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文檔簡介
目錄1、衛(wèi)星聯(lián)網設兼必要性緊迫性 4低軌衛(wèi)星是目前衛(wèi)星互網的核心 4衛(wèi)星互聯(lián)網潛藏巨大軍價值,建設“中國星鏈”刻不容緩 5低軌衛(wèi)星先發(fā)優(yōu)勢顯著占頻保軌緊迫性空前顯著 82、國內業(yè)航需突低成本批量難題 衛(wèi)星低成本批量生產至重要 衛(wèi)星生產能力亟待提升有利于成本下探,支持持續(xù)發(fā)射補網 成本控制嚴格,原材料型部分選擇工業(yè)級 13高密度發(fā)射與低成本發(fā)是中國商業(yè)航天發(fā)展的必由之路 13降低火箭發(fā)射成本是未大規(guī)模組網的必須攻克的難題 13海南商業(yè)發(fā)射常態(tài)化發(fā)有望緩解發(fā)射資源稀缺問題 173、衛(wèi)星聯(lián)網場廣,基建看好星制發(fā)射環(huán)節(jié) 19投資建議 23風險提示 23圖表目錄圖1:低軌衛(wèi)星互聯(lián)網組成 4圖2:烏克蘭軍人與巴赫穆特星鏈衛(wèi)星寬帶系統(tǒng)天線 6圖3:SpaceX“星盾”計劃 6圖4:NGSO衛(wèi)星星座“里程碑”規(guī)則 9圖5:軌道越低單星覆蓋范圍越小 圖6:不同衛(wèi)星規(guī)模下的地面終端波束掃描角度對比 圖7:批量生產后衛(wèi)星平臺成本占比顯著降低 12圖8:銀河航天實現(xiàn)低軌衛(wèi)星批產 12圖9:“獵鷹9號”火箭一級回收飛行剖面 15圖10:SpaceX“猛禽”發(fā)動機采用液氧甲烷推進劑 16圖四大航天發(fā)射場 17圖12:海南商業(yè)發(fā)射規(guī)劃方案 18圖13:中國衛(wèi)星互聯(lián)網市場模及增速 19圖14:全球衛(wèi)星產業(yè)鏈市場模結構 19圖15:衛(wèi)星互聯(lián)網產業(yè)鏈簡圖 20圖16:衛(wèi)星制造環(huán)節(jié)價值量布 21圖17:液體火箭成本構成 21表1:高軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)和低軌衛(wèi)星互聯(lián)網星座各有優(yōu)越性 4表2:“星鏈”在不同場景的殺鏈中可發(fā)揮的作用 7表3:衛(wèi)星通信使用無線電頻率概況 8表4:國外主要衛(wèi)星互聯(lián)網星座部署計劃及最新進展(截至月12日) 9表5:國內主要衛(wèi)星互聯(lián)網星座部署計劃及最新進展(截至月12日) 10表6:國內外衛(wèi)星制造成本及產能對比 表7:不同質量等級的器件比較 13表8:“星鏈”和“獵鷹”系列火發(fā)展時間表 13表9:國際主要衛(wèi)星互聯(lián)網計劃運載火箭對比 14表10:2020年以來全新及用“獵鷹”9成本構成及占比 14表可垂直回收的火箭發(fā)動機深度推力調節(jié)技術 15表12:SpaceX可回收運載箭技術發(fā)展歷程 17表13:衛(wèi)星產業(yè)鏈概況 19表14:衛(wèi)星互聯(lián)網產業(yè)鏈標梳理 221、衛(wèi)星互聯(lián)網建設兼具必要性和緊迫性低軌衛(wèi)星互聯(lián)網成為衛(wèi)星通信關注熱點。衛(wèi)星互聯(lián)網是基于衛(wèi)星通信的互聯(lián)網,通過發(fā)射一定數(shù)量的衛(wèi)星形成規(guī)模組網從而輻射全球,構建具備實時信息處理的大衛(wèi)星系統(tǒng),是一種能夠完成向地面和空中終端提供寬帶互聯(lián)網接入等通信服務的新型網絡。近年來,為了避免高軌道衛(wèi)星通信引起的信號衰減和時延,低軌衛(wèi)星互聯(lián)網成為發(fā)展熱點。表1:高軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)和低軌衛(wèi)星互聯(lián)網星座各有優(yōu)越性衛(wèi)星軌道高軌低軌系統(tǒng)規(guī)模適中龐大容量單星容量較高單星容量小,系統(tǒng)容量高運行壽命較長(15年)較短(5~10年)覆蓋范圍單星覆蓋范圍大,但存在兩極覆蓋盲區(qū),特定地形通信困難單星覆蓋范圍較小,多星組網可實現(xiàn)全球覆蓋,保證復雜地形區(qū)域通信不間斷傳輸時延較長短帶寬成本較高較低系統(tǒng)建設維護成本較低較高頻率協(xié)調適中難度大,需考慮落地權問題數(shù)據(jù)來源:《衛(wèi)星互聯(lián)網的技術體系、發(fā)展趨勢與應用(柏亮)》,低軌衛(wèi)星互聯(lián)網最重要的作用是為用戶終端或地面站提供網絡接入能力,與地面網絡進行互聯(lián)互通。低軌衛(wèi)星互聯(lián)網系統(tǒng)一般由空間段、地面段和用戶段三部分組成:空間段是指眾多分布在低軌空間的衛(wèi)星構成的衛(wèi)星星座,相鄰衛(wèi)星之間可通過透明轉發(fā)、地面段主要完成星座管理、網絡運維等功能,負責衛(wèi)星互聯(lián)網系統(tǒng)與其它通信系統(tǒng)間的互用戶段由各類衛(wèi)星互聯(lián)網終端組成,根據(jù)終端是否支持在移動時正常使用可劃分為移動終低軌衛(wèi)星互聯(lián)網的工作模式:根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸過程是否經由地面通信網絡,低軌衛(wèi)星互聯(lián)網的工作模式可分為兩類,一類依托地面網絡,通過信關站連接到地面互聯(lián)網完成轉發(fā);另一類獨立于地面網絡,依靠衛(wèi)星節(jié)點進行轉發(fā)。當衛(wèi)星采用透明轉發(fā)工作模式時,用戶終端通過衛(wèi)星一跳與信關站建立連接,再經信關站連接到地面互聯(lián)網,該方式的弊端為未部署信關站的地方,用戶無法接入網絡;當衛(wèi)星采用處理轉發(fā)工作模式時,衛(wèi)星可進行星上處理及星間通信,用戶終端可通過多顆衛(wèi)星的中繼與信關站建立連接,從而訪問地面互聯(lián)網。圖1:低軌衛(wèi)星互聯(lián)網組成數(shù)據(jù)來源:《低軌衛(wèi)星互聯(lián)網研究與應用展望(袁浚)》,ToG到ToB到ToC,未來國內低軌衛(wèi)星互聯(lián)網應用場景有望不斷拓寬。30060密度較低的區(qū)域,地面移動網覆蓋不佳;2020年美國的家庭用戶寬帶上網中光纖接入占有率僅為23.6%。在民用方面應用成功后才逐漸應用于軍事領域,一方面引入高價值國防軍用訂單分擔成本,另一方面星鏈自從誕生以來一直離不開美國軍當?shù)拇罅χС?。但國內衛(wèi)星互聯(lián)網面臨的商業(yè)環(huán)境不同,202294.3%因此在當前已有成熟的光纖寬帶網和5G移動網的情形下,受衛(wèi)星數(shù)量、空間網絡技術的制約,我們認為中國低軌衛(wèi)星互聯(lián)網初期的核心應用場景是軍用/政企/科研領域,之后隨著技術的不斷發(fā)展、系統(tǒng)服務能力不斷提升,逐漸滲透到家庭/個人消費級市場。ToG:ToB:ToC:個人移動市場(),家庭寬帶市場(天地無感切換),等?!啊薄靶擎湣钡蛙墝拵Щヂ?lián)網衛(wèi)星系統(tǒng)在俄烏沖突中發(fā)揮重要作用,充分體現(xiàn)其軍事戰(zhàn)略作用。雖然 “星鏈”計劃聲稱是商業(yè)衛(wèi)星星座計劃,但2022年俄烏沖突爆發(fā)后,“星鏈”系統(tǒng)充分參與作戰(zhàn)有關分析師的申明,見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分,或請與您的投資代表聯(lián)系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。并發(fā)揮重要作用,為烏克蘭政府、國防和關鍵基礎設施部門提供冗余網絡支持。在烏軍傳統(tǒng)指揮控制通信系統(tǒng)遭到破壞后,“星鏈”系統(tǒng)提供的超視距通信手段保障了烏軍指揮鏈的暢通?!靶擎湣边€傳輸了大量無人機、衛(wèi)星等偵察資產獲得的態(tài)勢感知信息,為烏軍打擊俄軍目標提供了重要支持。特別是在建立指揮中心與察打一體無人機之間的數(shù)據(jù)傳輸鏈路方面,“星鏈”表現(xiàn)出色,“無人機+衛(wèi)星通信”成為完成察打一體任務的最佳組合。目前,“星鏈”是唯一一個在對抗環(huán)境中使用過的商業(yè)低軌寬帶互聯(lián)網衛(wèi)星系統(tǒng)。圖2:烏克蘭軍人與巴赫穆特星鏈衛(wèi)星寬帶系統(tǒng)天線數(shù)據(jù)來源:藍海長青智庫,SpaceX公司正式發(fā)布“星盾”互聯(lián)網星座項目,“星鏈”走向軍事化。美國軍方一直高度關注“星鏈”計劃的軍事化潛力,2019飛機的加密互聯(lián)網服務。20205衛(wèi)星寬帶進行跨軍事網絡數(shù)據(jù)傳輸。2020101.5億美元合同,用于開發(fā)軍用版“星鏈”衛(wèi)星技術。而“星鏈”衛(wèi)星在俄烏沖突中的表現(xiàn),進一步推動該計劃的軍事化。2022122日,美國太空探索技術公司(SpaceX)正式發(fā)布名為“星盾”(Starshield)的互聯(lián)網星座項目?!靶嵌堋笨煽醋鍪恰靶擎湣保⊿tarlink)星座的軍用版本,計劃在3年內向近地軌道部署1.5萬顆以上的衛(wèi)星,將主要開展三方面業(yè)務:第一是對地遙感能力;第二是利用現(xiàn)有“星鏈”的低軌通信技術,實時快速回傳遙感數(shù)據(jù);第三是利用基于“星鏈”的通用衛(wèi)星平臺,模塊化托管各種軍用載荷,提供供電、通訊、熱控、總線等一條龍服務,標志著“星鏈”計劃軍事化應用發(fā)展到新階段的“星盾”計劃誕生。低軌衛(wèi)星軍事化轉型發(fā)展推動太空軍備競賽。美國太空版中心地帶理論提出:“誰控制了地球軌道,誰就控制了近地空間;誰控制了近地空間,誰就控制了地球?!靶嵌堋庇媱澋膯柺?,加速了低軌衛(wèi)星軍事化轉型發(fā)展,凸顯出美國急于搶占外空軌道資源,及顛覆現(xiàn)有作戰(zhàn)體系的野心?!靶嵌堋庇媱澔凇靶擎湣奔夹g,且兩者相互兼容,將進一步模糊太空軍事化準則,引發(fā)外太空領域爭端,推動太空軍備競賽。圖3:SpaceX“星盾”計劃數(shù)據(jù)來源:SpaceX官網,低軌衛(wèi)星互聯(lián)網具備通信能力強、載荷搭載廣、能力冗余、成本較低等天然優(yōu)勢,其軍事潛力加速戰(zhàn)場環(huán)境、作戰(zhàn)樣式和戰(zhàn)爭形態(tài)的深度演變,潛藏巨大軍事價值。高速寬帶戰(zhàn)時通信能力。低軌衛(wèi)星互聯(lián)網星座可以提供低延時、高通量、廣覆蓋、高可靠全地域全天時無縫隙偵察監(jiān)視能力。過頂次數(shù)有限和造價昂貴是當前世界各國偵察衛(wèi)星存在多顆搭載偵察載荷的衛(wèi)星可以彼此配合,實現(xiàn)對特定目標的全天候偵察,或者與地面站、預警機、偵察機等結合,形成空天地一體的縱深偵察體系,大幅提升全球感知能力。高精度導航能力。低軌衛(wèi)星互聯(lián)網可以通過軟件升級實現(xiàn)與GPS信號的兼容,能夠進一提升GPSGPS系統(tǒng)的抗干擾能力。高可靠導彈防御。“星鏈”衛(wèi)星擁有發(fā)射全向波束的能力,可以對導彈和航天器進行遙測導彈軌道的高精度預測和預警能力,為后續(xù)的攔截提天基打擊能力。對地、對海等空間領域的多維度打擊能力。太空封鎖。4其他國家的火箭要確定發(fā)射窗口,就要和“星鏈”協(xié)商,否則就會和它們的衛(wèi)星相撞。如果在戰(zhàn)時,“星鏈”就可以對敵方實行“太空封鎖”。2應用場景殺傷鏈環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)定位跟蹤瞄準交戰(zhàn)評估火力打擊太空目標發(fā)現(xiàn)對敵目標識別高精度定位不間斷高精度定位太空作戰(zhàn)/精確打擊作戰(zhàn)評估導彈預警預警信息預警信息導彈跟蹤導彈全程跟蹤導彈火控級跟蹤毀傷效果評估情監(jiān)偵目標情報目標情報目標信息目標信息火控信息作戰(zhàn)效果評估衛(wèi)星通信通信、數(shù)據(jù)鏈路通信、數(shù)據(jù)鏈路通信、數(shù)據(jù)鏈路低延時數(shù)據(jù)鏈低延時數(shù)據(jù)鏈低延時數(shù)據(jù)鏈作戰(zhàn)管理資源調配自動數(shù)據(jù)處理持續(xù)監(jiān)測信息共享智能指控效果評估定位導航定位導航定位導航定位導航定位導航定位導航定位導航數(shù)據(jù)來源:《“星鏈”星座軍事化應用淺析(黃杰等)》,綜上,“星鏈”在通信上速度快、全球覆蓋、發(fā)射成本低等方面的優(yōu)勢如果運用在軍事用途上,將對我國軍事安全產生重大挑戰(zhàn)。此外,美國及北約軍事衛(wèi)星承擔軍用通信近85%的通信量,我軍則不足5%。綜上,加快中國低軌衛(wèi)星互聯(lián)網建設刻不容緩。低軌衛(wèi)星軌道和頻段資源稀缺,具備排他性。衛(wèi)星系統(tǒng)最重要的資源是頻率和軌位,衛(wèi)星在近地軌道運行時,一個軌道只能有一顆衛(wèi)星運行。軌道資源稀缺:50km300~2000km17.5頻譜資源稀缺:Ku、Ka和Q/V頻段,KuKa頻段技術成熟、產業(yè)鏈完整,Ku波段已近飽和、Ka波段日趨擁擠;Q困難。SpaceNews5已成為大國戰(zhàn)略競爭的重要領域。表3:衛(wèi)星通信使用無線電頻率概況頻段頻率范圍使用情況L1~2GHz資源幾乎殆盡;主要用于地面移動通信、衛(wèi)星定位、衛(wèi)星移動通信及衛(wèi)星測控鏈路等S2~4GHz資源幾乎殆盡;主要用于氣象雷達、船用雷達、衛(wèi)星定位、衛(wèi)星移動通信及衛(wèi)星測控鏈路等C4~8GHz隨著地面通信業(yè)務的發(fā)展,被侵占嚴重,已近飽和;主要用于雷達、地面通信、衛(wèi)星固定業(yè)務通信等X8~12GHz通常被政府和軍方占用;主要用于雷達、地面通信、衛(wèi)星固定業(yè)務通信等Ku12~18GHz已近飽和;主要用于衛(wèi)星通信,支持互聯(lián)網接入Ka26.5~40GHz正在被大量使用,日趨擁擠;主要用于衛(wèi)星通信,支持互聯(lián)網接入Q/V36~46GHz/46~75GHz開始進入商業(yè)衛(wèi)星通信領域太赫茲0.1~10THz正在開發(fā)數(shù)據(jù)來源:《低軌衛(wèi)星通信網絡領域國際競爭:態(tài)勢、動因及參與策略》,衛(wèi)星互聯(lián)網的中低軌道資源分配采用協(xié)調法,先登先占、先占永得。太空軌道與通信頻譜作為有限的資源,由國際電信聯(lián)盟(ITU)進行分配。對于近來快速發(fā)展的LEO巨型衛(wèi)星星座,NGSO(非對地靜止軌道)相關的頻譜指配方式為協(xié)調法。先登先占:911記,誰就獲得對該資源的占有權。先占永得:該空間頻率與軌道資源。“里程碑決議”規(guī)定年限內完成指定發(fā)射量即可保留對應頻段的使用權。為了防止頻譜囤積及避免出現(xiàn)“紙衛(wèi)星”情況,2019年世界無線電通信大會(WRC-19)NSGOKuKa和Q/V7年內,應至少發(fā)射一顆衛(wèi)星并按規(guī)定將衛(wèi)星網絡激活;7年后必須遵守里程碑規(guī)定,在規(guī)定時間節(jié)點內發(fā)射指定數(shù)目衛(wèi)星。若未能滿足要求,則會按照發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量的完成比對其申報的資料進行相應規(guī)模的縮減。里程碑節(jié)點規(guī)則在遏制投機行為的同時也抬高了頻軌資源占有的技術門檻,太空領域作戰(zhàn)的主動權與國家衛(wèi)星制造和發(fā)射能力直接掛鉤,強化了先布局者的先發(fā)優(yōu)勢、加劇了“強者恒強”局面。目前規(guī)則與公平利用原則沖突,強化了太空霸權,ITU的相關規(guī)則有望進一步完善。圖4:NGSO衛(wèi)星星座“里程碑”規(guī)則數(shù)據(jù)來源:《RadioRegulations》,基于頻軌資源有限性及其申請規(guī)則,各國紛紛在太空領域加碼,以加速搶占總量有限的低軌衛(wèi)星頻率和軌道資源。表4:國外主要衛(wèi)星互聯(lián)網星座部署計劃及最新進展(截至11月12日)國家星座公司數(shù)量(顆)軌道高度頻段最新進展未來計劃美國StarLinkSpaceX11927340/550/1150kmKa/Ku/V截至2023年11月12日在軌衛(wèi)星5057顆英國OneWebEutelsatGroup(OneWeb和Eutelsat)6372+12801200/8500kmKa/Ku/V2023年3月完成一代衛(wèi)星組網,截至2023年11月12日在軌634顆衛(wèi)星根據(jù)FCC,需在2026年8月之前部署一半數(shù)量的衛(wèi)星,2029年之前需要完成整個星座的部署美國Kuiper亞馬遜3236590/610/630kmKa2023年10月7日兩顆試驗衛(wèi)星1112日在軌2顆衛(wèi)星FCC要求在2026年7月之前完成1618顆衛(wèi)星的發(fā)射和運行。加拿大LightspeedTelesat1961000/1248kmKa/預計2026年年中開始發(fā)射首批衛(wèi)星數(shù)據(jù)來源:SpaceflightNow,Oneweb官網,Telesat官網,鋮昌科技招股書,中國在衛(wèi)星互聯(lián)網起步晚但發(fā)展快,已有多個衛(wèi)星互聯(lián)網星座計劃。其中計劃規(guī)模較大的是星座和千帆星座(G60星鏈)。星網在整合了“鴻雁”“虹云”等星座的基礎之上規(guī)劃了規(guī)模達1.3萬顆低軌衛(wèi)星的“GW”星座,不僅具備寬帶通信能力,而且具備導航增強功能用于加強北斗系統(tǒng)覆蓋和提高精度。上海垣信規(guī)劃建設的千帆星座計劃分三代系統(tǒng)、兩個階段進行建設。第一代系統(tǒng)采用透明轉發(fā)(TP)模式,為我國境內和“一帶一路”的陸地/近海提供服務,該系統(tǒng)正在火熱建設中。第二代系統(tǒng)采用星上轉發(fā)(OBP)模式,和TP模式相比,除了延續(xù)透明轉發(fā)的能力,還具有星上處理能力,可向全球陸地/海洋/空中全域提供服務。第三代可實現(xiàn)多業(yè)務、多層組網部署,全球區(qū)域星地融合。此外,2023年11月重慶發(fā)布了首個空天信息產業(yè)千億規(guī)模基金群,助力衛(wèi)星互聯(lián)網建設浪潮??偟膩砜矗覈蛙壭l(wèi)星星座申報時間較晚,缺少具有攔截性、高優(yōu)先級和使用便利的頻軌資源,在國際規(guī)則制定和合作上處于不利地位。表5:國內主要衛(wèi)星互聯(lián)網星座部署計劃及最新進展(截至11月12日)星座公司數(shù)量(顆)軌道高度最新進展/計劃GW中國星網12992508km /590km/600km/1145km2020年9月,向ITU提交了兩個星座的頻譜千帆(G60星鏈)上海垣信1296(一期),遠期規(guī)劃12000余顆/20191117功進入預定軌道正常運轉。2424~2725648GEN126~27648GEN2銀河Galaxy銀河航天2025年計劃完成1000顆500~1200km2022年3月5日,成功發(fā)射銀河航天02批衛(wèi)星,組成了國內首個低軌寬帶通信試驗星座“小蜘蛛網”;2023年7月,發(fā)射靈犀03星。超低軌通遙一體衛(wèi)星航天科工2030年完成300顆星組網運行低于300km計劃在2023年底發(fā)射第一顆技術實驗衛(wèi)星,在明年底計劃發(fā)射9顆業(yè)務驗證衛(wèi)星數(shù)據(jù)來源:《低軌互聯(lián)網星座發(fā)展研究綜述(吳樹范等)》,賽迪智庫,中關村在線,銀河航天,界面新聞,中誠天下,中國新聞網,央廣網,2023年截至目前已成功發(fā)射兩顆衛(wèi)星互聯(lián)網試驗星,中國衛(wèi)星互聯(lián)網星座建設進度加速。202379日,由航天科技集團五院抓總研制的衛(wèi)星互聯(lián)網技術試驗衛(wèi)星搭乘長征二丙/遠征一號S運載火箭,在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,衛(wèi)星順利進入預定軌道,發(fā)射任務取得圓滿成功。20231123長征二號丁運載火箭遠征三號上面級該衛(wèi)星由中國科學院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院(上海微小衛(wèi)星工程中心)抓總研制。2、國內商業(yè)航天需突破低成本、批量化難題低軌衛(wèi)星互聯(lián)網星座規(guī)模大,低成本批量生產至關重要。低空軌道的星座往往都是巨型星座,一方面由于衛(wèi)星高度低,為了實現(xiàn)地球表面的全覆蓋,需要發(fā)射大量的衛(wèi)星,且軌道越低實現(xiàn)全覆蓋所需衛(wèi)星越多。另一方面,單星帶寬有限是需要大規(guī)模組網的主要原因,目前星鏈單星帶寬為20Gbps100~2001Gbps20星可以使星地距離縮短,降低空間鏈路損耗。圖5:軌道越低單星覆蓋范圍越小 圖6:不同衛(wèi)星規(guī)模下的地面終端波束掃描角度對比 數(shù)據(jù)來源:《大規(guī)模低軌星座衛(wèi)星通信網發(fā)展展望(孫智立等)》,東方證券研究所
數(shù)據(jù)來源:《Starlink系統(tǒng)分析及對我國衛(wèi)星互聯(lián)網發(fā)展的啟示》,我國衛(wèi)星制造成本有望隨著規(guī)模化效應的擴大而降低。我國衛(wèi)星制造成本相比于發(fā)達國家仍有差距,批產后衛(wèi)星預期制造成本仍遠高于單顆星鏈衛(wèi)星的50萬美元,正在加速建設衛(wèi)星批產能力。銀河航天表示工廠下線的批量化小衛(wèi)星,其單星成本已經是自己實驗室研制的首發(fā)星的一半;G60300顆/35%。2021年中國航天科工自主研發(fā)的我國首條小衛(wèi)星智能生產線第一顆衛(wèi)星下線,衛(wèi)星智能40%以上,單星場地面積需求將減少70%以上,單星80%10表6:國內外衛(wèi)星制造成本及產能對比單顆衛(wèi)星成本(萬美元)單顆衛(wèi)星成本(萬元)生產能力Starlink衛(wèi)星50204每天8顆OneWeb衛(wèi)星60408每天1~3顆銀河/單顆衛(wèi)星研制成本千萬量級每年百顆G60//每年300顆數(shù)據(jù)來源:云腦智庫,電子發(fā)燒友,世界互聯(lián)網大會,福布斯,上海松江,注:美元兌人民幣匯率取為6.8衛(wèi)星平臺和載荷是生產制造環(huán)節(jié)中兩大核心細分,衛(wèi)星平臺包括姿控系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、結構系統(tǒng)、星務系統(tǒng)、測控系統(tǒng)、熱控系統(tǒng)等,衛(wèi)星載荷包括天線分系統(tǒng)、轉發(fā)器分系統(tǒng)及其它金屬/非金屬材料和電子元器件等。由于衛(wèi)星平臺的通用性較強,因此在批產過程中制造成本降低幅度較大,定制衛(wèi)星中平臺和載荷成本占比分別為50%和50%,而在批量衛(wèi)星中平臺成本占比降至30%,載荷成本占比提升至70%。圖7:批量生產后衛(wèi)星平臺成本占比顯著降低平臺 載荷50%70%80%50%70%80%50%30%20%衛(wèi)星平臺:姿控系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、結構系統(tǒng)、星務系統(tǒng)、測控系統(tǒng)、熱控系統(tǒng)等衛(wèi)星載荷:天線、轉發(fā)器等定制衛(wèi)星 批量衛(wèi)星 商業(yè)衛(wèi)星理想值數(shù)據(jù)來源:艾瑞咨詢,衛(wèi)星生產能力是星座持續(xù)運營的基礎。5~78顆/2900顆/4.2GWITU71.31857顆/5~71857~2600/年的產能才能滿足發(fā)射補網需求。圖8:銀河航天實現(xiàn)低軌衛(wèi)星批產數(shù)據(jù)來源:新京報,200顆/ 240顆/100顆/300~500顆/年邁有關分析師的申明,見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分,或請與您的投資代表聯(lián)系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。進,上海垣信G60星鏈衛(wèi)星工廠設計產能300顆/年,重慶數(shù)創(chuàng)園衛(wèi)星超級工廠未來預計年產衛(wèi)星千顆以上。國內多條衛(wèi)星批產產線加速建設,為衛(wèi)星互聯(lián)網星座建設維護奠定基礎,制造成本有望持續(xù)降低。國內衛(wèi)星制造單位逐步在物料選型方面進行優(yōu)化轉型。OneWebStarlinkGaNGaAs幾千美元,一顆衛(wèi)星需要T/R芯片的成本就需要幾千萬,SpaceX代,將成本降到了單通道幾十美元的量級。而我國航天產業(yè)供應鏈配套體系是圍繞國家重大工程而構建的,成本巨大,較低軌衛(wèi)星互聯(lián)網建設的要求還有不小的差距,供應效率有待提升,供應成本有待降低。國內也逐步在物料選型方面進行優(yōu)化轉型,航天科技五院對于各類物料的質量保證要求不搞“一刀切”,對于與衛(wèi)星健康緊密相關的“心臟級”器件嚴格質量要求,對于采用冗余設計的部分器件,優(yōu)化質量等級要求,甚至選擇工業(yè)級器件。表7:不同質量等級的器件比較質量等級溫度范圍抗輻射能力可靠性價格綜合性能宇航級-55℃~125℃高↓低高↓低高↓低高↓低883級-55℃~125℃軍級-55℃~125℃工業(yè)級-40℃~85℃商業(yè)級0℃~70℃數(shù)據(jù)來源:《商用器件空間應用現(xiàn)狀分析及研究(韓慶龍)》,在核心功能元器件方面,我國成本優(yōu)勢較小,配套供應商仍集中于體制內軍工科研院所。比如衛(wèi)星載荷的主要組成部分相控陣天線系統(tǒng),T/R551350429活的民營企業(yè)鋮昌科技、英飛凌、星啟宇航、航天環(huán)宇等也在紛紛踏入此賽道,有助于降低核心元器件成本。通過對比SpaceX“星鏈”計劃和“獵鷹”系列火箭的發(fā)展時間表可以看出,低成本發(fā)射是衛(wèi)星互聯(lián)網建設的核心之一。表8:“星鏈”和“獵鷹”系列火箭發(fā)展時間表時間“星鏈”部署時間線“獵鷹”系列火箭發(fā)展時間線20152015年1月1日宣布計劃2015年12月“獵鷹”九號一級首次陸地成功回收2016/2016年4月“獵鷹”九號一級首次海上成功回收2017/2017年3月,首枚重復使用的“獵鷹”九號火箭一級發(fā)射成功20182018年2月,2顆試驗星2018年2月,重型“獵鷹”首飛成功2019星鏈開始大規(guī)模部署數(shù)據(jù)來源:《大規(guī)模衛(wèi)星互聯(lián)網星座發(fā)射服務探討(趙凱)》,我國火箭發(fā)射報價距離獵鷹9仍有差距,但短期內不會成為衛(wèi)星互聯(lián)網發(fā)展的阻礙。C/D、“獵鷹”9B5萬元/9箭。我國在低成本發(fā)射道路上不斷探索,早在20175000美元/千克(3/千克),200kg6002324SpaceX9但短期內不會成為中國商業(yè)航天發(fā)展的阻礙。表9:國際主要衛(wèi)星互聯(lián)網計劃運載火箭對比計劃主力火箭國家運載能力(LEO)單位質量報價(美元/kg)單位質量報價(萬元/kg)備注星鏈“獵鷹”9號美國22.8t29002.06部分可重復星艦美國100t200(預計)0.14(預計)完全可重復KuiperAtlasⅤ美國20t37002.59一次性RS1美國1.3t88886.22一次性Oneweb聯(lián)盟-2.1B俄羅斯8.2t64004.48一次性GSLV-MKⅢ印度10t42002.94一次性數(shù)據(jù)來源:《大規(guī)模衛(wèi)星互聯(lián)網星座發(fā)射服務探討(趙凱)》,SpaceX,21經濟網,注:人民幣兌美元匯率取7計算長期來看,可重復使用火箭技術是商業(yè)航天發(fā)展必由之路。一次性火箭繼續(xù)降低發(fā)射成本的空間有限,降低發(fā)射成本的主要方式是可重復使用火箭。同時,通過火箭回收,火箭的發(fā)射頻率也會進一步提升,顯著節(jié)省了時間成本(過去需要重新造一枚火箭,現(xiàn)在只需檢修回收后的火箭,再加上新的子級,就能繼續(xù)執(zhí)行任務)。根據(jù)馬斯克2020年對“獵鷹”9火箭成本構成的描述和SpaceX950009火1500991128枚新火箭制造成本。表10:2020年以來全新及復用“獵鷹”9成本構成及占比“獵鷹”9火箭全新火箭成本(萬美元)及占比復用火箭成本(萬美元)及占比硬件一級3000(60%)-二級1000(20%)1000(66.6%)整流罩500(10%)-軟件推進劑40(0.8%)40(2.6%)發(fā)射測控、翻修等相關費用460(9.2%)460(30.6%)總計50001500數(shù)據(jù)來源:《“獵鷹”9火箭的發(fā)射成本與價格策略分析(劉潔)》,“獵鷹”9采用垂直返回回收方式,也是目前公認商業(yè)價值最高的回收模式。獵鷹9一子級回收技術方案為在一子級上部增加柵格舵,用于回收飛行過程中的姿態(tài)控制,并在火箭尾部增加可折疊式著陸支架。在下落過程中,主發(fā)動機進行3次點火,提供反推力,實現(xiàn)箭體的減速和降落。圖9:“獵鷹9號”火箭一級回收飛行剖面數(shù)據(jù)來源:《美國重復使用運載火箭發(fā)展分析(胡冬生等)》,實現(xiàn)火箭垂直回收有兩大難點,一是發(fā)動機推力可調,且能重復使用,二是控制系統(tǒng)精準無誤,主要涉及發(fā)動機深度推力調節(jié)、高精度制導控制等關鍵技術:? 火箭發(fā)動機深度推力調節(jié)技術:對于垂直著陸火箭來說,應在著陸的同時使速度降低到著陸所允許的條件,這就要求發(fā)動機同時噴注器、渦輪泵等關鍵組件也要具備相應條件下可靠工作的能力。表11:可垂直回收的火箭發(fā)動機深度推力調節(jié)技術公司發(fā)動機型號技術路線節(jié)流能力SpaceXMerlin液氧/甲烷推進劑,單一針栓式噴注器57%~100%猛禽液氧/甲烷推進劑和全流量分級燃燒循環(huán)40%~100%藍色起源BE-4液氧/甲烷發(fā)動機65%~100%數(shù)據(jù)來源:《美國重復使用運載火箭發(fā)展分析(胡冬生等)》,? 返回段高精度制導與控制技術:最有挑戰(zhàn)的是最后的動力下降著陸制導。SpaceX公司的獵鷹-9提供足夠的控制力,SpaceX4態(tài)穩(wěn)定和控制。目前,中國可重復使用運載火箭發(fā)展的核心痛點在于火箭發(fā)動機,特別是具備深度變推能力、多次點火能力的可回收液體發(fā)動機。從獵鷹系列火箭成功回收與重復使用的數(shù)據(jù)來看,在成熟掌握液體發(fā)動機大范圍推力可調技術的情況下,垂直回收的技術可靠性將大大提高,該技術為制約垂直回收技術研發(fā)的關鍵。液體火箭燃料主要包括液氧煤油、液氧液氫和液氧甲烷等,而液氧煤油和液氧甲烷被看作是兩條主流路線。其中,液氧甲烷具有可多次啟動、綜合成本最低等優(yōu)點,是商用可回收運載火箭的更優(yōu)選擇。圖10:SpaceX“猛禽”發(fā)動機采用液氧甲烷推進劑數(shù)據(jù)來源:澎湃新聞,中國商業(yè)航天還沒有實現(xiàn)液體可回收火箭真正的入軌發(fā)射,目前多方均在研發(fā)攻關:航天科技:長征系列,例如長征-8R星際榮耀:雙曲線三號(2025年首飛)深藍航天:星云-1天兵科技:天龍三號(2024年上半年首飛)2025星河動力:智神星一號(2024年下半年首飛)回顧SpaceX可回收火箭的研發(fā)試驗過程,在Falcon9火箭的正式入軌發(fā)射任務之前,使用Grasshopper與F9RDev(幾乎是“獵鷹9”火箭的一級火箭部分)完成了多次低空垂直回收飛行驗證。國內民營火箭公司深藍航天、星際榮耀等均公告了在低空垂直回收飛行驗證的最新進展,可回收火箭技術攻關指日可待。表12:SpaceX可回收運載火箭技術發(fā)展歷程試驗階段時間火箭關鍵技術節(jié)點2010年6月4日獵鷹9號V1.0嘗試使用降落傘回收,失敗2010年12月8日獵鷹9號V1.0嘗試使用降落傘回收,失敗跳躍實驗2012年9月21日蚱蜢成功懸空1.8米并著陸2012年11月1日蚱蜢成功懸空5.4米并著陸2012年12月17日蚱蜢成功懸空40米并著陸2013年3月7日蚱蜢成功懸空80米并著陸2013年4月17日蚱蜢成功懸空250米并著陸2013年6月14日蚱蜢成功懸空325米并著陸2013年8月13日蚱蜢成功懸空250米,首次平移機動并著陸2013年10月7日蚱蜢成功懸空744米并著陸火箭整體實驗2014年4月17日測試版獵鷹9號成功懸空250米,平移機動并著陸2014年5月1日測試版獵鷹9號成功懸空1000米,平移機動并著陸2014年6月13日測試版獵鷹9號成功懸空1000米,首次使用柵格舵進行姿態(tài)控制2014年8月1日測試版獵鷹9號未披露具體測試細節(jié)2014年8月22日測試版獵鷹9號傳感器異常導致火箭爆炸海上回收/陸地回收試驗2014-2015年獵鷹9號V1.1三次芯級海上軟著陸試驗,成功降落于預定水面,精度優(yōu)于10米2015年1月10日獵鷹9號V1.1首次嘗試降落在無人駁船上,失敗2015年4月14日獵鷹9號V1.1嘗試降落在無人駁船上,失敗2015年12月21日獵鷹9號V1.2首次成功在陸地降落回收2016年1月17日獵鷹9號V1.1嘗試降落在無人駁船上,失敗2016年3月4日獵鷹9號V1.2嘗試降落在無人駁船上,失敗2016年4月8日獵鷹9號V1.2首次成功在無人駁船降落回收2017年3月30日獵鷹9號V1.2使用了首枚重復使用的入軌級運載火箭2018年2月6日重型獵鷹重型獵鷹成功首飛,將一輛特斯拉跑車送入太空2018年5月11日獵鷹9號Block59Block5能,預期復用次數(shù)達到100次以上數(shù)據(jù)來源:億歐網,發(fā)射資源緊缺,目前商業(yè)發(fā)射能力尚不能滿足大規(guī)模低軌星座快速部署的需求。中國已有酒泉、太原、西昌、文昌四大航天發(fā)射場,現(xiàn)有的航天發(fā)射場主要承擔太空探索、科研等目的的發(fā)射任務,且均已進入滿負荷運轉的模式。20231101545次,LEO(200km)1802023111013日,SpaceX公司共計發(fā)射709號運載火箭,4(Falcon-Heavyb5),LEO(200km)1780SpaceX署的需求。圖11:四大航天發(fā)射場數(shù)據(jù)來源:人民網,
海南商業(yè)發(fā)射預計2024年6月迎來首飛,常態(tài)化發(fā)射后將顯著補充商業(yè)發(fā)射運力。局面。目前海南商業(yè)航天發(fā)射場建設進入沖刺階段,246月有望迎來首飛。海南商業(yè)發(fā)射共有4個工位,根據(jù)海南商業(yè)發(fā)射黨委副書記郭強,一號(長八、長八改等)和二號(液體通用型發(fā)射工位)1632LEO7.6噸測算(不考慮產能),則一號和二號工位發(fā)射運力約為243.2噸,可發(fā)射單星質量0.2噸的衛(wèi)星約1200顆(銀河航天02批批產衛(wèi)星平均重量約為190Kg、星鏈V1.0平均重量約為260Kg),大大緩解目前發(fā)射資源稀缺問題。12:海南商業(yè)發(fā)射規(guī)劃方案數(shù)據(jù)來源:央視新聞,3、衛(wèi)星互聯(lián)網市場廣闊,基建期看好衛(wèi)星制造和發(fā)射環(huán)節(jié)國內衛(wèi)星互聯(lián)網市場規(guī)模在2025年預計將達到447億元。根據(jù)前瞻產業(yè)研究院測算,2021年全球衛(wèi)星通信行業(yè)市場規(guī)模約為1816億美元,同比增長24.28%,2017-2021年市場規(guī)模復合增速達到11.98%。據(jù)華經產業(yè)研究院的SIA統(tǒng)計數(shù)據(jù),2021年中國衛(wèi)星互聯(lián)網產業(yè)規(guī)模約為292.5億元,預計2025年將升至446.92億元,2021-2025年復合增長率為11.2%,從整體規(guī)模來看,國內衛(wèi)星互聯(lián)網體量較小,尚處于初期發(fā)展階段。圖13:中國衛(wèi)星互聯(lián)網市場模及增速 圖14:全球衛(wèi)星產業(yè)鏈市場模結構0
衛(wèi)星互聯(lián)網市場規(guī)模(元) 同比增13.29%13.29%13.62%7.49%10.44%2021 2022E 2023E 2024E 2025E
16%14%12%10%8%6%4%2%0%
地面設備 衛(wèi)星服務 衛(wèi)星制造 發(fā)射服務2%2%7%2%5%2%4%7%5%2%6%46%45%44%42%40%45%48%50%51%52%2018 2019 2020 2021 2022數(shù)據(jù)來源:SIA,華經產業(yè)研究院, 數(shù)據(jù)來源:SIA,基建期衛(wèi)星制造、發(fā)射環(huán)節(jié)率先受益。衛(wèi)星互聯(lián)網產業(yè)鏈主要包含了衛(wèi)星制造、衛(wèi)星發(fā)射、地面設備、衛(wèi)星運營及服務四大環(huán)節(jié),從全球市場來看,地面設備和衛(wèi)星運營及服務這兩個中下游環(huán)節(jié)價值量占比高,近五年這兩個環(huán)節(jié)的價值占比之和均超過90%。目前我國低軌衛(wèi)星互聯(lián)網仍處于基建期,類似于5G產業(yè)鏈的發(fā)展順序,產業(yè)受益性將從制造端逐步發(fā)展到運營端,因此衛(wèi)星制造和衛(wèi)星發(fā)射作為前端環(huán)節(jié)將率先受益。表13:衛(wèi)星產業(yè)鏈概況產業(yè)鏈細分領域主要內容衛(wèi)星制造有效載荷是執(zhí)行通信任務的分系統(tǒng),主要包括天線和轉發(fā)器衛(wèi)星平臺由保障系統(tǒng)組成的可支持一種或幾種有效載荷的組合體衛(wèi)星發(fā)射發(fā)射服務包括衛(wèi)星發(fā)射及發(fā)射跟蹤測控服務以及發(fā)射場建設等運載火箭一般由2-4級火箭組成,整個火箭主要由箭體結構、推進系統(tǒng)、制導和控制系統(tǒng)、安全自毀系統(tǒng)、外測、遙測系統(tǒng)等構成地面設備網絡設備包括信關站控制站和甚小孔徑終端(VSAT)網絡運營中心(NOCs)衛(wèi)星新聞采集(SNG)用戶終端設備包括衛(wèi)星電視天線、衛(wèi)星無線電設備、衛(wèi)星寬帶天線、衛(wèi)星電話和移動衛(wèi)星終端、衛(wèi)星導航單機硬件等運營服務空間段運營服務衛(wèi)星固定(FSS)服務:利用衛(wèi)星,給處于固定位置的地球站之間提供的無線電通信業(yè)務地面段運營服務衛(wèi)星廣播(BSS)服務:利用衛(wèi)星發(fā)送或轉發(fā)信,給公眾直接接收的無線電廣播業(yè)務;衛(wèi)星移動(MSS)服務;艦船飛機、車輛等移動載體利用衛(wèi)星進行的無線電通信業(yè)務數(shù)據(jù)來源:華經產業(yè)研究院,15:衛(wèi)星互聯(lián)網產業(yè)鏈簡圖數(shù)據(jù)來源:賽迪顧問,衛(wèi)星制造環(huán)節(jié)包括衛(wèi)星平臺和衛(wèi)星載荷:衛(wèi)星平臺包括結構系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、推進系統(tǒng)、遙感測控系統(tǒng)、姿軌控制系統(tǒng)、熱控系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等;衛(wèi)星載荷包括天線分系統(tǒng)、轉發(fā)器分系統(tǒng)以及其他金屬/非金屬材料和電子元器件等。圖16:衛(wèi)星制造環(huán)節(jié)價值量分布數(shù)據(jù)來源:艾瑞咨詢,電子發(fā)燒友,衛(wèi)星發(fā)射環(huán)節(jié)包括火箭制造以及發(fā)射服務,動力系統(tǒng)在液體火箭總成本的占比高達70%。衛(wèi)星發(fā)射服務包括火箭制造和發(fā)射服務,衛(wèi)星發(fā)射成本包含火箭成本、發(fā)射成本、測控成本以及保險產生費用。一般來說在發(fā)射運載火箭的成本構成中,火箭成本占比最高?;鸺圃斓漠a業(yè)鏈上游主要包括一些關鍵材料和元器件的生產,中游包含了箭體結構、發(fā)動機和電子設備的生產制造,產業(yè)鏈下游則是火箭的總裝集成。在火箭制造成本中,動力系統(tǒng)的成本占比最高。對于液體火箭來說,動力系統(tǒng)在火箭總成本的占比高達70%。17:液體火箭成本構成7%8%15%70%7%8%15%70%數(shù)據(jù)來源:艾瑞咨詢,地面設備環(huán)節(jié)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(tǒng)、發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、信道終端系統(tǒng)、控制分系統(tǒng)、電源系統(tǒng)以及衛(wèi)星測控系站和衛(wèi)星運控中心等。移動站主要由集成式天線、調制調解器和其它設備構成。用戶終端包含設備上游關鍵零部件及下游終端設備。衛(wèi)星運營及服務主要包括衛(wèi)星移動通信服務、寬帶廣播服務以及衛(wèi)星固定服務。表14:衛(wèi)星互聯(lián)網產業(yè)鏈標的梳理產業(yè)鏈環(huán)節(jié)公司衛(wèi)星互聯(lián)網相關業(yè)務衛(wèi)星制造衛(wèi)星載荷上海瀚訊通信設備信科移動通信載荷、天線、核心網、儀器儀表鋮昌科技相控陣T/R芯片臻鐳科技射頻收發(fā)芯片及高速高精度ADC/DAC芯片,電源管理芯片,微系統(tǒng)及模組振芯科技轉換器、軟件無線電
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