2020年互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星制造納入新基建，行業(yè)深耕者搶先布，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展?jié)摿薮?，應用場景廣闊[圖]

    衛(wèi)星通信是以人造衛(wèi)星作為中繼節(jié)點的無線通信方式，可用于骨干傳輸、遠程接入、移動通信、固定通信、電視廣播等場景，適用于空天地海等各種環(huán)境，在公網(wǎng)（廣播/電信）與專網(wǎng)（政府/交通/能源/軍事/應急）一直發(fā)揮著不可或缺的作用。是繼有限互聯(lián)、無線互聯(lián)之后的第三代互聯(lián)網(wǎng)基礎設施革命，依托的是低軌衛(wèi)星星座項目，直接影響國家戰(zhàn)略安全。具體體現(xiàn)在：

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    4月20日，國家發(fā)改委表示，新型基礎設施主要包括信息基礎設施、融合基礎設施、創(chuàng)新基礎設施等三方面內容。信息基礎設施是基礎中的基礎，包括5G、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)等。其中，除衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)之外，其他領域多次被提及，而衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是首次納入通信網(wǎng)絡基礎設施范疇。

    受此消息影響，衛(wèi)星導航板塊昨日強勢拉升，今日盤中再度走強，截至發(fā)稿，天銀機電兩連板，中國衛(wèi)通、雷科防務漲幅超5%，航天電子漲約3%。

    衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈主要由衛(wèi)星制造、發(fā)射服務、地面設備制造、衛(wèi)星服務四個主要環(huán)節(jié)構成。其中，從節(jié)奏上看，衛(wèi)星制造和發(fā)射首先落地，已經(jīng)具有較大投資價值，其次是地面設備制造，最后是衛(wèi)星服務。從結構上看，衛(wèi)星服務市場規(guī)模最大，占據(jù)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模一半以上，衛(wèi)星制造和地面設備其次，產(chǎn)業(yè)節(jié)奏和結構倒掛。

    依照產(chǎn)業(yè)落地順序及國產(chǎn)化能力選擇子領域和公司，首先衛(wèi)星配套制造中的時頻、相控天線系統(tǒng)、星敏感器等價值量較大，國產(chǎn)化能力較強，推薦和而泰，受益標的為天奧電子、天銀機電、中國衛(wèi)星等；地面設備及終端是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)滲透率提升的關鍵，推薦海格通信，受益標的為華力創(chuàng)通；后續(xù)衛(wèi)星運營及增值服務空間極大，受益標的為中國衛(wèi)通等。

    一、通信衛(wèi)星功能組成

    衛(wèi)星一般可分為衛(wèi)星平臺和載荷兩部分。衛(wèi)星平臺是支持和保障有效載荷正常工作的所有服務系統(tǒng)構成的組合體,可分為結構、熱控、控制、推進、供配電、測控、綜合電子等分系統(tǒng);通信衛(wèi)星的有效載荷主要是天線和轉發(fā)器。

    與總體設計與AIT::衛(wèi)星研制任務一般采取啞鈴型的經(jīng)營模式,衛(wèi)星研制總體單位負責衛(wèi)星系統(tǒng)總體設計、部分分系統(tǒng)研制以及整星AIT工作,外購其他分系統(tǒng)及零部件。整星AIT是衛(wèi)星研制過程中重要的驗證環(huán)節(jié)之一,是影響衛(wèi)星產(chǎn)能的重要因素。

    通信衛(wèi)星整機單位主要包括包括航天五院通信衛(wèi)星事業(yè)部和中國衛(wèi)星（600118）、航天科工空間工程發(fā)展有限公司、中電科54所、銀河航天等。

    控制分系統(tǒng):一般由星敏感器等敏感器、控制器、飛輪等執(zhí)行機構組成。星敏感器主要研制單位包括航天五院502所、天銀機電（300342）、中科院光電所、長光衛(wèi)星、航天八院803所等;飛輪制造商主要包括航天五院502所、航天八院803所、長光衛(wèi)星、軸研科技（002046）等;控制計算機核心芯片相關企業(yè)主要有航天九院771所和772所、康拓紅外（300455）、歐比特（300053）、中科芯集成電路股份有限公司等。

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    衛(wèi)星低成本制造途徑:衛(wèi)星自動化大批量生產(chǎn)是降低成本的關鍵,OneWebSatellites利用多領域人才合作顛覆傳統(tǒng)衛(wèi)星制造業(yè),通過模塊化并行生產(chǎn)提高效率;另外通過優(yōu)選供應商,大規(guī)模集中采購壓低價格;選用低成本成熟技術以降低成本。

    1、衛(wèi)星平臺及其功能組成

    根據(jù)不同航天任務，可支持或經(jīng)局部修改就可支持多種有效載荷的衛(wèi)星平臺稱為公用衛(wèi)星平臺。我國現(xiàn)已發(fā)展了DFH-1、DFH-2、DFH-3、DFH-4四代通信衛(wèi)星平臺，采用DFH-5衛(wèi)星平臺的實踐二十號試驗驗證衛(wèi)星也已于2019年年底發(fā)射成功；國外主流的通信衛(wèi)星平臺包括波音公司的BSS-702平臺、洛馬公司的A2100平臺、勞拉公司的LS1300平臺、泰雷茲-阿萊尼亞公司的Space-bus-4000平臺以及空客公司的Eurostar-3000平臺，這些平臺代表了世界上最先進的技術水平。

    按衛(wèi)星系統(tǒng)物理組成和服務功能不同，衛(wèi)星平臺可分為結構、熱控、控制、推進、供配電、測控、綜合電子等分系統(tǒng)。

衛(wèi)星平臺的功能組成

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    2、有效載荷及其功能組成

    通信衛(wèi)星有效載荷主要完成來自地球站的信號接收、信號變換和向地球站的信號發(fā)送。通信衛(wèi)星有效載荷一般由天線分系統(tǒng)和轉發(fā)器分系統(tǒng)組成，兩者配合起來完成信號轉發(fā)任務。

衛(wèi)星的功能組成及相關上市公司

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    二、通信衛(wèi)星總體設計與AIT

    1、衛(wèi)星總體設計與總裝測試試驗

    衛(wèi)星研制任務一般采取啞鈴型的經(jīng)營模式。衛(wèi)星研制總體單位負責衛(wèi)星系統(tǒng)總體設計，重要分系統(tǒng)如衛(wèi)星電源、測控和星務等分系統(tǒng)的研制，以及整星AIT（總裝、測試、試驗）工作，其他構成衛(wèi)星總體的各分系統(tǒng)、零部件、元器件由協(xié)作配套單位提供。

    通信衛(wèi)星總體設計是根據(jù)用戶任務用戶需求和工程大系統(tǒng)接口約束，進行衛(wèi)星總體設計、分析與驗證，包括衛(wèi)星任務需求分析、軌道與星座設計、工程大系統(tǒng)接口設計、有效載荷系統(tǒng)設計、衛(wèi)星平臺設計、衛(wèi)星總體性能分析與優(yōu)化、系統(tǒng)級試驗驗證、空間環(huán)境防護設計、可靠性安全性設計、研制流程和標準體系設計等，其根本目標是研制出滿足用戶任務要求、與工程大系統(tǒng)接口協(xié)調匹配、技術實施途徑合理可行、系統(tǒng)綜合性能最優(yōu)、關鍵功能可測試驗證的通信衛(wèi)星。

    整星AIT是衛(wèi)星研制過程中重要的驗證環(huán)節(jié)之一。通過AIT，可以盡早發(fā)現(xiàn)問題，保證產(chǎn)品質量，確保飛行任務成功。國內小衛(wèi)星傳統(tǒng)AIT流程較為繁雜，在整個測試流程中，衛(wèi)星需要多次開合板總裝操作，大概需要200天；未來國內大規(guī)模衛(wèi)星星座開始建設，必須改變傳統(tǒng)的AIT工作模式，優(yōu)化工作流程，強化衛(wèi)星總體設計，適應快速AIT的需要，采用多星并行、精簡測試和試驗驗證項目，縮短測試和試驗時間，發(fā)展自動化測試與試驗技術，提高AIT效率。

    2、國內通信衛(wèi)星整機研制單位

    我國具備衛(wèi)星整機研制能力的企事業(yè)單位主要包括航天科技集團空間技術研究院（通信事業(yè)部、航天東方紅、深圳東方紅）、航天科工空間工程發(fā)展有限公司、上海航天技術研究院、中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、長光衛(wèi)星等國家隊，以及銀河航天、天儀研究院、九天微星、千乘探索、國星宇航、零重力實驗室、微納星空、吉利科技集團等民營企業(yè)以及清華大學、哈工大等高校。從事通信衛(wèi)星研制工作的主要包括航天科技集團空間技術研究院、航天科工空間工程發(fā)展有限公司、中電科54所、銀河航天等。

衛(wèi)星整機主要企業(yè)及上市公司

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    九、行業(yè)深耕者搶先布局，資本助推，開啟航天商業(yè)時代

    1、新國防領域之空天賽道：衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，搶占空天軌道資源戰(zhàn)略高地

    低軌衛(wèi)星軌道資源有限，國際衛(wèi)星發(fā)射加速將倒逼中國加快進行衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設。由于高軌衛(wèi)星傳輸時延大，一般為500ms左右；而低軌衛(wèi)星可以實現(xiàn)50ms以內的時延，這相當于地面光纖網(wǎng)絡，基本上實現(xiàn)實時或者近實時數(shù)據(jù)傳輸?？仗熨Y源包括衛(wèi)星頻率和軌道，對于人類進行空間活動重要性非比尋常。然而實際可用的軌道和頻段有限，而各國空間活動常態(tài)化正在加快對該資源的獲取，供不應求的局面正在加劇。當前國際規(guī)則中對軌道和頻率的主要分配形式為“先申報就可優(yōu)先使用”，各國亦借衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設的契機對空天資源的高地進行搶占。

當前國際主要的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃

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    2、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展?jié)摿薮髴脠鼍皬V闊

    智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國低軌衛(wèi)星行業(yè)市場深度評估及發(fā)展規(guī)模預測報告》顯示：2018年全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)總收入為2774億美元，其中衛(wèi)星制造為195億美元，增速已升至28%。全球通信衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)總收入約1200億美元，若簡單地類比衛(wèi)星制造所占份額，則2018年衛(wèi)星制造市場空間為84億美元，審慎按年增速20%計算，則2025年將達到300億美元。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)可以分為組網(wǎng)、應用兩個階段。組網(wǎng)市場包括：衛(wèi)星制造、發(fā)射、聯(lián)網(wǎng)、維護等相關業(yè)務，是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)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。

    2015-2018年全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)規(guī)模（億美元）

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    2018年全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈各部分收入占比

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    其中，2018年衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)收入占據(jù)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)最大份額，總收入為1265億美元，較2017年下降1.7%。其中，衛(wèi)星電視直播收入為942億美元，比上年減少3%;衛(wèi)星音頻廣播收入為58億美元，較上年增長7%;衛(wèi)星寬帶業(yè)務收入為24億美元，較上年增長14%;衛(wèi)星固定通信業(yè)務收入為179億美元，與上年持平;衛(wèi)星移動通信收入為41億美元，比上年增長3%;遙感領域收入為21億美元，較上年減少5%?？傮w來看，衛(wèi)星通信收入占衛(wèi)星服務業(yè)收入比重高達98.34%。

    2018年衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)收入分布

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    2018年衛(wèi)星服務收入結構情況

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    衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)包括衛(wèi)星電視直播、衛(wèi)星音頻廣播、衛(wèi)星寬帶、衛(wèi)星固定通信業(yè)務、衛(wèi)星移動通信業(yè)務及對地觀測業(yè)務，其中衛(wèi)星電視直播比重高達74.47%，此文主要討論與近年來物聯(lián)網(wǎng)高度相關的衛(wèi)星寬帶、衛(wèi)星移動通信及衛(wèi)星固定通信業(yè)務，三項業(yè)務收入占比達近20%。

    而從發(fā)射情況來看，2018年共發(fā)射314顆衛(wèi)星，商業(yè)通信衛(wèi)星占22%，民用/軍用通信衛(wèi)星占4%，通信衛(wèi)星合計占26%。此外，研究與開發(fā)(R&D)衛(wèi)星占18%，遙感衛(wèi)星占39%，科研衛(wèi)星占4%，軍事偵察衛(wèi)星占6%，導航衛(wèi)星占8%，其他衛(wèi)星占1%。

    2018年發(fā)射衛(wèi)星類型數(shù)量占比

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    不同于政府航天活動，商業(yè)航天以盈利為目的，按市場規(guī)則配置技術、資金、人才等資源。2018年底全球通信衛(wèi)星數(shù)量近800顆，行業(yè)總產(chǎn)值約2800億美元；小衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，將成為衛(wèi)星制造市場的帶動力量，預計2025年全球小衛(wèi)星制造和發(fā)射市場規(guī)模將超過200億美元。

    高通量寬帶衛(wèi)星需求刺激下，衛(wèi)星通信將迎來新風口。美歐等主要國家近年來加快衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的部署，SpaceX、Oneweb、Facebook等科技巨頭積極參與，后兩者均于2019年開始部署近地軌道巨型星座。SpaceX已公布其Starlink衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃，該計劃將發(fā)射12,000顆衛(wèi)星，在太空中形成一個巨大的人造衛(wèi)星星座，為全球每一個角落提供互聯(lián)網(wǎng)連接。2018年我國衛(wèi)星通信市場規(guī)模僅為600億元，占據(jù)世界份額為7.1%。目前我國首張國產(chǎn)衛(wèi)星移動通信終端入網(wǎng)牌照已發(fā)放，完整產(chǎn)業(yè)鏈已被打通，未來大規(guī)模組網(wǎng)將受到需求刺激呈現(xiàn)爆發(fā)增長。目前我國已披露的衛(wèi)星發(fā)射計劃達到656顆，按小衛(wèi)星均價1200萬美元/顆計算，衛(wèi)星制造的市場空間將達到550億元。2018年底我國已發(fā)布衛(wèi)星移動通信終端入網(wǎng)牌照，2025年我國衛(wèi)星通信設備行業(yè)產(chǎn)值將超過500億元。

    國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)“鴻雁星座”和“虹云工程”。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(wèi)星制造、火箭發(fā)射技術在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)中可發(fā)揮重大作用。鑒于海外企業(yè)已進入小衛(wèi)星密集部署階段，國內企業(yè)尚存在一定差距，唯有采用國家頂層設計、企業(yè)分工協(xié)作的方式，方可在中期內實現(xiàn)對海外企業(yè)的加速趕超。

當前我國主要的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)計劃

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    近十年，全球商業(yè)航天取得巨大進展，2018年，全球航天經(jīng)濟總量約為4000億美元，其中商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)占比高達76%。有機構預測稱，未來全球航天經(jīng)濟市場規(guī)模有望突破萬億美元。

    從商業(yè)航天的業(yè)務分布來看，商業(yè)載人、深空探測、太空站等業(yè)務仍處于萌芽階段，總體經(jīng)濟規(guī)模較??；而衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)市場需求旺盛，近十年來，全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)總收入呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢，在2018年達到歷史最高2774億美元，長期以來這都是商業(yè)航天的重點領域之一。

    在廣泛進行“天基互聯(lián)網(wǎng)”的建設之前，早有一些民營航天力量在這一領域進行探索。美國著名的民營航空公司SpaceX公司在3月18日發(fā)射了第六批星鏈衛(wèi)星，總計在軌運行衛(wèi)星數(shù)量達到360顆，今年內就將可以為北美地區(qū)提供互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)服務。國內的航天企業(yè)深耕產(chǎn)品，接連取得新進展：宇航推進火箭發(fā)動機關鍵部件完成交付；零壹空間成功交付某火箭試驗移動發(fā)射車；銀河航天成功發(fā)射首顆支持5G通用的低軌寬帶通信衛(wèi)星……在推動太空探索的同時，也讓更多航天技術得到應用落地和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

    縱觀各國航天產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，大體上都經(jīng)歷了由技術驅動，到商業(yè)需求驅動產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程。作為國家戰(zhàn)略，航天產(chǎn)業(yè)長期受到國家政策的嚴格管控，但因技術研發(fā)成本巨大，單一力量很難推動技術迭代。為了更好實現(xiàn)航天技術進步，航天產(chǎn)業(yè)政策逐漸由管制到開放，再逐漸扶持民間資本，引入市場機制刺激航天技術的發(fā)展。

    十、國外經(jīng)驗對我國衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展的啟示及投資建議

    全球49%人口未實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)覆蓋，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是突破數(shù)字鴻溝實現(xiàn)“全球互聯(lián)”的核心基礎設施：目前互聯(lián)網(wǎng)滲透率增長已明顯放緩，且中低收入地區(qū)放緩更為明顯。ITU指出通過傳統(tǒng)通信骨干網(wǎng)絡在人口與互聯(lián)網(wǎng)滲透率低的區(qū)域實現(xiàn)全球互聯(lián)的難度較大。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是解決地球“無互聯(lián)網(wǎng)”人口數(shù)字鴻溝的主要手段。

    3GPP、ITU兩大通信標準組織指出衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)兩大應用場景，商業(yè)價值外應關注空間軌位戰(zhàn)略價值：eMBB（增強移動寬帶）---天地融合通信；全球互聯(lián)mMTC（大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)）---大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應用。除商業(yè)價值外，空間軌位戰(zhàn)略價值也將成為衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)公司的主要爭奪點，我國預計也將出現(xiàn)1~2家Starlink級別衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)參與空間戰(zhàn)略資源前期開發(fā)的競爭。

    全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設于2020年正式開始，美1月份已發(fā)射120顆衛(wèi)星：美國開啟正式商用衛(wèi)星的密集發(fā)射，前兩大星座今年計劃入軌1800顆互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星，對應制造和發(fā)射服務費用在30億美元以上，2021年開始正式商用運營，到2028年Starlink全部組網(wǎng)完成，或將具備600億美元收入（據(jù)報道，Starlink年內將進行24次發(fā)射，預計完成1440顆衛(wèi)星衛(wèi)星入軌；Oneweb每季度將發(fā)射90顆衛(wèi)星，2020年預計入軌360顆）
OneWeb、Starlink已經(jīng)開始大規(guī)模建設，其大批量、低成本的衛(wèi)星生產(chǎn)能力顛覆了傳統(tǒng)衛(wèi)星制造業(yè)。我國低軌互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星星座建設面臨著時間和成本上的較大壓力，其中空間段資產(chǎn)的低成本是下游成功運營的重中之重。

參照國際先進經(jīng)驗，我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星星座低成本可采取以下途徑：

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    我國目前與美國為第一梯隊，建設進度落后一年，目前僅中美兩國開始全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的建設：中國2020年1月銀河航天已完成首次發(fā)射，鴻雁星座也計劃于2020年進行試驗系統(tǒng)建設，因美國試驗衛(wèi)星主要于2019年發(fā)射，因此我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設進度目前或落后美國約一年時間。

    我國或誕生1-2家世界級衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，對標美國SpaceX(Starlink)建設計劃，或需8年入軌1.1萬顆；2028年預計我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)總收入或可達580.5億美元（3993.84億人民幣）。

    星座組建制造先行，衛(wèi)星制造業(yè)與火箭制造業(yè)或將進入8年周期的高景氣上行：2021年或將出現(xiàn)22.5億美元衛(wèi)星制造市場，同比增長或可達332.7%，2021至2027年或為衛(wèi)星制造高景氣階段。

    衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)應用與地面設備：全球互聯(lián)數(shù)據(jù)價值與大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)服務將占據(jù)此行業(yè)最大比例產(chǎn)值，2028年或達500億美元量級。