源：网络）
小结
通过对SpaceX第二代星链标准版终端套件的拆解，分析所采用的芯片类型、数量和供应商情况，特别针对其中一颗电源芯片，对其市场空间进行了深入探讨。
后记
文章的一部分涉及笔者分析卫星宽带应用市场时所做的作业，但为了增强文章的完整性，又查阅了大量资料，对前文中的逆向工程部分进行了补充。真的是为了这醋才包的这顿饺子，期望读者在阅读后能够有所收获。
