海泰超导通讯科技(天津)有限公司及高温超导滤液器子系统介绍

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  一、海泰超导通讯科技(天津)有限公司
  
  目前,我国首家国际超导科技基地在天津市新技术产业园区正式动工,该基地的首期建设项目为海泰通讯科技(天津)有限公司,其核心产品是高温超导滤波器系统,预计该公司将在11月底前正式投产,封面展示的是该公司研制的中国第一台3G移动通信超导滤波器子系统。在基地建设规划中的其他项目也将陆续展开,如超导线材、超导生物医疗设备、超导电力产品、超导磁悬浮列车部件等。该项目填补了国内超导产业的市场空白,成为天津新技术产业园区的四大支柱产业基地之一。
  在“科教兴国”战略、“可持续发展”战略和“跨越式发展”战略指导下建立的天津新技术产业园区海泰超导产业基地,是为了在巩固和加强我国在超导研究领域和国际领先地位的同时,也提高我国的超导技术成果的商品化和产业化水平。它是以超导应用产品的研发和生产为先导,以高科技成果商品化、产业化和国际化为主体,融信息、人才、成果和生产四位一体,科研与产业相结合的超导实业化基地。
  海泰超导通讯科技(天津)有限公司是天津新技术产业园区海泰超导产业基地的第一期规划项目。
  海泰超导通讯科技(天津)有限公司于2002年6月在天津新技术产业园区成立,由天津海泰控股集团有限公司与超导国际集团(AST Group)共同投资2.4亿元人民币合资经营,主要从事超导电子元器件开发、生产、销售及技术咨询。主导产品为应用在无线通讯领域的超导滤波器子系统,设计年生产能力为4000套,预计在2002年11月开始小批量试制,在2003年3能够达到设计能力的生产水平,根据市场发展与需求,未来年生产规模将达到15,000套~20,000套,2004年视市场扩张可在二期厂房将产能提升至年产10万套。
  海泰超导通讯科技(天津)有限公司将寻求与中国的基地台设备制造商及移动通讯运营商取得实质上的策略合作,将超导滤波器子系统装设于新建的2G基站上,如此不仅可增加移动通讯业者的经济效益,也可拓展公司的业务。公司将借着产量增加而降低成本及售价,进一步占领中国及国际市场。
  海泰超导公司也生产适合于中国第三代(3G)移动通讯TD-SCDMA规格的超导滤波器子系统,将与中国的相关业者合作,适时进入3G市场,并将陆续发展WCDMA及CDMA2000系统使用的超导滤波器子系统,提供给不同国家,不同系统的使用者。
  
  二、高温超导滤波器子系统
  
  1、超导技术在无线通讯产业的应用
  近年来由于无线通讯技术快速发展,各种通讯的用户大量增加,移动通讯、呼叫器、无线电话、飞机航班无线通讯及数据传输等呈现爆炸性的增长,已在很多区域造成相邻频段间的相互干扰,促使通讯品质下降,无线通讯公司的收益因而受损。对于这种问题,一般无线通讯公司都是以增加基地台数目来保持通讯的品质,但却因此增加投资,且增加工作负荷,导致经济效益降低。
  目前一种能有效解决上述问题的方法已经在美、日等国进行了实地试验;此法是应用先进的超导技术,使用高温超导滤波器(HTS Filter)制成移动通信基站接收子系统。其优点在于利用高温超导滤波器强大的对非频段干扰的过滤能力,来大量减少干扰,增强移动通讯频道的容量,以增加频谱的利用度;增加接收信号的灵敏度,以扩大每一基地台所能够覆盖的面积。实测显示,超导接收系统能有效地减低频段间的相互干扰,提高品质因子Q(Quality Factor),使得接收距离增加50%,单台基地台覆盖面增加一倍以上,通话失败率减少(Drop call Rate)70%以上。结果能够极大的增加移动通讯运营商的营业绩效(见表1)。



  无线通讯为我国所制定高科技战略性产业,目前发展以手机为主,国内已有多家公司制造出极具竞争力的产品,未来将发展至较高层次的基地台系统设备。超导滤波器是装置在基地台天线下方,为接收系统的前端设备。基地台超导滤波器为超导应用技术与无线通讯技术的整合产品,发展超导滤波器不仅可以创造中国新的超导通讯产业,也可促进中国刚起步的无线通讯基地台设备的快速发展,对中国高科技产业未来的发展提供了新的方向。
  
  2、超导滤波器子系统之技术原理
  超导滤波器子系统是结合超导科技与无线通讯技术的高科技产品。超导滤波器所使用的高温超导薄膜,在高频时的表面阻抗比银小100到1000倍,是目前世界上所知最低阻抗的材料。



  超导滤波器子系统包含超导滤波器、低噪声放大器、制冷机及温控系统。将超导滤波器、低噪声放大器置于真空腔内,利用制冷机将温度降到50~80K(零下223摄氏度至零下193摄氏度),滤波器即显示超导优越的特性。这一子系统通常放在天线塔上,置于天线与移动通信基站接收机之间,直接处理由天线接收到的微波信号。从天线接收到的射频载波信号,通过高温超导带通滤波器排除了邻频干扰信号,再由低噪声放大器放大,放大后的信号经接收机还原成声音,然后将声音送到手机用户。
  3、市场需求
  由于目前被广泛使用的第二代(2G)GSM系统是窄带通讯标准,无法适应未来世界对于大容量资料交换服务的要求,因此就发生了新的标准。它们分别是:隶属于2.5G的CDMA、GPRS和隶属于3G的TD-SCDMA、W-CDMA和CD-MA2000(见表2)。



  TD-SCDMA是由我国完全自主开发的第三代移动通讯系统(也称3G),目前已经完成了系统演示。试验表明,所研制的系统能较好地支持语音业务,分组多媒体与流媒体业务,网上浏览业务等,其传输速率将达到2Mbps(见表3)。能根据不同的服务质量要求,实现多个移动用户的无线资源共享;在快速移动环境下(时速120公里/小时),最高传输速率可达到144kbps至384kbps。但传输速率愈高,相对的干扰问题就愈严重,目前最有效的解决频段间互相干扰的问题就是使用超导滤波器系统,把噪声过滤掉,只留下所要的讯号。
  中国最快可于明年推出第三代移动通讯,预计到2012年,第三代移动电话的用户,将占用户的50%。市场规模至少将达到1.3万亿人民币,其中通讯设备市场规模将达到数千亿人民币(见表4)。
  


  4、市场竞争及主要竞争者分析
  超导滤波器子系统这项产品在世界上是属于产品萌芽阶段,目前在美国有Iliinoiss Superconductor(ILSC),Superconductor Technologies Inc.(STI),及Conductus等三家公司;日本有Cryodevices公司,Hitachi,Mitsubishi及Toshiba 等公司都设有研发部;德国有Cryoelectra公司;英国有Cryosystems公司。其中产品已进入市场的有美国ILSC,STI及Conductus等三家公司,其中以STI及Conductus最具代表性。这两家公司近三年来陆续提供超导滤波器系统供移动通讯运营商进行测试,STI公司且于2001年底宣布一次接获1000台超导滤波器系统的订单。
  STI及Conductus公司皆已成立十年以上,每家公司累计都已投入超过一亿美元的研发费用,因此目前产品的成本高,但为了拓展市场,其售价约等于成本价。Conductus目前有150人,一台超导滤波器系统(1sector 包含二组滤波器+低噪音放大器)的俐售价约3万美元;STI约有200人,目前一台超导滤波器系统约卖2~3万美元,随规格及数量而异。
  参考文献:
  [1].http://www.conductus.com
  [2].http://www.suptech.comd
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