
中金:卫星互联网行业加速发展,机遇与挑战并存
联合研究
2021年“十四五”规划中提出推动卫星通信系统与地面信息通信系统深度融合,同年中国卫星网络集团在雄安新区注册成立,我国卫星互联网部署建设加速落地。根据头豹研究院,2025年我国卫星互联网市场规模或将达525.7亿元。我们认为,卫星互联网虽难以实现对传统移动蜂窝网络的全面替代,但我国发展卫星互联网对于特定场景联网支持、海外基建输出、获取空天资源、推动航天航空产业的商业化具有重要意义。
摘要
受制于技术/成本/通信性能等多重因素,卫星互联网应用场景有限。在成本端,由于我国一箭多星技术、火箭回收技术等仍处于早期发展阶段,卫星制造、火箭发射、地面站建设、周期性维护更换等成本高企,我国的卫星互联网系统成本与SpaceX等海外企业相比仍存在提升空间;在通信性能上,以星链为例,单颗星链卫星的通信容量(17~23Gbps)与一个地面5G基站相当,但在系统通信容量和通信时延上仍与5G存在较大差距。同时,卫星互联网的工作频段较高,易受到雨水/雷暴等天气的影响。我们认为,由于成本/通信性能/发射及制造技术等因素,当前卫星互联网的应用场景受限,作为地面通信网络的补充,或将于人口密度较低的地区或特定联网场景率先落地。
卫星互联网能够特定场景中作为地面网络的补充,有望通过“一带一路”助力海外基建输出。传统地面通信网络覆盖范围受到地理环境、人口密度等因素限制,而卫星互联网能够通过低轨卫星在全球范围内实现无缝覆盖,为我国的海外资产管理、远洋航运/航空航天/应急灾害联网提供支持。我们看到,2021年全球未接入网络的人口比重达37%(ITU),“一带一路”合作国家仍拥有较多未接入网络人口,我们认为,我国卫星互联网产业有望借助“一带一路”实现海外基建输出。
我国发展卫星互联网对于获取天空资源并推动商业航天航空走向产业化具有重要意义。考虑到卫星运行安全性等问题,低轨轨道的理想卫星容量有限;频段方面,C、Ku、甚至Ka阶段已趋于饱和,资源紧张。中国目前低轨通信卫星发射较少,加快建设卫星互联网,对于我国获取空天频轨资源具有重要意义。同时,我国卫星制造及火箭供应链仍以国企为主,通过产业化引入竞争机制,有望通过批量化生产等方式降低卫星互联网的成本,实现对航天航空的反向赋能。
风险:技术创新/卫星互联网政策支持力度/下游需求增速不及预期。
正文
卫星互联网仍面临成本及应用落地考验,难以挑战5G通信
卫星互联网步入发展新阶段,低轨化成发展趋势
卫星互联网是基于卫星通信技术,通过发射特定数量的卫星形成规模组网,实现全球范围辐射,向地面和空中终端提供宽带互联网接入等通信服务的新型网络。伴随着工作频率提升及通信质量改善,卫星互联网由提供语音、低速数据、物联网等服务向高速率、低延时应用场景发展,目前卫星互联网已迈入与地面通信网络融合发展的宽带互联网时期。
图表:卫星互联网发展历程

资料来源:赛迪顾问,中金公司研究部
按照轨道高度进行划分,可将卫星分为低轨/中轨/高轨三类。其中,以GEO(地球静止轨道)和IGSO(倾斜地球同步轨道)为代表的高轨道卫星,轨道高度约3.6万公里,轨道周期和地球自转周期一致,覆盖区域固定,且可用较少的卫星数量建立通信服务,但由于距离地面较远导致通信时延较长。LEO(低地球轨道)是指距离地面300-2,000公里的近地轨道,通过大量卫星形成星座可以实现对全域的无缝覆盖。
图表:卫星轨道细分分类

资料来源:赛迪顾问,中金公司研究部
低轨卫星优势凸显,适配互联网业务发展。对终端用户而言,轨道高度的降低可以缩短通信时延,提高数据传输速率,同时与传统地面基站相比,不受到地形和环境的影响,覆盖范围提升;对运营商而言,低轨卫星具备体积小、重量轻的优点,一箭多星的发射技术进一步降低了其发射成本,成本优势较同步轨道卫星十分明显。根据赛迪顾问统计,截至2020年Q1,低轨卫星的占比由2016年的27.7%增长至2020年1Q的58.8%。我们认为,低轨卫星与卫星互联网业务需求适配,卫星互联网有望迎来低轨化浪潮。
图表:2016-2020Q1全球不同轨道通信卫星在轨数量占比

资料来源:赛迪顾问,中金公司研究部
全生命周期成本高企,高更换率推升系统造价
在供给端,卫星通信系统的建设成本主要包括卫星制造成本、火箭发射成本、地面站建设成本和卫星周期性更换成本,由于技术差距导致国内卫星成本较国外高。
1卫星制造成本
我国在有关卫星制造成本的控制技术上,目前仍处于落后阶段。据《中国商业航天产业投资报告》,我国批产后卫星预期制造成本为 429万美元/颗,根据艾瑞咨询,单颗 Starlink 卫星制造成本将低于 50 万美元,我国在单颗卫星制造成本上仍存在优化空间。
2021年5月,由航天科工二院自主研发的我国首条小卫星智能生产线实现首颗卫星下线,能够满足1吨以下小卫星年产240颗的总装集成测试需求[1]。对比来看,根据SpaceX官网, 2022年初公司的产能已达到每周45颗卫星(对应月产能约180颗)[2]。我们认为,随着卫星模块化、批量化生产能力提升,叠加卫星制造使用材料及工艺进步,单颗卫星制造成本有望进一步下降。
2火箭发射成本
卫星互联网的星座涉及卫星数量众多,需多次发射才能将全部卫星送入对应轨道,火箭发射成本对于卫星互联网的建设成本至关重要,目前火箭的发射成本仍处于较高水平。以航天科工集团的“快舟”系列——快舟11号为例,目标发射报价不超过1万美元/kg[3];航天科技集团的“长征”系列——长征11号的目标发射报价不超过1万美元/kg[4]。相较而言,美国SpaceX公司的“猎鹰”9号运载火箭最新对外发射报价为单次6,700万美元,重型“猎鹰”9号的对外发射报价为9,700万美元,按其官方披露的最新to LEO火箭载荷计算,“猎鹰”9号平均发射报价约0.29万美元/kg,重型“猎鹰”9号平均发射报价约0.15万美元/kg。
图表:运载火箭发射服务价格对比

资料来源:中国航天科技集团《国内外运载火箭发射服务价格分析及启示》(2022年),SpaceX官网,航天科工集团公众号,航天科技集团公众号,中金公司研究部
我们认为,受益于火箭回收技术及一箭多星技术,卫星发射成本或将进一步降低。在火箭回收方面,美国SpaceX公司的火箭回收技术较为成熟,根据SpaceX官网,“猎鹰”9火箭一级回收成为常态,发射成功回收已超100次;中国也在火箭回收技术的研究及试验方面不断取得新的突破,2020年12月首飞成功的“长征”8号已经在着陆缓冲机构、低空低速的返回段制导、自主控制等回收技术领域进行了试验[5]。在发射能力方面,“猎鹰”9号能够实现一箭60星[6],我国于2015年实现“长征”6号的一箭20星[7],并于2022年由“长征”11号实现一箭22星[8]。
3地面站建设成本
卫星通信系统由空间段、地面段、用户段三大部分组成,其中地面段主要包含测控站、网关站和控制中心,负责完成卫星网络与地面网络之间的连接工作,以实现卫星与地面、终端与终端之间的互联互通,以及对卫星网络管理控制功能。卫星互联网对地面段的建设数量也提出较高要求,以SpaceX为例,2020年3月,SpaceX公司已通过美国FCC认证的批准,拟建100万座地面站[9]。
图表:卫星通信系统的组成示意图

资料来源:临菲信息技术港,谷海林,航天恒星科技有限公司,《卫星移动通信现状与未来发展》(2019年),中金公司研究部
4:卫星更换与维护成本
由于低地球轨道有稀薄的空气存在,低轨卫星在飞行时会遇到一定的空气阻力,需要消耗能量来维持轨道高度,低轨卫星的生命周期偏短,平均寿命为5年[10],每年对已有卫星进行更新也会带来较高的成本。以美国SpaceX公司为例,其计划共发射41927颗卫星,按照5年的更换周期进行测算,每年卫星更换的火箭发射成本高达94亿美元。
图表:星链每年卫星更换的火箭发射成本测算

资料来源:SpaceX官网,中金公司研究部
受制于技术/成本等因素,用户体验受限
从需求端来看,受制于通信容量、时延等因素,卫星互联网对于终端用户的性价比仍难以与传统地面通信5G相抗衡。
1:通信性能
通信容量:单卫星通信容量与5G宏基站相当,系统容量存在较大差距。按照国际电信联盟(ITU),单个5G宏基站至少要具备20Gbps下行链路的处理能力,而星链第一期卫星的单星通信容量约为17~23Gbps,单颗星链卫星的通信容量跟一个地面5G基站相当。由此,如果卫星互联网要想达到与5G相近的系统通信容量,在轨的卫星数量至少要与5G基站数量相当。根据工信部数据,截至1H22我国5G基站数量约185万个,而庞大的星链规划卫星数量也仅为4万颗左右,在量级上存在较大差距。我们认为,卫星互联网难以对传统地面基站形成替代,而偏向于传统地面基站的补充与辅助。
通信时延:目前4G通信的时延理想状态是10ms,5G通信的时延最理想是1ms[11]。对比马斯克提到的未来卫星通信将降到10ms以下的目标来看[12],仍与5G存在较大差距。
图表:我国2019-1H22 5G基站建设数量

资料来源:工信部,中金公司研究部
2:易受雨水等天气影响
雨衰对卫星互联网的工作频段影响较大,通信系统的工作性能会受到影响。雨衰是指雨粒的吸收和散射引发的无线电波衰减,当电波的波长与雨粒的几何尺寸相近时,产生的共振会使衰减程度最大。卫星通信工作在微波频段,其中卫星互联网主要工作频段——Ku(12GHz -18GHz)和Ka(27GHz - 40GHz)频段对应的波长约为10mm-30mm,与雨粒尺寸具有一定的可比性,受雨衰影响较大,在30GHz时Ka频段雨衰为17.4dB[13]。雨衰会对系统的信噪比产生不利影响,导致通信系统的可靠性与有效性降低。此外,风暴、雷暴等天气也会影响卫星通信的质量,影响终端用户体验。
图表:降雨率与Ku频段卫星信号下行链路的雨衰关系

资料来源:王成元等《卫星链路降雨衰减的测量及频率换算》(2010年),中金公司研究部
3:要求室外开阔空间接收信号
建筑物的遮挡会导致室内场所难以接收卫星信号,应用场景受到限制。根据SpaceX公司官网,卫星接收器必须安装在开阔室外[14],以防止任何遮挡带来的信号干扰问题,同时由于连接路由器与室外卫星接收器的电线长度有限,建议将碟形接收器安装在房屋外墙和屋顶等场所。我国的大部分城市家庭难以满足将碟形接收器安装在房顶、室外花园等开放型场所的要求,导致我国大部分城市用户安装设备受限。
图表:Starlink碟形接收器安装场景示意图

资料来源:SpaceX官网,中金公司研究部
4:终端用户成本
从需求侧来看,卫星互联网落地需要考虑终端用户使用的成本。以美国领先的星链制造商SpaceX为例,2022年订购SpaceX星链的个人消费者需支付每月110美元的流量费用,此外还需单独花费599美元购买卫星接收设备。而相较之下,美国T-Mobile运营商目前的移动流量套餐不仅提供无限的4G与5G流量,而且套餐费用更低,仅为每个月45-85美元。
图表:美国卫星互联网套餐与传统套餐的费用对比图

注:SpaceX的额外价格是指用户购买卫星接收设备 资料来源:T-Mobile官网,SpaceX官网,中金公司研究部
由于地缘等因素,部分海外地区推广困难
由于在人口稀少及地理环境复杂地区部署传统通信基站的成本较高且难度较大,传统地面通信难以实现全球无缝覆盖,根据ITU,截至2021年底全球仍有37%的人口因地理、经济和政治等原因而无法使用网络,而卫星互联网可以与传统地面通信网络形成互补。
图表:1994-2021年全球互联网用户增长

资料来源:ITU官网,中金公司研究部
图表:截至2021年底全球互联网渗透率

资料来源:ITU官网,中金公司研究部;注:SIDS (small island developing states in the Caribbean plus Brazil), LLDCs (landlocked developing countries); LDCs (the least developed countries)
我们看到,即使在发达国家和地区,如欧洲和美洲等,仍有部分人口没有接入互联网,这给卫星互联网的推广及应用提供了发展机遇。然而由于地缘等因素,我国在部分发达国家发展卫星互联网较为困难。
►卫星互联网领域各航天强国竞争激烈,我国起步较晚,不具备先发优势。以OneWeb和SpaceX为首的公司都在布局规划卫星互联网的建设,并凭借自身技术和身处地缘的双重优势,抢先于所在国家、周边国家或地区实现卫星互联网覆盖。根据SpaceX官网,截至2022年10月7日,美国SpaceX已累计发射3,347颗卫星,其星链产品已经满足全球超过50万用户的上网需求并大范围覆盖北美洲、澳洲及欧洲的部分国家或地区,很多未覆盖国家或地区也规划于2023年完成覆盖。根据公司官网,截至2022年2月OneWeb已完成共428颗LEO卫星发射。我国的卫星互联网产业仍处于起步阶段,在卫星互联网覆盖范围上不具备先发优势。
►卫星互联网或关系国家安全,跨国界提供卫星互联网服务或存在困难。卫星互联网由于其跨国界提供全球互联网接入的特性,会带来新的监管空白区域,为国家的网络监管带来挑战。同时,大量的低轨卫星也具有特殊领域应用的潜在价值,如果被赋予对地观测能力可能暴露重要基础设施,卫星互联网或关系国家安全而难以进行市场化的跨国界业务拓展。
图表:Starlink覆盖范围及规划

资料来源:SpaceX官网,自然资源部,中金公司研究部
支持特定场景联网并获取频轨资源,“一带一路”助力海外基建输出
卫星通信具有覆盖面积广、通信传输距离远等优势,叠加频谱及轨道资源的稀缺性,我国发展卫星互联网势在必行。根据ITU,全球仍然还有37%的人口因地理及经济等原因无法接入传统地面网络,建设卫星互联网是解决地球“无互联网”人口的可行路径。我们认为,卫星互联网不仅能够对传统地面网络形成补充,还能够通过“一带一路”助力海外基建输出、获取频轨资源并合理利用、推动商业航天航空走向工业化。
支持远洋航运/航天航空等特定场景联网,赋能海外资产管理
我们认为,传统地面通信通过建设基站对周围一定区域形成通信网络支持,覆盖范围由于地理环境、人口密度及地缘等因素而相对受限,卫星互联网能够通过低轨卫星在全球范围内实现无缝覆盖,为我国的海外资产管理、远洋航运及航空航天联网提供支撑。
1:远洋航运
由于传统地面基站无法在海上铺设,远洋航运的网络需求需要通过卫星通信的方式满足。卫星互联网的部署不受海洋上地理空间尺度大、海洋环境复杂、气候变化显著等影响,在远洋联网通信上具备较大优势。卫星互联网主要通过船载卫星设备终端实现海上船只与地面通信网络的互联互通,满足必要数据交换、环境监测、应急救援、海上娱乐等应用需求。同时,卫星互联网搭配定位导航设备,能够实现对无人水面艇、潜航艇、潜水艇等的远程控制。我们认为,卫星互联网对远洋航运的网络支持或将推动智能船舶、智慧港口的发展,同时有望赋能海外护航等场景。
2:航空航天
航天航空的网络通信长期以来是地面基站难以解决的需求。目前部分航空航天的网络是采取了地对空的基站覆盖直接传送(Air To Ground)的解决方案,而ATG形式的空中互联网对基站建设存在依赖,需沿飞行航线或特定空域建设地面基站,从而达到高空通信网络覆盖的效果,在飞经无基站覆盖的海上或偏僻地区时无法实现联网。
卫星互联网能够满足航空航天对于全地域稳定网络服务的要求。根据民航局,截至2021年底共842架飞机具备客舱无线网络服务能力[15],占整体机架数的21%[16]。我们认为,随着卫星互联网的技术成熟度不断提高,以及商业推广的进程加速,航空航天领域的卫星互联网市场规模有望持续增长。
图表:部分航空公司空中联网服务价格

资料来源:各航空公司官网,中金公司研究部
3:海外资产管理
卫星互联网的快速发展可以有效应用于我国电力、石油、智慧农业、林业等重要领域,促进物联网产业迅速扩展并服务于海外资产管理。在露天矿产资源开发中,卫星互联网可以帮助开发者及时获取高空遥感成像、关键位置位移监控数据和矿山工程机械施工情况等信息,从而制定高效的开发方案,提升开发效率及安全性;在智慧农业方面,部分农场位于人烟稀少的地区,难以实现全面的网络覆盖,借助卫星互联网能够实现对作业情况的监测及数据回传,并通过对农场设施设备的远程控制实现无人化生产。同时,我国在海外布局的油田、炼油厂等基础设施也能够通过卫星互联网的方式实现状态监测和远程管理,提升海外资产管理的效率。
作为地面通信的有效补充,支持灾害应急通信
由于灾害对基础设施的破坏,传统的地面通信方案在应急灾备中面临重大挑战。当地震、洪水等自然灾害发生时,保障地面通信的基础设施可能会被破坏,使得灾区的通信中断。2022年6月巴基斯坦因持续暴雨引发的洪涝,对传统地面通信提出挑战;根据中国人民政府网,汶川地震中四川、甘肃、陕西累计受灾电信局所3,860个,移动通信、小灵通基站累计受损26,809个,传输光缆损毁线路2.46万皮长公里[17];2015年尼泊尔8.1级地震中热索瓦县仅有的7座通信基站中,3座基站土建设施在地震中严重破坏,7座基站内通信设备几乎全部损坏[18]。我国多地都处在地震频发地带,地震会对基站机房、光缆等基础设施造成破坏,提升灾后救援和重建工作的难度。
卫星互联网能够在自然灾害等特殊情况发生时,保障地面通信的正常进行。短暂的网络中断可能会导致巨大的经济成本和社会损失,卫星互联网由于主要依靠空中卫星实现通信覆盖,能够在地面基础设施遭到破坏的情况下支持灾区的通信需求,实现应急呼叫、关键业务上星备份、救援指挥等功能,保证稳定的网络服务。
图表:地震前后基站对比

资料来源:辽宁省地震局,中金公司研究部
产业化推动卫星互联网成本优化,反哺中国航天产业
我们认为,通过产业化来反哺中国航天产业是发展卫星互联网的重要意义之一。我国航天事业长期以来以重大科研为主,形成了以保障航天重大工程为核心的航天工业体系,卫星制造及火箭供应链仍以国企为主。较为封闭的供应链在导致重复投入的同时,也由于市场竞争不足/难以形成规模效应而成本高企。
我们认为,通过产业化引入竞争机制,市场化主体具有追求利润、降低成本的动力,有望通过批量化生产等方式降低卫星互联网的成本。以SpaceX为例,通过使用较为优惠的市场货架产品代替高昂的宇航级设备来制造火箭,实现配件批量化生产,并通过火箭回收技术及一箭多星技术降低单颗卫星的发射成本。
我国应加速发展卫星互联网工业产业化,支持航天产业与汽车、手机、机器人等中国先进制造业融合创新,通过强大的工业体系和供应链反向赋能,推动中国航天工业乃至高端制造业迈向新的高度。我们认为,中国星网的成立,将有助于推动航天体系的开放,催生针对卫星的规模化生产、快速批量发射部署、巨型星座的运行管理等需求的创新技术。大量民营商业的加入,有助于重塑我国卫星互联网产业链生态,通过以量提质、以量降本,推动我国航天产业的成本降低及技术提升。
“一带一路”合作国家为潜力市场,有望实现海外基建输出
全球仍有近四成的人口未接入网络,卫星互联网能够作为传统地面通信的补充,实现通信网络的广泛覆盖。根据ITU,截至2021年全球未接入网络的人口比重达37%,其中亚太地区、阿拉伯地区和非洲地区的互联网渗透率较低。我们认为,限制传统地面通信覆盖面积的主要因素包括地理环境复杂导致建设成本较高、收入水平较低或人口密度较低导致单基站的投资回报率较低。
虽然由于地缘等因素,我国向部分发达国家输出卫星互联网产业存在阻碍,但仍存在向发展中国家进行基建输出的可能。截至2020年大部分未接入网络的人口主要处于发展中国家,其中巴基斯坦、印度尼西亚、尼泊尔、埃塞俄比亚等多国均为我国“一带一路”合作国家。我们认为,我国卫星互联网存在大量的潜在海外市场空间,能够通过海外基建输出的方式提升合作国家的网络覆盖能力。
“一带一路”助力卫星互联网产业的海外输出。我国已经逐步推进海外基建合作项目,推动卫星通信产业的海外输出,中国卫通鑫诺卫星公司依托我国自主运营的卫星和北京、中国香港、喀什、斯里兰卡等地的关口站,完成了“海星通”全球网项目,为给“一带一路”沿线用户提供卫星通信服务的基础平台[19]。我们认为,未来随着我国卫星互联网的技术提升及产业发展,有望作为信息化基建的重要组成部分,实现向“一带一路”沿线国家的海外输出。
图表:2020年各国家未接入互联网的人口数量(百万)

注:图中各国方块尺寸代表占全球未联网人口的比例 资料来源:ITU官网,中国一带一路网,中金公司研究部
资源的获得
根据国际电信联盟(ITU)的相关规定,低轨轨道和频段资源的获取方式遵循“先占永得”的原则,各国需向ITU申报其所需的卫星频率和轨道资源,依申报顺序获得优先使用权。星座网络具有可更新性,当部分卫星损坏或寿命结束,通常会发射新卫星补网,而非让出轨道资源。
图表:卫星通信频段资源申请流程

资料来源:ITU《无线电规则》,中金公司研究部
轨道方面来看,低轨由于覆盖面积广、传输时延低、系统容量大等优势,适合于宽带通信,但考虑到卫星运行安全性等问题,低轨轨道的理想卫星容量有限,资源稀缺性强。频段方面,卫星通信工作在微波频段,包括L、S、C、X、Ku、Ka和V频段,覆盖了1-75GHz。由于各类卫星数量日益增加,C、Ku、甚至Ka阶段已趋于饱和,资源日趋紧张。
图表:卫星常用频段范围与用途

资料来源:ITU官网,中金公司研究部
由于频轨资源稀缺,发展卫星互联网对于中国获取天空资源意义重大。各卫星企业目前正竞相获取低轨空间轨道和频段。2019年底,SpaceX对其星座计划做出了调整,将原定的12,000颗卫星计划进行规模扩张,计划构建4.2万颗卫星组成的庞大星链系统。OneWeb、 Telesat和Amazon等美国卫星企业也纷纷提出明确部署计划。相较之下,中国目前低轨通信卫星的布局仍然较少。我们认为,加快建设卫星互联网,对于我国获取天空频轨资源具有重要意义。
图表:中国部分卫星互联网相关的星座发射情况

注:数据截至2021年底 资料来源:偲睿咨询,新华社,国家国防科技工业局,国资委,吉利科技,光明日报,中国新闻网,新京报,中金公司研究部
星网成立,卫星互联网箭在弦上
中国星网成立,有望推动我国卫星互联网步入国家统筹规划的新阶段。2021年4月,由国务院国资委100%控股的中国卫星网络集团有限公司在雄安新区注册成立,注册资本为100亿元。自成立以来,中国星网陆续成立了中国星网网络系统研究院、中国星网网络创新研究院、中国星网网络应用研究院、中国星网共享服务有限公司、中国星网网络应用有限公司、重庆星网网络系统研究院、上海卫星互联网研究院等下属公司,分布于北京、上海、重庆、成都四地。我们认为,得益于中国星网的建设成立,我国卫星互联网相关的航天、通信等资源配置将进一步优化,推动我国航天产业的加速升级。
中国星网积极推动卫星互联网的产业布局,有利于加速产业应用与产业生态构建。2021年12月,中国星网网络应用有限公司和重庆星网网络系统研究院在重庆揭牌,其中中国星网应用公司主要负责国家卫星互联网应用产业发展,重庆星网系统研究院负责卫星互联网地面系统建设及运行维护、体制协议开发验证以及仿真系统建设;此外,中国星网网络应用有限公司还与长安汽车集团、重庆联通公司签订了战略合作协议,或将加速航天产业与汽车、手机、通信等先进制造业的融合创新。我们认为,中国星网加快产业布局,将有力推动我国的卫星互联网产业在创新应用、产业孵化、人才培育等方面取得新突破。
图表:中国星网雄安新区总部大楼建设项目计划2022年底完成主体结构封顶

资料来源:雄安新区官网,中金公司研究部
图表:中国星网网络应用有限公司和重庆星网网络系统研究院举行揭牌仪式

资料来源:两江新区官网,中金公司研究部
政策红利不断加码,推动卫星互联网的规模化应用和商业化服务。2020年4月,国资委、发改委在《经济运行例行发布会》上首次将卫星互联网纳入“新型基础设施”的新基建范畴[20];在“十四五”规划中,国家提出要推动高轨卫星与中低轨卫星协调发展,推进卫星通信系统与地面信息系统深度融合,并加速卫星通信在航空、航海、公共安全和应急、交通能源等领域的规模化应用。我们认为,在政策的推动下,“十四五”期间我国卫星互联网产业有望实现突破。
图表:近五年我国卫星互联网行业相关政策

资料来源:发改委,财政部,工信部,国资委,中金公司研究部
低轨卫星通信赋能智能手机市场,“手机直连卫星”创造消费终端新卖点。华为发布的Mate 50及Mate 50 pro能突破地面网络限制,支持北斗卫星通信,用户可在荒漠无人区等无地面网络信号覆盖的情景下,通过卫星通信发出求助信号,并基于位置信息形成轨迹地图。与此同时,iPhone 14系列也宣布将搭载SOS紧急卫星通信功能,供用户在空旷的户外使用,并设计了专门的App、定制硬件组件及连接方案,便于用户及时找到并连接卫星。随着华为Mate 50系列及iPhone14系列的推出,“手机直连卫星”的技术应用引发市场关注。我们认为,随着低轨卫星项目的加速落地,“手机+低轨卫星通信”给予了处于红海的手机终端市场一次打开新消费空间的机会。
但同时,我们看到,目前卫星互联网的需求聚焦于传统网络难以普及的偏远地区,国内由于基建较为完善,对于卫星通信的需求相对有限;同时,现阶段手机卫星通信的功能是针对户外探险等特殊场景实现文字和位置发送的功能,距离实现高速上网、在线视频观看等移动互联网功能仍存在较大差距。
图表:华为Mate 50系列支持北斗卫星消息

资料来源:华为官网,中金公司研究部
图表:iPhone14搭载卫星通信功能

资料来源:苹果iPhone14发布会,中金公司研究部
卫星互联网产业链及相关标的
卫星互联网产业链
卫星互联网产业链概览
卫星互联网涉及产业链环节较多,上游技术壁垒高。卫星互联网的产业链涵盖领域众多,上游包括卫星制造、卫星发射、卫星地面设备与网络建设三大领域。随着“十四五”规划的推进以及有限的频率/轨位资源抢占加速,我国将卫星计划提上日程,相应地带动卫星互联网产业链上、中、下游快速增长。根据头豹研究院统计,我国卫星互联网市场规模在2025年或将达525.7亿元,2022-2025年CAGR达到11.6%。
图表:中国卫星应用行业产业链

资料来源:头豹研究院,中金公司研究部
图表:2016-2025E中国卫星互联网产业规模及增速

资料来源:头豹研究院,中金公司研究部
图表:2019年全球卫星产业结构图

资料来源:赛迪顾问,中金公司研究部
卫星制造环节
卫星属于卫星通信系统的空间段,卫星本身主要由卫星平台与载荷两部分组成,其中卫星平台包含结构系统、供电系统、推进系统等,通用性较高;而卫星载荷是卫星入轨后起核心作用的部件,包含天线分系统、转发器分系统以及其他金属材料、非金属材料与电子元器件,定制化程度高。由于卫星制造的技术壁垒较高,我国卫星制造由国企占据主导地位,如中国空间、上海航天、中国卫星、长光卫星、世纪空间等,民营企业专注高性能小卫星的个性化研制服务,有九天微星、微纳星空等。我们认为,随着各国星座计划的加速推出,低轨卫星数量预期发射量较大,星载核心硬件有望率先受益,如相控阵天线等。
图表:卫星制造产业链全景图

资料来源:赛迪顾问,中金公司研究部
卫星部署节奏方面,美国全球领先,中国星座计划紧随其后。根据UCS统计,截至2022年4月30日,全球总运行卫星数量为5,465颗,美国拥有3,433颗,中国拥有541颗;在全球所有正在运行的卫星中,LEO卫星高达4,700颗,占比86%。我国持续开展新的通信卫星部署计划,包括鸿雁计划、虹云工程、行云工程等。我们认为,我国未来通信卫星星座组网大多属于低轨道卫星,且数量庞大,有望推动卫星设计与制造环节迎来快速增长。
图表:国内主要通信卫星星座计划

资料来源:国资委;人民网;国家航天局;中国新闻网;现代国企研究;中国日报网;台州湾新区管理委员会;国资委;ITU;铖昌科技招股说明书;张聪 & 高峰,《卫星互联网未来应用场景及安全性分析》,信息技术2022(003):046;中金公司研究部
火箭
火箭的制造与发射属于卫星系统的空间段。火箭制造分为固体火箭与液体火箭两类,固体火箭自带推进剂,但运输困难,液体火箭只需发射前注入推进剂,不涉及起吊运输环节,使用灵活方便,但对安全保障环节要求严格。目前国内发射场数量只有5个,分别是酒泉、西昌、太原、文昌、烟台海阳,发射场资源仍然紧缺。2022年7月6日,我国首个商业航天发射场“海南商业航天发射场”正式开工,由航天科技、航天科工、中国星网共同出资成立,建成后或将为我国各星座计划的如期完成提供有力支撑。
星座计划叠出,支撑我国火箭发射需求持续上升。据《中国航天科技活动蓝皮书》统计,我国航天发射活动次数高速增长,已由2017年的每年16次发展至2021年的每年55次,以37.7%的占比居全球首位。我们认为,后续随着星座计划在内的各类卫星发射需求上涨,火箭的制造与发射业务有望受益。
图表:海南文昌发射工位全景

资料来源:文昌航天科普中心,中金公司研究部
图表:中国航天发射活动(2017-2021)

资料来源:中国航天科技官网,中金公司研究部
地面设备
卫星地面设备属于卫星系统的地面段,由网络设备和消费设备组成。网络设备包括卫星信关站、控制站与甚小孔径终端(VSAT)等;消费设备包括卫星直播业务接收天线、卫星移动终端(含卫星电话)、数字音频广播服务设备及GPS终端设备芯片等。
图表:卫星地面设备产业链全景图

资料来源:赛迪顾问,中金公司研究部
风险提示
技术创新不及预期。目前我国卫星互联网建设仍处于技术发展期,一箭多星、火箭回收等技术仍处于开发探索阶段,如果相关技术进步不及预期,可能导致卫星互联网系统成本高企,难以实现有效的商业化落地和应用。
卫星互联网政策支持力度不及预期。目前行业仍处于各国抢占稀缺资源的快速发展期,有关卫星互联网的政策法规发展还不完善。若随着产品落地进入应用发展期,后续出现用户隐私、收费标准、运营规范等方面的问题,政策法规预计趋严,将对行业发展产生不利影响。
下游需求增速不及预期。卫星互联网受限于通信性能、成本等因素难以实现对传统地面基站的全面覆盖,主要覆盖远洋航行、航天航空等特定场景或人口密度较低的区域。如果相关地区或场景的联网需求不及预期,可能影响各国的星座部署计划和卫星互联网的产业化。

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