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发布时间:2024-03-29

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商业航天、卫星互联网行业概述

瑞鹏资产 王蒙

商业航天的运载火箭、卫星制造、卫星运营等商业航天产业链做一些梳理工作,近期一直持续关注商业航天,加之2023年及近期有很多信息集中在一起,本文对商业航天、卫星互联网行业以及行业投资逻辑做简要总结概述。

一、商业航天产业链概述

1.产业链概述

商业航天定义:不同国家/地区对商业航天概念定义略有不同,但总体来看,商业航天是指采用市场化机制以获取商业利润为首要目标而开展的航天活动。商业航天除了具有传统航天高风险、高投入、高技术的特点外,还具有经济性、市场驱动性及约束性的特点。     

卫星互联网产业四大环节:卫星制造、卫星发射、地面设备、卫星运营及服务。卫星互联网早期阶段,空间段及地面段基础设施建设先行,上游卫星制造、卫星发射及地面设备中的地面站建设将率先受益,卫星平台和载荷是生产制造环节中两大核心部分,卫星平台包括结构系统、供电系统、推进系统、遥感测控系统、热控系统等,卫星载荷包括天线分系统、转发器分系统及其他金属/非金属材料和电子元器件等,地面设备主要包括固定地面站、移动式地面站及用户终端。    

2.卫星互联网

卫星互联网可分为狭义卫星互联网和广义卫星互联网概念:

狭义的卫星互联网,即以构建太空高速通信网络为目标,通过采用低轨通信卫星组网方式,实现全覆盖通信,消除现有地面互联网的覆盖盲点,满足偏远地区以及空中、海上通信盲区的联网需求,弥合数字鸿沟。

广义的卫星互联网,是基于通信、导航、遥感等技术提供卫星网络解决方案,赋能各行业创新发展,其中卫星作为基础设施,可实现太空移动铁塔的功能,同时伴随技术创新可实现各种载荷和传感器的配备,形成太空分布式计算平台。

卫星通信是以空间卫星作为中继载体的一种通信方式。卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站转发或发射无线电波,实现两个或多个地球站之间或地球站与航天器之间通信的一种通信系统,包括空间段、地面段和用户段。空间段可以是地球静止轨道卫星或中、低轨道卫星,作为通信中继站,提供网络用户与信关站之间的连接。地面段通常包括信关站、网络控制中心和卫星控制中心,用于将移动用户接入核心网,以及控制整个通信网络的正常营运。用户段由各种用户终端组成,包括手持、车载、舰载、机载终端等。

二、行业信息

  • 2015年SpaceX成立StarLink,截至2023年年末,累计发射5650颗卫星在轨服务,在65个国家实现落地应用,服务用户超200万,且2023年StarLink首次实现了盈利,商业模式形成闭环。
  • 2022年SpaceX 专门针对美国国防与情报部门推出了“星盾”卫星项目,凸显卫星互联网对于国防安全的重要性,有未经证实传言“星盾”在EW冲突中发挥着重要作用,空域、频谱、卫星资源成为大国竞争的新高地。
  • 中国星网“GW星座”规划未来预计发射12992颗卫星,上海垣信“G60”规划未来发射12000颗卫星,一期1200多颗。预计2024年进入规模化发射组网阶段。
  • 2023年华为发布的Mate60实现了手机直连卫星,具备短信和通话功能,C端应用有了新的突破。
  • 6G通信架构包括低轨卫星及5G网络融合:6G由天基平台、空基平台和地面平台组成,由此实现对5G无法触及的陆地与海洋、天空实现全域覆盖,构成一个地面无线与卫星通信融合集成的全连接世界。
  • 9月6日,中国移动携手中兴通讯、是德科技共同完成国内首次运营商NR-NTN低轨卫星实验室模拟验证,支持手机卫星宽带业务。
  • 10月11日,SpaceX的Starlink星链官方网站推出直连手机业务的市场推进计划,2024年开始支持短信通信,2025年支持语音和数据通信,同年开始支持物联网,包括搭载软件和传感器的设备。

近几年商业航天开始步入快车道,卫星互联网趋势逐渐明朗,但国内商业航天依然面临诸多挑战与困难,商业化路径不够清晰,个人认为至少存在以下问题:

1、发射能力严重不足。卫星在轨运行需要通过运载火箭发射入轨,国内运载火箭主要是依靠军工企业的生产制造能力,同时国内发射工位不足,目前现存工位有一多半是专属火箭型号,仅有小部分可使用,但发射一次,前期准备工作与后期维保工作时间过长,严重影响整体的发射进程。
2、供应链体系亟需改善。目前国内商业航天的主力还是国家队,商业航天的配套体系均在各大军工集团及科研院所,过往商业航天的配套特点是小批量、多品种、定制化导致配套效率低下,成本高昂。
3、技术迭代速度以及能力不足,火箭方面技术受限于国内一箭多星、可回收利用、发射效率等多环节制约。SpaceX单星发射成本1万人民币/kg,国内发射成本6万-8万人民币/kg,发射成本较高,卫星方面受限于激光通信技术、电推进技术、星上处理能力等。

三、行业投资逻辑

1、太空经济万亿市场,投入产出比高延展性强

(1)投入产出比:太空经济活动的在投入产出比在1:7~1:14之间;

(2)《2021中国的航天》提出,达到1:10以上的投入产出比,航天技术成果转化对国民经济发展的拉动作用十分明显,推动了智慧交通、新能源新材料等发展,航天应用已经广泛用于国土资源调查、环境保护、农业发展、林草监测、防灾减灾、气象预报、海洋开发、交通运输、教育医疗、城乡建设等经济社会各个领域;

(3)北斗自1994年研制以来,一共投入了约合人民币737亿元的资金,当前,超10亿台/套,产值超过4000亿,137国寻求合作。

2、卫星互联网是地面通信的主要填补

低轨卫星是地面通信候补链条,空天地一体化中枢环节。据世界银行及IWS数据显示,截止2022年全球仍有超三成人口不具备联网能力,网络增长空间广阔。然而传统陆基通信一方面需要基站等基础设施完成区域覆盖,连续不间断覆盖需要大量投入基础设施建设;另一方面在远洋货轮、森林、沙漠等场景不具备建设基础设施的物理环境,因此陆基解决方案存在极大的经济性与可行性限制。卫星互联网不受地形与环境限制,当前在5G/6G层面与地面通信走向互补关系。卫星互联网也是我国空天地一体化网络建设的中枢节点,在构建覆盖全球的星地融合通信网络中发挥着关键作用。

低轨卫星由于传输时延小、链路损耗低、发射灵活、应用场景丰富、整体制造成本低,非常适合卫星互联网通信业务的发展

3、太空可容纳卫星数量有限,轨位&频段具备稀缺资源属性

轨道和频段资源稀缺,中高轨卫星数量与美国差距明显。我国中高轨道卫星数量较少,仅为美国一半,且以遥感卫星为主,整体卫星数量仅为美国的13.01%,无法满足国家安全及民用通信的需要,因此,国家将目标转向更易部署的近地轨道,但近地轨道空间和频道资源有限且不可再生,预计到2029年,地球近地轨道将部署约57000颗低轨卫星,可用空间将所剩无几。

结束语

商业航天近年来进程加速,我们看到了多项行业发展的必要性以及迫切性,但通过商业航天发展卫星互联网在C端应用是否有必要值得商榷,商业模式应用端这一环是否能够形成商业闭环尚不明确。


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