卫星互联网行业专题报告0831

卫星互联网行业专题报告0831

1. 卫星互联网产业蓬勃发展，低轨卫星星座建设提速

1.1. 卫星互联网发展路径清晰，空天地一体化趋势确立

卫星互联网作为新型基础设施，可提高宽带网络覆盖面，赋能其他行 业。据九天微星：1）在狭义上，卫星互联网专指太空高速通信网络，利用 多颗卫星形成宽带通信网络覆盖，适合地广人稀的国家和地区，解决无基站 区域的通信需求。2）在广义上，卫星互联网可以基于通信、导航、遥感技 术提供卫星网络解决方案，赋能各个行业。其中，卫星作为基础设施，相当 于太空中的移动铁塔，未来可以搭载各种载荷和传感器，组网形成太空中的 分布式计算平台。通过与 5G、工业互联网、物联网结合，催生丰富的应用 场景：搭载 5G 的载荷，可以满足宽带通信；搭载摄像头，就能实现遥感； 加载导航增强，可以支持自动驾驶。

根据赛迪顾问的《“新基建”之中国卫星互联网产业发展研究白皮书》， 全球卫星互联网的发展已经有 40 多年的发展历史，可以划分为三个发展阶 段。1）第一阶段（1980~2000）：以摩托罗拉公司“铱星”星座为代表的多个 卫星星座计划提出，“铱星”星座通过 66 颗低轨卫星构建一个全球覆盖的卫 星通信网。这个阶段主要以提供语音、低速数据、物联网等服务为主。随着 地面通信系统快速发展，在通信质量、资费价格等方面对卫星通信全面占优， 在与地面通信网络的竞争中宣告失败。2）第二阶段（2000~2014 年）：以新 铱星、全球星和轨道通信公司为代表，定位主要是对地面通信系统的补充和 延伸。3）第三阶段（2014~至今）：以一网公司(OneWeb)、太空探索公司 (SpaceX)等为代表的企业开始主导新型卫星互联网星座建设。卫星互联网与 地面通信系统进行更多的互补合作、融合发展。卫星工作频段进一步提高， 向着高通量方向持续发展，卫星互联网建设逐渐步入宽带互联网时期。

卫星通信与地面蜂窝网络信号特点、应用场景有所差异，有望形成互 补。我们分析得出：（1）卫星互联网和蜂窝移动网络的技术实现方式不同： 卫星互联网需要借助卫星通信技术接入互联网，每一颗卫星相当于一个移 动基站，起到中继接收、转发信号、信号放大的作用。而蜂窝移动通信网络 需要借助地面基站组网来实现通信功能。（2）卫星互联网与地面网络相辅相成：据中国航天科技集团五院全球低轨卫星移动通信与空间互联网系统中 心副主任黄华，尽管卫星互联网最大网速比不过地面光纤，但用户实际使用 体验不会有太大差别。卫星互联网和地面网络将是互补的关系，在大城市地 面通信发达地区优先使用地面网络，在地面网络不能到达的地区，包括南北 极科考、户外探险等场景更适合使用卫星互联网。 天基网络与地面网络融合构建天地一体化信息网络。天地一体化信息 网络是由空间卫星节点互联组成的天基网络与地面网络构成的。天基网络 与地面网络融合发展，增加了网络广域覆盖的突出特点，对于实现海上、空 中以及地面网络系统难以覆盖的边远地区通信与信息服务有其明显优势，以成为广域通信保障和信息应用的一个重要发展领域。

1.2. 低轨卫星星座优势显著，未来市场前景广阔

不同高度轨道卫星性能有所差异，低轨卫星是卫星互联网的理想选择。 卫星互联网系统主要根据卫星所处的轨道高度进行分类，包括低地球轨道 （LEO）、中地球轨道（MEO）、地球静止轨道（GEO）、太阳同步轨道（SSO） 以及倾斜地球同步轨道（IGSO）。不同轨道的卫星通信系统在覆盖范围、系 统容量、传输延迟、卫星寿命等方面具有各自的特点。据《中国科技信息》， 低轨卫星由于传输延时小、链路损耗低、发射灵活、应用场景丰富、整体制造成本低，适合卫星互联网业务的发展。

低轨卫星有望成为未来卫星互联网发展趋势，具有广覆盖、低时延、高 带宽、低成本的优势。全球绝大多数通信卫星以 GEO 卫星为主，不同高度 的卫星产生的时延不同，地球同步卫星数据传输延迟大，为 500ms 左右， 而低轨卫星则能极大缩短时延，时延在 50ms 以内，与地面光纤网络相当， 这也使其可以支持在线游戏或视频聊天等基于实时数据传输类应用，可以 满足除了部分超低时延场景外的其他 5G 场景需求。

低轨卫星组网可覆盖全球，宽带通信效果有望增强。据《卫星互联网产 业链分析及发展趋势研判》，低轨卫星具有覆盖广、低时延、高带宽、低成 本等优势。数千颗低轨卫星组成的星座系统可以实现全球覆盖，能够通过卫 星终端为用户给提供宽带通信服务。

全球卫星发射数量快速增长，商业通信卫星数量占比较大。据立鼎产 业研究网援引 SIA 数据，2022 年底在轨卫星有 7316 颗，同比增长了 51%， 2022 年共发射 2325 颗卫星，其中商业通信卫星占比高 84%。据 SIA 数据， 2022 年全球航天产业总收入达 3840 亿美元，其中商业航天产业规模 2810 亿美元，占比 73%。

卫星互联网未来发展前景广阔, 市场规模有望持续增长。据李铁骊等人 对 SIA 第 26 版《卫星产业状况报告》的总结，预计到 2023 年，卫星通信 行业理论容量可达 97Tbps，其中 LEO 卫星将占比 83%，MEO卫星占11%， GEO卫星占6%。我们认为，作为国家新型基础设施建设的重要组成部分， 卫星互联网行业成熟度在政策鼓励、技术升级、资本投入的多重驱动因素下 有望迅速提升，卫星发射计划有望保持增长，火箭发射次数预计逐年增加。 据头豹研究院我国 2021 年卫星通信行业市场规模为 527.4 亿元，预计 2022- 2026 年卫星通信市场规模将近千亿元，年均复合增速约为 11.9%。

卫星频轨资源稀缺，遵循“先登先占”原则。国际电信联盟《无线电规 则》规定，任何卫星通信系统都需要向国际电信联盟申报相应频段的卫星网 络资料，按照“先登先占”原则规范全球范围内空间资源的有序使用。据 UCS， 截止 2023 年 5 月 1 日，全球共有 7560 颗在轨卫星，其中低轨卫星数量高 达 6768 颗。据《卫星频率和轨位资源分配机制的新发展及其完善》（杨宽， 侯佳美，2021），大规模制造和发射在政治、经济、军事、社会发展等方面 对国家而言具有重要意义，然而也加剧了各国对卫星频率和轨位资源的争 夺，地球静止轨道（GEO）上 90%的轨位 C 和 Ku 频段被少数国家的运营 商垄断控制，各国对近地轨道频率和轨位资源争夺也进入白热化状态。

1.3. 政策持续加码卫星互联网，产业链生态逐步完善

产业支持政策陆续出台，卫星互联网战略定位上新台阶。近年来，我国 政府高度重视和支持卫星互联网产业的发展，工信部、国家航天局、国防科 工局出台了一系列支持政策，为卫星互联网建设创造了良好的政策环境。

2. 低轨空间战略竞争加剧，卫星互联网产业高速发展

2.1. 星链引领卫星星座潮流，全球竞争格局“一超多强”

Starlink 引领低轨卫星星座潮流，用户数量超 300 万人。Starlink 由 SpaceX 公司提出，初期计划发射 4408颗在 540~570km 高度的卫星为全球 用户提供互联网服务，后期还计划将总星座规模扩增至 4.2 万颗卫星。受益 于批量化卫星制造、火箭重复利用、一箭多星发射等领先技术，Starlink 已 成长为新兴低轨星座中的佼佼者。2据 Starlink 官网，星链为近 100个国家、 地区的个人、企业或组织提供通信服务，世界各地的用户人数超 300 万人， 并且仍在增长。

星链低轨卫星数量庞大，可构建高速率、低时延互联网。据《星链计划 卫星网络资料申报情况分析》，Starlink 共分两期，第一期的搭建分两个阶 段，首先用 1584 颗卫星完成初步覆盖，满足美国、加拿大和波多黎各等天基高速互联网的需求，再用 2824 颗卫星完成全球组网；第二阶段用 7518颗卫星组成更为激进的低轨星座。第二期计划卫星总数为 3 万颗，主要分布 于中低纬度地区。据中国机械工程学会，星链计划部署完成后星座总容量将 达到百 Tbps 量级，单用户链路有效通信速率达到 Gbps 量级，延时将缩短 到 20ms 以下。

猎鹰 9 号火箭采用一箭多星、可回收使用技术，可降低卫星发射成本。 据 Space Com，星链使用猎鹰 9 号火箭进行发射，采用了一箭多星和可重复 使用技术。据 SpaceX，猎鹰 9 号采用了一箭多星和的可重复使用技术使火箭最昂贵的部件实现重新发射，从而降低进入太空的成本。

Starlink 推出不同版本软件，有望形成示范效应。据立鼎产业研究院， 星链共推出 4 种计费模式：星链住户版、星链商业版、星链旅行版、星链海 事版分别针对普通用户，全天候、恶劣气象环境下使用、经常外出旅行露营 使用以及海上使用场景。同时星链计划为飞机乘客提供高速飞行中的 Starlink 互联网，高速、低延迟的机上互联网，并且计划 2023 年开始交付。 我们认为，Starlink 面向个人、企业推出的不同版本应用为卫星互联网商业 化应用提供了多样化的范例，有助于进一步完善卫星互联网的应用生态并 打开广阔的市场空间。

国内外积极布局低轨卫星星座。英国一网公司的 One Web 星座可划分 为空间段、地面段和用户段三部分，每颗卫星质量不大于 150kg，星上载荷 包括 2 个遥测天线、2 个 Ku 波段天线和 2 个 Ka 波段天线，采用“太阳能 板+锂离子电池”供储能系统，推进系统为氙气电推进，采用发射后电推的 方式。单星量约为 7.5Gbit/s，链路传输时延仅为 30ms。3据科创板日报， 亚马逊计划在近地轨道上建立一个由 3236 颗卫星组成的网络，在世界 任何地方提供高速互联网接入。为此，该公司计划投资超过 100 亿美 元来建造柯伊伯卫星系统，最近还在佛罗里达州破土动工了一个耗资 1.2 亿美元的发射前处理设施。此外，我国也在积极布局低轨卫星星座， 主要应用于通信、遥感等领域。

2.2. 卫星互联网应用场景丰富，开拓市场空间

我们认为，卫星互联网应用场景丰富，以 Starlink、中国星网为例，卫 星互联网具备大带宽、低时延的特点，已开始成为解决全球网络覆盖的新 方案，与 5G 结合催生了多样的应用场景，促进经济发展，在维护国家安全 也发挥着重要作用。

卫星互联网与 5G 融合发展成 6G，手机直连卫星促进消费电子增长。 据财联社，从网络架构上看，6G 网络架构相较于此前技术体系，最深刻的 变革之一在于从传统的地面接入向空天地海全方位多维度接入的转变。整 体网络架构需要支持天基、空基、地基多种接入方式，固定、移动、卫星多种连接类型。据中文日报、华为官网，中国电信推出了手机直连卫星业务， 华为 Mate60 系列手机支持天通卫星通话，能够拨打和接听卫星通话，同时 也支持北斗卫星消息，能够通过畅连应用发送或接收卫星消息。我们认为， 作为未来通信领域的基石，卫星互联网将不再仅仅是 5G 时代的辅助力量， 而是将在 6G 时代成为引领潮流的先锋部队和主力军，发挥至关重要的作用。

低轨卫星具有军事应用价值，国防安全需求驱动低轨卫星星座发展。 据澎湃新闻，俄乌战争中，美国 MAXAR 公司依靠 WorldView-3 低轨卫星 和GeoEye-1低轨卫星，清晰地拍摄出俄军装备并在网络公布。据澎湃新闻， SpaceX 在 2022 年 12 月正式发布“星盾”星座项目，将承担美国国防项目。 我们认为，卫星互联网在军事领域的地位日益凸显，或将影响国家信息安全格局。

2.3. 低轨卫星技术日趋成熟，频轨资源争夺激烈

低轨卫星技术日趋成熟，多重因素驱动成本下探。据科普时报，欧洲 OneWeb 的产线产能为平均每周 8 颗，未来目标一天产出 2颗，而 SpaceX 位于雷德蒙德的卫星工厂每月可产出 120 颗卫星。据艾瑞咨询，火箭发射 中，动力系统占全箭成本的 70%到 80%，其他系统降低成本很难带来实质 性的影响，通常来讲运载能力越高的火箭，完整报价越高，复用利润越大。 据央视新闻，SpaceX 开创火箭可复用技术，持续迭代，实现了火箭发射有 效降本。 频轨资源十分稀缺，太空资源争夺激烈。据中国科学院，地球近地轨道 共可容纳约 6 万颗卫星，预计到 2029 年，在地球近地轨道部署的卫星约 5.7 万颗，轨位空间十分紧缺，低轨卫星主要采用的 Ku、Ka 频段也将十分拥 挤。2019 年，国际电信联盟（ITU）对此前的频轨资源“先到先得”原则进 行改革，但并未改变美国等先发国家的优势地位，后发国家的企业在国际上 申请频轨资源仍面临较为被动的局面。我们认为，我国低轨卫星星座申报时 间较晚，需要加快卫星互联网在我国的产业应用落地。

2.4. 国内外市场环境有差异，卫星通信发展驱动力强

我们认为，由于国内与国外通信基础设施覆盖程度存在差异，因此低 轨卫星互联网的发展驱动力也有所不同。（1）国外地广人稀的环境导致通 信基站无法完全覆盖。据中国科学院，目前，全球尚有涉及 27 亿人口、70% 的地理空间，未能实现互联网覆盖，通过低轨通信卫星接入互联网是网络接 入方式的重大创新。据 Brattle 估算，2022年美国大小基站共有 40 多万个， 而据工信部同年中国有 1083 万个通信基站。对比来看，我们认为美国基站 数量严重不足，在基站总数量有限的情况下只能够优先保障人口密集区，基 站无法覆盖的地区，因此需要依靠卫星互联网来弥补。（2）我国通信基站 覆盖率高，应用场景催化发展。我国重视新型基础设施建设，网络基础设施 日益完善。在 6G 发展方面，布局卫星互联网是重要一步。据中国信通院《6G 总体愿景与潜在关键技术白皮书》，6G 将进一步扩展网络覆盖的广度和深 度，实现全球无缝覆盖，卫星等非地面通信将作为地面蜂窝网络的补充，推 动形成无缝全域覆盖的通信网络。实现同一终端在地面、空中、海面各个区 域之间的无缝漫游，为各类用户提供多样化的应用和服务。此外，卫星互联 网在军事方面具有重大意义，可以增强军队信息化能力。

3. 卫星互联网产业链较为完善，降本增效成为发展方向

3.1. 卫星互联网产业链覆盖面广，经济带动效应强

卫星互联网产业链覆盖面广，经济带动效应强。据赛迪顾问，卫星互联 网产业链主要包括从卫星制造、卫星发射、地面设备建设以及卫星运营与服 务四个环节。卫星制造的核心部分包括卫星平台和卫星载荷的设计和制造。 卫星发射环节涉及火箭的制造和发射服务。地面设备主要包括固定地面站、 移动式地面站（静中通、动中通等）以及用户终端。卫星运营服务主要包含 卫星移动通信服务、宽带广播服务以及卫星固定服务等。

3.2. 卫星系统结构复杂，产业链细分环节颗粒度高

卫星系统结构复杂，产业链细分环节颗粒度高，卫星制造产业规模较 大。据立鼎产业研究院，卫星互联网产业链包含卫星制造、卫星发射、地面 设备、卫星运营及服务四大环节。其中卫星制造环节主要包括卫星平台、卫星载荷。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；卫星载荷环节包括天线分系统、 转发器分系统以及其它金属/非金属材料和电子元器件等；卫星发射环节包 括火箭制造以及发射服务。全球卫星产业规模保持稳定增长，根据立鼎产业 研究院援引 SIA 数据，2022 年全球卫星产业收入 2810 亿美元，比 2021 年 增长了 20 亿美元。从结构上看，卫星服务业和地面设备制造业占据主要价值量环节，二者占比卫星产业价值量 90%+。 随着各国低轨卫星互联网的 迅猛发展，全球卫星产业规模将继续增长。

卫星平台为卫星降本着力点，姿轨控制系统存在产业链整合机会。据 艾瑞咨询，从成本角度来看，卫星载荷基本为定制型项目，其与卫星稳定性 息息相关，成本难以节约；而卫星平台是卫星建造成本节约压力的主要地点， 理想状态下卫星平台成本占比在 20%-30%之间。卫星平台中，姿轨控制系 统与供电系统的成本占比最高，占 60%以上，其中姿轨控制系统由于其供 应商繁多，存在产业链整合的机会。

3.3. 运载火箭是卫星发射必备条件，低成本、高可靠为产业趋势

据赛迪智库，卫星发射主要包括火箭发射和发射服务两部分，火箭发射 环节包括推进系统、箭体制造、遥测系统、其他组件、发动机制造、制导和 控制系统、安全自毁系统，发射服务包括火箭控制系统、逃逸系统、发射及 遥测系统、发射场建设等。据李铁骊等人对 SIA 第 26 版《卫星产业状况报 告》的总结，2022 年全球卫星发射服务业务收入 70 亿美元，同比增长 23%， 在卫星产业总收入占比为 2.5%，主要增长来源于低轨卫星发射数量上涨。

火箭制造和发射服务技术壁垒高，低成本是火箭产业发展的重点。（1） 火箭发射技术难度大：据申志伟编写的《卫星互联网：构建天地一体化网络 时代》，火箭发射技术主要用于有效载荷发射和回收。火箭发射技术主要分 为一次性运载火箭、轨道转移运载器、重复使用运载器三个领域。据中国航 天报，运载火箭研制具有系统复杂度高、技术难度大、单点环节多等特点， 技术复杂性和风险性尤为突出。（2）低成本是火箭产业发展的重点，垂直回收是技术降本的关键。据《国内外运载火箭发射服务价格分析及启示》，美 国 SpaceX 公司火箭回收技术较为成熟，“猎鹰”9 号火箭的一级回收已成为 常态，凭借火箭重复使用技术有效降低了进入空间的成本，增强了其在发射 服务市场定价的话语权。同时该研究表明“长征”系列火箭执行低轨任务整 体发射服务价格水平与“猎鹰”9 号火箭相当，低于其他主流一次性运载火 箭。据艾瑞咨询，“猎鹰”9 号火箭和长征五号火箭发动机成本占比分别为 68%和 80%。

3.4. 应用端生态逐步健全，运营及服务高质量发展

地面站设备价值量占比较高，未来有望随着应用场景拓宽而逐渐放量。 据 Bussiness Research Insight，卫星地面站旨在跟踪、通信和处理从卫星接 受的数据。据赛迪顾问，地面设备制造环节在卫星产业链中价值量占比高达 45.10%，地面设备主要包括固定式地面站、移动式地面站（静中通、动中通 等）以及用户终端。我们认为，随着上游低轨卫星的数量增加，卫星互联网 星座建设，应用场景逐渐实现，市场需求多元化地面设备建设有望进入快 速放量阶段，市场前景广阔。 卫星通信技术是利用人造卫星作为中继站，在地球上（包括陆、海、空 和天）的无线电通信站之间建立微波通信链路，是地面段微波通信的继承 和发展。卫星通信设备的天线系统主要分为路面卫星通信天线、便携式卫 星通信天线和动中通无线天线三种。4 低轨卫星星座作为“新基建”，未来有望赋能其他行业。据中国移动研究院，卫星互联网不仅是事关国家网络主权和数据安全的战略工程，也是融 合 5G、面向 6G、赋能千行百业的新型基础设施。随着天地万物互联时代的 到来，卫星互联网将迎来发展的新机遇。据赛迪顾问，低轨卫星通信核心商 业应用场景主要包括偏远地区通信、海洋作业及科考宽带、航空宽带和灾难 应急通信等。