卫星互联网:万亿级规模“新型基础设施”

4月20日,国资委和国家发展改革委同时召开经济运行例行发布会。国家发改委创新和高技术发展司司长伍浩表示,新基建中的“信息基础设施”主要是指基于新一代信息技术演化生成的基础设施,比如,以5G、物联网、工业互联网、卫星互联网为代表的通信网络基础设施,以数据中心、智能计算中心为代表的算力基础设施等。相对之前的相关表述,卫星互联网首次被纳入“新型基础设施”。

卫星互联网:万亿级规模“新型基础设施”

卫星互联网是继有限互联、无线互联之后的第三代互联网基础设施革命,依托的是低轨卫星星座项目,在外太空铺设卫星网络,把互联网“搬”到太空上,地面用户通过终端设备实现互联互通,类似于随身WiFi,真正做到无死角覆盖。

卫星互联网直接影响到国家战略安全。国防领域,在军事通信、导弹预警等领域举重若轻;民用领域,实现全球无死角覆盖,不受地形和地域限制,旨在完成传统地面通信难以实现的广域无缝覆盖和用户渗透。

经伴随着5G商用的逐步推进,未来云计算资源可能会在太空进行部署,较于地面将更加高效。卫星互联网无地域差异网络可实现地面通信网络无法覆盖区域的应用场景,具有可在广阔的海上、空中、跨境或偏远地区工作的特点,它是由卫星星座替代地面通信基站,实现全球范围内全天候万物互联。

建立新一代天基物联网系统是适应“互联网+”时代万物互联的需求,是维护国家安全的需要,是万亿级规模的新产业。根据麦肯锡预测,预计2025年前,卫星互联网产值可达5600亿至8500亿美元。

卫星互联网:万亿级规模“新型基础设施”

卫星互联网产业可以分为组网、应用两个阶段。组网市场包括:卫星制造、发射、联网、维护等相关业务,是卫星互联网重要的前端市场,也将在未来若干年硬件快速投入的情形下将率先迎来快速成长阶段。卫星主要由卫星平台、卫星载荷组成,其中卫星平台方为总装单位,即甲方的一级供应商。其余如火箭发射、火箭配套、卫星载荷等由产业链多家国企、民企共同构成。

卫星制造包括卫星整体制造、部组件和分系统制造。近年来,随着科技的进步以及低轨通信卫星星座建设的提速,低成本小卫星将在短期内存在大量的需求。受此影响,小型化、模块化将成为卫星制造的发展趋势,并且小卫星产业迅速发展将带动卫星制造市场。市场规模方面,SIA统计2018年全球卫星制造收入195亿美元,同比增长26%。

国内从事卫星制造的企业方面,国有航天军工集团企业中国航天科技集团、中国航天科工集团在基础设施、资金配套、技术创新、重大航天科技项目方面具备突出优势,能够完成各类卫星的制造,是卫星制造领域的龙头。近来,中国科学院微小卫星创新研究院等国有企业也开始参与小型卫星的制造,而微小卫星制造也逐渐开始成为民用航天企业的重要方向,欧比特、天仪研究院、银河航天、九天微星、微纳星空等企业纷纷聚焦微小卫星制造,成长迅速。

卫星发射服务主要包括发射场服务和火箭研制两部分。市场规模方面,SIA统计2018年全球卫星发射服务收入62亿美元,同比增长34%。考虑未来几年多家公司将继续发射数量众多的低轨卫星,预计发射服务收入将继续保持较快增长。

2019年06月,国家国防科工局与中央军委装备发展部联合发布《关于商业运载火箭规范有序发展的通知》。在《通知》中,正式承认了商业发射的地位,同时对商业发射企业的科研、生产、试验、发射、安全和技术管控等生产经营全流程提出了规范要求,杜绝了模棱两可的情况,为行业未来健康有序发展起到了积极作用。

卫星互联网:万亿级规模“新型基础设施”

卫星互联网以日益凸显的国家战略地位、潜在的市场经济价值、稀缺的空间频轨资源成为全球各国关注的焦点,世界各国纷纷将卫星互联网视为重要发展战略,相继发布卫星通信网络建设计划。当前国际规则中对轨道和频率的主要分配形式为“先申报就可优先使用”,各国亦借卫星互联网建设的契机对空天资源的高地进行抢占。

面对有限的频轨资源和动辄上千颗的卫星星座部署,国内外领军企业通过大量的多元合作项目和持续性融资,竞相布局各自的卫星互联网生态圈,以抢占太空互联网宽带接入新入口。

美国商业航天发展迅猛,涌现出以OneWeb、SpaceX、O3b为代表的新兴商业航天企业积极探索创新发展模式,吸纳各路资本,借助商业力量壮大市场规模,各自推出了数量巨大的卫星星座计划。其中SpaceX的StarLink计划最为激进。鉴于SpaceX本身可提供低成本可回收发射能力,因此此计划也被认为更具备实施基础。

StarLink将基于由12000颗卫星组建的LEO星座系统向全球提供低延时宽带连接,为了避免形成太空垃圾,Starlink的卫星都将定时升级和替换,老旧卫星将在服役5年后在大气层中烧毁。

特斯拉创始人马斯克和美国太空探索技术公司(SpaceX)于2015年提出“星链”计划,项目投资约100亿美元,计划于1110-1325km的轨道高度发射11943颗卫星组建低轨卫星通信系统。2020年2月17日,SpaceX公司用已执行过三次任务的可回收“猎鹰9”火箭将第五批60颗“星链”卫星送入太空,继续组建其全球卫星互联网,但火箭一级未能按计划回收5。截至目前,“星链”计划已分五批发射300颗卫星。

除“Starlink”外,国外还有美国铱星通讯公司、劳拉高通卫星服务公司、美国轨道科学公司和加拿大全球通信公司等公司研发的卫星系统。

卫星互联网:万亿级规模“新型基础设施”

中国商业航天已经起步,多家非传统卫星制造企业也纷纷推出了自己的商业卫星星座计划,部分公司已发射了数颗卫星。

据不完全统计,按照国内相关公司规划,未来三年内将有近300颗微小卫星的发射需求,假设每颗微小卫星的平均重量为100公斤,使用小型运载火箭发射卫星的价格为2万元美元/公斤,仅国内微小卫星发射市场空间就有望达到每年2亿美元。

中国卫星互联网建设将由航天科技集团、航天科工集团旗下公司占主导地位。目前可比肩Starlink、OneWeb等星座计划的是由我国中国航天科技和航天科工两大集团建设的低轨通信互联网“鸿雁星座”和“虹云工程”。

两大集团是我国从事航天工程和军备导弹的中坚力量,雄厚的卫星制造、火箭发射技术在卫星互联网组网中可发挥重大作用。鉴于海外企业已进入小卫星密集部署阶段,国内企业尚存在一定差距,唯有采用国家顶层设计、企业分工协作的方式,方可在中期内实现对海外企业的加速赶超。

卫星系统运营及服务厂商方面:中国唯一卫星通信运营商是中国卫通,NTN天地网融合地面运营商为移动、联通和电信。

地面设备制造方面:地面站设备厂商有中国卫通和中国卫星;地面终端核心芯片主要厂商有华力创通(基带芯片、终端)、振芯科技(数字处理芯片、基带芯片、终端)、海格通信(导航基带芯片、终端)、金信诺(通信终端)及传统消费电子终端企业。传统运营商设备企业如中兴通讯、烽火通讯等。

卫星互联网:万亿级规模“新型基础设施”

卫星互联网是解决地球“无互联网”人口数字鸿沟的主要手段卫星通信技术:是目前仅有的可同时实现抗毁性强、覆盖范围广、部署快速灵活、传输容量大、性能稳定可靠、不受地形和地域限制的通信技术,可以实现地面通信网络无法实现的广域无缝隙覆盖。对于广大低业务密度地区与通信基础设施严重缺失地区人口(占全球总人口49%)来说,搭建卫星互联网基础设施来使其接入全球互联网是核心解决方案之一。

相比于地面通信网络,卫星互联网设施受物理攻击及自然灾害的影响小,使其可提供更高性能及高可靠的卫星链路服务。因小卫星低成本开发的趋势,卫星互联网可用非常合理的成本提供大规模网络数据传输服务,是未来5G IoT/ M2M(物联网)市场的解决方案和新的机会。


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