衛星互聯網:搶佔空天軌道資源戰略高地

4月20日,國資委和國家發展改革委同時召開經濟運行例行發佈會。國家發改委創新和高技術發展司司長伍浩表示,新基建中的“信息基礎設施”主要是指基於新一代信息技術演化生成的基礎設施,比如,以5G、物聯網、工業互聯網、衛星互聯網為代表的通信網絡基礎設施,以數據中心、智能計算中心為代表的算力基礎設施等。相對之前的相關表述,衛星互聯網首次被納入“新型基礎設施”。

衛星互聯網:搶佔空天軌道資源戰略高地

衛星互聯網是繼有限互聯、無線互聯之後的第三代互聯網基礎設施革命,依託的是低軌衛星星座項目,在外太空鋪設衛星網絡,把互聯網“搬”到太空上,地面用戶通過終端設備實現互聯互通,類似於隨身WiFi,真正做到無死角覆蓋。

衛星互聯網直接影響到國家戰略安全。國防領域,在軍事通信、導彈預警等領域舉重若輕;民用領域,實現全球無死角覆蓋,不受地形和地域限制,旨在完成傳統地面通信難以實現的廣域無縫覆蓋和用戶滲透。

經伴隨著5G商用的逐步推進,未來雲計算資源可能會在太空進行部署,較於地面將更加高效。衛星互聯網無地域差異網絡可實現地面通信網絡無法覆蓋區域的應用場景,具有可在廣闊的海上、空中、跨境或偏遠地區工作的特點,它是由衛星星座替代地面通信基站,實現全球範圍內全天候萬物互聯。

建立新一代天基物聯網系統是適應“互聯網+”時代萬物互聯的需求,是維護國家安全的需要,是萬億級規模的新產業。根據麥肯錫預測,預計2025年前,衛星互聯網產值可達5600億至8500億美元。

衛星互聯網:搶佔空天軌道資源戰略高地

衛星互聯網產業可以分為組網、應用兩個階段。組網市場包括:衛星製造、發射、聯網、維護等相關業務,是衛星互聯網重要的前端市場,也將在未來若干年硬件快速投入的情形下將率先迎來快速成長階段。衛星主要由衛星平臺、衛星載荷組成,其中衛星平臺方為總裝單位,即甲方的一級供應商。其餘如火箭發射、火箭配套、衛星載荷等由產業鏈多家國企、民企共同構成。

衛星製造包括衛星整體制造、部組件和分系統製造。近年來,隨著科技的進步以及低軌通信衛星星座建設的提速,低成本小衛星將在短期內存在大量的需求。受此影響,小型化、模塊化將成為衛星製造的發展趨勢,並且小衛星產業迅速發展將帶動衛星製造市場。市場規模方面,SIA統計2018年全球衛星製造收入195億美元,同比增長26%。

國內從事衛星製造的企業方面,國有航天軍工集團企業中國航天科技集團、中國航天科工集團在基礎設施、資金配套、技術創新、重大航天科技項目方面具備突出優勢,能夠完成各類衛星的製造,是衛星製造領域的龍頭。近來,中國科學院微小衛星創新研究院等國有企業也開始參與小型衛星的製造,而微小衛星製造也逐漸開始成為民用航天企業的重要方向,歐比特、天儀研究院、銀河航天、九天微星、微納星空等企業紛紛聚焦微小衛星製造,成長迅速。

衛星發射服務主要包括髮射場服務和火箭研製兩部分。市場規模方面,SIA統計2018年全球衛星發射服務收入62億美元,同比增長34%。考慮未來幾年多家公司將繼續發射數量眾多的低軌衛星,預計發射服務收入將繼續保持較快增長。

2019年06月,國家國防科工局與中央軍委裝備發展部聯合發佈《關於商業運載火箭規範有序發展的通知》。在《通知》中,正式承認了商業發射的地位,同時對商業發射企業的科研、生產、試驗、發射、安全和技術管控等生產經營全流程提出了規範要求,杜絕了模稜兩可的情況,為行業未來健康有序發展起到了積極作用。

衛星互聯網:搶佔空天軌道資源戰略高地

衛星互聯網以日益凸顯的國家戰略地位、潛在的市場經濟價值、稀缺的空間頻軌資源成為全球各國關注的焦點,世界各國紛紛將衛星互聯網視為重要發展戰略,相繼發佈衛星通信網絡建設計劃。當前國際規則中對軌道和頻率的主要分配形式為“先申報就可優先使用”,各國亦借衛星互聯網建設的契機對空天資源的高地進行搶佔。

面對有限的頻軌資源和動輒上千顆的衛星星座部署,國內外領軍企業通過大量的多元合作項目和持續性融資,競相佈局各自的衛星互聯網生態圈,以搶佔太空互聯網寬帶接入新入口。

美國商業航天發展迅猛,湧現出以OneWeb、SpaceX、O3b為代表的新興商業航天企業積極探索創新發展模式,吸納各路資本,藉助商業力量壯大市場規模,各自推出了數量巨大的衛星星座計劃。其中SpaceX的StarLink計劃最為激進。鑑於SpaceX本身可提供低成本可回收發射能力,因此此計劃也被認為更具備實施基礎。

StarLink將基於由12000顆衛星組建的LEO星座系統向全球提供低延時寬帶連接,為了避免形成太空垃圾,Starlink的衛星都將定時升級和替換,老舊衛星將在服役5年後在大氣層中燒燬。

特斯拉創始人馬斯克和美國太空探索技術公司(SpaceX)於2015年提出“星鏈”計劃,項目投資約100億美元,計劃於1110-1325km的軌道高度發射11943顆衛星組建低軌衛星通信系統。2020年2月17日,SpaceX公司用已執行過三次任務的可回收“獵鷹9”火箭將第五批60顆“星鏈”衛星送入太空,繼續組建其全球衛星互聯網,但火箭一級未能按計劃回收5。截至目前,“星鏈”計劃已分五批發射300顆衛星。

除“Starlink”外,國外還有美國銥星通訊公司、勞拉高通衛星服務公司、美國軌道科學公司和加拿大全球通信公司等公司研發的衛星系統。

衛星互聯網:搶佔空天軌道資源戰略高地

中國商業航天已經起步,多家非傳統衛星製造企業也紛紛推出了自己的商業衛星星座計劃,部分公司已發射了數顆衛星。

據不完全統計,按照國內相關公司規劃,未來三年內將有近300顆微小衛星的發射需求,假設每顆微小衛星的平均重量為100公斤,使用小型運載火箭發射衛星的價格為2萬元美元/公斤,僅國內微小衛星發射市場空間就有望達到每年2億美元。

中國衛星互聯網建設將由航天科技集團、航天科工集團旗下公司占主導地位。目前可比肩Starlink、OneWeb等星座計劃的是由我國中國航天科技和航天科工兩大集團建設的低軌通信互聯網“鴻雁星座”和“虹雲工程”。

兩大集團是我國從事航天工程和軍備導彈的中堅力量,雄厚的衛星製造、火箭發射技術在衛星互聯網組網中可發揮重大作用。鑑於海外企業已進入小衛星密集部署階段,國內企業尚存在一定差距,唯有采用國家頂層設計、企業分工協作的方式,方可在中期內實現對海外企業的加速趕超。

衛星系統運營及服務廠商方面:中國唯一衛星通信運營商是中國衛通,NTN天地網融合地面運營商為移動、聯通和電信。

地面設備製造方面:地面站設備廠商有中國衛通和中國衛星;地面終端核心芯片主要廠商有華力創通(基帶芯片、終端)、振芯科技(數字處理芯片、基帶芯片、終端)、海格通信(導航基帶芯片、終端)、金信諾(通信終端)及傳統消費電子終端企業。傳統運營商設備企業如中興通訊、烽火通訊等。

衛星互聯網:搶佔空天軌道資源戰略高地

衛星互聯網是解決地球“無互聯網”人口數字鴻溝的主要手段衛星通信技術:是目前僅有的可同時實現抗毀性強、覆蓋範圍廣、部署快速靈活、傳輸容量大、性能穩定可靠、不受地形和地域限制的通信技術,可以實現地面通信網絡無法實現的廣域無縫隙覆蓋。對於廣大低業務密度地區與通信基礎設施嚴重缺失地區人口(佔全球總人口49%)來說,搭建衛星互聯網基礎設施來使其接入全球互聯網是核心解決方案之一。

相比於地面通信網絡,衛星互聯網設施受物理攻擊及自然災害的影響小,使其可提供更高性能及高可靠的衛星鏈路服務。因小衛星低成本開發的趨勢,衛星互聯網可用非常合理的成本提供大規模網絡數據傳輸服務,是未來5G IoT/ M2M(物聯網)市場的解決方案和新的機會。


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