文:東灘智庫·尹福臣

近日,華爲Mate50有望支持衛星通信上了熱搜,並帶動衛星通信概念股紛紛上漲。這只是空天信息產業又一次受到關注的契機,而從未來發展看,基於大數據、人工智能、深度學習等技術,空天信息將與各行業應用信息深度融合,賦能產業、經濟、社會的數字化轉型。中國是全球航空航天產業中發展最快速的國家,根據Business Wire的數據,2020年中國的航空航天產業達到1184億美元。隨着空天信息應用和衛星通信的發展,中國航空航天將進入發展大時代,多個地方已確立航空航天產業發展戰略。


一、空天信息產業的發展前景

空天信息產業包括航天運輸服務、衛星應用服務和空間站應用。在衛星應用領域,目前我國依託已建成的北斗和高分兩大衛星系統,已形成主要面向專業用戶的導航、遙感類應用。未來,隨着低軌通信衛星系統的建立,傳統的導航、遙感將與通信功能融合,形成“通導遙”一體的空天信息網絡,同時促進空天互聯網、萬物互聯產業的發展。

在傳統應用市場,導航、遙感等衛星相關應用將通過星座鏈路系統獲得更多的載體,從而加速其國產化進程。而在新興應用市場,一方面將形成面向終端用戶的空天互聯網服務,與地面通信基站形成互補,服務海洋、極地等地區;另一方面,空天信息產業與5G產業有較強的相似性,主要體現爲對傳統產業的賦能能力,可以預見,由空天聯網帶來的新型應用將爲車聯網、物聯網、智慧城市等多種萬物互聯應用提供更好的支持。


二、衛星通信產業鏈的解構

衛星通信產業鏈主要分爲衛星製造、衛星發射、地面設備製造、衛星運營及服務四大領域。

衛星製造領域:主要包括衛星製造、部件及分系統製造和航天飛機、載人飛船、人造地球衛星和空間探測器。衛星製造的核心是GNC系統(制導、導航、控制系統),動力來源還涉及太陽能電池板的開發等能源供應問題。
衛星發射領域:主要包括髮射服務、運載火箭服務和利用系統、逃逸系統、遙測系統和運載火箭控制系統組成,目前發展最快的是商業航天領域。
衛星應用及運營領域:主要由遙感業務、航天飛行管理、衛星移動服務、衛星固定服務和消費服務等五大部分組成。其中衛星移動服務包括移動數據業務和移動話音業務;衛星固定服務由轉發器租賃和管理網絡服務組成;消費服務由衛星電視、衛星音頻廣播和衛星寬帶業務、上行發射站、星載轉發器和地面接收站組成。
衛星地面設備領域:主要由網絡設備和消費設備組成。以消費設備中的全球衛星導航定位系統爲例,需要板卡、芯片、電子地圖、接收機、天線、運營服務和導航系統。

根據中航證券的統計,2020-2025年,我國衛星製造市場規模可超過3150億元,年均市場不低於520億元。我國衛星製造企業主要有中國空間、上海航天、中國衛星等;衛星發射企業包括中國運載火箭技術研究院、航天電子、航天動力等;衛星地面設備供應企業包括:航天科技、中國衛星、北斗星通、國騰電子、華力創通、南方測繪等。


三、衛星應用產業不斷壯大

按技術領域和服務方式分,衛星應用目前主要包括衛星通信、衛星導航和衛星遙感等。2021年我國衛星應用產業規模達到5525.82億元,衛星導航與位置服務產業規模爲4690億元,衛星通信產業規模爲757.7億元,衛星遙感產業規模爲118.12億元。

隨着北斗導航網絡的組網完成,北斗導航服務將不斷拓展新的服務場景,衛星導航與位置服務產業鏈已形成完整的內循環。上游基礎部件是產業自主可控的關鍵環節,主要由基帶芯片、射頻芯片、板卡、天線等構成;中游主要包括終端集成和系統集成,是產業發展的重點;下游的解決方案和運維服務提供衆多行業應用。在當前導航與位置服務產業鏈中,地面設備等中上游產值佔比縮小,下游運營服務市場規模在快速提升。
衛星通信行業下游需求主要是大衆消費通信服務、衛星固定通信服務和衛星移動通信服務。客戶主要是電視臺、海洋事業、國防、偏遠山區、災備等。2021年,在我國衛星通信市場中,大衆消費通信服務市場規模爲614.9億元,衛星固定通信服務市場規模爲113.0億元,衛星移動通信服務市場規模爲29.8億元。

隨着衛星遙感技術應用不斷擴大,全球商業遙感衛星進入產業化發展時期。我國衛星遙感應用主要以國防及政府在國土、應急安全、氣象領域爲主,隨着技術進步、成本下降,以及市場上各行業對高質量地理空間數據的需求增加,遙感衛星在精準農業、森林病蟲災監測、環境監測等方面的商業應用快速崛起。

鏈接:安溪空天大數據產業園
福建安溪空天大數據產業園佔地300畝,計劃總投資15億元,總建築面積40萬平方米,規劃建設“衛星運控—地面接收—應用服務”一體化的完整產業鏈基地。園區建有空天大數據中心、國際空天大數據交易中心、國際空天技術交流中心、院士工作站、省級國家級重點實驗室、國際聯合研發中心、空天科技人才培訓中心、空天數據企業總部基地、空天數據深加工基地、數據產業孵化基地、空天科技旅遊基地、青少年科普教育基地等,以此帶動空天地一體化產業上下游產業鏈的發展。

2022年,由安溪縣人民政府與中科星橋和長光衛星共同合作研製的鐵觀音1號、鐵觀音2號等遙感衛星相繼發射,目前福建安溪已開始利用鐵觀音1號、鐵觀音2號等遙感衛星數據。衛星地面站規劃建設4部遙感衛星接收天線,將建立起地區空天大數據庫,利用及時的數據進行應急路線規劃,爲安溪縣免費提供城市管理、應急救援、土壤監測、地災害、森林防火等服務。


四、低軌衛星通信快速發展

低軌星通信網絡是利用低地球軌道(LEO,距離地球300-2000公里)部署的向地面和空中用戶提供寬帶通信服務的新型星座網絡,具有廣覆蓋、低延時、寬帶化、低成本等特點。低軌衛星通信網絡與高軌衛星網絡和地面網絡(移動通信網、IOT和Internet等)實現互聯互通,共同構建成一個能夠實時接收、傳輸和處理信息的天地一體化信息網絡。
衛星互聯網的發展,帶動微小衛星、地面設備等製造業的發展。美國有SpaceX的“星鏈”、亞馬遜的“柯伊伯”、OneWeb、O3b等星座計劃;中國有鴻雁、虹雲等星座計劃,企業有連尚網絡、銀河航天、九天微星等。目前,全球正處於人造衛星密集發射前夕,SpaceX的“星鏈”計劃已發射衛星3200多顆,地球近地軌道可容納約6萬顆衛星,到2029年地球近地軌道將部署總計約57000顆低軌衛星,軌位可用空間將所剩無幾。
2020年,衛星互聯網納入“新基建”範疇將強化市場的確定性,產業融資熱度回升。世界主要國家政府航天投資額中,中國政府排第二位,航天科技與航天科工分別推出鴻雁系統和虹雲工程。衆多創業公司獲得投資機構的不同輪次的投資,藍箭航天、零壹空間、九天微星等火箭、衛星研製公司均獲得多輪過億投資,並先後實現首箭、首星發射。
在衛星製造領域,80%以上市場將來自於部署在LEO的通信小衛星(或微小衛星)以及星基導航增強系統所使用的小衛星(或微小衛星)。隨着技術不斷突破,高分辨率0.5米級的光學衛星成本已經從幾億元降到幾千萬元,衛星重量也從以前一噸多降到200公斤左右。隨着製造和運營成本大幅下降,衛星正大踏步走向商業應用。

面向低軌衛星的廣闊應用場景,多地積極佈局基於低軌衛星的衛星互聯網產業集聚區,如北京中關村科學城“星谷”、上海“G60星鏈”產業基地、深圳低軌衛星互聯網產業創新示範區、寧波低軌衛星互聯網應用示範產業基地等。以“星谷”項目爲例,將重點佈局衛星互聯網源頭創新區、北斗及空間信息服務產業升級區、場景應用示範區三大功能區。


五、商業航天發展迎來黃金期

隨着數字技術持續發展和應用領域的不斷拓寬,北斗全球導航系統星座組網成功,衛星互聯網在2020年被納入國家“新基建”範疇,商業發射需求將快速增長,航天產業化發展程度將大幅提高,商業航天市場將持續加速擴容,進而帶動商業運載火箭研發製造產業的發展。
商業航天產業具有系統性強、協作面廣的特點,因此參與其中的主體衆多,按照單位性質可以分爲兩大類:一類是以航天軍工央企、其他國企或國家科研機構爲代表的“國家隊”,主要包括航天科技、航天科工兩大央企集團;一類是作爲輔助補充的商業航天民營企業,頭部企業有藍箭航天、星際榮耀、星河動力、東方空間、深藍航天等。

商業航天產業鏈上游參與者爲火箭零部件供應商,中游主體爲火箭製造及發射服務提供商、發射場及發射保險提供商,下游涉及衛星製造商及衛星運營商。商業航天主要由火箭硬件成本、直接操作成本和間接操作成本組成,火箭硬件成本佔發射成本的75%,根據估算2020-2025年間每年火箭硬件市場規模約爲100億元。

鏈接:東方航天港
2019年6月,長征十一號固體運載火箭以煙臺海陽港爲母港,成功實施中國首次海上運載火箭發射。海陽以此爲契機,規劃建設東方航天港,項目佔地12平方公里,以海陽港海上發射母港爲核心,形成“一港四中心”爲構架的東方航天港產業基地,“一港”即海上發射母港,“四中心”包括航天產業總部中心、航天智造中心、高端配套中心和航天文旅中心。
東方航天港圍繞“天上有星、海上有船、陸上有箭”的核心能力建設,構建以星箭研發製造、航天高端配套、衛星數據應用、航天+海工裝備、航天文化旅遊多個領域爲主導的產業發展格局。已落戶的航空航天產業相關項目,涉及星箭研發製造、衛星數據應用、航天高端配套、航天+海工裝備、空天運輸及搭載服務、航天文化旅遊、航天科技應用等領域。

東方航天港衛星數據應用中心作爲山東省2022年重大項目,規劃佔地280畝,主要建設商業衛星數據存儲中心、超算中心、交易中心、清潔能源管理中心、智慧城市研究中心、大學生實訓中心及園區配套設施等,是集數據存儲、災備、超算、交易、科研服務、科技孵化爲一體,產學研用深度融合的科創孵化器。

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