摘要:近幾年,國內(nèi)外掀起了衛(wèi)星通信發(fā)展的熱潮,各國高通量衛(wèi)星、低軌星座衛(wèi)星、物聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星等新應(yīng)用競相發(fā)展。2023年度全球有10個(gè)國家進(jìn)行航天發(fā)射活動(dòng),航天發(fā)射次數(shù)總計(jì)223次,成功211次,成功將2934個(gè)載荷送入軌道,其中通信衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量最多,為2337顆(包括1984顆星鏈衛(wèi)星和132顆一網(wǎng)星座衛(wèi)星),占所有入軌載荷的79.6%。目前,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)已被國家發(fā)改委劃定為“新基建”信息基礎(chǔ)設(shè)施之一,商用通信衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用的大時(shí)代正在到來,未來衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)將不斷完善。
一、定義及分類
通信衛(wèi)星是指用作無線電通信中繼站的人造地球衛(wèi)星,是各類衛(wèi)星通信系統(tǒng)或衛(wèi)星廣播系統(tǒng)的空間部分。一顆靜止軌道通信衛(wèi)星大約能夠覆蓋地球表面的40%,使覆蓋區(qū)內(nèi)的任何地面、海上、空中的通信站能同時(shí)相互通信。通信衛(wèi)星是世界上應(yīng)用最早、使用范圍最廣的衛(wèi)星之一,其種類繁多,按應(yīng)用領(lǐng)域可分為固定通信衛(wèi)星、移動(dòng)通信衛(wèi)星、通信廣播衛(wèi)星等。按照軌道高度不同分為低軌道衛(wèi)星、中軌道衛(wèi)星和高軌道衛(wèi)星。按波束數(shù)量可分為高通量衛(wèi)星及傳統(tǒng)通信衛(wèi)星,高通量通信衛(wèi)星是相對于使用相同頻率資源的傳統(tǒng)通信衛(wèi)星而言的,主要技術(shù)特征包括多點(diǎn)波束、頻率復(fù)用、高波束增益等。
二、行業(yè)政策
1、國家層面相關(guān)政策
通信衛(wèi)星及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)為國家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展、增強(qiáng)企業(yè)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力和國際競爭力,近年來,國家及相關(guān)部門不斷規(guī)范行業(yè)管理體制、完善法律法規(guī),并推出了一系列鼓勵(lì)和支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策,為通信衛(wèi)星及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)I造了良好的政策環(huán)境,促進(jìn)通信衛(wèi)星行業(yè)快速發(fā)展。
2、地區(qū)層面相關(guān)政策
地方政府也從政策端出發(fā),持續(xù)加碼通信衛(wèi)星產(chǎn)業(yè),促進(jìn)通信衛(wèi)星、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。2024年1月,河南省人民政府發(fā)布了《河南省重大技術(shù)裝備攻堅(jiān)方案(2023—2025年)》,提出要布局火箭裝備產(chǎn)業(yè),突破發(fā)展衛(wèi)星制造、衛(wèi)星系統(tǒng)運(yùn)營及北斗導(dǎo)航應(yīng)用裝備。一系列利好政策的出臺,將極大地提升企業(yè)研發(fā)積極性,推動(dòng)通信衛(wèi)星研制、發(fā)射技術(shù)加快突破。
三、行業(yè)壁壘
1、技術(shù)壁壘
通信衛(wèi)星及其相關(guān)設(shè)備制造屬于先進(jìn)制造業(yè),技術(shù)壁壘高,衛(wèi)星制造涉及眾多高科技領(lǐng)域,包括材料科學(xué)、電子工程、通信技術(shù)等,對企業(yè)的研發(fā)實(shí)力要求高。且通信衛(wèi)星研發(fā)周期長,衛(wèi)星的設(shè)計(jì)、研發(fā)及制造也屬于系統(tǒng)工程,研制一顆傳統(tǒng)的新型衛(wèi)星周期可達(dá)5-8年(小衛(wèi)星或微小衛(wèi)星研制周期相對較短)。
2、資金壁壘
資金投入大且風(fēng)險(xiǎn)高也是制約衛(wèi)星制造行業(yè)發(fā)展的重要因素。從研發(fā)設(shè)計(jì)到制造發(fā)射,衛(wèi)星項(xiàng)目的投資規(guī)模往往十分龐大,且回報(bào)周期較長。同時(shí),由于技術(shù)復(fù)雜性和太空環(huán)境的不確定性,衛(wèi)星制造和發(fā)射過程中存在較高的失敗風(fēng)險(xiǎn),這進(jìn)一步增加了投資的風(fēng)險(xiǎn)性。
3、人才壁壘
通信衛(wèi)星行業(yè)屬于我國的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),對研發(fā)人才的專業(yè)能力要求極高,然而目前,衛(wèi)星制造領(lǐng)域人才缺口巨大,人才培養(yǎng)機(jī)制也尚不完善,而專業(yè)人才隊(duì)伍建設(shè)是一項(xiàng)長期任務(wù),人才的培養(yǎng)周期長,成本高,這也成為限制我國衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素之一。
四、發(fā)展歷程
我國衛(wèi)星通信行業(yè)起步較晚,中國衛(wèi)星研制工作開始于20世紀(jì)50年代末期,在工業(yè)基礎(chǔ)比較薄弱、科技水平相對落后、國家財(cái)力有限的背景下,1970年4月,中國第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號”發(fā)射成功,使中國成為繼美、蘇、法、日等國家之后第五個(gè)能制造和發(fā)射人造衛(wèi)星的國家。隨后1970年-2000年,經(jīng)過東方紅四代衛(wèi)星的研發(fā)積累,多次發(fā)射試驗(yàn)性通信衛(wèi)星,解決了中國通信衛(wèi)星從無到有的問題。21世紀(jì)以來,隨著國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力與科技實(shí)力不斷提升,衛(wèi)星設(shè)計(jì)、制造、發(fā)射得到大幅突破,中國已成為名副其實(shí)的航天大國。同時(shí)在這一時(shí)期,中國民用航天進(jìn)入國際市場,多家國企提出諸如鴻雁星座、虹云工程等低軌星座建設(shè)計(jì)劃。
五、產(chǎn)業(yè)鏈
1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
通信衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈上游參與企業(yè)主要涉及衛(wèi)星制造、衛(wèi)星發(fā)射、衛(wèi)星地面設(shè)備等企業(yè),通信衛(wèi)星由通信類有效載荷和衛(wèi)星平臺兩大部分組成;產(chǎn)業(yè)鏈中游參與主體為通信衛(wèi)星運(yùn)營商;下游主要應(yīng)用于通信行業(yè),包括大眾消費(fèi)通信服務(wù)、衛(wèi)星固定通信服務(wù)和衛(wèi)星移動(dòng)通信服務(wù)等。中國通信衛(wèi)星行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈如下圖所示:
2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析
(1)中國衛(wèi)通集團(tuán)股份有限公司
中國衛(wèi)通運(yùn)營管理各類通信廣播衛(wèi)星,能夠?yàn)榭蛻籼峁┬l(wèi)星運(yùn)營服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成與服務(wù)、綜合信息服務(wù)等相關(guān)應(yīng)用服務(wù),主要業(yè)務(wù)流程覆蓋衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)申報(bào)、協(xié)調(diào)及維護(hù);衛(wèi)星項(xiàng)目建設(shè);衛(wèi)星測控管理;業(yè)務(wù)運(yùn)行管理等。中國衛(wèi)通擁有自主可控、體系完備的通信廣播衛(wèi)星資源、頻率軌道資源和地面站網(wǎng)資源。截至2023年6月末,中國衛(wèi)通擁有16顆商用通信廣播衛(wèi)星,是我國擁有自主可控通信廣播衛(wèi)星資源的基礎(chǔ)電信運(yùn)營企業(yè)。
(2)廣州海格通信集團(tuán)股份有限公司
海格通信創(chuàng)立于2000年,主導(dǎo)產(chǎn)品覆蓋短波通信、超短波通信、衛(wèi)星通信、數(shù)字集群、多模智能終端和系統(tǒng)集成等領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)天、空、地、海全域布局。海格通信正積極參與當(dāng)前國家快速推進(jìn)的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)重大工程項(xiàng)目,全方位布局衛(wèi)星通信領(lǐng)域,先后參與了應(yīng)急管理部門應(yīng)急通信車系統(tǒng)集成改造、Ku衛(wèi)星通信系統(tǒng)等項(xiàng)目工作。2023年上半年,海格通信整體經(jīng)營業(yè)績保持穩(wěn)健增長,實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入28.77億元,同比增長15.8%;歸屬于上市公司股東的凈利潤3.11億元,同比增長6.8%。其中無線通信為公司主要營收來源,業(yè)務(wù)營收為13.20億元,毛利率為45.40%。
六、行業(yè)現(xiàn)狀
近幾年,國內(nèi)外掀起了衛(wèi)星通信發(fā)展的熱潮,各國高通量衛(wèi)星、低軌星座衛(wèi)星、物聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星等新應(yīng)用競相發(fā)展。2023年度全球有10個(gè)國家進(jìn)行航天發(fā)射活動(dòng),航天發(fā)射次數(shù)總計(jì)223次,成功211次,成功將2934個(gè)載荷送入軌道,其中通信衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量最多,為2337顆(包括1984顆星鏈衛(wèi)星和132顆一網(wǎng)星座衛(wèi)星),占所有入軌載荷的79.7%。目前,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)已被國家發(fā)改委劃定為“新基建”信息基礎(chǔ)設(shè)施之一,商用通信衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用的大時(shí)代正在到來,未來衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)將不斷完善。
七、機(jī)遇與挑戰(zhàn)
1、機(jī)遇
(1)政策大力支持衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)全球覆蓋,是星地融合網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分,也是衛(wèi)星通信發(fā)展的高級階段。近年來,我國中央政府與地方政府發(fā)布了大量的政策,推動(dòng)我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,如《擴(kuò)大內(nèi)需戰(zhàn)略規(guī)劃綱要(2022-2035年)》,提出要加快衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、千兆光網(wǎng)建設(shè)。在政策支持下,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)有望加速全面產(chǎn)業(yè)化,衛(wèi)星通信將迎來廣闊發(fā)展空間。
(2)民間資本加速進(jìn)入
此前為促進(jìn)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展,國務(wù)院于2014年出臺了《關(guān)于創(chuàng)新重點(diǎn)領(lǐng)域投融資機(jī)制鼓勵(lì)社會(huì)資本的指導(dǎo)意見》,首次鼓勵(lì)民間資本進(jìn)入衛(wèi)星研制、發(fā)射和運(yùn)營領(lǐng)域。近幾年來,Starlink星座建設(shè)突飛猛進(jìn),進(jìn)一步驗(yàn)證了大規(guī)模低軌通信衛(wèi)星星座組網(wǎng)建設(shè)的可操作性,為國內(nèi)資本市場對包括通信衛(wèi)星在內(nèi)的商業(yè)航天領(lǐng)域的投資布局形成了良好的示范效應(yīng)和帶動(dòng)作用。未來將有更多民間資本涌入衛(wèi)星領(lǐng)域,助力通信衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
(3)火箭發(fā)射能力與通信衛(wèi)星設(shè)計(jì)、研制能力不斷提升
近年來,我國持續(xù)加強(qiáng)研發(fā)投入,不斷提升火箭發(fā)射能力與衛(wèi)星設(shè)計(jì)、研制能力,取得了較大突破。
2020年1月,我國首顆通信能力達(dá)10Gbps的低軌寬帶通信衛(wèi)星——銀河航天首發(fā)星成功發(fā)射升空。隨后于2023年2月,我國成功發(fā)射了首顆超100Gbps容量的高通量衛(wèi)星“中星26號”。未來隨著我國科技實(shí)力不斷提升,通信衛(wèi)星制造水平將持續(xù)提高,進(jìn)一步筑牢行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展基礎(chǔ)。
2、挑戰(zhàn)
(1)我國衛(wèi)星制造仍高度依賴于國家隊(duì),研發(fā)投入有限
雖然2014年以來,國務(wù)院、國家發(fā)改委等部門發(fā)布多項(xiàng)政策鼓勵(lì)民間資本參與衛(wèi)星的研制、發(fā)射和運(yùn)營,但由于衛(wèi)星制造行業(yè)技術(shù)壁壘高、研發(fā)投入大、回報(bào)周期長且面臨較大不確定性,目前我國衛(wèi)星制造仍高度依賴國家隊(duì),研發(fā)投入有限,社會(huì)資本介入程度相對較低,制約了行業(yè)的快速發(fā)展。
(2)運(yùn)載火箭發(fā)射成本高
衛(wèi)星發(fā)射是通信衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈中重要一環(huán),中國運(yùn)載火箭技術(shù)起步較晚,雖發(fā)展速度較快,但由于技術(shù)水平與國外先進(jìn)水平尚有差距,仍存在發(fā)射成本高的問題。與國際知名企業(yè)SpaceX相比,我國運(yùn)載火箭運(yùn)力和發(fā)射成本存在數(shù)十年差距,成本低廉、效率高的發(fā)射運(yùn)力稀缺,成為我國空間基礎(chǔ)設(shè)施大規(guī)模建設(shè)的一大痛點(diǎn)。
(3)產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平與美國相比仍有一定差距
我國衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平與美國相比仍有一定的差距,數(shù)據(jù)顯示,2022年美國共發(fā)射了1904顆通信衛(wèi)星,占全球總量的97%,占據(jù)了絕大部分現(xiàn)有航天資源。而我國2022年通信衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量僅為27顆。在商業(yè)航天領(lǐng)域,美國率先起步,通過多年經(jīng)營和政策扶持,其市場規(guī)模、技術(shù)指標(biāo)、品牌效應(yīng)、市場份額的領(lǐng)先地位較為穩(wěn)固。我國商業(yè)航天開放較晚,與SpaceX等國際知名企業(yè)相比,國內(nèi)民營企業(yè)發(fā)展歷程較短,在經(jīng)營規(guī)模、資本實(shí)力、國際知名度與影響力等多個(gè)方面存在一定的差距。
八、競爭格局
通信衛(wèi)星的制造與發(fā)射以航天科技集團(tuán)、航天科工集團(tuán)、中科院及相關(guān)附屬研究機(jī)構(gòu)為主,在重大項(xiàng)目布局、資金配套、技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)方面具備突出優(yōu)勢。近年來,在國家大力支持下,以時(shí)空道宇、銀河航天為代表的商業(yè)航天公司衛(wèi)星研制能力也逐漸加強(qiáng),在微小衛(wèi)星制造方面取得了一系列突破。2022年時(shí)空道宇共發(fā)射9顆通信衛(wèi)星,總質(zhì)量為0.86噸;銀河航天共發(fā)射6顆通信衛(wèi)星,總質(zhì)量為1.21噸。
九、發(fā)展趨勢
1、構(gòu)建大規(guī)模衛(wèi)星星座已成為行業(yè)趨勢之一
過去,通信衛(wèi)星通常是單獨(dú)或成對發(fā)射的大型衛(wèi)星,目前Space X、亞馬遜和One Web等企業(yè)正在構(gòu)建大規(guī)模低地軌道(LEO)衛(wèi)星星座,截至2023年10月末,Space X已累計(jì)發(fā)射120批、5376顆星鏈衛(wèi)星。國內(nèi)市場,“GW”巨型星座計(jì)劃于2020年正式公布,計(jì)劃發(fā)射12992顆衛(wèi)星,此外以中國航天科技集團(tuán)和中國航天科工為主的兩大央企分別提出了“鴻雁星座”和“虹云工程”,構(gòu)建大規(guī)模衛(wèi)星星座已成為行業(yè)趨勢之一。
2、衛(wèi)星通信將與地面通信融合發(fā)展
2G到5G時(shí)代,衛(wèi)星通信是蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充,而6G時(shí)代衛(wèi)星通信將是必不可少的重要部分。IMT-2030(6G)推進(jìn)組將“空天地一體化的全球無縫覆蓋”列為下一代移動(dòng)通信技術(shù)的總體愿景之一,提出衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)將成為地面通信系統(tǒng)的有效補(bǔ)充和未來6G的重要組成部分。未來衛(wèi)星通信將與地面通信融合發(fā)展,地面運(yùn)營商與衛(wèi)星運(yùn)營商將實(shí)現(xiàn)高度協(xié)作,共同在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、空口傳輸、組網(wǎng)技術(shù)和頻率管理等多方面開展技術(shù)攻關(guān)。
3、低軌道衛(wèi)星成為衛(wèi)星通信發(fā)展新趨勢
由于靠近地球表面,低軌道衛(wèi)星的信號強(qiáng)度、可用頻率、數(shù)據(jù)帶寬、應(yīng)用范圍等都要強(qiáng)于同步衛(wèi)星。利用低軌道衛(wèi)星構(gòu)成的星座,可以真正做到全球范圍的覆蓋。相對于中、高軌道的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò),低軌道的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)具有更短的延遲和更少的路徑損失。隨著衛(wèi)星制造、火箭發(fā)射、衛(wèi)星通信、衛(wèi)星終端制造等技術(shù)的快速進(jìn)步,低軌道衛(wèi)星星座的建設(shè)已經(jīng)成為可能,低軌道衛(wèi)星成為衛(wèi)星通信發(fā)展新趨勢。
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2022年中國通信衛(wèi)星行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈全景及發(fā)展現(xiàn)狀分析[圖]
近年來,在政策的鼓勵(lì)下,我國通信衛(wèi)星應(yīng)用市場供給和需求雙雙增長。2021年,我國衛(wèi)星通信市場規(guī)模達(dá)到757.7億元,其中細(xì)分領(lǐng)域大眾消費(fèi)通信服務(wù)市場規(guī)模為614.9億元,衛(wèi)星固定通信服務(wù)市場規(guī)模為113.0億元,衛(wèi)星移動(dòng)通信服務(wù)市場規(guī)模為29.8億元。