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卫星互联网新时代！

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中线波段的公社达人

2023-02-22 23:30:09

事件：我国首颗超百Gbps容量的高通量卫星——中星26号近期即将发射，这标志着我国全面开启卫星互联网应用服务新时代。

卫星互联网产业链主要包含卫星制造和发射、地面设备、卫星运营及服务等环节，即空间段、地面段和用户段三部分。简单类比：卫星相当于太空基站；地面测运控系统和各类设备是星地通信的软硬件支撑，包括各类用户终端；星网公司负责运营。
卫星制造包括平台和有效载荷。卫星平台包含结构系统、供电系统、推进系统、遥感测控系统、姿轨控制系统、热控系统以及数据管理系统等；有效载荷包括通信转发器和天线（相控阵天线和固定多波束天线）等。
测运控系统和设备：信关站和用户站等（信关站由射频分系统和基带分系统组成，前者包括天线、射频部件和中频部件等，后者包括卫星调制解调器、接入服务网、网络加速器、网络路由和安全系统等）。
根据2020年中国向国际电信联盟（ITU）递交的频谱分配档案，计划建设卫星数量达12992颗，构成中国版卫星互联网。产业链上的卫星平台、载荷、地面站、终端及运营商将受益。

近期产业链边际变化：
1）A网第二批84颗有望于上半年招标；
2）B网开启民用场景，预期十五五期间1000+颗，对标星链，最快有望年内招标试验星；
3）其他事件性因素催化：海外通信卫星节奏加速，如亚马逊3000颗LEO宽带卫星计划等。

产业链节奏：
A网22年5月招标15颗，10月招标84颗，预期5-6月招标剩下84颗（可能加20颗左右备份星），B网试验星预期23年内招标，十五五期间数量1000+。

价值量分布：
整机4500-6000万，平台、载荷各2000-3000万；
相控阵雷达1400万左右，TR组件400-500万，TR芯片200万+，ADDA芯片100万左右，FPGA约200万左右；
其他零部件：星敏感器100-200万，星间链路200万+等

产业链相关公司：
→整机厂：航天五院、上海微小、银河航天
→TR组件：13所、55所、国博
→TR芯片：铖昌、13所、55所
→ADC/DAC：772所、臻镭科技
→FPGA：复旦微、772所
→电源管理：772所、北京升宇、臻镭科技

国内外卫星互联网的最新情况：
卫星互联网并不是当前最新的概念，卫星互联网的概念在三四年前就已经出现，那时候的卫星互联网仅限于拨打语音电话，可以说，卫星互联网的发展浪潮与5G的发展息息相关。由于5G为毫米波通信，基站的通信覆盖范围没有4G那么远，且5G相对又比较耗电，所以欧洲等标准化部门组织将卫星互联网标准定义为“Set 5G”（例如ETSI Set 5G），处于5G之后、6G之前，起到补盲区的作用。
目前来说，国外有两个星座：1）OneWeb，“一网”公司，2020年前后向全球寻求资金发展，当前有600多颗卫星升空；2）Starlink，2018年左右星链发射了两颗试验卫星，现在差不多有接近4000颗在轨，一期工程为100万个终端客户服务。星链2代在1代的基础上，卫星重量由200公斤提升到1吨、卫星天线也会加强，介时，手机不做任何改动可以直接连接到卫星并接入互联网。
国内最早的卫星互联网公司是国网，现在叫做星网（中国卫星网络集团有限公司），2021年4月正式在雄安新区成立，对标马斯克的星链，向ITU（国际电信联盟）报了12000多颗卫星，一期工程将发射100多颗，2022年10月，其中的几十颗卫星完成招标，整体项目在按部就班地进行。
国内另外一个星座G60，在上海松江区的G60科创走廊，在2016年左右成立，初期与德国KLEO公司合作，一期项目预计发射卫星300余颗，远期发射1000颗，与星网的整体功能不同，1）G60侧重于民用；2）G60与星网更多像地方主动与国家主导之间的关系。明年G60将会有十几颗卫星发射。

Q：星网向ITU申请的12000余颗卫星，如果发射不了是否会作废？
A：星网向ITU申请的12000多颗卫星，在申请的七年内一定要激活，2020年申请的，2027年之前一定就要激活发射，所以后面还会有一点时间。当然，星网方面也在准备其他的申请资料，12000多颗并不是特别硬性的要求。

Q：我们应该如何理解星网向国际电联申请的12000多颗卫星？
A：现在国际电联为了防止出现“占坑”现象，有了新的规定：原先申请的卫星只要在7年之内资料激活，后续资料长期有效；现在申报的卫星7年内必须要发射，如果发射不完ITU就会进行总量削减。
削减模式：ITU要求激活2年内发射20%，5年内发射50%，7年内发射100%。原先如果申报100颗，2年内只发射10颗（10%），就会削减规模至50颗；5年内实际发射30%（30颗），最终规模就会削减为60颗。
星网会根据未来需求看是否一定要保留12000颗，可能会存在人为的削减，并不一定非要发那么多颗，主要是前期ITU的规章制度比较严格，大家都想要占有更多的数量。

Q：如果星网申报的12000颗完成不了，那是否还会继续对标Starlink？
A：我们也不能说星网12000颗发射计划发展不了，主要要看客户的需求，主要由于国内的地面移动网络覆盖良好，未来要看是否有足够的需求出现。且国外地面网络与卫星通信地位平等，国内卫星通信主要用于应急通信、海上通信。
Starlink在国外主要覆盖农村及西部地区，这些区域的地面移动网络覆盖较差，我国农村基本上都有4G/5G型号覆盖。
等未来卫星通信成本降低，降到和地面网络成本类似后，卫星通信就会迎来较快发展。现在Tesla、丰田、吉利等车企都在做接入卫星互联网的实验，将车载卫星通信载件做成标配的东西，如果未来一个几千块的选配件能出来，民用的需求就会快速提升。

Q：未来几年国内卫星发射的数量规划与预期？
A：这主要还是要看国家的计划，星网是国家任务，现在一期工程要求2025年前全部发射完成。G60首批几百颗会在明年开始发射，预计3-5年内发射完毕。
现在低轨卫星的寿命一般在5-7年，所以后续卫星发射要赶在第一批卫星退役前完成。马斯克Starlink一期也是在4-5年内完成的，在一期工程完成后，就着力替换掉一些曾经老的卫星。

Q：为什么国内没有办法像国外一样，一次火箭发射很多颗卫星？
A：就纯粹火箭的运载能力而言，国内并没有落后很多，一颗低轨卫星在250-270公斤左右，总计也就15吨左右，这个重量国内长征3/7/5号火箭都可以完成。
重点问题在于卫星和火箭是否可以协同设计。由于卫星的结构不规则，且卫星都是挂在分离机构上，很多空间被浪费，火箭空间没有得到充分利用。而马斯克将卫星做成扁平状，火箭整流罩的空间都可以有效利用，现在国内银河航天就开始将卫星设计成扁平状，从而有效利用火箭空间。

Q：国内火箭回收较难是质量原因还是哪方面的原因？
A：质量管理的原因。如航天科技集团有着严格的质量管理流程，发射过一次回收的火箭在质量流程管理中过不去，国内元器件等级至少为jun工级、宇航级。马斯克强调管理流程创新，从成本角度，用一些商业等级的元器件。

Q：G60单颗星的价值量？
A：像国外200-300公斤的低轨卫星单价在50-100万美元之间，国内制造成本大概是国外的3倍。
国外数量上来后，价格下降很多，其次他们又做了很多模块化装配、商业化元器件利用、制造流程简化等，这些都节省了很多成本。
国内商业卫星公司基本都是体制内的，一方面国内jun工级、宇航级的元器件很贵；另一方面，公司理念没有往商业化方向发展，都希望卫星发射100%成功。

Q：马斯克发射一次火箭的成本大概为多少？
A：大概几千万美元发射一次。随着未来复用次数越来越多会越来越便宜，成本曲线一直往下降，国内的火箭每次基本都是新的，会很贵，大概是国外的2-3倍。

Q：G60发射卫星是会选择航天科技集团还是选择商业火箭公司的火箭？
A：G60如果发射的话，航天科技集团的火箭可以发，同时国内其他商业公司，如中科宇航、星河动力等商业公司的固体火箭，也有着1吨多的运载能力。固体型火箭，发射机动性比较强，便宜且时效能力强。

Q：G60的定位/发射卫星的商业用途？
A：G60发射火箭纯粹就是为了民用，下游主要就是通信领域。

Q：哪些公司将会在卫星发展中特别受益？
A：1）相控阵TR组件：里面运用到的第二代化合物半导体器件较多，价值量大概能占到卫星整星的10%，主要公司：中电科13所、中电科55所、国博电子、成尚科技；
2）太阳能帆板制造企业；
3）光通信行业企业：随着卫星联网并朝着高速化方向发展，激光通信企业将会受益；
4）蓄电池：中电科18所做的较多；
5）控变应答机：航天电子、航天科技集团772所、复旦微电子等。

Q：相控阵FPGA的价值量。
A：这需要看相控阵有多少个阵元，有多少个TR组件，一般来说，低轨卫星大概有几百个相控阵列，单个TR组件成本在几千块，整个相控阵需要好几百万。
美国宇航级的FPGA的价格还是非常贵的，因为卫星都是处于高辐射环境，需要加一层防护，一片起码需要几万美元。国内的话还需要具体看卫星的通信容量设计，平均单个卫星十几、二十片还是需要的，大概几十万左右。

Q：低轨卫星电源管理类芯片的价值量？
A：这个有点难估计，电源管理类芯片几百片差不多，激光、雷达机、信号处理都是需要的。

Q：高轨卫星的发射情况/行业增长情况？
A：高轨卫星一颗几吨重，需要十几亿的体量，现在可能用于GPS、天气预报、研究比较多。
高轨卫星与低轨卫星存在互补且竞争的关系：1）互补关系：高轨卫星只对本国服务，针对某一固定区域服务，无法覆盖高纬度地区，这一点低轨卫星是高轨的互补；2）竞争关系：低轨卫星单颗1000-200万，100多颗的体量相对于高轨卫星一颗十几亿来说还是具有一定吸引力的，高轨卫星数量少、工作寿命长，低轨卫星便宜，但替换时间较短。
高轨卫星未来增长不会很多，本质还是看国内外需求，会出口到南美、非洲等一些国家。

Q：卫星行业上下游公司情况？
A：卫星制造：中国卫星；
卫星运营：中国卫通、中国电信运营天通系列卫星；
国外：OneWeb、Starlink；
香港：香港航天科技集团；
再加上上游提供卫星零部件的各个公司。

Q：发射卫星的钱谁来出？
A：看卫星的具体用户是谁，一般卫星出资分两种：一种国家出钱、一种商业筹资。
jun方卫星来源是jun费，资源类卫星如风云气象卫星则是气象部门出钱，商业卫星由商业公司自己筹资。

Q：星网的项目基本是jun工相关的吗？
A：星网基本上都是国家项目，由政府主导，但不一定都是jun工相关的。

Q：jun工领域会是卫星的主要驱动吗？
A：可能会是吧，例如无人机控制系统，在飞出控制站后智能通过卫星通信控制。

Q：香港航天科技集团的主要情况。
A：香港航天科技集团在上海/深圳都有研发团队，在香港建设了一个卫星测试厂房与运营中心，研发在内地，生产在香港，发射交由别家企业。主要做卫星制造与运营。

Q：纯商业用途的下游应用场景。
A：传统下游应用场景：应急通信、飞机&游轮的跨洋联络，蜂窝网络覆盖不到的，只能通过卫星通信覆盖。
新兴应用场景：1）Starlink在卡车上装上了星链终端；
2）高铁等场景，由于高铁运动速度较快，卫星一次性覆盖几个省份，高铁无论速度多快都可以在卫星的覆盖范围内；
3）gun工场景：俄乌冲突中Starlink在乌克兰通信中发挥着重要的战略作用。

Q：那么卫星通信是否在我国还是个小众市场？
A：在我国是小众市场，所以国内的卫星通信公司也比国外的少。
长三角G60的建设初衷，也是未来向海外去拓展，所以前期会和德国KLEO公司合作，德国公司负责海外运营，国内负责卫星制造与国内运营，建成后将与Starlink直接竞争。
当然，也有国家“一带一路”战略的需求。

Q：G60两颗试验卫星的组件供应商。
A：激光芯片：上海光机所；
光电系统：来自于卫星研制方，主要是中科院微小卫星研究所；
天线：中电科13所；
太阳能帆板、蓄电池：中电科18所。

Q：卫星上一个激光通信终端的价值量。
A：价值量在百万量级。
Starlink最早使用的激光通信终端成本在几十万美元一个，这严重不符合马斯克的低成本要求，最后马斯克自己做了。
一个卫星前后需要两颗，以后可能左右也需要，所以总量两台或者四台。

Q：星网是部分装还是全部装激光通信终端？
A：全部都会装。供应商有西安504研究所、上海光机所、北京航天704所、这部分体制内的公司很多。

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