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文檔簡介

低軌衛星行業市場分析1高通量衛星性能提升,低軌寬帶星座建設加速1.1通信衛星種類眾多,載荷及平臺為兩大組成衛星可分為通信衛星、導航衛星以及遙感衛星等,我國通信衛星中商業用途數量最多,占比超50%。衛星作為天地一體化設施,利用空間資源環境為經濟社會各領域用戶提供通信廣播、導航定位授時、地球綜合觀測及其他產品與服務。按照應用領域不同可將衛星分為通信衛星、導航衛星、遙感衛星等。其中通信衛星是人造衛星的一種,作為衛星通信系統的空間部分,是無線電通信的中繼站,通過轉發無線電信號,實現衛星通信地球站之間或地球站與航天器之間的無線電通信。由于通信衛星不受地理條件限制,對地面設施依賴程度較低,是對光纖互聯網、移動互聯網很好的補充,廣泛應用于航海、航空、陸地、軌交等領域。據UCS數據顯示,截至2022年4月30日,中國目前在軌衛星數量為541顆,其中通信衛星數量為67顆,占比達12.4%,我國擁有的通信衛星中,商業用途有37顆,占比超過50%。通信衛星由通信類有效載荷和衛星平臺兩大部分組成。有效載荷作為衛星的核心部分,直接執行特定的衛星任務,安裝不同有效載荷的衛星用途也不相同。其中通信衛星有效載荷一般由天線分系統和轉發器分系統組成,兩者配合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送等功能。衛星平臺是為載荷正常工作提供支持、控制、指令、管理和保障服務的各分系統的總稱,主要包括結構與機構、熱控、電源、姿態與軌道控制、推進、測控、數據管理、數據傳輸、總體電路等分系統。據數據顯示,姿軌控與推進分系統是衛星平臺中價值占比最高的環節,占衛星平臺價值量的40%。通信衛星有多種分類方式,可以按用戶群體、波束數量及軌道高度進行分類。通信衛星按照用戶群體可分為民用通信衛星和軍用通信衛星,民用涉及衛星通信廣播、數據傳輸服務等;軍用通信衛星通過建立專網無線電通信設備,應用于戰場信息傳遞,為指揮機關的實時決策提供依據。按波束數量可分為高通量衛星及傳統通信衛星,高通量通信衛星是相對于使用相同頻率資源的傳統通信衛星而言的,主要技術特征包括多點波束、頻率復用、高波束增益等。按照軌道高度不同分為低軌道衛星、中軌道衛星和高軌道衛星。1.2高軌態勢:美國具備先發優勢,高通量衛星性能加速提升1.2.1全球高通量衛星發展經歷三階段,通信容量將達1TB美國在高軌通信衛星發射中具備先發優勢,通信容量是其關鍵技術指標。1958年12月美國成功發射了世界上第一顆試驗通信衛星“斯科爾”號。1965年4月美國發射第一顆半試驗、半實用靜止軌道通信衛星——國際通信衛星1號(晨鳥),為洲際通信提供了空間通道,正式建立了北美和歐洲之間的通信業務。此后,日本、法國、德國、中國等國家也紛紛發射了各自的通信衛星。根據《中國空間科學技術》指出,隨著通信衛星發射數量增加,其技術水平逐步成熟,體現在壽命增長、太陽能電池功率提高、轉發器數量增加、等效通信容量路數增加等特點上。高通量衛星以高軌居多,能夠大幅提高傳輸效率并降低使用成本。根據UCS披露,2011年,美國發射全球首顆高通量衛星ViaSat-1,通信容量達到140Gbps。2017年發射的ViaSat-2通信容量達到300Gbps,是當前世界上容量最大的高通量衛星。預計于2023年第一季度發射的ViaSat-3由3顆高通量Ka波段地球同步軌道衛星所組成,單顆衛星通信容量為1Tbps,將覆蓋除極地以外的全部地區。高通信容量的衛星能夠在使用相同帶寬的頻率資源下,達到傳統通信衛星數據吞吐量的數倍甚至數十倍,能夠大幅降低單位比特的成本,從而經濟、便利地實現各種新應用。相比傳統通信衛星而言:1)可實現多點通訊;2)頻率利用率提升;3)地面設備簡化。1.2.2我國高通量衛星性能逐漸提升,通信容量可達百G我國高軌通信衛星起步較晚,近年來逐漸躋身世界先進之列。我國在1984年成功發射第一顆靜止軌道實驗通信衛星——東方紅二號,是世界上第五個自行發射通信衛星的國家。1988年3月7日,東方紅二號衛星的改型星—東方紅2號甲成功發射,是我國首次研制成功的實用通信廣播衛星,改善了我國的通信和廣播電視傳輸條件。2008年,我國成功發射了中繼衛星——天鏈一號,成為世界上繼美國之后第二個擁有了對中、低軌航天器具備全球覆蓋能力的中繼衛星系統的國家。近五年我國高通量衛星技術快速追趕,現通信容量超百G。根據中國衛通披露,2017年我國首顆高通量通信衛星中星16號成功發射,該星首次應用Ka頻段多波束寬帶通信系統填補了寬帶通信衛星空白,通信總容量達20G以上,信息傳送能力大大增強,開啟了我國衛星通信高通量時代。2020年,亞太6D衛星成功發射,進一步提升了我國高軌衛星互聯網服務能力。我國高軌衛星互聯網已在航空、海事、應急、自然資源等多個領域開展了實踐應用。“十四五”期間,我國發射了中星19號、26號、亞太6E等多顆高軌高通量衛星,建成首張完整覆蓋國土全境及“一帶一路”重點地區的高軌衛星互聯網,在軌總容量超過150Gbit/s,走向大規模實用階段。1.3低軌態勢:各國積極布局低軌寬帶星座,衛星互聯網落地1.3.1低軌空間為全球航天發展焦點,星座部署邁入高峰期低軌空間是全球航天發展焦點,低軌星座批量部署邁入高峰期。由于低軌衛星星座在發射成本和實現全球覆蓋等方面具有明顯優勢,并且具有較強的抗毀性、低傳輸延時性和低功耗鏈路等特點,因此以低軌道、巨型、星座為特征的低軌道寬帶衛星網絡系統在世界范圍內呈現蓬勃發展的態勢。早在20世紀80年代至2000年前后,摩托羅拉公司的“銥星”計劃就提出,通過發射66顆低軌衛星構建覆蓋全球的衛星通信網。SpaceX公司宣布“星鏈”計劃——發射約4.2萬顆通信衛星,其中1584顆將部署在近地軌道,組成覆蓋全球的高效衛星通信網絡,為全球消費者提供廉價、快速的寬帶互聯網服務。此外,英國OneWeb、加拿大電信衛星公司Telesat、跨國企業SES的O3b星座、波音、三星等互聯網星座計劃也在積極推進中。1.3.1.1銥星計劃銥星公司為國際商業通信服務核心企業,經過兩代星座計劃,逐漸形成較為完備的低軌衛星互聯網體系。1987年,美國摩托羅拉公司提出銥星計劃,向全球商業用戶提供移動通信業務。銥星計劃于1996年開始試驗發射,1998年5月,66顆低軌道人造衛星布星任務全部完成。由于相關技術欠缺、建設成本過高、市場反應平淡等問題,銥星第一代低軌衛星互聯網計劃宣告失敗。2000年銥星公司背負40多億美元債務正式破產,但轉賣后獲得了美國國防部為期5年、每年3600萬美元的合同。憑借這筆合同,公司得以重新啟航,逐漸發展成為美軍全球通新的補充力量。2007年公司宣布第二代“銥星計劃”(IridiumNEXT),二代系統仍是由66顆衛星組成,于2019年完成。其各方面性能是—代的全面升級演進,在衛星通信市場占據—片天地。公司的低地球軌道(LEO)L波段網絡向世界上不存在或有限的地面無線或有線網絡的區域,提供可靠的、適應氣候變化的通信服務。1.3.1.2星鏈計劃“星鏈”(Starlink)系統為目前全球規劃規模最大、發射數量最多的低軌星座。“星鏈”是由美國SpaceX公司于2014年提出的低軌互聯網星座計劃,旨在建立一個覆蓋廣、容量大、時延低的天基通信系統,面向全球范圍提供高速互聯接入服務。根據Starlink官網披露,“星鏈”系統共規劃3期,總規模接近4.2萬顆衛星,由3層衛星網絡組成,包括距離地面340km和550km的極低地球軌道衛星9102顆,以及1150km的低軌衛星2825顆。“星鏈”(Starlink)系統于2019年5月首次發射,截至2023年2月22日,4年間,已發射3878顆,在軌3201顆。根據Starlink官網披露,在2021年1月到2021年5月,以及2022年2月到2022年5月期間明顯加快了布局速度,尤其是2022年2月3日至5月18日,105天累計完成12批次、611顆衛星的發射(其中573顆運行)。就期而言,大約8.75天就批量發射1次,就頻率而言,每天平均發射5.81顆衛星。“星鏈”衛星發射、制造成本較低。20世紀90年代,火箭發射成本大約是300萬美元。在“星鏈”計劃實施的過程中,SpaceX一直致力于降低衛星發射成本。“星鏈”衛星采用一箭多星批量發送,同時已成功多次完成“獵鷹9號”一級火箭的回收和重復利用,而且在2021年10月首次實現了海上回收火箭,此舉意義重大,也是未來火箭發射技術發展的必然趨勢。在制造方面,SpaceX采用跨供應鏈甚至新建航天供應鏈,對成本的追求達到極致。星鏈衛星發射成本低,一方面SpaceX作為發射方可以利用內部采購價格發射衛星;另一方面星箭一體化設計,可以最大程度綜合利用整流罩包絡空間、火箭運載能力。1.3.1.3OneWeb星座OneWeb公司于2013年提出低軌衛星星座計劃,組網計劃目前有序開展。系統采用開放式架構,可在原有系統基礎上通過增加新衛星提升星座整體容量。2020年,OneWeb由于融資問題與疫情影響宣布申請破產保護,其全部組網計劃進入停滯狀態。同年7月,英國政府和印度移動網絡運營商BhartiGlobal收購公司股權并資助OneWeb全面重啟,目前在軌衛星均處于正常工作狀態。星座規劃歷經多次修改,根據OneWeb披露,按照目前的設計,星座布局包括6372顆LEO衛星和1280顆MEO衛星。同時,OneWeb計劃在全球部署55~75個網關站,網絡將在2023年6月之前全面運營,向全球提供寬帶互聯網接入服務。OneWeb正在分階段布局星座系統。根據OneWeb官網披露,其星座正在執行第一階段的發射部署。第一階段預計發射648顆Ku/Ka頻段衛星,分布在高度1200km、傾角87.9°的18個軌道面,每個軌道面部署約36顆衛星。后續,OneWeb星座還將發射V頻段分布在1200km、8500km軌道高度的衛星。第一階段建成后的衛星星座即能夠覆蓋全球,設計每顆衛星上行50Mbit/s,下行200Mbit/s的接入速度,單星吞吐量約為7.5Gbit/s,整個星座總吞吐量為6~7Tbit/s,由于采用低軌道,鏈路傳輸時延僅為30ms,與地面網絡相當。根據設計方案,OneWeb衛星之間沒有星間鏈路,整個系統采用的是“天星地網”組網方式。與“星鏈”計劃不同的是,OneWeb在衛星制造、衛星發射和市場分銷等環節均采用了戰略協同的模式。通過與擁有強大研發生產能力的制造商和擁有客戶資源及分銷渠道的運營商的合作,逐漸形成了完善、成熟的低軌衛星互聯網產業體系。OneWeb的協同模式可以利用各公司的行業及區域優勢,在短時間內形成產能和銷售渠道并獲得地方政策傾斜,但利益相關方太多,協調難度較大,并且在成本控制方面處于劣勢。1.3.1.4亞馬遜Kuiper計劃Kuiper星座啟動較晚,在部署進度上落后于OneWeb、星鏈等星座,但由于背靠亞馬遜公司,在資金和后期應用落地方面具有獨特優勢。2019年,亞馬遜推出ProjectKuiper計劃,擬投入數十億美元發射3236顆衛星,其中784顆衛星位于367英里(590公里)的軌道高度,1296顆衛星位于379英里(610公里)的軌道高度,1156顆衛星位于391英里(630公里)的軌道高度,這些衛星將為地球上的地點提供數據覆蓋,范圍從北緯56度到南緯56度(世界上大約95%的人口生活在這個廣闊地區當中),來為全球用戶提供互聯網寬帶服務。Kuiper星座采用縱向一體化發展模式,資金來源充足,系統建設自主化程度高。亞馬遜公司2019年在華盛頓雷德蒙德建立Kuiper研發總部,并配套有實驗室、樣機制造設施和辦公設計廠所,具備衛星制造條件。此外,亞馬遜下屬BlueOrigin公司發展勢頭良好,可以為Kuiper星座提供發射服務。亞馬遜憑借在云計算領域的優勢,著眼于地面通信市場,通過發展AWS“地面站即服務”業務,為衛星星座后期落地提供極大便利。2018年,亞馬遜公司發布給予云計算的AWS地面站業務,通過云計算技術的高效數據處理能力,為公司、政府、航天部門提供數據收發服務。從長遠來看,AWS地面站業務既可以分擔Kuiper星座大規模部署的資金壓力,也可以憑借建立的合作伙伴關系為Kuiper星座的頻率落地、容量分銷等環節提前打通渠道。1.3.2我國積極布局低軌寬帶星座,躋身衛星互聯網世界強國我國積極布局低軌寬帶星座,躋身衛星互聯網世界強國。衛星互聯網是指利用地球衛星星座,向地面和空中用戶提供互聯網接入服務為主的衛星系統,本質是傳統航天和通信領域的技術拓展融合,主要指低軌通信衛星星座。我國積極推進本國巨型低軌衛星星座計劃,以獲得市場競爭先機。航天科技和航天科工兩大航天集團作為我國低軌通信衛星領域的“國家隊”,各自啟動了低軌通信項目“鴻雁”和“虹云”星座計劃,2021年成立中國衛星網絡集團公司統籌國內低軌通信衛星發展,GW星座為國內目前最大的低軌通信星座。在民間投資方面,以銀河航天為代表的民間資本低軌衛星公司,將有效推動我國衛星互聯網商業化進程。1.4高低軌融合:衛星高低軌融合推動空天地一體化趨勢6G發展以空天地一體化信息網絡為基礎,高、低軌衛星融合推動發展進程。2020年2月,ITU正式啟動面向2030及6G的研究工作,2030網絡技術焦點組提出6G網絡三大目標,明確6G將包含衛星網絡。根據《空天地一體化通信網絡白皮書》,6G需要構建跨地域、跨空域、跨海域的空天地一體化網絡,實現真正意義上的全球無縫覆蓋。空天地一體化信息網絡是一體化高速寬帶大容量信息網絡,即天基、空基和陸基一體化綜合網絡,它是由多顆不同軌道上、不同種類、不同性能的衛星形成星座覆蓋全球,并通過星間、星地鏈路將地面、海上、空中和深空中的用戶、飛行器以及各種通信平臺密集聯合,以實現信息準確獲取、快速處理和高效傳輸。2021年,Inmarsat公司提出“交響樂團”(Orchestra)通信網絡建設計劃,整合其現役高軌衛星、未來低軌衛星和地面5G設施,打造全球性、多維動態的綜合網狀網絡。2四大驅動因素催生衛星通信超千億市場2.1四大驅動因素疊加,衛星通信行業步入高速建設期2.1.1驅動因素一:頻軌資源稀缺性,先占先得頻軌資源有限且具有“先占先得”的特征,發展低軌星座具有戰略必要性。衛星頻率和軌道資源是指衛星電臺使用的頻率和所處的空間軌道位置,是衛星系統建立和正常工作的前提,二者具有不可再生性和稀缺性。無線電只有在有限區間頻段中傳輸耗損相對較小,且受衛星覆蓋范圍、衛星高度(信號質量)、同頻段衛星間距等因素影響,廣闊太空中可用衛星軌道數量十分有限。頻軌資源采取國際電信聯盟(ITU)先申報先使用總原則,且要求申報后7年內,必須發射衛星啟用所申報的資源,否則自動失效,9年內必須投放申報衛星總數的10%,12年內必須投放申報衛星總數的50%,14年內完成全部投放。根據《中國航天》數據披露,當前地球靜止軌道(GEO)上90%的C和Ku頻段被少數國家的運營商壟斷控制,各國提交的軌道申請超過6萬份,當前對衛星頻軌資源的爭奪進入白熱化狀態。2021年,為實現我國全球寬帶衛星通信網絡構建,國資委組建的中國衛星網絡集團成立,根據ITU披露,其向ITU申請計劃發射的衛星總數量達到12992顆。2.1.2驅動因素二:軍事價值突顯,民用多場景需求釋放軍用領域,低軌衛星抗干擾能力強、容錯性高,在信息化戰爭中擁有極其重要的軍事戰略意義。現代戰爭是陸、海、空、天、電的綜合對抗,戰場空間趨于多維和擴展,信息化戰場日益透明,需要一體化聯合作戰與體系對抗和網絡對抗,這一切都離不開軍用衛星通信支持。軍用衛星通信具有覆蓋范圍廣、容量大等優點,能更好地滿足戰場信息傳輸需求。現階段,美軍重點發展的新一代軍用衛星通信系統是“先進極高頻”(AEHF)衛星通信系統。SpaceX“星鏈”計劃——巨型低軌衛星互聯網星座項目在俄烏戰爭中發揮了巨大作用。新一代的低軌道衛星容錯性高,只有在所有衛星均被攻擊時整個系統才會癱瘓,在信息化作戰時代,“星鏈”的價值不容小覷。同時,SpaceX還依托“星鏈”的技術及發射能力,發布為政府、國防和情報部門服務的“星盾”衛星項目,具備通信、導航、遙感等基礎功能,同時可提供數據加密傳輸、戰場信息感知等多項服務。此外,歐盟將建設IRIS2寬帶衛星網絡用于軍事、政府和公眾用途;日本也將出于自衛目的建設“衛星集群”系統。我國要在未來的現代化戰爭中取得勝利,離不開軍用衛星通信的支持,因此,需要大力發展我國的軍用衛星通信系統,并采用先進的通信技術及抗干擾、抗截獲技術。民用領域,toB及toC多場景需求釋放推動我國通信衛星發射數量增長。1)個人用戶:國際電信聯盟ITU數據顯示,截至2022年初,全球27億人口尚未接入互聯網,衛星互聯網可為地面網絡覆蓋不到的地區提供寬帶上網服務,重點解決偏遠地區30%~40%人口的寬帶上網問題;與地面移動網絡的服務價值鏈相比,衛星網絡運營商可以通過減少運營和業務支持成本,提供全球互聯網服務。2)航空平臺接入:航空機載通信逐漸由空對地通信(AirtoGround,ATG)向衛星Ku/Ka頻段過渡,我國民航客機機載網絡接入業務起步較晚,航空互聯網目前尚未實現商業化運營;3)航海平臺接入:傳統海事衛星服務的帶寬非常小,只能滿足應急需求,無法承擔寬帶互聯網的應用,海上寬帶互聯網的應用拓寬了通信衛星在海事領域的使用;4)能源平臺接入:在通信基礎設施落后的偏遠地區進行能源勘探和開采離不開通信基礎設施的支持,但光纖等地面基礎設施很難到達這些偏遠地區,衛星通信在很多情況下是唯一的通信方式,衛星互聯網的介入對于能源勘探和開采行業具有重要意義。2.1.3驅動因素三:產業政策密集出臺,星網集團招投標落地產業政策密集出臺,中國通信衛星發射數量或將迎來高速攀升。我國在十九大報告中明確提出建設航天強國的戰略目標,將建設航天強國上升為國家層面的重大戰略,目前已推進至深入發展階段。2020年4月,衛星互聯網被國家發改委劃定為“新基建”信息基礎設施之一。2020年5月,國家發改委提出支持商業航天發展,并擴展通信衛星應用領域。“十四五規劃”中明確提出要打造全球覆蓋、高效運行的通信、導航、遙感空間基礎設施體系,建設商業航天發射場,進一步加速了中國通信衛星發展進程。此外,各省市也積極推出各項針對通信衛星的衛星制造、基礎設施建設、推廣應用及商業運營等方面的政策,助力衛星互聯網快速落地。中美通信衛星數量差距主要在于低軌衛星星座規模差距,我國組建星網集團加速衛星互聯網規劃落地。據UCS統計數據顯示,截至2022年5月,美國在軌通信衛星合計2690顆,占全球通信衛星總數的49.2%,美國“星鏈”星座建設步伐領先全球,2022年全年發射衛星1722顆;中國在軌通信衛星67顆,不足美國通信衛星數量的1/40,差距主要在于低軌衛星星座發射,未來發展空間巨大。近年來國內衛星發射數量增幅較快,通信衛星發射數量呈穩步增長趨勢,隨著互聯網星座的規劃落地,通信衛星數量有望快速增加。2021年,為實現我國全球寬帶衛星通信網絡構建,國資委組建的中國衛星網絡集團成立,根據集團官網披露,其向ITU申請計劃發射的衛星總數量達到12992顆。2.1.4驅動因素四:衛星及火箭技術進步,制造成本降低衛星制造生產成本降低助力低軌衛星互聯網快速落地。1)衛星柔性智能化生產線:從總體來看,衛星設計和制造從定制化走向標準化,生產線由單件小批量手工生產升級為高度自動化生產,模塊化生產,提高運營速度的同時實現制造成本更加低廉;2)公用平臺及模塊化平臺:從衛星平臺來看,基于衛星公用平臺及模塊化平臺的設計可縮短衛星研制周期,降低研制成本,提高衛星可靠性。根據美國宇航公司估算,研制并使用模塊化衛星平臺技術,衛星成本將降低29%;3)技術進步:從衛星載荷來看,多波束天線的使用可以減小系統成本,提高經濟效益;4)工業級元器件替代:小衛星制造中部分元器件可使用工業級元器件替代宇航級元器件以降低成本;5)火箭回收及一箭多星:通過一箭多星和火箭回收技術等方式提高資源利用率,降低發射成本。衛星成本的下降能夠有效地滿足我國日益增長的通信衛星需求,推動通信衛星發射數量增長。2.2四大環節構建超千億市場,行業或進入增長爆發期衛星產業鏈分四大環節,呈“金字塔”型的價值鏈,中下游市場規模占比超90%,中游地面設備制造環節競爭激烈。衛星產業按照產業鏈劃分可分為衛星制造、發射服務、地面設備制造和衛星運營服務等四大領域。衛星產業呈“金字塔”型的價值鏈。衛星制造及發射服務處于產業鏈的上游,具備技術密集、資本密集、高集成總裝的特點,市場份額相對集中,自然壟斷特征明顯;地面設備及衛星服務處于產業鏈中下游環節,準入門檻相對較低,市場需求量較大,參與者較多,競爭激烈。2021年,美國衛星產業協會(SIA)發布的關于全球衛星產業規模數據顯示,衛星產業鏈中衛星制造、發射服務、地面設備制造和衛星服務占總市場規模的比例,分別為5%、2%、51%和42%,上游與中下游市場規模比接近1:9。2.2.1低軌星座建設加速,上游制造與發射環節將率先受益通信衛星發射市場集中在發射服務領域,單位質量發射服務價格與美國相當。衛星發射市場涉及火箭制造與發射服務兩個環節,火箭制造當前仍以航天科技集團下的長征系列為主,與資本市場關聯度較弱,暫不計入測算。根據《中國航天》,“長征”系列火箭執行LEO軌道發射服務價格與“獵鷹”9火箭相當(低于5萬元/千克);執行GTO軌道發射服務價格整體低于國外運載火箭,其中“質子”M、“獵鷹”9火箭單位載荷發射服務價格6萬/千克起。我國通信衛星過去以大衛星為主,小衛星增量市場廣闊。根據未來智庫數據顯示,大衛星通常是專門定制化的,一顆噸量級的衛星從設計、研制到生產、測試等,往往需要5-10億元甚至更多的資金投入,但其具有高通量、壽命長的優勢。小衛星質量通常小于1000千克,與大衛星相比,小衛星體積小重量輕、研制加工周期短、建造成本低,一顆小衛星實現從設計、制造、發射、在軌運行的全過程,一般不到十二個月。隨著衛星互聯網在軍工通信和民用互聯網普及中扮演越來越重要的角色,低軌衛星通信網絡在全球通信和互聯網接入、5G、物聯網、太空軍事能力應用等方面極具潛力,是商業航天技術和主要大國太空和軍事戰略博弈的必爭之地,未來通信小衛星市場空間廣闊。(一)衛星制造市場關鍵假設(1)衛星數量:考慮到衛星使用壽命,需要在壽命到期時發射替換衛星,且隨著星座持續建設,新增衛星發射數量將持續增加。因此衛星數量分為替換發射數量及新增發射數量。替換發射數量按照衛星原設計壽命進行估算,根據長光衛星披露,小衛星使用壽命約為5-8年。根據UCS數據披露,我國低軌通信星座規劃數量約為1.5萬顆,參考Starlink衛星發射數量,自2019年5月-2023年2月,共計發射小衛星3878顆,因此假設2023-2027年我國小衛星發射數量為4000顆。(2)衛星質量:根據StarLink官網披露,星鏈小衛星的重量通常在200kg-300kg,因此假設國內小衛星重量為250kg。(3)單顆衛星制造成本:根據歐科微數據披露,小衛星制造成本約為20萬元/kg,因此單顆衛星制造成本約為5000萬元。(二)火箭發射服務市場關鍵假設發射成本:根據《中國航天》相關文章披露,考慮到我國通信衛星在低軌和高軌中均有部署,且二者發射服務費用相近,因此,假設運載火箭小衛星發射服務費用均價為5萬元/kg。基于以上假設,截至2027年,小衛星制造市場空間約為2000億元,火箭發射服務市場空間約為500億元,合計約為2500億元。2.2.2通信衛星地面設備市場有望隨用戶規模擴大不斷增長對于通信衛星地面設備中移動終端市場空間測算,我們給出以下假設:(1)依據賽迪智庫的預測分析,截至2018年中國衛星通信市場約30多萬用戶,2018年全球衛星地面設備收入達到1198億美元。隨著亞太6D衛星的成功發射,不論是替代還是新增,中國將有200萬以上用戶的市場空間,即個人終端數量為200萬;(2)據產業研究報告,全國應急通信領域共有約4.5萬用戶,需要約10萬個衛星移動通信終端和約4.5萬個衛星便攜數據終端以及約6000個車載動中通,據此給出應急領域終端數量;(3)根據《衛星移動通信市場現狀及我國市場發展空間研究》,給出產品單價及其他終端數量。基于以上假設,截至2027年,衛星移動終端市場空間為359.6億元。2.2.3隨著應用領域滲透率提升,通信衛星運營服務市場將持續擴大隨著衛星制造發射成本降低,市場規模持續擴大,衛星通信市場空間廣闊。通信衛星運營商通過運營管理通信衛星,為用戶提供廣播電視、通信、視頻、數據等傳輸服務。衛星通信、地面通信(光纖、5G)等均是不同的通信方式,為用戶提供差異化的應用服務,在不同應用場景下發揮不同的作用。隨著人們對信息通信的依賴度逐漸提高,衛星通信泛在化的特性愈發凸顯,對于構建全球無縫覆蓋的一體化綜合通信網具有重要作用。據Euroconsult數據顯示,截至2017年全球固定通信衛星轉發器出租容量為457.8Ghz,固定通信衛星運營行業規模為115億美元,預計2023年,全球衛星轉發器出租容量為1126.9GHz。未來行業主要的發展方向是通過更大的有效載荷、更低的發射成本和其他技術創新實現單位服務成本的降低,也將帶動衛星轉發器使用量的增加,擴大衛星通信市場。(一)使用成本降低加速需求釋放,船載衛星通信市場年均超百億市場船載衛星通信旺盛需求帶動市場規模不斷擴大,預計到2025年其市場規模將達到206億元。農業部發布的《2021年全國漁業經濟統計公報》顯示:2021年末我國漁船數量為52.08萬艘,其中機動漁船數量35.70萬艘,且多數為遠航程捕撈作業船只。此外,隨著我國海洋執法能力的增強,海監、海警等部門所需船只數量預計也將穩步增長。受限于通信速率、資費水平、使用習慣等因素的限制,目前船載衛星通信尚未大規模普及,滲透率較低。隨著高通量衛星等技術變革的推進,衛星通信的收費標準將不斷降低,促進用戶習慣的形成,船載市場有望打開空間,預計2025年我國船載衛星通信市場規模為206億元。(二)受益于衛星通信技術進步,機載衛星通信市場潛力巨大國內機載通信滲透率相較國外較低,滲透率隨需求釋放有望不斷提高,市場潛力巨大。據在線空旅網站Routehappy的測算,2017年機載WIFI已經覆蓋了全球航班中超過三分之一(39%)的航程,其中美國的航空公司已有71%的航程實現WiFi全覆蓋,而非美國的航空公司僅為13%。目前國內機載WiFi普及率較低,隨著高通量衛星的發展,高通量衛星的大容量帶寬、抗干擾性強及終端易于安裝,將不斷提升機載通信的普及程度。據Inmarsat(全球三大移動衛星服務運營商之一)數據顯示,截至2017年,全球已有7400架飛機配置衛星通信系統,到2027年預計將會有23000架商用飛機使用衛星通信系統。根據中國民用航空局的統計,截至2021年底,民航全行業運輸飛機在冊架數4054架,其中窄體客機3178架,且大部份還未實現空地互聯功能,全國民航運輸機場完成旅客吞吐量9.07億人次,市場潛力巨大。(三)受益于超高清視頻發展,衛星廣播電視市場將持續擴大國家廣播電視業務收入持續穩健增長,衛星廣播用戶群體不斷擴大,隨著超高清視頻發展,衛星廣播市場將持續擴大。根據國家廣電總局披露數據,截至2021年底,國家廣播電視業務營收首次突破萬億達1.15萬億元,衛星廣播用戶群體不斷擴大,截至2022Q4,衛星廣播用戶累計達1.33億戶。根據《廣播電視和網絡視聽“十四五”科技發展規劃》內容,預計到2025年我國超高清視頻標準體系基本完善;地市級以上和較發達縣級廣播電視播出機構基本實現高清化,4K超高清頻道開辦20個以上;主要網絡視聽機構視頻服務全部高清化,具備4K超高清視頻播出能力探索直播衛星與互聯網電視融合發展模式,開展4K超高清電視直播衛星傳輸試驗,開展Ka頻段衛星廣播試驗,衛星廣播市場潛力巨大。(四)受益于應用場景拓展,衛星物聯網將增加新的市場切入點衛星物聯網產業在未來全球物聯網生態系統中表現出巨大的發展潛力,截至2025年全球天基物聯網產值可達5600-8500億美元。從市場規模來看,根據英國市場研究公司ABIResearch的預測,到2024年將有2400萬臺設備通過衛星實現物聯網接入,而由此產生的衛星物聯網產業鏈將得到進一步的完善與發展。麥肯錫公司預測,天基物聯網的產值在2025年可達5600億美元至8500億美元。NSR預測未來10年,未來天基物聯網的終端主要有兩類,一類是移動衛星通信系統(MSS)終端,另一類是甚小口徑天線地球站(VSAT)終端。這兩類終端的數量將以每年超過10%的速度快速增長,此外,亞洲將成為天基物聯網收入復合增長率超過10%的唯一區域,到2027年,亞洲將成為衛星物聯網市場收入最高的區域之一,并將縮小與北美市場的差距。隨著各大星座逐步建成使用低軌道小衛星物聯網的市場規模將迅速擴大,預計會從2020年的不到2千萬美元增長至2027年的1.3億美元,平均年增長率接近70%。3衛星通信產業鏈各環節均有亮點,上游率先受益全球通信衛星產業鏈:(1)空間段-衛星制造:主要有美國、歐洲、中國、俄羅斯等國家及地區約20家大中型系統集成商,為衛星運營商提供通信衛星;(2)地面段-地面設備:主要有衛訊(Viasat)、哈里斯(Harris)、吉萊特(Gilat)等上百家公司,面向衛星運營商和終端用戶,提供地面支撐系統及應用業務服務;(3)運營服務:空間段運營服務方面,主要有國際通信衛星公司(Intelsat)、盧森堡SES公司、歐洲通信衛星公司(Eutelsat)、國際海事衛星通信公司(Inmarsat)等40家左右的運營商,提供通信服務和轉發器租賃,處于產業鏈的核心位置;地面段運營服務方面,主要有直播電視DirecTV、天狼星Sirius-XM等上千家公司,為最終用戶提供各類解決方案和增值服務。我國通信衛星產業鏈:(1)衛星制造:上游原材料逐漸實現國產替代,行業市場化程度較高,國企民企共同參與競爭;中游有效載荷與衛星平臺系統:有效載荷方面,資本密集、技術密集且壁壘較高,行業被航天科技等科研院所、軍用集團及下屬企業壟斷,參與民企較少,近年來民企主要進入立方星及微納衛星載荷研制細分領域。衛星平臺方面,在標準化程度較高的部分分系統中,如星敏感器、飛輪等,參與民企較多,其他定制化需求較高的推進、姿軌控等分系統的生產仍以科研院所、軍用集團及下屬企業為主;下游總裝衛星AIT:高性能、定制化技術主要掌握在航天科技、航天科工以及中科院等軍工集團及科研院所中,長光衛星等民企發展較快,批量小衛星、微納衛星AIT領域涌入大量民企;(2)地面設備:主要圍繞衛星通信天線、衛星終端、射頻芯片等領域;(3)運營服務:通信衛星運營服務資金壁壘高,行業壟斷顯著。3.1衛星制造:載荷及平臺為兩個核心構成,國家隊占主導地位3.1.1衛星載荷:通信衛星核心系統,國家隊主導有效載荷種類是區別衛星應用領域的重要特征,轉發器分系統和天線分系統是通信衛星的有效載荷。根據統計數據,衛星有效載荷價值占比約為50%。轉發器分系統可分為弱信號放大、信號變換和末級功率放大3個部分,轉發器相當于數據傳輸中介,基本功能是將數據信息從用戶方轉發傳遞到另一方,或者將另一方數據信息回傳至用戶方。天線分系統用來實現空間中的電磁波信號與電纜中的電信號的轉換,功能上分為接收天線和發射天線。天線分系統方面,通信衛星天線分系統主要包括反射面天線、多波束天線和大型可展開天線等。(1)反射面天線:是在通信衛星中應用最廣泛的天線形式;(2)多波束天線:已成為國內外新一代大容量通信衛星普遍采用的技術,具有增加衛星通信系統容量、簡化地面接收設備和系統靈活性高等優點,可分為反射面式、陣列式和透鏡式等類型;(3)大型可展開天線:在通信領域,信息空間向多維拓展是未來的發展趨勢,空天地一體化信息網絡的實現在很大程度上依賴于空間通信系統的能力。為實現更快速更優質的通信連接及網絡服務,未來的通信衛星需要不斷提高信號強度及通信質量,迫切需要大口徑的星載天線。由于現有火箭整流罩尺寸與發射費用的限制,要求星載天線輕且收攏體積小,故大口徑星載天線必須做成可展開形式。多波束相控陣天線是衛星天線分系統技術的重要發展方向。多波束相控陣天線可以利用波束形成網絡同時實現多個獨立的高增益波束,是低軌衛星星座的核心載荷之一,它具有靈活度高、掃描角域寬、可靠性高等優點,不僅可以滿足廣域覆蓋、寬帶傳輸,而且還能實現隨遇接入、多點通信等迫切需求。近年來,隨著新型低軌寬帶衛星星座的蓬勃發展,第三代低軌星載多波束相控陣天線的工作頻率開始采用Ku、Ka段并朝Q/V等更高頻發展。轉發器分系統方面,常見的通信衛星轉發器有透明轉發器、處理轉發器和柔性轉發器等,商業通信衛星多用透明轉發器,衛星通信的柔性轉發技術是未來發展趨勢。僅有簡單變頻處理的稱為“透明”轉發器或“彎管”轉發器,有信號解調再生等處理的轉發器一般稱為“處理轉發器”;柔性轉發器主要采用數字化處理方式,利用靈活的星上信道化濾波技術,借助非均勻濾波器組實現對星上信號的分析和綜合,支持星上任意頻段、任意帶寬之間信息交與及靈活的跨波束交互,可以很好地解決傳統有效載荷存在的問題,實現頻帶資源的靈活調配和管理,支持跨頻段和跨波束交換等需求。航天五院504所研制的實踐二十號衛星Ka頻段寬帶柔性轉發器是我國第一個成功在軌應用的寬帶柔性轉發器。星載放大器是轉發器分系統核心器件之一,固態功率放大器主要應用于低軌通信衛星系統,行波管放大器主要應用于高軌高通量衛星系統。目前采用的高功率放大器主要包括行波管放大器TWTA、固態功率放大器SSPA以及速調管放大器三類KPA。KPA輸出功率最大,但帶寬僅有50~100MHz,其廣泛應用于電視廣播系統的上行站和一些帶寬較窄的FDMA地面站。TWTA輸出功率較小,可支持較寬的帶寬。SSPA輸出功率最小,適合于低功率應用場景。隨著固態技術和功率合成技術的不斷發展,SSPA逐漸實現了大功率輸出。隨著固態放大器技術的發展,SSPA將作為TWTA放大器的替代產品。國內通信衛星有效載荷研制單位主要為航天五院,航天科工二院及航天八院等有部分型號研制,配套單位包括科研院所及少數具備配套能力的民企。T/R組件是相控陣天線的核心,T/R組件方面,主要參與者為中國電科13所、天箭科技、國博電子、雷電微力、亞光科技等;T/R芯片方面,軍工集團下屬科研院所(中國電科13所和中國電科55所)占據主要市場份額,其他主要參與者包括鋮昌科技等少數具備三、四級配套能力的民營企業。衛星通信中的高功率放大器主要采用電真空器件與固態器件,空間行波管是有效載荷的核心部件,但由于其技術與資質壁壘較高,行業參與者較少,國內主要制造商為國光電氣。3.1.2衛星平臺:產業集中度較高,待挖掘市場潛力大姿軌控與推進分系統是衛星平臺中價值占比最高的環節。衛星平臺主要分為結構與機構分系統、熱控分系統、電源分系統、姿軌控分系統、推進分系統、測控分系統、數據管理分系統、數據傳輸分系統、總體電路分系統和返回分系統。根據統計,衛星平臺中姿軌控與推進分系統是衛星平臺中價值占比最高的環節,價值量占比約為40%(占衛星平臺比例),其次是電源分系統,價值量占比約為22%。衛星公用平臺模式有助于推動衛星研制向市場化發展,降低研制成本與研制周期。采取衛星公用平臺模式有利于實現從傳統衛星研制模式向現代工業企業所要求的產業化、市場化研制模式轉型,對助推國家航天強國戰略的落地與實施具有重要意義。通信衛星平臺的功能強弱對通信衛星的整體技術水平具有較大的影響。除了轉發器和天線以外的衛星結構與機構、熱控制和電源等分系統,為轉發器和天線正常工作提供支持、控制、指令和管理保障服務。我國先后研制了東方紅-2、3、4、5數種通信衛星平臺,對我國通信衛星的發展起到重要的推動作用。(一)姿軌控分系統根據統計信息,姿軌控分系統與推進分系統價值共占衛星平臺的40%左右,是衛星平臺中占比最高的部分。姿軌控分系統是姿態控制分系統和軌道控制分系統的總稱。主要包括姿態測量部件、控制器與執行部件,姿態測量部件包括太陽敏感器、星敏感器、地球敏感器;執行部件包括飛輪、磁力矩器和推力器等。1.星敏感器-衛星的“眼睛”,價值約占衛星制造的5%-15%。星載星敏感器指應用于衛星平臺的星敏感器,截止到目前經歷了3個階段的發展歷程。第一代星載星敏感器是CCD星敏感器,第二代星載星敏感器出現在20世紀80年代中期后,此時的星敏感器采用成熟的大面陣CCD作為圖像傳感器,第三代星敏感器出現在20世紀90年代后,此時的星敏感器采用CMOSAPS圖像傳感器作為成像器件。體積、質量和功耗降低的同時精度與姿態更新頻率不斷提升。在國內各對地觀測衛星上,星敏感器一般均直接安裝在光學相機上。從發展趨勢來看,小型化和低成本是未來航天器發展的主要方向之一,隨著微小型衛星特別是皮納衛星的快速發展,微小型甚至紐扣式星敏感器必然會出現在未來的航天器姿態控制系統中。2.飛輪:衛星的“四肢”,價值占衛星制造的5%~8%左右。飛輪作為衛星的關鍵動力部件,是保障衛星在軌壽命和任務效能的核心關鍵部件,衛星的有效壽命很大程度上就取決于飛輪的壽命,其重要性如同航空發動機之于飛機。姿控飛輪是整個衛星平臺結構中最為復雜的零部件,涉及到十數個復雜學科相結合的應用。早前國外的飛輪制造商占據了國內市場一半以上的市場份額,國內主要研制單位為科研院所及軍工集團,自主品牌攬月機電客戶包括國內70%以上的衛星總體廠商。1)國外:國外飛輪研制國家及廠商主要有德國的TELDIX和VECTRONICAerospace,美國的ITHACO、Bendix、APL、HONEYWELL、BlueCanyonTechnologies和RockwellColins,加拿大的MSCI、日本的JAXA,俄羅斯、英國法國、荷蘭等。2)國內:主要研制單位為科研院所及軍工集團,自主品牌攬月機電客戶包括國內70%以上的衛星總體廠商。我國對飛輪進行研究的機構主要有哈爾濱工業大學、國防科技大學、長春光機所、航天八院等。民企方面,民企攬月機電主要從事微小型(500KG以下)商業衛星姿控飛輪、磁力矩器等衛星核心姿控系統零部件研發、生產及銷售。公司是國內專業從事衛星反作用飛輪研制的唯一一家民營高新技術企業,為下游商業衛星整機廠商提供高性能、全譜系、服務好的專業姿控飛輪產品。目前客戶還擴展到了東歐、俄羅斯、美國等海外國家,實現了國產飛輪海外供貨“零”突破。3.星載計算機及數據管理分系統-衛星的“中樞神經”:傳統的衛星系統通過數據管理中央單元加遠置單元的模式,來匯集衛星系統內全部的數據信息。數據管理分系統是指用于存儲各種程序,采集、處理數據以及協調管理衛星各分系統工作的分系統。隨著微納衛星技術的發展,衛星系統不再像傳統衛星那樣復雜和龐大,因此,衛星數據管理不再通過單獨設置遠置單元,而是直接通過數據管理中央單元(星載計算機)來進行統一管理。國內星載計算機、數管分系統的主要生產廠商為航天九院771所、772所、航天五院502所及康拓紅外子公司軒宇空間,配套的電子元器件生產廠商較多、商業化程度高。航天科技五院502所擁有完全自主知識產權的計算機操作系統SpaceOS2,軒宇空間為502所注入資產,擁有SoC2008、SoC2012、SoC2016多款產品,其中SoC2016以及多款SiP星載計算機模塊性能達到國際先進水平。(二)推進分系統推進分系統為衛星軌道轉移、位置保持提供所需要的推力,為姿態控制提供所需的力矩,是衛星最重要的分系統之一,主要分為化學推進、電推進、雙組元推進等。目前,雙模式系統應用最成功的是美國洛克西德·馬丁公司的S5000、S7000與A2100系列衛星平臺,在洛馬A2100雙模式推進系統平臺中,雙組元推進由英國宇航的RoyalOrdnance公司研制。國內雙組元推進系統主要制造商為航天五院502所,電推進中主要制造商為科研院所及少數民企。(三)電源分系統根據統計信息,電源分系統價值占衛星平臺的22%。該系統用于產生、存儲、變換電能的分系統,衛星上的發電設備主要是太陽電池陣,儲能設備則是蓄電池,電源管理器負責電源系統的調節、控制和保護配電器和電纜網共同實現對用電設備安全可靠的配電控制。1.太陽能電池陣:材料方面砷化鎵電池為主要應用方向。在20世紀80年代以前衛星主要采用硅電池作為太陽電池陣的發電單元。2000年以后,由于砷化鎵電池的廣泛應用,硅電池在空間的應用逐漸減少。但是,近年來隨著商業航天等空間資源開發需求的增長,對低成本、批量化、快節奏的能源需求也日益增加,由于具備產業化大規模生產的優勢,硅電池依然具有廣闊的應用前景。此外,隨著航天技術的發展,太陽電池陣的結構型式也經歷了從體裝式到展開式,基板從剛性到柔性化的轉變和發展。體裝式太陽電池陣主要應用在微小衛星上;剛性展開式太陽電池陣適用于絕大部分地球探測衛星,柔性展開式太陽電池陣主要在空間站和火星著陸器上應用。2.蓄電池:近年來,鋰離子電池由于其比能量高、自放電率低、充電效率高、無記憶效應等優點,在國外已經越來越廣泛地被應用到航天器領域,國內衛星電源分系統的機構主要為科研院所、軍工集團及其下屬企業。美國Eagle-Picher公司是氫鎳電池的主要生產商,其產品在航天領域得到廣泛的應用;美國另一家電池公司Yardney公司主要生產軍用和航天用鋰離子電池;法國著名的從事鋰離子電池研制的SAFT電池公司,早在1996年便開始了航天用鋰離子電池的研究和開發,已成功研制大容量鋰離子電池,用于混合型動力汽車和航天領域。此外,英國AEA電源公司與日本航天開發局均為全球蓄電池的主要生產廠商。我國從事電源分系統的廠商包括航天科工十院梅嶺電源、航天科技811所、天津電源研究所及中國衛星、航天電源、電科藍天。民企方面,馥昶空間是商業航天產業鏈上專注于衛星電源系統的創業公司。(四)結構與機構分系統衛星材料向著提高材料性能、減小結構質量、滿足使用性能和降低制造成本等方向發展,高強度鎂基合金、鋁鋰合金及高模量碳纖維、記憶合金等材料是未來的發展需求。衛星結構的主要原材料為鋁合金、鈦合金和碳纖維等,由于衛星工作環境及功能的特殊性對其性能要求較高。Sputnik-1衛星和“東方紅一號”衛星等早期小衛星結構大多采用變形鋁合金,5005、5052鋁合金被用于被評為2014年十大科學突破的CubeSat立方體納型衛星結構制造。隨著人們對衛星結構材料比剛度要求的提高以及防腐工藝的進步,鎂合金逐漸開始應用在小衛星結構中。材料比剛度和尺寸穩定性要求的進一步提高促進了碳纖維增強復合材料在小衛星結構中的大量應用。近年來,隨著3D打印技術的不斷成熟及3D打印工藝的日益穩定,基于3D打印工藝的金屬粉末材料也逐步應用到衛星結構上。衛星結構系統主要原材料及部組件逐步實現國產替代,市場化程度較高。碳纖維方面,主要生產廠商有光威復材、中復神鷹、中簡科技、恒神股份和楚江新材等,均具有制備高性能碳纖維的能力,光威復材與中簡科技的產品性能已達到國外同類產品先進水平;鋁合金方面,應流股份的部分高端產品用于衛星載荷框架及超常規硬度載荷托板等結構件;鈦合金方面,由于高端鈦合金行業具有較高的資質和技術壁壘,國內高端鈦合金生產商較少,寶鈦股份、西部超導和西部材料市場占比較高。(五)測控及數傳分系統近年來測控與數傳分系統逐步實現一體化,國內從事測控及數傳分系統的主要單位包括航天電子、中國空間技術研究院西安分院、歐科微、天津迅聯、京濟通信、航天馭星等企業。測控分系統是遙測、遙控和跟蹤測軌分系統的總稱。遙測分系統:采集星上各種儀器設備的工作參數,并實時或延時發送給地面測控站,實現地面對衛星工作的監視;遙控分系統:接收地面遙控指令,直接或者經數據管理分系統傳送給星上有關儀器設備并加以執行,實現地面對衛星的控制;跟蹤測軌分系統:測定衛星運行的軌道參數,以提供地面系統和遙感衛星用戶使用。數傳分系統是對數據處理、存儲和傳輸的分系統。(六)熱控分系統熱控分系統:根據統計信息,熱控分系統價值約占衛星平臺的7%,大多數衛星都采用被動為主、主動為輔的熱控模式。該系統用于控制衛星內外的熱交換過程,使星上設備和結構部件的溫度處于要求的范圍內。主動熱控包括電加熱器和制冷器等,被動熱控包括熱控涂層、熱管、隔熱墊片等。科研院所中中科院上海硅酸鹽所研制出30多種熱控涂層,并成功地應用于我國已發射的各類航天器上,民企中上海滬工控股孫公司璈宇機電,是一家以衛星電子裝聯、熱控實施、射頻組件、衛星地面測控設備生產的產品供應商,用戶廣泛分布于以衛星研制任務為主的航天單位中。3.1.3衛星AIT:衛星制造關鍵環節,小衛星批量生產為發展趨勢衛星AIT環節的流程設計決定了其研制周期,好的AIT流程是縮短研制周期、降低研制成本的關鍵環節。衛星總裝、測試及試驗是繼衛星總體設計、分系統系統設計及研制之后的衛星系統研制的重要環節。這三個環節統稱為衛星研制的AIT(AssemblyIntegrationandTest)環節。衛星AIT過程系統多、專業多、工序多,生產模式以種類多、批量小、系統多、流程長為主要特點。除去衛星設計方案確定及論證,一顆大衛星AIT周期約為三年左右,1)分系統設計、生產及驗證需要約6個月;2)研制與試驗需要約18個月,3)生產、總裝、試驗、發射,一般需要12個月的時間。而傳統小衛星的AIT環節時間周期約為半年或更長時間。3.2地面設備:市場空間廣闊,參與者較多通信衛星地面設備主要包括地球站及終端設備,參與者數量較多,主要圍繞衛星通信天線、衛星終端、射頻芯片等領域。(1)地球站:衛星通信系統中的地面通信設備,統稱地球站,包括了維持衛星在軌道上正常運行和支持用戶通過衛星轉發器實現用戶間通信的所有地面設施。按照用途或功能可分兩類。一類是衛星測控管理地球站,其任務是對在軌運行的衛星進行測控和管理,它包括遙測跟蹤和指令(TT&C)站、在軌測試(IOT)站、入網驗證(ESVA)站和通信檢測(CSM)站等;另一類是衛星應用系統地球站,其任務是與衛星一起組成衛星通信網,提供衛星通信業務,它包括中心站、地區站、信關站、中轉站和用戶站等。按安裝方法及設備規模地球站可分為固定站、移動站(船載站、車載站、機載站等)和可搬移站(在短時間內可拆卸轉移)。(2)終端設備:用戶終端設備主要包括衛星電視終端、衛星無線電終端、衛星寬帶終端、衛星移動通信終端等組件和產品。3.3運營服務:衛星運營資金壁壘高,行業壟斷顯著通信衛星運營服務可分為空間段運營服務和地面段運營服務。(1)空間段運營服務:包括衛星轉發器出租、出售業務,是指將自有或租用的衛星轉發器資源向衛星使用者出租出售,以供衛星使用者利用該衛星轉發器資源進行相應應用的業務。(2)地面段運營服務:包括衛星移動通信業務、衛星固定通信業務及國內甚小口徑終端地球站(VSAT)通信業務,即運營者利用合法使用(自有或租用)的衛星轉發器資源,組建相應類型的衛星通信網設施或通信系統,為用戶提供話音、數據、多媒體通信等通信業務。通信衛星運營服務資金壁壘高,行業壟斷顯著。根據工信部的公開發布信息,截至目前,我國僅有中國衛通、中國電信、中國移動、中國聯通、中信衛星、中交通信等6家企業取得衛星通信相關的基礎電信經營許可證,其中有中國衛通、中國電信和中信衛星取得轉發器出租、出售業務經營資質。取得國內甚小口徑終端地球站通信業務(增值電信經營許可證)的企業數量則相對較多。中國衛通是我國唯一擁有自主可控商用通信廣播衛星資源的基礎電信運營企業,提供衛星通信轉發器資源出租出售業務,其子公司鑫諾公司擁有國內唯一自主可控的全球衛星寬帶通信網——“全球網”,依托“全球網”的海洋覆蓋,推出海上衛星通信品牌“海星通”,為海洋用戶提供海上通信應用服務。4.重點公司分析4.1原材料/元器件/芯片模塊組件:中簡科技/鋮昌科技/天奧電子/國博電子(一)中簡科技——國內高性能碳纖維領跑者公司從成立之初就始終圍繞高性能碳纖維及相關產品的研發、生產、銷售和技術服務,目前是國內高性能碳纖維的領跑者,獲批工信部制造業專精特新小巨人。目前公司是專業從事高性能碳纖維及相關產品研發、生產、銷售和技術服務的高新技術企業,是國內領先的軍用高端碳纖維制造商。2021年,公司營業收入為4.1億元,同比增長5.7%;歸母凈利潤為2.0億元,同比降低13.4%。技術領先為公司核心競爭力,布局航空航天助力未來高成長。1)公司批量穩定生產的ZT7系列碳纖維性能優越,質量穩定性高,且公司持續加大研發投入,為后續發展提供技術保障;2)公司積極布局航空航天領域,募投擴產鞏固市場地位。公司擬建設具有1500噸(12K)高性能碳纖維及織物產品產能的產線,是公司主打航空航天領域產品應用的重要戰略布局;3)1000噸/年國產T700級碳纖維擴建項目已通過客戶等同性驗證并投產,項目的建成將使公司在產能規模、技術等級和應用水平等方面,具備較強的國際競爭力。公司產品滿足不同高端客戶和業務發展的需求,未來業績值得期待。(二)鋮昌科技——T/R芯片核心供應商公司是T/R芯片龍頭企業,產品廣泛應用于探測、遙感、通信、導航、電子對抗等領域。公司主營業務為微波毫米波模擬相控陣T/R芯片的研發、生產、銷售和技術服務,主要向市場提供基于GaN、GaAs和硅基工藝的系列化產品以及相關的技術解決方案。2021年,公司營業收入為2.1億元,同比增長20.6%;歸母凈利潤為1.6億元,同比增長251.7%。公司技術積累深厚,產品水平先進,是國內從事相控陣T/R芯片研制的主要企業,是微波毫米波射頻集成電路創新鏈的典型代表。1)公司注重技術創新,在相控陣T/R芯片領域已具有較為突出的實力,在行業內形成了較高的知名度和認可度,未來市場開發潛力較大;2)穩步增長的國防預算為雷達市場增長提供支撐,國防信息化戰略有力推動相控陣雷達發展,相控陣雷達是軍用雷達的主流技術趨勢,公司相關業務有望受益;3)全球衛星爭奪戰拉開序幕,衛星市場進入爆發期,中國航天企業快速布局。由于衛星軌道和頻譜資源十分有限,世界各國已充分意識到近地軌道和頻譜的重要性。衛星互聯網與5G建設有望推動星載T/R芯片需求增長。(三)天奧電子——時頻領域龍頭企業公司是時頻領域龍頭企業。公司主要從事時間頻率、北斗衛星應用等產品的研發與銷售。經過多年的發展和技術積累,公司已成為國內綜合實力強、產品種類齊全、技術水平領先的軍用時間頻率產品研發生產企業之一,是我國原子鐘、軍用時間同步設備和系統主要供應商,在民用領域的地位也不斷增強。2021年,公司營業收入為10.4億元,同比增長13.8%;歸母凈利潤為1.2億元,同比增長16.7%。公司是國內主要的銣原子鐘批量生產企業,技術性能達到國際先進水平,受益于國產替代與5G、信息化建設等下游需求增長,公司業績未來可期。1)我國對網絡安全和核心關鍵器件自主可控的要求日益迫切,中美貿易戰使舉國上下對于核心技術關鍵領域自主可控的重要性形成了全民新共識,這將使時間頻率產品國產化替代加速,有利于公司所處行業的發展。2)我國大力推進新基建,5G、物聯網、衛星互聯網等新一代通信網絡基礎設施建設對時間同步需求更為廣泛,這將拉動時間頻率產品的民用市場需求。3)公司擁有完整的時間頻率系列產品線,各類產品均具有一定競爭優勢。(四)國博電子——T/R組件龍頭公司是T/R組件龍頭企業,目前國內能夠批量提供有源相控陣T/R組件及系列化射頻集成電路相關產品的領先企業。公司主要從事有源相控陣T/R組件和射頻集成電路相關產品的研發、生產和銷售,產品主要包括有源相控陣T/R組件、砷化鎵基站射頻集成電路等,覆蓋軍用與民用領域。2021年,公司營業收入為25.1億元,同比增長13.4%;歸母凈利潤為3.7億元,同比增長19.5%。軍品方面,T/R組件為雷達核心高價值部件,應用領域拓展催生百億市場;民品方面,5G基站建設加速疊加國產替代帶動射頻產品需求釋放。(1)T/R組件是有源相控陣雷達的關鍵部件,約占雷達總成本的40%,隨著有源相控陣滲透率逐年提升以及下游領域(機載、艦載、星載和彈載)拓展,預計2025年我國軍用雷達對應的T/R組件市場規模約為167億元,2022E-2025E年CAGR約為12.10%;(2)目前射頻集成電路市場主要被國外廠商壟斷,國產替代需求愈發突出,公司布局毫米波、GaN芯片及模塊,主攻移動通信基站,與同行企業在應用領域方面呈現差異性布局,有望隨國產替代加快進一步提高市占率。4.2載荷及平臺:佳緣科技/航天電子/天銀機電/康拓紅外(一)佳緣科技——信息化及網絡安全行業優質民企公司是一家信息化服務及網絡信息安全綜合解決方案的提供商,業務專注于國防軍工、醫療健康和政務服務領域。公司相關產品實現了安全領域自主可控,并突破了衛星測控組網、衛星對地高速數傳、星際鏈路和廣播分發等領域的信息安全防護和加密的技術。2021年,公司營業收入為3.2億元,同比增長66.3%;歸母凈利潤為0.9億元,同比增長75.7%。公司軟硬結合,全產業鏈覆蓋智能信息化業務,受益于國防信息化與下游高景氣度,公司有望迎來良好發展機遇。1)在技術儲備方面,公司通過多年的積累與研發,在星載抗輻照軟硬件平臺開發、星際鏈路、機載綜合平臺和基于GPU的高速數據等領域形成了競爭力較強的安全防護技術;2)自主可控和軍工信息化作為我國實現國防信息化加速發展的重要途徑,將推動軍工信息化市場不斷擴大,為行業內企業的發展帶來新機遇。公司通過自主研發的編碼技術為各重點單位提供網絡安全服務,同時還將提供更豐富的軍工信息化管理系統解決方案,加速軍工信息化領域布局,提高公司的服務能力及市場份額。(二)航天電子——航天電子產業龍頭航天電子產業龍頭。公司航天產品業務為航天電子產品的研發、設計、制造、銷售,主要包括遙感信息系統、衛星應用等系統級產品;遙測遙控設備等專業設備;軍民用集成電路、傳感器、繼電器、電連接器、微波器件、精密機電產品等器件產品,產品主要應用于運載火箭、飛船、衛星等航天領域。2021年,公司營業收入為159.9億元,同比增長14.1%;歸母凈利潤為5.5億元,同比增長14.8%。公司始終在傳統優勢領域內保持國內領先水平,市場份額穩中有升。1)公司本級和多家子公司具有承擔各類航天及型號產品配套生產任務資格和能力,擁有完善的研發、生產和試驗等保障條件,能夠及時有效滿足用戶需求,是公司核心競爭力的重要基礎;2)航天測控通信、機電組件、集成電路、慣性導航等是公司傳統優勢專業,并保持著較高的配套比例,市場份額基本呈現穩中有升態勢。(三)天銀機電——星敏感器核心供應商公司是國內第一家商業運營的恒星敏感器生產廠商。子公司天銀星際是依托清華大學20多年空間技術積累,主要產品包括納型、皮型兩大系列星敏感器,目前已有190多臺產品無故障在軌運行,在國內商業衛星市場占據優勢地位,應用的衛星包括吉林一號衛星高分衛星、月球探測衛星、全球多媒體通信衛星、鴻雁衛星、科學探測衛星、立方星等。2021年,公司營業收入為10.4億元,同比增長15.7%;歸母凈利潤為1.0億元,同比下降21.9%。公司在星敏感器行業具備研發優勢、經驗積累及批產能力,受益于衛星互聯網加速落地。1)研發優勢及經驗積累:天銀星際的研發人員來自于擁有20年空間技術的清華大學技術骨干,且目前已有190多臺星敏感器產品無故障在軌運行的先發優勢和經驗數據。天銀星際順應衛星互聯網市場發展方向,提高星敏感器自動化生產水平,滿足未來市場需求。2)公司具有批產能力:天銀星際將重點鞏固國內市場占有率,開展產品批量生產線研發,國外以廣撒網多布點模式促進多方合作項目開展,同時爭取與客戶簽訂長期戰略合作協議,以逐步實現產品批量化目標。天銀星際目前產能達500臺套/年以上,公司將根據市場需求進行產能擴張。2021年天銀星際的英國和南非客戶已進行復購產品。(四)康拓紅外——星載計算機核心企業公司作為航天科技集團公司五院智能裝備領域的產業發展平臺、體制機制創新平臺、資產證券化平臺,將大力推進混合所有制改革、大幅提升核心技術研發能力。公司子公司軒宇空間經過多年的發展,已在智能測試仿真系統、微系統及控制部組件等領域取得了良好的成績,擁有多項核心技術,形成了各級自主知識產權的產品。目前,軒宇空間整體業務在行業內位居前列,技術居于國內領先水平。2021年,公司營業收入為12.9億元,同比增長13.5%;歸母凈利潤為1.13億元,同比下降27.0%。資產重組后,新注入航空航天及核工業領域業務推動公司業績增長。1)軒宇空間憑借多年在產品領域的深耕

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