本文來自:中航軍工研究,作者:張超、王宏濤
衞星互聯網是以衞星為接入手段的互聯網寬帶服務模式,本質是衞星通信領域的一個重要衍生應用。出於衞星互聯網在特種領域、商用寬帶通信領域存在較大的應用價值,且衞星軌道及衞星頻譜存在稀缺性特點,伴隨當代高通量衞星技術的發展促使衞星互聯網通信的性能大幅提升和用户成本的快速下降,全球衞星互聯網產業發展已經進入了一個快車道。全球各大航天企業中,無論是老牌衞星通信運營商Viasat、Telesat、新鋭企業SpaceX、OneWeb公司均在紛紛入局。其中SpaceX、OneWeb公司均已進入衞星互聯網空間基礎設施建設階段,特別是SpaceX已經進入Beta測試階段。
在2020年4月,衞星互聯網被國家發改委劃定為“新基建”信息基礎設施之一後,市場對我國衞星互聯網的具體建設始終保持了較高的關注。在一年後的2021年4月29日,國務院國資委發公吿稱,將組建中國衞星網絡集團有限公司,同時該新組建的中國衞星網絡集團有限公司(下文簡稱“星網集團”)由國務院國有資產監督管理委員會代表國務院履行出資人職責,列入國務院國有資產監督管理委員會履行出資人職責的企業名單,以上意味着星網集團被列入央企清單。
儘管截至2021年5月18日,星網集團具體職責,主營業務及相關未來規劃尚未公開披露,但在2021年3月7日,全國政協委員、航天科技集團科技委主任包為民披露:“我們正在規劃和研製空間互聯網衞星,併發射了試驗衞星,國家還將組建成立‘國網’公司,專門負責統籌空間互聯網建設的規劃與運營。”同時,4月19日,航天科技集團所屬上市公司中國衞星董事葛玉君在2020年業績説明會上表示,包括航天科技集團的“鴻雁”系統、航天科工集團的‘虹雲’系統在內的相關星座建設計劃,國家相關部門正在進行統籌規劃,“鴻雁”星座的原計劃將出現重大變化。4月29日,北京市委理論學習中心組學習(擴大)會舉辦構建新發展格局講座,會上,中國衞星網絡集團黨組書記、董事長張冬辰圍繞衞星互聯網作輔導報吿。從世界衞星互聯網發展歷程與啟示、我國衞星互聯網發展道路選擇等方面作了深入解讀,並就與北京市合作推進衞星互聯網產業發展提出建議。結合以上相關信息,我們判斷,新成立的星網集團或將是統籌、規劃及運營我國低軌衞星互聯網的“國家隊”,將對我國衞星互聯網產業的發展,特別是低軌衞星互聯網領域的發展,起到統籌規劃及帶頭引領的作用。
1.1 衞星互聯網產業概況
根據中華人民共和國國家互聯網信息辦公室官網信息,衞星互聯網是以衞星為接入手段的互聯網寬帶服務模式。根據航天科工集團“虹雲工程”總設計師向開恆講解,衞星互聯網主要是指以衞星為接入手段的互聯網寬帶服務模式,它屬於新基建中的信息基礎設施。目前衞星互聯網較多的是指利用地球低軌道衞星實現的低軌寬帶衞星互聯網。相比高軌衞星,它具有低時延、易於實現全球覆蓋的特點。
由此可見,衞星互聯網定義是指以能夠提供衞星寬帶服務的模式,在進行衞星互聯網產業分析中,不應與衞星窄帶物聯網產業混為一談。因此,除特別提及,本報吿中的衞星互聯網概念全部特指衞星寬帶互聯網,不包含以窄帶通信為主的衞星物聯網。
衞星互聯網系統主要包括空間段、地面段和用户段3部分,其系統架構如圖1所示。其中,空間段主要指分佈太空的通信衞星構成的衞星星座(具有相似功能的衞星分佈在同一軌道或者多個軌道面上,按照預先規劃的分佈規則運行,相鄰衞星之間可通過透明轉發、星上處理以及星上路由等技術實現數據傳輸,整個空間段衞星相互協作而形成“一張網”的網絡系統);地面段作為衞星互聯網系統的重要組成部分,由運控中心和信關站組成,主要完成衞星星座的管理、業務處理、網絡運維管理等功能,同時負責衞星互聯網系統與其他系統的互聯互通;用户段則主要由各類衞星互聯網終端組成。
從產業方面來看,我們認為,一方面,衞星互聯網系統的構成,本質上與傳統衞星通信系統相關設備相似,另一方面,也與傳統地面互聯網產業的組成部分相似。因此我們認為,從本質上看,衞星互聯網實質上是一種在衞星通信基礎上建立的一種重要衍生應用,是航天產業中的衞星應用與互聯網的交叉融合領域,具體體現在以下兩方面。
航天產業角度:衞星互聯網產業屬於航天產業中的衞星產業(見圖2),主要由基礎設施建設、衞星互聯網運營以及終端用户三大部分組成,與地面互聯網產業的組成部分類似。
互聯網角度:互聯網作為基礎設施愈發滲透並影響人民的生活,通過改變人們的生活狀態和生活方式,帶來巨大的經濟、政治與軍事影響。互聯網發展至今基本形成了地面光纖網絡、移動無線網與衞星互聯網三種形態(見圖3)。其中,衞星互聯網顧名思義,就是靠衞星來提供互聯網服務。
1.2 全球衞星互聯網產業發展歷程
如果將早期的衞星互聯網服務範疇擴大到語音通信服務,衞星互聯網星座的發展歷史最早可以追溯到20世紀80年代末摩托羅拉公司發展的銥星(Iridium)系統。衞星互聯網的發展歷程有別於衞星導航及衞星遙感,近30年來衞星互聯網星座建設的參與主體主要是以盈利為目的的商業企業。衞星互聯網系統發展的三個階段如圖4所示。
在衞星互聯網發展的第一階段中,衞星互聯網曾企圖替代地面通信網絡(特別是移動無線網絡),希望設計一款具有星間鏈路和星上處理能力的低軌通信衞星星座,相當於把地面蜂窩網倒置在太空,面向全球提供移動話音服務,但由於當時在衞星互聯網系統設計初期,地面通信還未興起,導致各系統錯誤的估計了市場,企圖替代當時並不發達的地面通信網絡,市場定位與用户選擇不清、同時,各大系統技術複雜度較大,投入成本過大,研發週期較長,系統能力欠缺導致了衞星互聯網發展初期五大系統的集體失敗。
在2000年後的衞星互聯網發展第二階段中,多個衞星系統雖然在與地面系統的競爭中失利相繼破產,但不少企業卻巧妙地利用破產擺脱了前期系統建設所欠下的鉅額債務,反而重新尋找到了市場機會。如銥星將市場重新定位為偏遠地區的專業用户,通過以象徵性的價格買斷了老銥星系統,將老銥星系統債務全部剝離,減少了系統成本,將實現通話和數據使用費用降低至與地面通信接近的價格水平,最終實現了扭虧為盈,同時衞星系統的升級使衞星網絡系統能力接近了地面網絡系統。
衞星互聯網發展第三階段中,2007年新成立的O3b衞星網絡系統,作為一個真正的寬帶衞星系統,通過採取與電信運營商合作,為地面通信設施無法覆蓋到的島嶼或船舶提供服務,同時選擇了衞星星座部署數量需求較少的中軌軌道來降低系統成本,在2014年開始提供商業服務以來,僅用半年時間就達到了原計劃1年1億美元的收入水平。
目前,國內外幾大衞星互聯網寬帶衞星星座計劃及進展情況可如表1所示,可以看出,國內外各衞星互聯網企業在高軌(以下簡稱“GEO”),中軌(以下簡稱“MEO”)以及低軌(以下簡稱“LEO”)等不同軌道上均有所佈局,其中,海外企業中的SpaceX與OneWeb公司的低軌衞星互聯網星座計劃的規模較大,且進度較快,已經進入到了應用組網階段,特別是SpaceX的Starlink計劃截至2021年5月18日,已經累計發射1577顆“星鏈”衞星(包含兩顆測試衞星),目前已處於Beta測試階段(可能於2021年夏季結束)。
表1:全球主要衞星互聯網衞星星座計劃及進展情況
資料來源:《中國電子科學研究院學報》、深科技、新華網、《衞星與網絡》、Techweb、北京商報、澎湃新聞、中航證券研究所整理(注:我國中星系列高軌高通量衞星因暫未明確披露星座組網規劃,故該表未列出)
1.3 高通量衞星助力衞星互聯網產業快速發展,高低軌兩大星座組網方式並存
事實上,近年來,全球建設衞星互聯網的熱度居高不下,主要得益於全球衞星互聯網下游市場存在需求、高通量衞星技術的發展促使衞星互聯網通信的性能大幅提升和用户成本的快速下降。
① 市場需求
目前地面互聯網中的地面光纖網絡以及移動無線網絡已經覆蓋了絕大多數應用場景及用户,但根據中國衞通集團有限公司副主任沈永言發表在《衞星與網絡》中的《互聯網、移動互聯網和衞星互聯網發展簡史》披露,儘管地面互聯網非常發達,也僅覆蓋了地球陸地面積的20%,地球表面的5.8%。同時,伴隨着智能移動終端功能日漸豐富,成本不斷降低,應用蓬勃發展,建設融語音、數據、視頻為一體,覆蓋廣泛、經濟適用的互聯網,將有助於推動經濟的快速增長。在5G時代即將到來之際,真正5G時代的萬物互聯和隨時隨地接入的願景,也有望為可實現全球覆蓋的衞星互聯網帶來新的市場及用户需求。在此背景下,自2015年起,在谷歌等互聯網巨頭的推動和支持下,OneWeb、SpaceX、Samsung以及Leosat等多家企業提出打造由低軌小衞星組成的衞星星座,為全球提供互聯網接入服務,短期內就聚集了大量人氣,引發全球強烈關注。
② 用户成本和性能
從2015年不同通信方式提供的寬帶互聯網服務的使用成本和時延(見下表)中可以看出,儘管採用高通量衞星系統(HTS)較傳統的固定衞星服務(FSS)在系統建造成本上存在劣勢,但在系統容量、用户月支出和時間延遲等性能方面均具有較大優勢;部署在低軌的衞星互聯網星座由於軌道高度較低,實現衞星組網的衞星數量較大,系統總體容量得到大幅提升,同時系統建造成本也快速增長,但受到與地面站距離的縮短,時間延遲也將快速下降,而部署在高軌的衞星互聯網儘管是時間延遲較大,但建造成本低廉。整體來看,儘管衞星互聯網通信在成本和性能上仍較傳統地面通信存在差距,但與早期的固定衞星服務相比已經有了大幅度提升。
總體來看,衞星互聯網與地面互聯網系統存在一定的競爭及互補關係。因此,我們判斷,能否準確定位市場及用户以便實現差異化競爭,或者找到與地面互聯網系統協同發展的應用領域,是決定衞星互聯網星座成敗的核心關鍵,同時投入成本以及系統性能也是決定衞星互聯網市場參與主體盈利能力及市場拓展能力的重要因素。
目前,衞星互聯網主要可以通過低軌星座組網以及高軌星座組網兩種途徑實現,不考慮衞星發射,二者其性能與成本的特點如下:
成本方面,高軌衞星互聯網系統投入成本方面具有優勢。從高低軌高通量衞星互聯網系統容量及單位成本對比(見下表)可以看出,由於高軌高通量衞星互聯網系統單行設計容量大,可以針對服務地區需求定製容量,因此利用效率高,且衞星數量較少可以降低地面關口站數量,綜合來看,所需總體資本投入更小,較低軌高通量衞星互聯網系統的有效單位成本也可以做到更低。考慮到高軌衞星壽命一般在15年左右,而低軌衞星壽命一般在5-10年,高軌衞星互聯網在投入成本方面將較低軌衞星互聯網更具有顯著性優勢。
性能方面,高軌衞星互聯網系統存在傳輸延時,特定地形存在通信困難等缺點,但對航空互聯網、船舶互聯網等大多數客户的需求影響有限,同時其在地面終端成本具有優勢。儘管低軌衞星互聯網系統較高軌衞星互聯網系統具有更低的端到端業務傳輸延時,但對於時間敏感性要求較高的應用主要為在線實時遊戲、高頻次電子商務等。根據騰訊傑出科學家、多媒體實驗室總經理劉杉在2019年末首屆Techo開發者大會上披露,2019年視頻流量在整個互聯網的佔比已從2017年的75%增長到約80%,預計在2022年超過82%的互聯網流量將來自視頻或包含視頻的應用,而視頻類應用對時間敏感性要求不高,因此高軌衞星系統的傳輸延時缺點對大部分市場客户的需求影響有限。另外,由於高軌高通量衞星相對地面靜止,地面終端實現簡單,且在傳統的FSS高軌衞星通信下,其通信終端已經實現高集成度和小型化,達到消費級價格,但低軌高通量衞星互聯網系統由於衞星數量眾多,地面終端成本仍偏高。
綜上,衞星互聯網中的高軌衞星互聯網以及低軌衞星互聯網的應用優劣可以歸結如表4所示。可以看出,高軌衞星互聯網在利用效率、衞星壽命、空間設施成本、終端成本等方面均具有較大優勢,而低軌通信衞星互聯網的優勢則主要在於複雜地形連續通信及傳輸時延低(實時性強)上,在部分應用領域具有優勢。
1.4 我國低軌衞星互聯網建設具有緊迫性,高低軌衞星互聯網兩大路線有望同步建設
衞星互聯網作為衞星通信的一個衍生應用,其產業發展與航天產業中的其他細分產業發展進展密切相關,包括“彈箭星船器”中的火箭產業及通信衞星製造產業等。儘管近年來,我國航天產業發展迅速,但在技術方面與部分海外航天強國相比仍有一定差距。同時我國航天產業發展體制也與海外各國存在一定差異,以上都決定了我國衞星互聯網產業的發展特點將與海外航天強國的發展將有所差異,直接套用海外衞星互聯網產業的發展模式對我國衞星互聯網產業進行研究分析是不合理的。
1.4.1 低軌衞星互聯網:短期以“國家隊”為主,以搶佔軌道頻譜資源需求驅動
從我國目前的低軌衞星互聯網建設情況來看,目前,“國家隊”方面,主要包括航天科技集團的鴻雁計劃、航天科工集團的虹雲工程、中國電科集團的天地一體化網絡(高低軌聯合組網)等,民營航天方面,包括以銀河航天、上海垣信等公開了具體衞星組網細節及時間表的低軌衞星互聯網。總體來看,目前我國低軌衞星互聯網星座仍多處於發射了驗證星的試驗階段,尚未開始空間基礎設施的正式組網建設。
由於相近頻率間的衞星星座會產生信號干擾,原則上不同的衞星通信系統不能使用相同頻率,特別是低軌衞星覆蓋全球,頻率協調難度較大,可用頻段較少。按照頻譜資源先用先得的國際慣例,一旦一個公司的大規模衞星網絡組網完成,如Starlink,那麼留給其他衞星網絡計劃的頻譜和空間就會大幅減少,因此低軌衞星通信頻譜資源的競爭問題日益加劇,在此背景下,當前世界各國抓緊建設低軌衞星互聯網的一個重要原因即搶佔頻率。
我們認為,本次我國新成立的星網集團或將是統籌、規劃及運營我國低軌衞星互聯網的“國家隊”。將對我國衞星互聯網產業的發展,特別是對低軌衞星互聯網領域的發展,起到帶頭引領的作用,充分表明了國家加速推動衞星互聯網產業發展的決心,我國衞星互聯網空間基礎設施建設也有望提速以應對當前全球愈演愈烈的頻率及軌道爭奪戰。
總體來看,針對我國低軌衞星互聯網產業的發展,我們判斷,短期內,以商用寬帶互聯網通信需求為主導的低軌大規模衞星寬帶互聯網星座建設(如Starlink)或較難有實質性進展,而以“國家隊”為主導統籌規劃,以搶佔地球軌道資源及頻譜資源的快速部署、以及在部分特定領域應用需求驅動的低軌衞星互聯網將是我國低軌衞星互聯網發展的主要驅動力。另外,值得注意的是,部分存在明確通信需求的應用領域(如物流監控等)或將提前被成本較低,規模較小的窄帶衞星物聯網星座(本報吿未重點分析)“填隙”。具體理由包括且不限於以下供給側的成本因素以及商用化需求驅動力不足:
① 供給側:技術差距導致當前成本偏高
供給側的成本因素方面,衞星互聯網的建設成本與火箭發射成本、高通量通信衞星建設成本等密切相關,其中,僅以火箭發射成本為例,由於我國商業航天發射產業目前主要以航天科工集團所屬火箭公司的“快舟”系列以及航天科技集團的“長征”系列為主,目前尚未有進入應用階段的可重複使用火箭型號,而根據近年來航天科技集團的披露,長征六號運載火箭的一個改進型“長征六號X”及長征8號改進型運載火箭有望採用可回收技術,但目前二者均無明確發射時間表,當前的主力型號發射成本則較高(快舟11號LEO軌道發射成本目標為不高於1萬美元/kg,長征11號甲運載火箭預計2022年首飛,重視了經濟性,預計發射成本達到1萬美元/kg,而美國SpaceX公司的獵鷹9運載火箭在2020年3月披露發射成本約為0.40萬美元/kg),由於低軌衞星互聯網星座全球覆蓋所需發射數量較多(見表4),在我國火箭發射成本居高不下的背景下,大規模低軌小衞星發射的整體成本或將維持在高位,進而導致低軌衞星互聯網星座空間基礎設施建設總成本偏高,影響整體低軌衞星互聯網商用化進程的落地或推廣。
② 需求側:商用衞星寬帶通信需求暫時不足
目前,我國通過村村通等地面光纖互聯網的工作推進非常迅速,根據2021年的中央一號文件提出,支持農村及偏遠地區信息通信基礎設施建設。當前,全國行政村通光纖和4G比例均達98%以上,農村互聯網普及率明顯提升,鄉村通信設施不斷完善。由此可見,相比於海外,我國對通過低軌衞星互聯網補充偏遠地區地面互聯網的需求並不高。同時,在互聯網中流量佔比較大的視頻流量,總體對低軌衞星互聯網具有的低時延優勢的需求有限,或也限制了低軌衞星互聯網商用化的需求。
1.4.2 高軌衞星互聯網:“十四五”期間有望率先搶佔部分商用衞星互聯網通信市場
目前,從我國高軌衞星互聯網產業的建設情況來看,我國航天科技集團已在GEO發射了中星16號及亞太6D衞星等高通量衞星,根據中國民航局在4月30日發佈的《中國民航新一代航空寬帶通信技術路線圖》披露,國內自主建設的高通量通信衞星星座方面,已經成功發射的中星16號及亞太6D已經分別覆蓋東部沿海地區和亞太地區,單架飛機通信帶寬10-50Mb。同時,在我國高軌衞星互聯網運營商,航天科技集團所屬上市公司中國衞通於2020年12月底發佈的定增預案中,提出了公司擬募集資金33億元,其中12億元投向中星26號衞星(Ka頻段高通量衞星)項目,同時公司稱以中星16號為代表的高通量衞星互聯網已經進入實質性應用階段,而隨着中星26號衞星的發射,將有助於我國進一步構建高通量衞星系統,完善我國寬帶網絡體系。由此可見,我國目前在軌的中星16號衞星、亞太6D衞星以及未來將發射的中星26號高通量衞星,均有望成為構建我國高軌衞星互聯網的基礎。
由航天科技集團所屬上市公司中國衞通已經通過其擁有的衞星資源,將衞星互聯網拓展至海洋互聯網及航空互聯網領域。其中,海洋互聯網方面,中國衞通子公司鑫諾公司的“海星通”高通量衞星海洋服務產品已經正式上線,根據航天科技集團披露,截至2020年3月18日,海星通已經為6000艘中國船舶和海上平台提供衞星寬帶通信綜合服務,覆蓋了全球95%以上的航線。航空互聯網方面,中國衞通也於2020年成立了實體公司星航互聯,完成國產Ka寬帶飛機商用首飛,極大提升了航空市場對Ka機載方案的認可度。根據中國衞通披露,公司有望在“十四五”期間有望發射的中星26號GEO軌道高通量衞星具有覆蓋範圍廣、不受地理條件限制的服務特點,能夠滿足市場對於機載、船載寬帶通信、應急通信、普遍信息服務等的迫切需求,開展互聯網接入業務、移動平台寬帶業務、政府和企業專網業務、移動通信基站中繼與備份業務、物聯網傳輸業務等細分業務。
由此可見,我國在高軌衞星互聯網已進入空間基礎設施建設階段,且已在部分航空互聯網、海洋互聯網等領域有所應用,我們認為,短期內,我國高軌衞星互聯網建設成熟度要高於低軌衞星互聯網產業,且成本低於低軌衞星互聯網,在“十四五”期間伴隨中星26號的發射及運營,我國高軌衞星互聯網有望在高清(及超高清)衞星電視廣播等傳統衞星通信應用領域,以及航空互聯網、海洋互聯網、應急領域等衞星互聯網新興領域的商用市場上實現快速拓展。
綜上,伴隨星網集團對我國低軌衞星互聯網的統籌規劃建設,“十四五”期間,我國衞星互聯網產業有望進入一個高低軌衞星互聯網兩大技術途徑並舉的時代。參考我國高軌衞星互聯網以及低軌衞星互聯網的建設成本和目前進度,我們判斷,在“十四五”期間,低軌衞星互聯網產業的發展將主要由“國家隊”統籌規劃建立,以搶佔軌道資源及頻譜資源需求驅動,而部分商業化明顯的衞星互聯網下游市場拓展或將主要由較為成熟的高軌衞星互聯網技術途徑進行拓展。目前,我國“國家隊”在衞星互聯網產業相關的星座佈局變化如圖5所示,低軌衞星互聯網方面,“國家隊”包括航天科技集團的鴻雁計劃與航天科工集團的虹雲工程,二者未來或被統籌進衞星網絡集團的國家衞星互聯網計劃中,而成功發射了試驗衞星,進度較快的民企包括銀河航天以及上海垣信等;高低軌聯合組網方面,目前中國電科集團已經披露了天地一體化信息網絡,高軌衞星互聯網方面,國內市場的主要運營商為航天科技集團的中國衞通。
同時,星網集團成立後,我國航天產業中的央企“國家隊”成員也再次擴充,根據目前公開信息推測,我們認為,航天科工集團、航天科技集團以及星網集團在“彈箭星船器”五大航天產業細分領域的業務分佈可如圖6所示。
2.1 衞星互聯網產業主要由空間段與地面段兩部分構成
如1.1節所述,衞星互聯網產業作為一種在衞星通信基礎上建立的一種重要衍生應用,其系統構成與衞星通信系統近似,參考衞星系統,主要由功能配套、長期持續穩定運行的空間系統與地面系統組成。具體如圖7所示。
① 空間系統
衞星互聯網系統的空間系統部分(衞星星座)主要由衞星互聯網星座組成,即多個具有相似功能的衞星分佈在同一軌道或者多個軌道面上,按照預先規劃的分佈規則運行,相鄰衞星之間可通過透明轉發、星上處理以及星上路由等技術實現數據傳輸,整個空間段衞星相互協作而形成“一張網”的網絡系統。其中,每個衞星都是由有效載荷(轉發器及天線等)和保障系統兩大類分系統構成。有效載荷用於直接完成特定的航天任務,保障系統用於保障衞星從火箭起飛到工作壽命終止星上所有分系統的正常工作,基本由結構系統、熱控制系統、電源系統、姿控系統、軌控系統及測控系統構成,衞星空間系統各分系統的具體功能如表5所示。
其中,衞星的設計、研發及製造也屬於系統工程,研製一顆傳統的新型衞星週期可達5-8年(小衞星或微小衞星研製週期有所不同,一般較短),而在研製發射成功後,其結構、電源、姿態和軌道控制等分系統構成的保障系統平台一般可繼續用於其他新研製的相同類型及規模的衞星,縮短未來型號的研製週期及降低成本。
衞星所處的在軌工作環境一般為真空、高低温交變、強電磁輻射等惡劣環境,因此衞星具有不可維修性、自主工作性的特點。在此條件下,衞星保障系統的性能指標主要包括尺寸、質量、功耗、壽命、可靠性、遙測參數、遙控指令等,而在有效載荷方面,具體到通信衞星,性能指標主要為噪聲係數、系統增益與增益平坦度、輸入輸出特性、靈敏度等等。
② 地面系統
衞星地面系統則主要由地面測控系統及地面應用系統構成。其中,地面測控系統由跟蹤測量系統、遙測系統、遙控系統、實時計算機處理系統、顯示記錄系統、時間統一系統、通信系統以及事後數據處理系統各分系統共同組成。具體各分系統的具體功能及構成如表6所示。
衞星地面應用系統根據衞星應用領域差異而有所不同,其中,衞星互聯網地面的應用系統產品與衞星通信應用系統近似,主要包括地面固定通信終端、移動終端等、可以服務於國防、公安、武警、消防、石油、電信、氣象、廣電、海洋等多個行業。
2.2 我國衞星互聯網產業市場分析
我國衞星互聯網市場可以拆分為空間段基礎設施(衞星製造市場)、地面段基礎設施(地面設備,包含用户終端)以及衞星互聯網運營市場。
目前市場上針對衞星互聯網產業相關各市場規模的預測結果眾多,且差異較大,我們認為主要原因為部分機構所用的測算方法直接套用了海外衞星產業的相關數據導致的偏差所致。具體偏差來源包括:
1. 我國衞星互聯網下游用户需求與海外的差異,部分測算方法直接通過參考或採用了美國SIA報吿中針對衞星產業中的各細分領域市場的數據,而並未考慮我國衞星互聯網產業下游應用市場由於政策、用户需求差異而從導致的與航天發達國家在需求端的差異性。
2. 我國衞星製造技術及產業規模與國外的差異。區別於我國在火箭發射次數與美國發射次數相近,我國衞星裝備發射數量與美國相差較大,而部分測算方法在假設國內衞星裝備製造成本上,直接採用海外如SpaceX等商業航天公司的衞星裝備製造成本、並未考慮我國現階段與國外成熟商業航天公司在商用衞星製造產業規模化和技術水平差異導致的成本差異。
3. 部分測算過程中對衞星產業的概念不清,如將通信衞星不區分大小規模,均按照同一製造成本進行市場預測,將衞星窄帶物聯網市場需求與衞星互聯網市場需求混淆,引用數據錯誤。
我們認為,以上均將導致對我國衞星互聯網產業各細分市場預測產生巨大的偏差,有可能引起投資者對該產業的判斷錯誤。因此我們將採用按照通信衞星大小規模進行分類,並基於我國國內公開披露的部分數據及合理假設對我國衞星互聯網相關的通信衞星成本的進行判斷,以得到更為貼近我國實際的衞星互聯網產業市場規模測算結果。
2.2.1 空間段(衞星製造)市場規模
在測算我國的衞星互聯網產業市場中的衞星製造市場中,需要先對我國“十四五”期間,衞星互聯網空間基礎設施建設中,對通信衞星數量的需求進行測算。我們主要對當前在軌正常工作衞星的退役更新以及未來衞星星座的新部署計劃兩部分構成分別進行測算。值得注意的是,由於市場規模測算區間為2021-2025年,因此本報吿中各類衞星的新增需求測算時將包含2021年1-4月已經發射的衞星。
目前我國在軌的通信衞星主要包括航天科技集團的中星衞星系列、亞太衞星系列、天鏈一號、中信集團的亞洲衞星系列以及中國電信運營的天通一號衞星系列,其中與衞星互聯網建設關聯較大或未來替換的衞星有可能採用高通量衞星(潛在構成高軌衞星互聯網星座)的衞星系列,主要為中星衞星系列以及亞太衞星系列。具體情況如下表所示。而以上的通信衞星一般為大型衞星,壽命基本為15年左右。
目前來看,我國開展新的通信衞星部署計劃,主要包括航天科技集團的鴻雁計劃、航天科工集團的虹雲工程、中國電科集團的天地一體化衞星建設(注:由於新成立的星網集團暫未披露對鴻雁計劃、虹雲工程等國家低軌衞星互聯網星座整合的規劃,本報吿暫時仍按照各國家低軌衞星互聯網星座原計劃推算)等。具體部署數量及部署計劃如下表所示。可以看出,我國未來三大通信衞星星座組網數量龐大,參考該類衞星特點及相關的披露信息,我們判斷以上星座中的低軌衞星均屬於小衞星或微小衞星,成本較低。
綜上,我們可以對2025年前已公佈的我國通信衞星需求做出測算,如下表所示,預計2025年前,我國通信衞星中大衞星需求9-11顆、小衞星或微小衞星需求1664顆。
綜上,結合以上對三大主要種類的衞星在2025年前已經披露的需求數量,我們對各類衞星測算基本假設以及測算的結果如表11所示。可以看出,我國2021-2025年衞星互聯網製造的市場規模可超過1060億元,年均市場不低於212億元。其中,90%以上市場將來自於部署在LEO的通信小衞星(或微小衞星)的小衞星(或微小衞星)。
2.2.2 地面段(地面設備)市場規模
衞星互聯網產業中的地面設備主要包含了大眾消費設備和網絡設備兩部分,大眾消費設備主要包括衞星電視、廣播、寬帶以及移動通信設備(假設未來衞星電視、移動通信等也是衞星互聯網的潛在下游市場)等;網絡設備主要包括了衞星信關站、控制站、網絡運營中心(NOCs)、衞星新聞採集(SNG)以及甚小天線地球站(VSAT);。
① 大眾消費類設備市場測算
我們認為,衞星移動通信設備終端、航空寬帶通信終端以及海上寬帶通信終端是目前比較明確的衞星互聯網大眾消費設備的主要構成。
移動通信設備終端方面,據工信部統計,截至2020年7月末,我國地面移動通信用户達到15.97億户,4G用户超過12.88億户。按照國際諮詢公司的測算方式,衞星移動通信用户數一般取地面移動通信系統用户數總量的0.2-1%,取下限計算,國內衞星移動通信市場的潛在用户數將達到319.4萬户,按佔該市場的1/3計算,保守估計直接使用衞星移動系統的活躍用户數量可超過100萬户,按照一户一台測算,個人直接使用的衞星手持移動通信終端需求為100萬台。而移動互聯網的發展,衞星移動培育了大量潛在的使用多模終端配置用户,即使按1%計算,多模終端數量也有望達到1600萬台。
參考中國信息通信研究院相關研究人員發佈的《衞星移動通信市場現狀及我國市場發展空間研究》中的數據,假設民用衞星移動通信終端價格5000元,多模移動互聯網智能手機價格1萬元,單兵手持終端價格2萬元,車載和便攜式終端價格20萬元進行測算,我國衞星移動通信終端總需求量可達2151萬台,總市場規模可以達到2012億元,具體測算如表12所示,但根據天通一號網披露,截至2018年12月,國內只有8-10萬衞星通信用户,不超過國內衞星移動通信終端總需求的0.5%,假設2025年衞星移動通信終端用户可以達到總需求的8%,即終端數量可以達到172萬台,2021年-2025年期間,每年衞星移動通信終端市場增量空間平均約為21.66億元左右。
航空寬帶通信方面,2020年,我國全國客機數量為4010架,我們假設飛機數量以10%的增速增長,鑑於當前我國航空衞星互聯網規模正處於推廣階段,保守估計2025年安裝衞星互聯網終端的飛機達到總數的15%,終端設備單價假設為200萬元,且每年以10%的價格下降,根據測算,2025年我國航空衞星互聯網市場規模可以到達11.45億元。
海上寬帶通信方面,基於國家海洋局披露的各類海洋生產用船及科研用船的歷史數據、以及中國漁業統計年鑑披露的我國海洋捕撈機動漁船保有量,我們對2021-2025年我國各類可能安裝衞星互聯網寬帶終端的船隻數量進行了測算(結果如下表所示)。同時,我們假設,每艘船隻的衞星互聯網終端設備價格為7500元(並按照每年下降10%幅度測算),2025年我國海上寬帶通信終端市場規模預計將達到2.19億元。
整體來看,我們測算,到2025年,我國目前較為明確的衞星互聯網終端消費設備市場預計在56.59億元左右。
② 網絡設備市場測算
衞星地面設備中的網絡設備,主要由衞星通信及衞星遙感應用,接收、傳輸衞星空間段數據的衞星數據接收站設備構成。其中,VSAT系統是重要的組成部分。一套完整的VSAT系統由通信衞星上的轉發器,地面大口徑主站(中樞站)以及眾多小口徑的小站構成,根據恆州博智(QYResearch)分析,2017年全球企業VSAT衞星通信系統市場總銷售額約11.53億美元,中國企業VSAT衞星通信系統市場為7.56億元,按照年複合增長率7.71%測算,2025年中國VSAT衞星通信系統市場預計可以達到13.70億元。我們認為當前國內VSAT系統市場規模較低的原因主要為我國衞星電視直播業務目前未能得到政策完全放開,尚未實現產業化發展。VSAT系統的應用領域當前主要集中於政府機構等公共服務部門。
另外,由於衞星通信、衞星遙感大型地面站一般為國家政府建設,市場增量較少且數據較難獲得,暫未詳細測算。衞星地面設備中的網絡設備暫以VSAT設備代替。
綜上所述,我們對衞星地面設備市場的各領域進行了測算,具體結果如圖9所示。我們對未來衞星地面設備市場規模有如下判斷:
(1)2025年我國衞星地面設備市場規模總體可以超過70億元(見圖9),其中消費設備市場規模佔比較大,超過80%。
(2)消費設備中的其他設備(衞星移動通信設備)方面,伴隨我國推進鴻雁星座、虹雲工程等低軌通信衞星的部署建設,未來衞星通信終端設備的市場需求有望增長,但受限於當前衞星通信終端設備較為昂貴、5G移動通信將迎來快速的拓展、光纖通信的地位短時間內較難撼動等因素影響,消費設備中的其他設備市場規模佔比短期內可能較難取得明顯的提高。
(3)網絡設備中的VSAT系統方面,儘管據航天科技集團披露,我國約有1.7億户家庭衞星電視直播的市場需求,但受到我國對衞星電視等VSAT系統重點應用領域在政策上存在不明確性,保守估計我國未來VSAT市場規模仍將保留在較低水平,在衞星互聯網地面設備市場規模中佔比最低。
2.2.3 運營段(衞星互聯網運營服務)市場規模
參考目前航天科技集團上市公司,我國高軌衞星互聯網運營商中國衞通的業務,我們將大眾消費通信服務、衞星固定通信以及衞星移動通信服務均考慮進我國衞星互聯網運營服務市場,並分別進行測算。
① 大眾消費通信服務市場測算
大眾消費通信服務方面,主要由衞星電視直播服務、衞星音頻廣播以及衞星寬帶業務(我們假設衞星電視、廣播、應急通信等是衞星互聯網運營服務的潛在下游市場)。
衞星電視直播市場測算
衞星電視直播方面,根據《我國衞星直播電視業務發展研究》中的分析,我國在2008年6月成功發射了中星9號衞星標誌着我國直播衞星系統的建成並投入使用。截至2018年年底,我國衞星直播電視“户户通”開通用户數量總計1.1億用户,我國的衞星直播電視已經成為了全球用户規模最大的平台。然而從經濟效益上來看,衞星直播電視項目絕大部分時間處於虧損狀態,主要根源為當前衞星直播電視平台未能實現商業化運作,國家對其定位仍是有線電視的補充,主要覆蓋邊遠農村地區,實行免費服務,靠政府每年的財政經費維持終端最基本的收視功能以及各省市的基本節目。
在此背景下,我們認為國內衞星電視直播業務與衞星音頻廣播的市場規模可以參考中國衞通的廣播電視業務收入,2018年中國衞通廣播電視業務營業收入為10.17億元,按照中國衞通在《招股説明書》中披露了公司在國內的市佔率約為80%測算,2018年我國衞星電視直播與衞星音頻廣播整體業務規模約為12.71億元。
同時,根據2020年11月我國廣電總局組織編制的《廣播電視技術迭代實施方案(2020-2022年)》中披露,明確提及將在2020-2022年間推進衞星傳輸系統升級以及推進衞星直播系統升級,具體措施包括實施衞星地球站高清超高清傳輸能力建設,升級衞星節目集成加密平台和衞星傳輸上行系統,滿足高清、超高清以及Ka頻段衞星傳輸技術試驗等業務上星需要;在2022年底,基本實現中央和省級衞視節目在直播衞星高清同播,推動其他省級頻道和少數民族語言節目高清同播,開展直播衞星與衞星互聯網的技術融合應用研究等等。
總體來看,在“十四五”早期到中期,基於對我國當前電視中,各分辨率(標清、高清、超高清等)上星頻道的數量及對應的帶寬的變化趨勢,經測算,我們預計2021-2023年中國廣播電視業務市場增速為19%、28%及28%,較我國廣播電視業務收入的增長率較2014-2018年中國衞通廣播電視業務的複合增長率1.01%將有快速提升,而在“十四五”中期到後期(2024-2025年),參考我國廣播電視業務市場規模有望伴隨高清直播及超高清電視頻道(4K及8K)的逐步推廣而出現快速增長,但受到標清電視頻道業務逐漸關停影響,市場規模增速或出現一定放緩,經測算,我們判斷市場年均複合增速可達到22%及18%,由此來看,2025年,我國衞星電視直播與衞星音頻廣播整體業務規模可以達到47.36億元。
衞星寬帶市場測算
衞星寬帶業務方面,下游的市場需求主要在於陸地衞星寬帶通信、航空衞星寬帶通信以及海上寬帶衞星通信。伴隨未來鴻雁星座及虹雲工程兩大低軌寬帶通信星座的建設,我國自主可控的衞星寬帶系統接入或將在2025年前將有穩步增長。
陸地衞星寬帶通信方面,根據寬帶發展聯盟統計,截至2018年末,我國寬帶普及率已到達較高水平,如圖10及圖11所示,而衞星寬帶收費價格相對較高(天海世界衞星海洋寬帶套餐:1519元/全年18G流量),而當前高鐵、動車寬帶通信大多采用沿線設立4G、5G基站的形式,而非成本較高的衞星通信方式,因此我們認為,未來幾年內,陸地衞星寬帶通信較難在我國推廣,其市場規模相較於航空衞星寬帶通信以及海上寬帶衞星通信可忽略。
航空寬帶通信方面,我們假設,每年航空客運人次按照10%增長(參考按照2019年我國航空客運人數6.60億人次,同比增長8.20%),鑑於當前我國航空衞星互聯網規模正處於推廣階段,保守估計航空寬帶通信2025年滲透率可到達25%,人員付費意願比例可逐步增長至40.00%(基於第三方調研機構CAPSE在2018年的調查研究結果,92%的國內旅客認為需要配備機上WiFi,27%的乘客願意為此付費),單人價格為100元測算,我們預計,2025年我國航空寬帶通信市場預計為38.60億元。
海上寬帶通信方面,基於國家海洋局和中國港口協會披露的歷史數據,我們對2021-2025年我國主要郵輪碼頭年旅客數、全國海洋捕撈漁船載人量、海洋運輸船舶、海洋油氣用船、海洋調查船、地質勘測船的載客量進行了測算(見下表),按照每人每月價格200元(按照每年下降10%幅度測算),我們預計,2025年我國海上衞星寬帶互聯網運營市場規模預計將達到18.05億元。
綜上,我們測算出2025年前衞星服務中大眾消費通信服務的市場規模可以超過百億元,具體如圖12所示。
② 衞星固定通信服務市場測算
衞星固定通信服務方面,航天科技集團所屬上市公司中國衞通作為世界第六大固定通信衞星運營商,其業務包含了衞星固定通信服務、轉發器租賃等,據公司統計,公司業務國內市佔率達到80%,根據2018年中國衞通通信、應急保障業務收入為14.63億元測算,我國2018年固定通信服務市場規模約為18.29億元,假設不考慮中國衞通再次發射通信衞星對公司利潤的影響(即僅考慮需求端增速),且國內政策未出現大規模變動,未來幾年固定通信服務業務收入的增長率取2014-2018年中國衞通通信、應急保障業務收入的複合增長率1.82%測算,2025年我國衞星固定通信服務市場規模可以達到20.75億元。
③ 衞星移動通信服務市場測算
衞星移動通信服務方面,截至2019年12月25日,天通一號網披露的天通一號通信衞星語音年卡銷量649張,套餐費及服務費合計1700元;數據年卡銷量205張,套餐費及服務費合計3900元。按照二者銷量加權測算的天通一號用户年套餐及服務費合計2528.10元。參考衞星移動通信地面設備用户數量,我們預計2025年我國衞星移動通信服務市場可以達到40.69億元。
綜上,我們對衞星服務市場的各領域進行了測算,具體結果如圖13所示。我們對未來衞星地面設備市場規模有如下判斷:
(1)2025年我國衞星互聯網運營服務市場規模總體可以超過165億元。
(2)大眾消費通信服務方面,未來市場中增速最快的細分領域在於航空寬帶通信服務,而衞星電視廣播服務在我國即將推廣超高清衞星電視背景下,市場也有望到達47億元左右,較2018年衞星電視廣播服務市場規模增長272.57%。
(3)衞星固定及移動通信服務方面,衞星固定通信的市場規模較小且增速較低,2025年市場規模預計在20億元左右,衞星移動通信市場規模預計可以超過40億元。
彙總2021-2025年我國衞星互聯網產業中的空間段、地面段以及運營段的市場測算結果,我國衞星互聯網產業總體市場規模預測如圖14所示。可以看出,2025年我國衞星產業總體規模將接近450億元,其中,由於我國衞星互聯網產業仍將處於空間建設階段,導致我國衞星互聯網產業市場規模中空間段市場佔比較大,同時可以看出,我國衞星互聯網運營段市場規模增速同樣較快,我們判斷衞星互聯網運營段中的高軌衞星互聯網對應的服務市場(特別是衞星電視廣播、航空互聯網以及海洋互聯網市場)將成為未來幾年內我國衞星互聯網產業市場規模的主要增長點。值得注意的是,本測算基於全部衞星互聯網星座計劃均可在“十四五”期間如期完成,如有計劃變更則預測結果需要動態調整,
2.3 我國衞星互聯網產業鏈及市場參與主體
衞星互聯網的產業鏈類似於傳統的衞星通信產業,具體可如圖15所示。
① 空間段
由於衞星互聯網產業屬於衞星通信產業的一種特殊應用,空間段建設與通信衞星製造產業鏈高度一致。
通信衞星製造產業鏈上游主要為通信衞星的工程研製,包括衞星的總體論證、設計、仿真測試及試驗。衞星總體論證設計、仿真測試及試驗主要由航天科技、航天科工集團及中科院所屬衞星相關研究所或所屬企業、相關高校參與,此外當前也有部分微小衞星(立方星)的總體設計、仿真測試及試驗由高校、相關商業衞星企業參與。
通信衞星製造產業鏈中游主要包括衞星試樣的設計、製造及生產、其中涉及到的有效載荷、結構系統、測控系統、姿軌控制系統、熱控系統、電源系統由於對相關專業技術積累及資質要求較高,同時與衞星的總體論證、設計關聯性強,因此行業壁壘較高,主要仍以航天科技、航天科工集團及中科院等相關科研院所或所屬企業參與,民營企業主要集中於零部件及電子元器件等配套產品供應。而目前參與衞星地面測控網及數據處理的參與者已開始由航天科技集團、航天科工集團及中科院等相關科研院所或所屬企業向部分具有相關資質的民營企業拓展。
通信衞星產業鏈下游目前主要對接了衞星互聯網產業中的運營服務及地面終端設備等。
② 地面段及終端設備
衞星地面站目前主要由航天科技集團所屬單位及部分民營商業航天企業構成,而終端設備方面,主要可以細分為上游的基礎軟件及基礎硬件、中游的終端及系統集成、以及下游的運營、解決方案構成。
上游方面,由於衞星互聯網產業屬於衞星通信產業的一種特殊應用,部分基礎軟件和基礎硬件與衞星通信終端所使用的一致,所以相關企業與衞星通信終端企業的一致程度較高,具體企業或上市公司可參考深度報吿《新時代的中國航天》中所示。
中下游方面,相關終端及系統集成與運營解決方案提供商存在一定關聯性,伴隨星網集團的成立,目前我國衞星互聯網的運營商國家隊或將主要以航天科技集團所屬中國衞通(高軌)以及新成立的星網集團(可能為低軌)為主。其他還存在部分其他國企,或民營企業,為部分衞星互聯網星座提供運營及解決方案服務。
2.4 我國衞星互聯網產業技術發展趨勢
衞星互聯網產業空間段的技術發展趨勢方面,由於衞星互聯網產業屬於我國衞星通信產業的一個衍生應用,其空間段的技術發展趨勢可以參考深度報吿《新時代的中國航天》中對通信衞星的技術發展趨勢。
衞星互聯網產業地面段的技術發展趨勢方面,由於衞星互聯網產業鏈下游的衞星通信應用主要由衞星移動通信設備及大眾消費通信、衞星固定通信及衞星移動通信為代表的運營服務組成,而衞星移動通信設備的技術發展本質上是由下游大眾消費通信、衞星固定通信及衞星移動通信需求驅動的運營服務需求所影響的。
結合我國在衞星互聯網產業的佈局,我們判斷,我國衞星互聯網產業,在短期內或通過GEO軌道的高通量衞星開展衞星通信業務,同時佈局低軌衞星通信組網實現“卡位”可能仍將是當前航天產業“國家隊”的主流發展方向,未來中長期衞星互聯網將有望向高性價比的高通量衞星以及中低軌衞星網路組網技術融合發展,實現中低軌高通量衞星通信組網。同時結合5G移動通信網絡的落地,衞星通信在5G,甚至是6G(地面無線與衞星通信集成)的融合應用也有望被衞星通信運營商視為開闢新業務的重要方向。在此基礎上,衞星通信地面系統、終端設備及運營存在如下技術發展趨勢:
① 地面系統(關口站)
關口站作為衞星通信網與國際互聯網的接口設施,高通量衞星關口站的主要特點是大規模的路由交換和大吞吐量。關口站終端設備包括射頻和基帶部分的集成。
基帶設備方面,主要由調製和解調設備、系統時鐘單元、中頻分配單元、切換開關、關口站服務器以及與地面互聯網之間的接口設備等構成。目前,為了支撐高通量衞星通信系統的高速率鏈路,基帶設備需要採用更先進的技術以提高頻率利用率、極端特殊場景的適應性和對大數量用户組網的支撐能力。
射頻系統方面,主要由衞星終端射頻系統由大口徑天線、上變頻器(BUC)、HPA安裝、低噪聲放大器(LNA)等組成。其核心任務是提高發射和接收增益,同時研究小型化便攜天線,以適應未來個人用户的需求。通過採用新材料和工藝,在不斷提升性能的同時,也有效降低天線的製造成本。目前,一個重要的技術發展方向即成本低,並且散熱少從而使系統更容易穩定的液晶相控陣衞星天線終端。
② 通信終端
通信終端的研製思路應當設計以互聯網為基礎的網絡應用方案,而不是傳統衞星的網狀網或星狀網的思路,終端的能力成為整個應用的核心,既要在高頻率段上降低成本,同時在吞吐能力上要有所提升。具體包括以氮化鎵管芯為基礎的Ka頻段寬帶功放模塊等關鍵部件的集成化以及寬角掃描技術,以及研製支持超過100Mbps IP數據吞吐的高度集成調制解調器。
③ 運營模式
傳統的封閉式衞星網絡運營方式由一個實體運營商運營衞星,構建地面系統,再直接向最終用户提供服務,也可以通過一個或多個零售合作伙伴向最終用户提供服務。在這樣的“Mbps”模型中,衞星運營商通過各種服務產品出售Mbps,最大限度提高投資回報率。而一個或多個服務提供商從衞星運營商購買衞星物理帶寬來提供其衞星通信服務給用户。這種運營模式下,產業的利潤來源於流量費用,隨着我國通信業不斷提速降費,這種封閉式經營思路會面臨利潤下降甚至虧損。同時,由於服務模式被固定在資源流量上,難以激發創新服務模式。
為了避免衞星通信管道化,激發運營商和中間環節服務商探索創新應用和服務模式的動力,應轉變為更加開放的衞星運營方式。包括衞星運營商在提供帶寬等物理資源外,同時向服務提供商提供系統能力的服務,在這種模式下,衞星運營商通過合理的資源管理和動態調配,可以為遠大於封閉模式下數量的服務商提供通信能力,也增加了運營商的利潤。
考慮到以上高低軌衞星互聯網系統的差異,我國衞星互聯網產業現狀,結合我國互聯網用户的消費習慣以及當前國際局勢,針對我國衞星互聯網產業發展方面,我們有如下判斷:
(1)我國衞星互聯網產業有望進入一個高低軌衞星互聯網兩大技術途徑並舉的時代。其中,星網集團的成立或表明我國短期內將統籌規劃,加速低軌衞星互聯網星座的部署進度,而高軌衞星互聯網目前更為成熟,預計仍將由航天科技集團所屬單位建設運營。
(2)低軌衞星互聯網方面,短期來看,未來的低軌衞星互聯網星座下游或主要集中在應急通信、海洋及科考作業、軍用武器裝備通信等對網絡實時性要求較高,且主要由國家政府需求驅動,而非以盈利為目的應用領域中,在此背景下,可回收運載火箭技術、實現終端小型化、集成化等能夠降低低軌衞星互聯網建設及運營成本的技術,將成為能夠決定何時低軌衞星互聯網星座能夠向偏遠地區通信、物聯網、空域寬帶通信等民用領域拓展的關鍵因素。
(3)高軌衞星互聯網方面,未來的主要應用領域將集中在空域寬帶通信、海洋遊輪等所處地區沒有複雜地形,對高軌衞星互聯網延時大等缺點不敏感的場景中。伴隨“十四五”中後期中星9D、中星26號的發射,我國高軌衞星互聯網有望在航空互聯網、海洋互聯網、應急領域等衞星互聯網的商用化市場實現快速拓展。
(4)受到可能存在的全球地面布站限制和頻率資源匱乏限制,從我國實際情況出發,建設純低軌的衞星互聯網星座可能並不現實,我國或考慮通過高低軌星間鏈空間組網的方式突破全球地面布站限制和頻率資源匱乏限制,充分利用高軌衞星系統優越性,打破政治地緣限制,確保衞星互聯網業務安全可靠,同時為用户提供更優質服務體驗。在此背景下,星間鏈路通信技術將成為影響我國衞星互聯網產業發展的核心技術。
結合對我國衞星互聯網的產業分析,我們對未來“十四五”期間衞星互聯網產業發展中藴藏的投資機會,有如下觀點:
(1) 衞星互聯網產業的空間段(衞星製造)領域,伴隨我國對低軌衞星互聯網搶佔軌道及頻譜資源存在急迫性,十四五中後期,低軌通信小衞星或微小衞星製造市場需求有望逐步放量,參考傳統通信衞星各分系統價值部分,價值量佔比較高的有效載荷、控制系統、電源系統、天線系統、測控系統、總裝和試驗及總體領域的值得重點關注,上市公司包括中國衞星(小衞星設計、總裝及核心零部件生產)、康拓紅外(宇航級微電子集成電路)、航天電子(有效載荷、衞星測控、控制系統)、海格通信(天線)、天銀機電(恆星敏感器)等。
(2)衞星互聯網產業地面段(地面設備)領域,短期內,我國衞星互聯網產業中的高軌衞星互聯網下游有望優先得到拓展,部分具有明確下游需求的領域,如航空互聯網及海洋互聯網等終端設備中上游的市場需求也有望率先釋放,相關上市公司建議重點關注:中國衞星(衞星通信終端設備製造)、振芯科技(衞星互聯網綜合應用服務雲平台)、海格通信(衞星互聯網信息系統、終端、天線、終端裏面的TR組件與芯片)、盟升電子(天線)等。
(3)衞星互聯網產業中的運營段(運營服務)領域,“十四五”期間,空間基礎設施已取得一定進展、且商業模式更為成熟的高軌衞星互聯網領域市場預計將優先得到快速發展,相關上市公司建議重點關注我國高軌高通量衞星互聯網運營商,航天科技集團所屬上市公司中國衞通。
(1)衞星互聯網產業中,相關項目一般均具有資金投入大、研製週期較長的特點,存在研發進展不及預期的風險,同時由於項目投資回收期一般較長,項目相關企業存在資金鍊斷裂的風險;
(2)衞星互聯網產業中,涉軍企業存在軍隊改革進度不及預期、型號研發和生產進展不及預期、訂單釋放進度低於預期、應收賬款回款較慢、軍工資質申請或延續過程中出現障礙、泄密等風險;
(3)衞星互聯網產業中的國有企業存在國企改革進度不及預期風險;
(4) 衞星互聯網產業中,包括且不限於航天發射、衞星入軌等航天活動均存在技術引發的失敗風險;
(5)衞星產品研製週期較長,衞星入軌存在技術引發的失敗風險;
(6)衞星互聯網應用市場存在較大的波動性風險,相關企業存在市場推廣不及預期的風險;
(7)衞星互聯網涉及到的衞星軌道資源及頻譜資源競爭激烈;
(8)商業航天相關支持政策、配套政策存在推出進度不及預期的風險;
(9)新冠肺炎疫情存在不確定性,對衞星互聯網產業的發展存在多方面潛在風險。