衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)分析研究

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)分析研究衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)與戰(zhàn)略價值衛(wèi)星分類：通信/遙感/導航三大類根據(jù)具體用途類型劃分，應(yīng)用衛(wèi)星主要可分為通信衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星和導航衛(wèi)星三類。1）通信衛(wèi)星：用作無線電通信中繼站，通過轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號傳輸電話、電報、傳真和數(shù)據(jù)等，是世界上應(yīng)用最早、最廣的衛(wèi)星之一。通信衛(wèi)星又分為高軌衛(wèi)星和低軌衛(wèi)星，當前歐美及我國均已開啟低軌衛(wèi)星建設(shè)。2）遙感衛(wèi)星：通過對地球系統(tǒng)或物體進行特定電磁波譜段的數(shù)字化成像觀測，進而獲取觀測對象多方面特征信息。3）導航衛(wèi)星：從衛(wèi)星上連續(xù)發(fā)射無線電信號，為用戶提供導航定位。全球通信衛(wèi)星數(shù)量最多，我國以遙感衛(wèi)星為主。根據(jù)USC數(shù)據(jù)，截至2021年末全球在軌衛(wèi)星共4852顆，其中通信衛(wèi)星數(shù)目最多，占比64.4%；其次為遙感衛(wèi)星占比21.0%。截止2022年更新數(shù)據(jù)，全球在軌衛(wèi)星中美國有2994顆，中國499顆。2021年1-9月，我國遙感衛(wèi)星占比超過一半，為53%，而通信、導航衛(wèi)星分別占比13%、10%。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)可實現(xiàn)通信全球覆蓋衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)具有廣覆蓋、低延時、寬帶化、低成本的特點。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)不受空間限制、受自然災(zāi)害和戰(zhàn)爭影響小等特征，使其可以作為地面通信的有效補充，為各類用戶提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。傳統(tǒng)地面通信骨干網(wǎng)在海洋、沙漠及山區(qū)偏遠地區(qū)等苛刻環(huán)境下鋪設(shè)難度大且運營成本高，低軌衛(wèi)星通信核心商業(yè)應(yīng)用場景主要包括偏遠地區(qū)通信、海洋作業(yè)及科考寬帶、航空寬帶和災(zāi)難應(yīng)急通信等，在出境人群中也將有較大便捷通信體驗?；ヂ?lián)網(wǎng)覆蓋存在盲區(qū)，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)可有效填補。截止2022年1月，全球互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量達到49.5億人，互聯(lián)網(wǎng)用戶占總?cè)丝诒壤秊?2.5%，且移動通信系統(tǒng)僅覆蓋了20%陸地面積，約6%地球表面。隨著低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，未來可有效用于偏遠地區(qū)、海洋作業(yè)及科考、航空等領(lǐng)域。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是可實現(xiàn)單一組網(wǎng)全球覆蓋的唯一路徑。6G目標：構(gòu)建天地一體融合通信3GPP未來將向6G逐步演進。3GPP的NTN標準是從2017年R15開始啟動，一直在朝著將衛(wèi)星納入3GPP技術(shù)規(guī)范的目標前進著，這一目標將持續(xù)到R20的6G標準工作中。其中，非地面網(wǎng)絡(luò)(Non-TerrestrialNetwork,NTN)被廣泛認為是6G網(wǎng)絡(luò)的組成部分。6G通信架構(gòu)包括低軌衛(wèi)星及5G網(wǎng)絡(luò)融合：6G由天基平臺、空基平臺和地面平臺組成，由此實現(xiàn)對5G無法觸及的陸地與海洋、天空實現(xiàn)全域覆蓋，構(gòu)成一個地面無線與衛(wèi)星通信融合集成的全連接世界。軌道與頻譜資源稀缺各國爭相布局低軌衛(wèi)星的性能更適配衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。按照軌道高度，衛(wèi)星主要分為低軌（LEO）、中軌（MEO）、高軌（GEO、SSO、IGSO）三類，其中低軌衛(wèi)星由于傳輸時延小、鏈路損耗低、發(fā)射靈活、應(yīng)用場景豐富、整體制造成本低，較為適合衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展。根據(jù)UCSSatelliteDatabase數(shù)據(jù)，截至2021年底，全球低軌道衛(wèi)星共有4078顆，占比達80%以上；2020年以來，低軌道衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量快速增長。稀缺軌道及頻段資源“先占先得”，中美英等國均先后布局。ITU規(guī)定，對稀缺的軌道和頻段資源按照“先登先占”的原則。根據(jù)賽迪顧問，地球近地軌道可容納約6萬顆衛(wèi)星，而低軌衛(wèi)星所主要采用的Ku及Ka通信頻段資源逐漸趨于飽和狀態(tài)，未來將逐步演進至Q/V頻段。預計至2029年，地球近地軌道將部署總計約5.7萬顆低軌衛(wèi)星。衛(wèi)星頻段稀缺：Ka/Ku將趨于飽和Q/V頻段將成為下一代衛(wèi)星主要發(fā)展方向：隨著大量在較低頻率波段的規(guī)劃使用，C、Ku、Ka等頻段發(fā)展趨于飽和，早在2016年SpaceX提交頻段規(guī)劃時，Ka、Ku頻段已經(jīng)漸趨飽和。因而發(fā)展Q、V頻段是未來衛(wèi)星通信的重點。星鏈衛(wèi)星軍事用途重要性凸顯星鏈開始發(fā)揮軍事用途潛力，戰(zhàn)略重要性凸顯。2019年，美國空軍與SpaceX公司簽訂了高達2800萬美元的訂單，隨后合作不斷加強，雙方簽署了價值超過1.5億美元的合同。在俄烏沖突中，“星鏈”帶來的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)支持，使烏軍在通信、偵察等方面獲得較大助力提升了其在網(wǎng)絡(luò)通信、地面遭遇、情報信息、精確打擊、無人機支援、反網(wǎng)絡(luò)電子干擾等方面的能力。星鏈計劃為美軍提供了多方面的軍事優(yōu)勢。首先，它可協(xié)助美軍搶占衛(wèi)星軌道資源，部署數(shù)萬顆衛(wèi)星將影響其他國家的衛(wèi)星發(fā)射計劃。其次，星鏈運營服務(wù)可為部隊提供全球覆蓋的軍事通信服務(wù)以及全天候、全天時的天基偵察監(jiān)視能力，精確地了解戰(zhàn)場情況。最后，美國航天發(fā)展局（SDA）提出了在外太空發(fā)展軍事力量的建議，星鏈衛(wèi)星可發(fā)射全向波束，進而對其他航天器進行遙測、跟蹤和控制。作為天基長期駐留裝備，星鏈其在戰(zhàn)場偵察、電子對抗、反導攔截、通信保障四個方面表現(xiàn)出的了較大潛在能力。Starlink等海外低軌星座啟示Starlink引領(lǐng)全球低軌衛(wèi)星建設(shè)星鏈已開啟規(guī)模發(fā)射低軌衛(wèi)星計劃，且版本逐步迭代。SpaceX于2015年提出Starlink計劃，2019年5月23日獵鷹9火箭發(fā)射首批60顆衛(wèi)星，申請星座總規(guī)模約4.2萬顆，原規(guī)劃一代星鏈部署LEO衛(wèi)星4408顆，VLEO衛(wèi)星7518顆，二代星鏈約3萬顆。其中，二代星鏈較于一代星鏈增加了激光星間鏈路。星鏈版本在逐步技術(shù)迭代。星鏈已發(fā)展出試驗星（TintinA/B）、V0.9、V1.0、V1.5和V2.0，共計5個版本“星鏈”衛(wèi)星。其中，V0.9、V1.0和V1.5用于“一代星鏈”星座，V2.0用于“二代星鏈”星座。23年初首批V2MINI版本發(fā)射，采用氬電推系統(tǒng)，擁有效率更高的天線陣列，使用71~86千兆赫無線電頻率（E頻段），容量為一代的4倍，可為用戶提供高速上網(wǎng)服務(wù)。星鏈是全球首個成功開啟衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模建設(shè)的企業(yè)。Starlink星鏈已實現(xiàn)現(xiàn)金流平衡Starlink可提供多種用途付費版商業(yè)模式。星鏈用戶終端是一個相控陣碟形天線，它與Wi-Fi路由器一起工作，以無線方式連接到設(shè)備能提供50-250Mbps下行速率、10-20Mbps上行速率及延遲在20-40ms內(nèi)的寬帶接入服務(wù)。月租方面：可提供包括住宅、商用、房車、以及海事四個版本付費模式。星鏈宣布已實現(xiàn)現(xiàn)金流平衡：2023年9月，Starlink宣布已覆蓋全球七大洲、60多個國家和更多市場，連接了超過200萬活躍客戶，預計在今年底用戶數(shù)將升至350萬-400萬。2023年11月，馬斯克宣布，其領(lǐng)導的SpaceX旗下的星鏈項目已實現(xiàn)現(xiàn)金流平衡。SpaceX優(yōu)勢：低成本發(fā)射與造星能力衛(wèi)星制造及發(fā)射環(huán)節(jié)構(gòu)筑星鏈成本優(yōu)勢。Starlink單顆衛(wèi)星造價約50萬美元，主要通過使用減少零部件、簡化優(yōu)化設(shè)計，部分采用“消費級”元器件，規(guī)模化生產(chǎn)降低制造成本，并通過“一箭多星”和可重復使用技術(shù)減少發(fā)射成本。SpaceX公司建立了自己的衛(wèi)星制造流水線，2020年7月份提交給美國聯(lián)邦通信委員會的報告中，位于西雅圖的雷德蒙德制造廠每月至少生產(chǎn)120顆星鏈衛(wèi)星，另外德州奧斯汀也在建設(shè)一座嶄新星鏈制造基地。星鏈通過縮短發(fā)射間隔，加快部署節(jié)奏。23年11月初，SpaceX發(fā)射了第119批星鏈衛(wèi)星，星鏈發(fā)射總數(shù)目達到了5399顆，平均每3.92天完成一次，馬斯克表示預計接下來3個月每月發(fā)射10次以上，到2024年頻率將提高至每月12次，全年發(fā)射次數(shù)達到144次。星鏈將推出直連手機業(yè)務(wù)星鏈官網(wǎng)推出“StarlinkDirecttoCell（星鏈直連手機）”業(yè)務(wù)。2023年10月，手機直連衛(wèi)星于星網(wǎng)官網(wǎng)推出，預計2024年實現(xiàn)短信發(fā)送，2025年實現(xiàn)語音通話和上網(wǎng)（Data），同年分階段實現(xiàn)IOT（物聯(lián)網(wǎng)）。直連手機的衛(wèi)星最初將在獵鷹9上發(fā)射，此后是星艦。在軌衛(wèi)星將立即通過星間激光鏈路接入星座，以提供全球覆蓋。初期支持的運營商：T-MOBILE(美國)、OPTUS(澳大利亞)、ROGERS(加拿大)、ONENZ(新西蘭)、KDDI(日本)、SALT(瑞士)。衛(wèi)星直連、星地一體化融合4G/5G寬帶通信可行性得到驗證：ASTSpaceMobile公司成功研發(fā)出一顆裝備有64平方米相控陣天線的試驗星，名為藍行者3號（BlueWalker3）。今年4月，AST用普通的GalaxyS22手機成功地與其試驗星通話，實現(xiàn)通信速度可以達到10Mbps。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分析衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈主要包括：空間段建設(shè)與運營、地面段建設(shè)與運營和終端市場，具體包括衛(wèi)星/火箭零部件和元器件制造、衛(wèi)星/火箭研制、衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)、地面網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造、衛(wèi)星運營、終端設(shè)備制造、應(yīng)用與服務(wù)。成熟的星座中衛(wèi)星運營和地面設(shè)備制造業(yè)是衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的主要組成部分，而全球低軌衛(wèi)星處于組網(wǎng)階段，產(chǎn)業(yè)鏈價值將集中在衛(wèi)星制造與衛(wèi)星發(fā)射，以及地面終端制造領(lǐng)域。衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈價值量拆解通信衛(wèi)星主要由衛(wèi)星平臺和衛(wèi)星載荷組成。通信衛(wèi)星平臺包括遙感測控系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、推動系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、熱控系統(tǒng)、姿軌控制系統(tǒng)。通信衛(wèi)星載荷包括天線系統(tǒng)和轉(zhuǎn)發(fā)器系統(tǒng)。衛(wèi)星各部分價值占比分析：隨著衛(wèi)星通信技術(shù)的迭代升級，整體載荷在衛(wèi)星中的價值量占比有望逐步提升。據(jù)艾瑞咨詢，一般情況下定制衛(wèi)星平臺和載荷成本占比約為1:1，批量衛(wèi)星中平臺成本占比下降到接近30%。衛(wèi)星平臺結(jié)構(gòu)成本中，姿控系統(tǒng)占比最大為40%，其次為電源系統(tǒng)占比為22%。衛(wèi)星載荷中，相控陣天線是低軌通信衛(wèi)星的核心部分，T/R組件占載荷成本比重約50%，占衛(wèi)星制造成本比重約20%。全球火箭發(fā)射成本比較分析SpaceX主導全球衛(wèi)星發(fā)射市場。我國火箭發(fā)射成本相較美國有較大差距，降本路徑主要受限于低成本推進劑、回收復用和“一箭多星”等技術(shù)難點。根據(jù)BryceTech數(shù)據(jù)，23H1，SpaceX共實施43次發(fā)射，占全球發(fā)射總數(shù)的近50%，從發(fā)射質(zhì)量看，上半年發(fā)射447.2噸載荷，第二名為中國航天科技集團，發(fā)射47噸載荷。馬斯克曾在10月初表示SpaceX計劃今年將1600噸有效載荷送入預定軌道，占全球的80%，而目前SpaceX占全球發(fā)射總量177發(fā)的44%，意味著其以更少發(fā)射量實現(xiàn)更多運力。我國與SpaceX火箭發(fā)射成本比較：SpaceX成本曲線一直往下降，單星發(fā)射成本約為50萬美元，國內(nèi)的火箭發(fā)射6-10萬/KG，大概是國外的2-3倍。全球部分衛(wèi)星制造成本比較星鏈全球造星成本最低優(yōu)勢：此前馬斯克曾透露，星鏈衛(wèi)星制造成本約50萬美元/顆，預計國內(nèi)低軌通信衛(wèi)星目前的平均造價約在3000萬。即使與同時代的其他海外低軌星座計劃比，Starlink計劃的衛(wèi)星性價也處于領(lǐng)先地位。我國衛(wèi)星制造發(fā)射成本仍有待下降，民營企業(yè)參與將有助于降低成本：我國最具商業(yè)優(yōu)勢之一的快舟一號甲火箭衛(wèi)星發(fā)射成本1萬美元/公斤，運載能力等同于1顆Starlink衛(wèi)星/次，對比獵鷹9衛(wèi)星發(fā)射成本0.22萬美元/公斤，25萬美元/顆，單顆發(fā)射成本僅為我國的1/24。目前衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)以體制內(nèi)公司為主，同時民營航天和造星產(chǎn)業(yè)鏈也迎來了快速發(fā)展，預計未來將有更多軍民融合企業(yè)參與，更好的降低產(chǎn)業(yè)鏈綜合成本。地面接收終端與運營產(chǎn)業(yè)鏈機會地面設(shè)備主要包括固定地面站、移動式地面站（靜中通、動中通等）以及用戶終端。固定地面站包括天線系統(tǒng)、發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、信道終端系統(tǒng)、控制分系統(tǒng)、電源系統(tǒng)以及衛(wèi)星測控站和衛(wèi)星運控中心等；移動站主要由集成式天線、調(diào)制解調(diào)器和其它設(shè)備構(gòu)成；用戶終端包含設(shè)備上游關(guān)鍵零部件及下游終端設(shè)備。在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)投入運營后，接收終端與衛(wèi)星運營將迎來更大的市場機會。預計衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用前期仍以專用衛(wèi)星移動接收終端為主（用戶、車載、船載、機載等多種類型），隨著手機直連衛(wèi)星技術(shù)迭代，手機也將成為C端主要的衛(wèi)星終端之一。終端產(chǎn)業(yè)鏈包括：基帶芯片、射頻芯片、功率放大器、調(diào)制解調(diào)器、衛(wèi)星天線等。Starlink用戶套件包括戶外相控陣天線、三腳架、電源和Wi-Fi路由器。國內(nèi)低軌星座與產(chǎn)業(yè)鏈梳理國內(nèi)前期衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃我國多個低軌衛(wèi)星星座計劃相繼啟動。近年來，中國低軌通信衛(wèi)星發(fā)展布局呈現(xiàn)快速發(fā)展態(tài)勢?！笆濉逼陂g，以航天科技、航天科工為首的央企衛(wèi)星集團分別提出了自己的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃，并發(fā)射了試驗星。當前，中國商業(yè)航天已經(jīng)起步，多家衛(wèi)星制造企業(yè)紛紛推出了商業(yè)衛(wèi)星星座計劃，部分公司已發(fā)射了數(shù)顆衛(wèi)星。我國前期類似Starlink、OneWeb等計劃的項目是由我國中國航天科技和航天科工兩大集團組建的低軌通信星座“鴻雁星座”和“虹云工程”。此外，還有“行云工程”、“銀河5G”、“天象星座”等衛(wèi)星星座計劃正在建設(shè)中。GW星座開啟國內(nèi)低軌衛(wèi)星新時代中國衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團有限公司的成立整體統(tǒng)籌GW星座建設(shè)。2021年4月26日，中國衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團有限公司以新央企的身份在京召開成立大會，4月28日在雄安正式揭牌。中國星網(wǎng)是由中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團、中國航天科工集團等國資牽頭，劃歸國務(wù)院國資委管理。中國星網(wǎng)負責統(tǒng)籌規(guī)劃我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)展，其成立是中國衛(wèi)星通信、衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的一個里程碑?！癎W”巨型星座計劃已完成01/02衛(wèi)星招標。2022年2月，星網(wǎng)集團的“星網(wǎng)工程”（GW）正式批復立項。同年10月，星網(wǎng)集團通信衛(wèi)星01/02已經(jīng)完成招標，中標人包括中國空間技術(shù)研究院（航天五院）、上海微小衛(wèi)星工程中心/中電科五十四所及銀河航天。G60星鏈開拓商業(yè)化運營新市場G60星鏈由上海市牽頭，開啟低軌星座“雙子星”戰(zhàn)略?！癎60星鏈”主要為打造低軌寬頻多媒體衛(wèi)星，當前實驗衛(wèi)星已完成發(fā)射并成功組網(wǎng)。未來規(guī)劃一期實施1296顆，遠期計劃完成一萬兩千多顆衛(wèi)星組網(wǎng)?！癎60星鏈”的落地意味著國內(nèi)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的進一步擴容以及在制造端和應(yīng)用端的更進一步。上海垣信是G60星鏈的主要參與方。上海垣信衛(wèi)星科技有限公司由上海聯(lián)和投資有限公司和上海市信息投資股份有限公司于2018年3月發(fā)起設(shè)立，系上海市國資委下屬控股企業(yè)，致力于成為全球領(lǐng)先的衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)集團及衛(wèi)星通信服務(wù)商。公司首批兩顆試驗衛(wèi)星已于2019年11月順利發(fā)射并成功