1、低軌衛星加速建設,協同 5G 與地面通信互補融合
1.1 衛星網際網路納入新基建,未來藍海無限。
衛星網際網路是基於衛星通信的網際網路,通過一定數量的衛星形成規模組網,從而輻射 全球,構建具備實時信息處理的大衛星系統,是一種能夠完成向地面和空中終端提供 寬帶網際網路接入等通信服務的新型網絡。衛星通信與移動通信、地面光通信一樣作為 現代通信的重要方式之一,具有低延時、低成本、廣覆蓋、寬帶化等優點。
2020 年 4 月,衛星網際網路首次作為重要的信息基礎設施被納入國家「新基建」政策 支持的重點方向。信息基礎設施主要是指新一代技術演化生成的基礎設施,比如,以 5G、物聯網、工業網際網路、衛星網際網路為代表的通信網絡基礎設施,以人工智慧、雲 計算、區塊鏈等為代表的新技術基礎設施,以數據中心、智能計算中心為代表的算力 基礎設施等。我們認為,衛星網際網路被納入「新基建」範疇會為我國商業航天領域帶 來廣闊的發展機遇,未來藍海無限。
衛星網際網路的發展歷史可以追溯到上世紀 80 年代,至今已發展近 30 年,主要經歷 了三個階段的迭代升級。從 2014 年開始,衛星網際網路的發展進入到第三階段,該階 段以星鏈(Starlink)、OneWeb 等計劃為代表,定位於與地面通信互補合作、融合發 展的寬帶網際網路時期。
1.2 技術進步推動衛星網際網路產業蓬勃發展
1.2.1 低軌通信衛星是衛星網際網路的必然選擇
按照軌道高度,通信衛星主要包括:LEO(低地球軌道)、MEO(中地球軌道)、GEO(地 球靜止軌道)、SSO(太陽同步軌道)以及 IGSO(傾斜地球同步軌道)。基於不同軌 道構建的衛星通信系統,在覆蓋範圍、系統容量、傳輸時延、衛星壽命等方面, 具有不同特點。
高軌衛星通信系統的優勢在於頻率協調簡單,運行壽命更長,前期建設成本較低。高 軌衛星單星覆蓋面積較廣,但存在兩極覆蓋盲區,在實現全球覆蓋方面存在現實障礙, 同時在特定地形與特定場景通信方面存在一定的難度;高軌衛星所需要的地面終端較 為簡單,技術能力已經發展成熟,能夠實現高集成化,但空間鏈路損耗較高,通信成 本較高。
低軌衛星星座更適合構建大規模衛星組網,是衛星網際網路的必然選擇。低軌衛星通信 系統的優勢在於傳輸時延短、穩定性好、鏈路損耗小、應用場景豐富,多星組網可實 現全球覆蓋。高軌衛星的特點在於衛星數量較少,但單顆衛星的覆蓋面積較廣,單顆 衛星發生損壞即有可能影響整個衛星通信系統的正常運作;而低軌通信衛星數量眾多, 呈現網狀化結構,即使個別衛星出現問題,整個網絡也仍然可以繼續提供可靠的、連 續的通信服務,符合衛星網際網路發展趨勢。近年來,低軌衛星發射數量佔比顯著提升, 2017 年和 2018 年全球衛星發射數量分別為 351 顆和 371 顆,其中 LEO 衛星佔比均超 過 80%。
衛星網際網路星座的建設需要統籌高低軌系統優越性,實現優勢互補。首先,對於低軌 星座來說,聯合 GEO 運營商可以最大化地減少系統建設之外的成本,快速打開相對成 熟的服務市場,省去建立營銷體系的大規模前期投入;其次,對 GEO 運營商來講,低 軌星座在數據傳輸的時效性、對極地區域覆蓋的連續性方面具有顯著優勢,能夠彌補 傳統業務一直以來無法克服的缺陷。因此,高低軌衛星聯合組網的方式有助於優化部 署規模,高效建立起具備全球無縫覆蓋及服務能力的衛星網際網路星座系統。
1.2.2 衛星網際網路新技術加速發展,科技帶動建設成本逐年降低
衛星設計和製造成本下降。衛星的設計和製造理念發生改變,衛星部件的模塊化接口 設計形成了通用的製造標準,為規模化製造提供可能,使不同供應商提供的衛星部件 之間能夠相互操作。同時,材料、電源及加工製造等技術進步使衛星小型化和組件化, 加速了衛星研製成本和迭代周期的降低。
「一箭多星」技術使發射效率大幅度提升。「一箭多星」技術是一種目前較為先進的 發射方式,即用一枚運載火箭同時將多顆衛星送入相應軌道,大幅提高衛星商業發射 的效率。SpaceX 公司最新一次的發射任務已經可以達到一箭 60 星的搭載數量,另外 SpaceX 的下一代重型運載火箭「星艦」每次能夠將 400 顆 Starlink 衛星送至相應軌 道,使成本降為原來的 1/5。2015 年我國長徵六號火箭成功發射,創造了「一箭 20 星」的發射記錄,標誌著我國已掌握分離釋放、多星入軌等多項核心技術。
回收技術創新提高火箭重複利用率。火箭可回收技術,即從所有退役衛星等太空飛行器上 回收可用部件,實現資源的回收利用。以 SpaceX 為例,其憑藉成熟的火箭回收技術, 「獵鷹 9 號」火箭可執行多次運載任務,第一次使用全新的火箭進行發射,報價為 6198 萬美元,到第 10 次發射時報價為 2990 萬美元,僅為首次報價的 48.2%。
多波束天線技術演進加快,助力衛星通信實現更廣闊的區域覆蓋。多波束技術是提高 衛星通信能力的重要手段之一,其中相控陣技術與高速數字信息處理技術和電控有源 元器件結合能夠實現精準的波束指向控制和波束賦形。該項天線技術能夠在提高衛星 天線增益的同時,覆蓋更加廣闊的地面區域,是未來發展的核心方向。
1.3 衛星網際網路優勢突出,與5G網絡相輔相成
衛星網際網路具有低時延、低成本、廣覆蓋、網速快的優點。
1)低時延:與傳統光纜傳輸對比,衛星通訊的速度非常接近光速的理論值,比現在主 流的光纜連接的解決方案相差近 1/3 的光速,能夠達到幾十毫秒級別的較低延遲,這 在對時延較為敏感的行業具有重要的現實意義。據專業的市場研究機構 TABB 評估, 在金融交易中,交易處理時間比競爭對手慢 5ms,將損失 1%的利潤,慢10ms 則損失 擴大到 10%,每 1ms 的時延將造成 4 百萬美元損失。同時據模擬分析,「倫敦-紐約」 線路採用 Starlink 衛星可比地面光纖快 15ms,而這毫釐之間的通信時延領先將會為 金融行業帶來非常可觀的收益。
2)低成本:光纜的鋪設不僅僅是光纜本身的成本,還得考慮到海底和陸地的部署、維 護、運營,尤其是考慮到一些偏遠的國家和地區。而與地面 5G 基站和海底光纖光纜 等通信基礎設施相比,衛星的研發製造成本低而且可控,軟體定義技術還可以進一步 延長在軌衛星的使用壽命,整體建設成本低於地面通信設施。另外,現在部分偏遠地 區和特殊場景下的網際網路接入用戶仍依靠傳統的衛星連接,資費非常昂貴,比如國泰 航空中上網套餐資費為 10 美元/小時,地中海郵輪中最便宜的上網套餐價格為 10 歐 元/60 分鐘。而如果想要享用星鏈(Starlink)提供的網際網路信號,只需要購買一個 帶有小天線的 Wi-Fi 路由器終端 499 美元,然後每月支付 99 美元的月租費,這個價 格分攤到多個用戶後,將會使單個網際網路接入用戶所支付的資費大幅度降低。
3)廣覆蓋:衛星網際網路的最終目的在於接入更多沒有接入網際網路服務的用戶,並非是 要取代現有的基於陸地和海底光纜的網絡基礎架構。從移動用戶覆蓋面積來看,目前 全球移動用戶數已超過 80 億,服務的人口覆蓋率約為 70%,但受制於技術和經濟成 本等因素,只覆蓋了約 20%的陸地面積,小於 6%的地球表面積,空白區域較大;從人 口寬帶普及率來看,2019 年中美人口寬帶普及率分別為 31%和 40%,還有過半的人口 未實現寬帶普及,未來發展空間巨大。與 5G 相比,衛星網際網路可以為這些身處偏遠 和落後地區的網際網路用戶提供服務,也能夠在極端條件下向航空、航海等特殊用戶提 供移動通信服務,實現全球寬帶無縫通信。
4)網速快:高通量衛星技術日漸成熟,高頻段、多點波束和頻率復用等技術的使用 顯著提升了衛星通信能力,降低了單位帶寬成本,能滿足高信息速率業務的需求,極 大的擴展了應用場景。星鏈(Starlink)的理論帶寬為 1Gbps,而 5G 的帶寬能夠達到 1-2Gbps,在帶寬方面,5G 具有相對優勢。目前 Starlink 提供的下載速度均在 30Mbps 以上,最高甚至能達到 60Mbps;上傳速度波動較大,也基本能保證在 10Mbps 上下, 這意味著用戶不僅可以流暢觀看超高清視頻,同時還可玩網絡對戰遊戲。雖然星鏈網 速和 5G 的網速還是有一定的差距,但是與 4G 網絡速率相比差距已經不大。
綜上,5G 和低軌衛星通信不會相互替代,在未來會是互補融合的合作關係。首先, 5G 在帶寬和時延方面具有明顯優勢,但因 5G 的頻譜效率較高,為 1010bit/s/Hz,導 致其信號覆蓋範圍相應較小,基站建設量巨大;而以「星鏈」為代表的低軌衛星通訊 能夠在覆蓋空間和場景等方面彌補目前存在的空白區域,我們認為兩者在未來將會是 互補融合、相輔相成的合作關係。
2、 衛星網際網路市場廣闊,各國進入建設快車道
2.1 基於頻軌資源稀缺和商業潛力,衛星網際網路已成為各國關注焦點
軌道和頻段是不可再生的戰略資源,各國競爭趨於白熱化。國際電信聯盟(ITU)規 定在軌道和頻段資源獲取上遵循「先佔永得」原則,先發國家具有顯著優勢;此外, 目前全球低軌衛星發射數量逐漸增加,預計到 2029 年,總計約有 57000 顆衛星將部 署於地球近地軌道,軌位空間十分緊缺。空間軌道和頻段作為能夠滿足通信衛星正常 運行的先決條件,已經成為各國衛星企業爭相搶佔的重點資源,行業競爭可能不僅僅 是商業上的競爭,還有國防戰略層面的競爭。
核心應用場景廣泛,商業化具有較大發展空間。傳統地面通信骨幹網受限於鋪設成本、 技術攻克等因素,僅覆蓋了約 20%的陸地面積,在網際網路滲透率低的區域進行延伸普 及存在現實障礙。而衛星網際網路突破了地面基站的固定連接方式,通過太空基站動態 覆蓋的連接方式,包括星地互聯和星星互聯,實現全球連接。衛星網際網路的覆蓋範圍 和成本優勢明顯,可以應用於偏遠地區通信、海洋作業及科考寬帶、航空寬帶和災難 應急通道等行業,作為地面移動通信的有效補充。
以航空網際網路為例,截至 2019 年底,僅有 15 家航空公司 410 架飛機為旅客提供客艙 網絡服務,其中 9 家航空公司 202 架飛機實現地空互聯,為 805 萬次旅客提供空中接 入網際網路服務,佔全年旅客吞吐量的 6%,未來發展潛力巨大。根據艾瑞諮詢預測,如 果未來衛星網際網路技術成功運用, 2028 年中國航空網際網路流量收入可達 301 億人民 幣。
助力消除「信息孤島」,打造天地一體化通信能力。據 ITU 統計,2019 年全球網際網路 用戶數首次突破 40 億大關,達到 41.03 億人,網際網路滲透率上升到 53.60%,但全球 網際網路市場仍存在龐大的空白區域,涉及 30 億人口未能實現網際網路覆蓋。尤其是非 洲、亞洲等欠發達和偏遠地區的網際網路用戶滲透率還處於比較低的水平,這些地區人 群的收入水平較低,不足以支撐成本較為昂貴的地面網際網路基礎設施建設。因此憑藉 低軌衛星廣覆蓋、低成本的競爭優勢,我們認為衛星網際網路是連接這些「信息孤島」 的最佳選擇,未來市場潛力廣闊。
衛星網際網路在人口密度低、光纖鋪設成本高的特殊地區及航空郵輪等特殊場景中優勢明顯,未來主要面向 B 端用戶。衛星網際網路的應用需要新的終端設備支持,若用戶 規模較小,則每個用戶承擔的資費就會較為昂貴,衛星通信與現有的 4G 及 5G 地面網 絡相比競爭力還是較弱,因此我們認為衛星網際網路目前主要針對的還是航空航海、政 府企業等 B 端用戶應用場景。
2.2 網際網路海外市場初成規模,群雄逐鹿低軌衛星市場
低軌衛星競相發展,各國力爭進入全球第一梯隊。從國家維度來看,美國衛星產業發 展遙遙領先,相關技術和法律法規體系成熟,在軌衛星數量佔據了全球的半壁江山; 歐洲大力整合相關資源,完善通信衛星體系,助力歐洲實現天地一體化發展;俄羅斯 堅守自身傳統發展戰略,在發射大量軍用通信衛星的同時,也在大力拓展低軌通信衛 星星座新市場。
2.2.1 傳統LEO通信系統:Iridium、Orbcomm和Globalstar
目前市面上運行的傳統 LEO 通信系統有 Iridium、Orbcomm 和 Globalstar。
Iridium 星座是唯一採用星間鏈路組網、全球無縫覆蓋的低軌星座系統。星座由 66 顆軌道高度為 780km 的低軌衛星組成,星上採用多點波束相控陣天線和再生轉發器, 星間採用 Ka 頻段進行信號傳輸。Iridium 系統於 1998 年 11 月 1 日開始服務,但由 於當時市場定位錯誤和需求不足,不久後就宣布倒閉,停止運營,後被「新銥星」公 司收購。二代 Iridium 系統於 2015 開始部署,在業務範圍方面,從原來單一的語音 和低速數據服務,擴展到移動通信、寬帶通信、航空監視、導航增強等多方面綜合服 務;在業務速率上,增加了 L 頻段高速業務,速率可達 2.4Kbit/s-1.5Mbit/s。
Orbcomm 是全球第一個廣域、分組交換、雙向短數據的低軌小衛星通信系統。Orbcomm 星座於 1996 年正式啟動運營,利用 LEO 星座為世界上任何地方提供廉價的跟蹤、監 視和消息服務。第一代 Orbcomm 衛星系統由 47 顆 LEO 衛星(其中 6 顆用作備用)組 成,軌道高度 740-975km,共 7 個軌道面;第二代 Orbcomm 衛星系統由 17 顆 LEO 衛 星組成,相比第一代,第二代衛星在衛星容量和傳輸速率方面均有明顯提升,擁有當 前全球最大的天基 AIS(船舶自動識別系統)網絡服務。
Globalstar 系統於 1999 年開始商業運營,主要提供語音、傳真、數據、簡訊息和定 位服務。空間段衛星採用傾斜軌道網狀星座設計,高度約為 1400km,包括 48 顆衛星 和 6 顆備用衛星,實現了全球南北緯 70°之間的覆蓋。區別於銥星系統的星間鏈路 技術,該系統無需星上處理,通過彎管透明轉發的設計大大降低了建設成本。2013 年 完成 Globalstar 二代 24 顆衛星的部署。在提供業務種類方面,從原來較為單一的 移動話音和低速數據等通信業務,擴展為支持「自動識別系統」(AIS)、ADS-B 以及 M2M 等。
2.2.2 新興LEO通信系統:OneWeb、Starlink和LeoSat
隨著 LEO 製造和發射等技術的不斷突破,全球迎來了新興 LEO 通信系統建設熱潮, 典型有 OneWeb、Starlink 和 LeoSat 等 LEO 通信系統。
OneWeb 採取穩健發展戰略,充分發揮資本作用,打通全產業鏈上下遊。衛星網際網路 星座計劃總共發射 2648 顆衛星,分別在第一階段、第二階段、第三階段發射 648 顆、 720 顆、1280 顆,預計於 2027 年建立健全的、覆蓋全球的低軌衛星通信系統,為每 個移動終端提供的速率為 50Mbps。同時,OneWeb 和傳統領域經驗豐富的公司建立了 成熟的商業合作模式,進而形成了完備、協同的低軌衛星網際網路產業生態。衛星製造 採用與空客合作的方式,利用批量化生產模式降低生產成本,產能可達每日 3-5 顆; 衛星發射由阿里安和維珍銀河公司完成,將發射成本下降到傳統發射的 1/5;高通負 責空中接口的設計和打造雙模終端;休斯負責終端的設計,並與可口可樂一起負責產 品的分銷;衛訊公司負責地面信關站的建設;印度巴哈蒂公司(Bharti Enterprise) 和墨西哥通信公司(Totalplay Tele communications)負責印度和墨西哥市場的分 銷和服務;洛克維爾-柯林斯公司(Rockwell Collins)公司和漢尼維爾公司 (Honeywell)負責航空終端;與 Intelsat 共享用戶和服務。
Starlink 計劃快速推進,星座項目規模龐大。Starlink 計劃由太空探索技術公司 SpaceX 提出,計劃部署 4.2 萬顆衛星,由分布在 1100-1300km 高度的 4425 顆低軌衛 星和分布在高度不超過 346km 的 7518 顆超低軌衛星構成。2019 年 5 月,首批 60 顆 Starlink 測試星發射成功,同年 11 月,第二批 60 顆 Starlink 網際網路衛星也發射成 功並順利進入軌道運行。後續各批次的發射間隔時間逐漸縮短,截止至 2020 年 11 月 25 日,SpaceX 已經將第 16 批 60 顆 Starlink 低軌衛星送入太空,累計發射近 960 顆「星鏈」衛星。第 16 次發射首次採用七手火箭,SpaceX 憑藉自身創新性的火 箭回收技術,衛星發射成本再次創下新低。Starlink 預計於 2025 年完成星座部署, 為用戶提供最小數據速率為 1Gbps 和最大速率為 23Gbps 的超高速通信,打造全球衛 星網際網路連接網絡。
LeoSat 星座計劃首期部署 108 顆低軌衛星組成星座,主要服務對象為政府及企業機 構。星座部署在 1400km 的 LEO 軌道上,採用 6 個軌道面,每個軌道面上部署 18 顆衛 星,每顆衛星可以同時保持 4 條星間鏈路。其中星間鏈路採用雷射通信、星上處理交 換技術,每顆星的 4 條鏈路最大速率為 10Gbps,為用戶波束提供 1.6Gbps 的帶寬, 從而計劃為 3000 餘家大型企業及機構用戶提供高速數據傳輸服務。
2.3 緊跟國際步伐,我國衛星網際網路布局呈現快速發展態勢
2.3.1 衛星網際網路納入新基建範疇,政策紅利不斷加碼
政策支持力度不斷加大,衛星網際網路被納入「新基建」。2014 年國務院出臺了《關於 創新重點領域投融資機制鼓勵社會資本的指導意見》,首次鼓勵民間資本進入衛星研 制、發射和運營商業遙感衛星,提供市場化、專業化服務、引導民間資本參與衛星導 航地面應用系統建設,自此,航天商業的政策大門向民營企業開放。隨後,我國對商 業航天的政策支持更為明確,出臺了一系列針對性的政策和指導意見,例如國務院印 發的《「十三五」國家戰略性新興產業發展規劃》,對我國衛星及應用產業作出更全面細緻的戰略部署,提出到 2020 年,形成較為完善的衛星及其應用產業鏈。2020 年 4 月 20 日,國家發改委指出信息基礎設施是指基於新一代信息技術演化生成的基礎設 施,比如以 5G、物聯網、工業網際網路、衛星網際網路為代表的通信網絡基礎設施,其中 將衛星網際網路首次納入「新基建」,通信網絡基礎設施的範疇。作為「新基建」的建 設內容之一,2020 年衛星網際網路迎來了市場「破繭」和產業鏈「成蝶」的重要歷史發 展機遇,自身優勢與政策紅利將匯聚成驅動我國衛星網際網路發展的強大動力。我們認 為,2020 年是中國的天基網際網路元年,衛星網際網路行業正在迎來發展藍海。
2.3.2 國內加快部署星座計劃,重點衛星計劃已具雛形
「十三五」期間,以航天科技、航天科工為首的央企分別提出了自己的衛星網際網路計 劃,並發射了試驗星。從目前國內已發布的衛星星座項目來看,衛星發射將集中在 2022-2025 年;從建設進展來看,目前已發射的多為試驗星,並未實現星座組網,典 型代表有「鴻雁」星座、「虹雲」工程、「行雲」工程等項目。
「鴻雁」星座由中國航天科技集團提出,為國內首套全球低軌衛星移動通信與空間互 聯網系統。該系統由 300 多顆低軌衛星組成,工作頻段為 L/Ka 頻段,以星間鏈路技 術實現移動通信、寬帶接入、物聯網、熱點信息廣播、導航增強、航空監視等六大業 務,可以在全球範圍內實現寬帶和窄帶相結合的移動通信,為用戶提供實時雙向通信。 2018 年 12 月 29 日,「鴻雁」星座首顆試驗衛星在酒泉衛星基地成功發射。「鴻雁」 星座一期計劃在 2022 年完成組網運營,實現移動通信、物聯網、導航增強、航空監 視等功能;二期預計 2025 年完成建設,實現全球區域內的網際網路覆蓋。
「虹雲」星座是中國航天科工集團提出的商業航天工程之一,致力於面向全球移動互 聯網的高速接入需求。星座由 156 顆低軌衛星組成,在軌道高度 1000km 上組網運行, 採用 Ka 波段通信,每顆衛星最大支持速率為 4Gbps。2018 年 12 月 22 日,「虹雲「星 座首顆技術驗證衛星發射成功,標誌著中國低軌衛星系統實現了零的歷史性突破。目 前計劃 2020 年底發射 4 顆業務星,進行小規模組網;到 2025 年左右實現 156 顆衛星 組網運行,完成天地融合系統建設,達到全面運營條件。預計「虹雲」星座全面完成 部署後,能夠實現通信、導航、遙感一體化,為環境監測、移動通信等領域提供信息 傳輸服務,構建一個全球無縫覆蓋的寬帶低軌衛星通信系統。
3、衛星網際網路產業鏈梳理
3.1 全球衛星產業規模持續增長,行業成長性確定
衛星網際網路產業鏈根據上下遊關係,主要分為衛星製造、衛星發射、地面設備製造和 衛星運營及服務四個環節。產業鏈的上遊主要為電器元件及材料、燃料廠商,產業鏈 的下遊主要是企業、政府、高校、個人等終端用戶。產業鏈的中遊主要分為衛星製造、 衛星發射、地面設備製造和衛星運營及服務四個環節。其中,衛星製造主要包括衛星 平臺和有效載荷兩個部分;衛星發射主要包括運載火箭研製、發射服務提供和衛星在 軌交付;地面設備製造主要包括網絡設備和大眾消費設備;衛星運營則主要由地面運 營商、衛星通信運營商、北鬥導航運營商和遙感數據運營商組成。
從收入結構來看,衛星網際網路產業增速正處在穩步增長階段。根據 SIA 的統計數據, 2019 年全球航天產業收入規模為 3660 億美元,同比增長 1.7%,其中衛星產業收入為 2710 億美元,佔航天產業總收入的 74%。2012-2018 年,全球衛星產業收入保持增長 態勢,2018 年全球衛星產業收入 2774 億美元,同比上升 3.28%;2019 年,受到衛星 製造和衛星製造收入的影響,全球衛星產業收入為 2710 億美元。從細分行業來看, 衛星運營及服務和地面設備製造收入佔比較高,2019 年兩者合計佔整體衛星收入比 例的 93%,而衛星製造和衛星發射僅分別佔到整體衛星產業收入的 5%、2%。
我國處於衛星網際網路發展初期,產業鏈結構逐漸完善。在我國產業鏈發展初期,處於 衛星製造與衛星發射行業的公司將優先釋放業績;在中國衛星網際網路體系逐漸建設完 善之後,地面設備製造和衛星運營及服務行業潛力巨大,有望迎來快速發展的契機, 且這兩個領域未來的市場空間將更為廣闊。根據 SIA 預測,衛星製造和衛星發射領域 將在 2021 年開始迅速發展,到 2023 年中國衛星網際網路可超過 60 億美元規模;地面 設備製造和衛星運營及服務領域預計在 2023 年開始迎來高速增長,到 2030 年合計可 達到 693 億美元規模。
「國家隊」引導,「民營隊」快速發展,共同布局衛星網際網路。目前衛星製造環節主 要由航天科技集團、航天科工集團、中國衛星領航,九天微星、天儀研究院、銀河航 天、星際榮耀等民營企業專注於低軌衛星製造和火箭發射技術的研發,是助力衛星互 聯網發展不可或缺的重要力量。地面設備製造主要參與企業有海格通信、星網宇達、 華力創通、七一二等,以民營企業為主;衛星運營及服務行業中,中國衛通是我國唯 一擁有通信衛星資源且自主可控的衛星通信運營企業,未來藍海市場廣闊。
3.2 衛星製造:有望受益於未來低軌通信衛星增量需求
衛星製造環節主要包括衛星平臺、衛星載荷。衛星平臺包含結構系統、供電系統、推 進系統、遙感測控系統、姿軌控制系統、熱控系統以及數據管理系統等;衛星載荷環 節包括天線分系統、轉發器分析圖以及其它金屬/非金屬材料和電子元器件等。衛星 網際網路發展初期,主要集中在空間段及地面段基礎設施建設,其中空間段衛星製造的 一些細分領域的技術、生產工藝、格局等方面會率先受益,充分享受基建紅利。
根據 SIA 的統計數據,2018 年全球衛星製造收入 195 億美元,同比增長 25.85%;2019 年全球衛星製造收入 125 億美元,同比下降 35.86%。我們認為,衛星製造收入的下 滑只是暫時的,2020 年開始衛星星座部署開啟加速鍵,未來隨著科技的進步以及低 軌通信衛星星座建設的提速,低成本小衛星將會爆發大量的需求,衛星製造市場有望 迎來高速增長。
衛星製造市場技術壁壘突出,中美差距仍較明顯。根據目前已公開的星座計劃,到 2025 年前我國將發射約 3100 顆商業衛星,僅佔 Starlink 計劃衛星數目的 7.38%;目 前我國單顆衛星製造成本為 429 萬美元,而 Starlink 單顆衛星的製造成本僅為 50 萬 美元,我國衛星製造成本還有進一步優化的空間。
3.3 衛星發射:有望繼續隨發射需求市場的不斷增加而快速增長
衛星發射環節主要包括火箭製造以及發射服務。其中火箭製造包括推進系統、箭體制 造、遙測系統、發動機製造、制導和控制系統、安全自毀系統和其他組件七個部分, 發射服務包括火箭控制系統、逃逸系統、發射及遙測系統和發射場建設四個部分。
根據 SIA 的統計數據,2018 年全球衛星發射收入 62 億美元,同比增長 34.63%;2019 年全球衛星發射收入 49 億美元,同比下降 20.74%。全球通信衛星發射數量從 2017 年開始呈現逐步增長的態勢,考慮未來幾年多家公司將繼續發射數量眾多的低軌衛星, 我們預計發射服務收入將繼續保持較快增長,行業成長性高度確定。
我國衛星發射數量與美國還有一定的差距,未來發展空間廣闊。2019 年中國衛星發 射數量佔全球衛星發射數量的 18.40%,同比下降 11.87pct,下降的主要原因可能是 衛星從研製到發射存在幾年的延遲,我們認為,隨著我國衛星應用領域的不斷擴展和 其應用價值的不斷提高,未來衛星發射數量將不斷增加,市場前景廣闊。
對比獵鷹 9 號,我國發射成本、火箭回收技術和一箭多星能力仍有待提高。我國火箭 發射成本已處於世界低位,但單公斤價格仍在 1 萬美元左右,而運載「星鏈」的獵鷹 9 號單公斤價格僅需 0.27 萬美元;在火箭回收方面,「星鏈」的火箭回收技術已經成 熟,最新一次發射任務採用的是七手火箭,而中國的火箭回收技術仍在研製當中;在 發射能力方面,獵鷹 9 號能夠實現一箭 60 星,而我國目前最好的記錄為一箭 20 星, 未來有進一步上升的空間。
3.4 地面設備製造:面臨新增設備和升級換代的需求,有望迎來快速增長期
地面設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、發射系統、接受系統、信道終端系統、控制分系統、電源 系統以及衛星測控站和衛星運控中心等;移動站主要由集成式天線、數據機和其 它設備構成;用戶終端包含設備上遊關鍵零部件及下遊終端設備。
我國地面設備製造企業眾多,已經形成完善的地面段設備產業群。隨著低軌衛星系統 大規模部署,更密集、小型化的地面站建設迫在眉睫,存量的升級更替以及新增需求 將會促進地面段設備市場進一步保持行業高景氣度。
根據 SIA 的統計數據,2019 年全球地面設備製造市場規模 1303 億美元,同比增長 4.07%。全球衛星地面設備製造市場規模增長快速,從 2013 年的 912 億美元增長到 2019 年的 1303 億美元,年複合增長率為 6.13%。但地面設備製造因使用需求量大、 生產難度及資金門檻相對較低,市場競爭較為激烈,各國相關企業應加大研發力度, 保證自身產品競爭力,從而在星座組網的中後期以及後續的運營期間持續受益。
3.5 衛星運營及服務:應用場景豐富,未來市場潛力巨大
衛星運營及服務主要包含衛星移動通信服務、大眾消費服務、衛星固定服務以及遙感 服務構成。其中衛星移動通信服務主要包括移動數據、移動語音;大眾消費服務主要 包括衛星電視服務、衛星廣播服務和衛星寬帶服務;衛星固定服務主要包括轉發器租 賃和管理網絡服務。
根據SIA的統計數據,2019年全球衛星運營及服務收入1230億美元,同比下降2.69%。衛星運營及服務環節是衛星網際網路產業規模相對較高的領域,從衛星運營及服務市場 的拆分來看,大眾消費通信服務佔衛星運營及服務的市場規模比例有所下降,但始終 是全球衛星運營及服務市場的主要構成,其次是衛星固定通信服務,衛星移動通信服 務和遙感服務的佔比相對較小。我們認為未來低軌衛星通信領域有望成為新的經濟增 長點,市場開拓潛力巨大。
4、投資建議及重點關注公司
由於衛星網際網路具有低時延、低成本、廣覆蓋、網速快的優點,其未來將成為 5G、 6G 網絡覆蓋空間和場景等方面的補充,商業前景廣闊。並且軌道和頻段是不可再生 的戰略資源,是各國衛星企業爭相搶佔的戰略重點,未來行業競爭可能不僅僅是商業 上的競爭,還有國防戰略層面的競爭。隨著衛星網際網路被納入「新基建」,我國相關 產業鏈將贏來較大發展空間。
我們認為,我國未來衛星網際網路行業的主要看點在兩個方面:
(1)衛星發射端:在我國衛星網際網路產業發展初期,衛星製造與衛星發射行業將優 先釋放業績,享受基建紅利。在此賽道中,技術門檻較高,能在某些領域具備成本和 技術優勢的企業將會率先享受行業紅利,重點企業包括核心技術國產自主化的歐比特以及在航天測控通信、機電組件、集成電路、慣性導航等方面具有明 顯的行業卡位優勢的航天電子。
(2)網絡運營端:在中國衛星網際網路體系逐漸建設完善之後,地面設備製造和衛星 運營及服務行業潛力巨大,將在星座組網的後續的運營期間持續受益。在此賽道中, 因使用需求量大、生產難度及資金門檻相對較低,市場競爭較為激烈,擁有縱向產業 鏈布局以及擁有豐富生產、銷售經驗的公司將有較大的優勢,重點企業有我國國防通信、 導航及信息化領域最大的整機和系統供應商之一的海格通信以及擁有 衛星導航產業鏈上中下遊製造能力的北鬥星通。
5、風險提示
中美貿易摩擦的不確定性,衛星星座建設程度及滲透速度不達預期,衛星網際網路產業 政策支持不及預期。
(報告觀點屬於原作者,僅供參考。報告來源:萬聯證券)