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航太電子迎向未來
從航空到太空

【作者: 黃弘毅】   2024年09月25日 星期三

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隨著全球科技的快速發展,航太電子產業正以驚人的速度推進,逐步改變我們對於飛行、通信、戰略與日常生活的認知。這篇報導將深入探討航太電子產業的最新趨勢與發展,從太空的範圍與定義出發,延伸至科技應用、衛星通信、軍工市場、低軌衛星與無人機技術等多個層面,並特別聚焦台灣在全球航太電子供應鏈中的角色與挑戰。


太空的範圍與定義


圖一 : 從地表近空到外太空,未來航太電子將是其中要角
圖一 : 從地表近空到外太空,未來航太電子將是其中要角

要談論航太電子,首先必須明確「太空」的範疇。根據國際航空聯合會(FAI)的定義,太空指的是從地球表面往上延伸超過100公里的卡門線(Kármán Line)以外的區域。在這個高度,大氣已經變得極度稀薄,無法再支持傳統的飛行器操作,因此需要依靠火箭或太空船等特殊設備進行航行。


然而,隨著科技進步,對太空的範疇不再只限於地球外圍的100公里。從低地球軌道(Low Earth Orbit;LEO)到深空探測,甚至是移民火星、建立月球基地,這些人類對太空的想像與探索,正逐步改變我們對於「太空」的定義與未來的可能性。


科技應用發展的領域

航太科技涵蓋的領域廣泛,涉及通信、導航、環境監測、科學研究、軍事與商業應用等。隨著技術的進步,各國政府、企業與研究機構紛紛投入巨資開發航太科技。這些科技的發展,不僅推動了太空探索,也帶動了地球上的科技進步。從GPS導航、氣象預報,到衛星影像的應用,航太技術已深刻影響我們的日常生活。


在民用領域,航太科技促進了自駕技術、智慧城市、精準農業與環境保護等多元應用。而在軍事領域,航太電子系統成為國防戰略中的核心技術,無論是高精度武器、情報蒐集,還是戰場管理,皆高度依賴航太電子技術的發展。


衛星通信技術

衛星通信是航太電子中的一個重要分支。衛星通信技術的進步,不僅提供了全球性的連接,更改變了我們的生活方式。傳統的地面通信受到地理環境的限制,尤其是在山區、海洋等偏遠地區難以布設地面基礎設施,衛星通信則克服了這些障礙,提供了全天候、全球覆蓋的通信能力。


目前,全球已有成千上萬顆衛星在軌運行,並提供各種通信服務,包括電話、網際網路、數據傳輸等。隨著5G網絡和物聯網(IoT)的崛起,衛星通信技術的重要性將愈加顯著,未來也將成為智慧城市、智慧交通等系統的基礎。


軍工產業的市場

航太電子技術在軍事領域的應用,不容小覷。從衛星通信、精準打擊到情報蒐集、指揮控制,航太電子系統已成為現代戰爭中的關鍵技術。尤其是衛星導航系統(如美國的GPS、中國的北斗系統)已經成為全球軍事行動中的基礎設施。未來的戰爭,無論是空中還是地面,航太技術都將扮演至關重要的角色。


根據市場研究機構的報告,全球軍用航太電子市場的規模正以穩定的速度增長,預計到2030年,市場規模將達到數千億美元。主要的驅動因素包括各國國防預算的增加、新型武器系統的研發、以及無人機與自動化武器系統的普及。


太空網路與低軌衛星

太空網路是航太電子領域中一個新興且重要的發展趨勢。以SpaceX的「Starlink」計劃為代表的低軌衛星網絡,旨在部署數千顆小型衛星,以提供全球高速、低延遲的網絡覆蓋。這些低軌衛星網絡,不僅可以用於個人通信,也能支援商業、軍事和政府的需求。


低軌衛星相較於傳統的高軌道衛星(如地球同步衛星)有許多優勢,包括更短的通信延遲、較低的成本與更快的部署速度。因此,各國與私人企業正在積極投入低軌衛星計畫,期望能改變現有的通信格局,甚至挑戰傳統的地面電信業。


無人機與飛行汽車

無人機(Unmanned Aerial Vehicle;UAV)和飛行汽車的發展,為航太電子技術帶來了新的機遇與挑戰。無人機在軍事上早已成為重要的裝備,從偵察、監視到戰場打擊,無人機的應用範圍持續擴大。在民用領域,無人機被廣泛應用於物流配送、農業監測、環境調查等多個領域,並逐漸進入日常生活。


飛行汽車則是另一個熱門話題。隨著都市化進程加快,交通擁堵成為各大城市面臨的主要問題。飛行汽車被視為解決交通擁堵的潛在解決方案,並在全球各地進行測試。這類載具結合了傳統汽車與飛機的優勢,能夠在空中與地面之間切換,預計將於未來十年內進入市場。


航太電子的產品發展

航太電子產品的範疇廣泛,包括飛行器控制系統、導航系統、通信設備、雷達技術、以及精密感測器等。這些技術不僅應用於飛行器和太空設備,還廣泛應用於地面和海洋的軍事、科學與商業領域。


航太電子產品的發展趨勢正朝向小型化、高效能和智能化邁進。尤其是隨著人工智能(AI)與機器學習技術的引入,航太電子系統正變得越來越智能,能夠自動化處理大量數據、進行即時分析,並做出更準確的決策。這種技術的提升,將極大增強飛行器、衛星和無人機等設備的運作效率與精確性。


台灣航太電子相關的供應鏈與廠商

作為全球半導體與電子製造業的重要中心,台灣在航太電子供應鏈中扮演著關鍵角色。台灣的航太電子產業涵蓋從晶片設計、製造到系統整合的多個環節,並且有著豐富的技術積累與先進的生產能力。



圖二 : 從1993到2023年台灣航空產值不斷提升
圖二 : 從1993到2023年台灣航空產值不斷提升

台灣的航太電子企業,諸如台積電、聯發科、漢翔航空工業等,正積極參與全球航太供應鏈。台積電在晶片製造方面的技術領先地位,使其成為全球航太電子設備中不可或缺的一部分;而聯發科則專注於衛星通信晶片的研發,為全球通信系統提供關鍵技術支持。


此外,台灣的中小型企業也在航太電子產業中扮演重要角色,透過專業的零件製造與系統整合,成為國際航太設備製造商的重要供應商。


台灣政府也積極推動航太產業的發展,通過政策支持與資金投入,鼓勵本地企業進行創新與技術升級。同時,政府也積極促進國際合作,期望能將台灣的航太電子技術推向國際市場,並進一步拓展全球航太產業鏈中的影響力。


結語

航太電子產業正處於前所未有的變革時期,從太空探索、衛星通信到無人機與飛行汽車的發展,這個產業的未來充滿了無限的可能性。台灣作為全球電子製造業的重要一員,正積極參與這場技術革命,並在全球航太電子供應鏈中扮演著越來越重要的角色。未來,隨著科技的進一步發展,航太電子將繼續影響我們的生活方式,並推動全球經濟的持續成長。


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