衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)即將迎來快速增長時(shí)期

薛宇

11月20日，上海市市政府官網(wǎng)發(fā)布《上海市促進(jìn)商業(yè)航天發(fā)展打造空間信息產(chǎn)業(yè)高地行動(dòng)計(jì)劃（2023-2025年）》，旨在推動(dòng)商業(yè)航天和空間信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以期在2025年形成從火箭、衛(wèi)星、地面站到終端的全覆蓋產(chǎn)業(yè)鏈，目標(biāo)是年產(chǎn)50枚商業(yè)火箭、600顆商業(yè)衛(wèi)星的批量化制造能力，實(shí)現(xiàn)空間信息產(chǎn)業(yè)規(guī)模超2000億元。這標(biāo)志著商業(yè)航天和衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進(jìn)程將進(jìn)一步加速。

根據(jù)中國約2.5萬顆低軌衛(wèi)星的規(guī)劃進(jìn)行測(cè)算，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中僅價(jià)值占比較低的衛(wèi)星制造和衛(wèi)星發(fā)射環(huán)節(jié)潛在的市場(chǎng)規(guī)模就有望達(dá)到3500億元。在全球衛(wèi)星競(jìng)爭(zhēng)加劇、ITU申報(bào)時(shí)效性限制的情況下，中國低軌衛(wèi)星發(fā)射或?qū)⑦M(jìn)入爆發(fā)期。

近年來，低軌衛(wèi)星發(fā)展迅速。全球新發(fā)射衛(wèi)星中，商業(yè)通信應(yīng)用占比持續(xù)提升。根據(jù)SIA的數(shù)據(jù)，到2022年底在軌運(yùn)行衛(wèi)星有7316顆，其中有63%用于商業(yè)通信，較2018年增長35個(gè)百分點(diǎn)。

商業(yè)衛(wèi)星以低軌衛(wèi)星為主，在軌數(shù)量增長迅速。根據(jù)《衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)狀況報(bào)告》，2022年，商業(yè)通信衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量占總發(fā)射數(shù)量比重達(dá)到84%；2018-2022年商業(yè)通信衛(wèi)星在軌數(shù)量年均增速為67.52%，其中以低軌為主，拉動(dòng)在軌衛(wèi)星總數(shù)量同時(shí)期內(nèi)年均增速達(dá)到36.78%，然而扣除商業(yè)通信衛(wèi)星后的全球在軌衛(wèi)星數(shù)量同期增速降至15.42%。

低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)具有傳輸時(shí)延短等優(yōu)勢(shì)，在對(duì)時(shí)效性、可靠性要求較高的相關(guān)通信場(chǎng)景中具有優(yōu)勢(shì)，例如自動(dòng)駕駛、無人機(jī)遙控等；低軌衛(wèi)星平均制造成本、發(fā)射成本及重量也相對(duì)較小，門檻相對(duì)較低，吸引多家商業(yè)衛(wèi)星公司進(jìn)行布局。而在俄烏沖突中，美國商業(yè)衛(wèi)星公司Space X在烏克蘭開通了“星鏈”服務(wù)，正式應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，引發(fā)國際關(guān)注。然而，低軌衛(wèi)星的軌道及頻譜資源有限，中國星座申報(bào)時(shí)間較晚，缺少具有攔截性、高優(yōu)先級(jí)和使用便利的頻軌資源，在低軌衛(wèi)星方面仍處劣勢(shì)，因此搶占優(yōu)質(zhì)資源的形勢(shì)十分緊迫。

根據(jù)國際電信聯(lián)盟（ITU）的《組織法》及《無線電規(guī)則》，衛(wèi)星軌道及頻段資源目前遵循“先登先占、先占永得”原則，因此先發(fā)國家具有顯著優(yōu)勢(shì)。根據(jù)賽迪顧問的數(shù)據(jù)，地球近地軌道僅可容納約6萬顆衛(wèi)星，預(yù)計(jì)到2029年將部署總計(jì)約5.7萬顆低軌衛(wèi)星，可用空間將所剩無幾。而在頻段資源方面，L、S、C、Ku頻段幾乎使用殆盡，Ka頻段雖正被廣泛應(yīng)用，但由于Ka的雨衰最嚴(yán)重，對(duì)器件和工藝的要求也更高。

不僅如此，ITU規(guī)定申報(bào)還具有時(shí)效性。為了防止無線電頻譜囤積，ITU要求這些系統(tǒng)申請(qǐng)到的頻率資源必須在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)投入使用，目前為申報(bào)7年內(nèi)必須發(fā)射衛(wèi)星啟用申報(bào)的資源，在申報(bào)9年內(nèi)必須完成發(fā)射申報(bào)衛(wèi)星總數(shù)的10%、12年內(nèi)完成50%、14年內(nèi)完成100%。

截至2023年11月12日，美國Space X公司的StarLink計(jì)劃部署11927顆，已有在軌衛(wèi)星5057顆；亞馬遜的Kuiper計(jì)劃部署3236顆，在軌衛(wèi)星2顆，在2026年7月之前完成1618顆衛(wèi)星的發(fā)射和運(yùn)行；英國Eutelsat Group的OneWeb計(jì)劃部署6372+1280顆，在軌634顆，且需在2026年8月之前部署一半數(shù)量的衛(wèi)星，2029年之前需要完成整個(gè)星座的部署；加拿大Telesat的Lightspeed計(jì)劃部署196顆，預(yù)計(jì)2026年年中開始發(fā)射首批衛(wèi)星。

中國在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)起步較晚，不過目前已有多個(gè)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座計(jì)劃，其中計(jì)劃規(guī)模較大的是GW星座和千帆星座（G60星鏈）。2020年9月，代號(hào)為“GW”的中國星網(wǎng)公司提交了名為“GW-A59”和“GW-2”的兩個(gè)寬帶星座計(jì)劃，計(jì)劃發(fā)射衛(wèi)星總數(shù)達(dá)12992顆；G60星鏈計(jì)劃未來將實(shí)現(xiàn)12000多顆衛(wèi)星的組網(wǎng)，一期的1296顆將于2024-2027年實(shí)施完畢，在2025年底前完成648顆GEN1衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)，在2026-2027年完成后續(xù)648顆GEN2衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)。

相比2022年年底在軌的704顆，中國規(guī)劃數(shù)量2.5萬顆，呈現(xiàn)大幅增長。

從政策來看，國內(nèi)對(duì)低軌衛(wèi)星重視程度日漸加深。2020年4月20日，國家發(fā)改委首次明確將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)列入中國新型基礎(chǔ)設(shè)施的范圍；中國“十四五”規(guī)劃和“2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)”綱要明確提出要建設(shè)高速泛在、天地一體、集成互聯(lián)、安全高效的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。2023年10月7日工信部發(fā)布《關(guān)于創(chuàng)新信息通信行業(yè)管理優(yōu)化營商環(huán)境的意見（征求意見稿）》，提出分步驟、分階段推進(jìn)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)準(zhǔn)入制度改革；2023年10月19日上海市政府印發(fā)《上海市進(jìn)一步推進(jìn)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行動(dòng)方案（2023-2026年）》，明確布局“天地一體”的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)；2023年11月10日，重慶市發(fā)改委發(fā)布《重慶市空天信息產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》（征求意見稿），旨在提升以衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)為代表的未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展能級(jí)，加快打造空天信息產(chǎn)業(yè)基地。

2021年，中國衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司成立以來，國內(nèi)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)節(jié)奏不斷提速。

2023年7月9日，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗(yàn)星在酒泉發(fā)射成功，中國星網(wǎng)正式進(jìn)入快速建設(shè)階段。

衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈主要包括衛(wèi)星制造、衛(wèi)星發(fā)射、地面設(shè)備制造和衛(wèi)星運(yùn)營服務(wù)四大環(huán)節(jié)。

短期來看，前端衛(wèi)星制造及發(fā)射環(huán)節(jié)將率先受益于衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量的爆發(fā)式增長；中長期來看，隨著技術(shù)設(shè)施建設(shè)的逐步完善，下游應(yīng)用側(cè)相關(guān)環(huán)節(jié)將迎來發(fā)展。

中信證券表示，衛(wèi)星制造和衛(wèi)星發(fā)射壁壘較高，假設(shè)衛(wèi)星單顆制造成本為1000萬元，按照衛(wèi)星發(fā)射價(jià)值占衛(wèi)星制造價(jià)值40%的比例粗略估算，保守估計(jì)中國規(guī)劃的約2.5萬顆低軌衛(wèi)星的衛(wèi)星制造和衛(wèi)星發(fā)射環(huán)節(jié)潛在市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到3500億元。

而SIA統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，衛(wèi)星服務(wù)業(yè)和地面設(shè)備制造占據(jù)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)主要價(jià)值量，2022年全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)收入規(guī)模為2810億美元，其中二者合計(jì)占衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)總價(jià)值量的90%以上，這意味著產(chǎn)業(yè)鏈下游未來前景廣闊。

低軌衛(wèi)星星座規(guī)模大，低成本批量生產(chǎn)至關(guān)重要。

國元證券指出，隨著天線等射頻技術(shù)的改良、“一箭多星”及“火箭復(fù)用”的技術(shù)成熟，國際上衛(wèi)星制造及發(fā)射成本已有顯著降低。

當(dāng)前，中國衛(wèi)星制造成本相比于發(fā)達(dá)國家仍有差距，因此衛(wèi)星生產(chǎn)能力亟待提升，這將大大有利于成本下降。根據(jù)東方證券，Starlink衛(wèi)星單顆衛(wèi)星成本約為人民幣204萬元，生產(chǎn)能力為每天8顆；OneWeb衛(wèi)星單顆衛(wèi)星成本約為人民幣408萬元，生產(chǎn)能力為每天1-3顆。

而國內(nèi)銀河單顆衛(wèi)星研制成本千萬量級(jí)，生產(chǎn)能力為每年百顆，G60生產(chǎn)能力為每年300顆。

在批量化生產(chǎn)后，國內(nèi)衛(wèi)星成本已有明顯下降。銀河航天表示工廠下線的批量化小衛(wèi)星，其單星成本已經(jīng)是自己實(shí)驗(yàn)室研制的首發(fā)星的一半；G60星鏈項(xiàng)目一期單星成本將下降35%。2021年中國航天科工自主研發(fā)的中國首條小衛(wèi)星智能生產(chǎn)線第一顆衛(wèi)星下線，衛(wèi)星智能生產(chǎn)線建成后，小衛(wèi)星的生產(chǎn)效率將提高40%以上，單星場(chǎng)地面積需求將減少70%以上，單星生產(chǎn)周期將縮短80%以上，人員生產(chǎn)效率將提升10倍以上。

另外，由于低軌衛(wèi)星壽命較短，多為5-7年，因此低軌衛(wèi)星星座組網(wǎng)完成后需要不斷發(fā)射補(bǔ)網(wǎng)，這將進(jìn)一步擴(kuò)大衛(wèi)星制造規(guī)模。根據(jù)東方證券的測(cè)算，假設(shè)GW星座在ITU規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)分7年完成1.3萬顆的組網(wǎng)，則在組網(wǎng)階段至少需要1857顆/年的產(chǎn)能；在組網(wǎng)完成的同時(shí)第一批發(fā)射的衛(wèi)星將陸續(xù)進(jìn)入補(bǔ)網(wǎng)階段，意味著該星座進(jìn)入維護(hù)周期，根據(jù)衛(wèi)星壽命為5-7年測(cè)算，則在維護(hù)階段至少需要1857-2600顆/年的產(chǎn)能才能滿足發(fā)射補(bǔ)網(wǎng)需求。航天五院天津衛(wèi)星生產(chǎn)線量產(chǎn)階段產(chǎn)能可達(dá)200顆/年，航天二院武漢小衛(wèi)星智能生產(chǎn)線產(chǎn)能 240 顆/年，銀河航天南通衛(wèi)星智能工廠具備100顆/年的產(chǎn)能并向300-500顆/年邁進(jìn)，上海垣信G60星鏈衛(wèi)星工廠設(shè)計(jì)產(chǎn)能300顆/年，重慶數(shù)創(chuàng)園衛(wèi)星超級(jí)工廠未來預(yù)計(jì)年產(chǎn)衛(wèi)星千顆以上。

就率先受益的衛(wèi)星制造、發(fā)射環(huán)節(jié)而言，衛(wèi)星制造環(huán)節(jié)涉及結(jié)構(gòu)、供電、推進(jìn)系統(tǒng)、遙感測(cè)控系統(tǒng)、熱控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、轉(zhuǎn)發(fā)器分系統(tǒng)及電子元器件等相關(guān)公司；衛(wèi)星發(fā)射環(huán)節(jié)包括火箭制造以及發(fā)射服務(wù)，而動(dòng)力系統(tǒng)在液體火箭總成本的占比高達(dá)70%，相關(guān)公司或迎來新的發(fā)展階段。