衛星行業深度報告:低軌網際網路星座熱潮興起

未來智庫 發佈 2020-02-26T23:26:34+00:00

獲取報告請登陸未來智庫www.vzkoo.com。一、為什麼需要低軌網際網路星座?1.1 低軌網際網路星座是天基網際網路的一種形式,是地面網際網路的補充天基網際網路是指利用位於地球上空的各類空天平台向用戶終端提供寬頻網際網路接入服務的新型網絡。

獲取報告請登陸未來智庫www.vzkoo.com。

一、為什麼需要低軌網際網路星座?

1.1 低軌網際網路星座是天基網際網路的一種形式,是地面網際網路的補充

天基網際網路是指利用位於地球上空的各類空天平台向用戶終端提供寬頻網際網路接入服務的新型網絡。天基 網際網路從大類上主要包括兩種,一種是通過衛星向地面提供信號,包括各種軌道高度的衛星及星座,例如美國 衛訊公司 ViaSat 運營的 Ka 波段通信衛星 ViaSat-1、中國衛通公司的中星 16 號衛星等;另一種是通過空中平台 向地面提供信號,如高空氣球、飛艇、無人機等,例如谷歌推出的谷歌氣球「Project Loon」項目、航天科工提出 的高空太陽能無人機「飛雲工程」項目等。

利用衛星提供天基網際網路接入服務是國際主流方式。根據美國衛星協會 SIA 的統計,2012 年至 2018 年, 衛星寬頻業務服務收入從 15 億美元增長至 24 億美元,保持持續穩定增長,六年間增長 60%,遠高於整個衛星 服務業 11%的增速。

歐洲衛星公司(SES)是全球最大的通信衛星運營商,其利用 3 顆高軌高通量衛星和近 20 顆中軌 O3b 衛星 星座向全球提供寬頻接入服務。根據 SES 2018 年年報,公司服務於全球 7 個著名的電信運營商,全球終端客戶 超過 2500 萬人,具備向一艘艦船提供 1Gbps 的高速通信能力,向 4 家全球領先的飛行連接服務商,提供的通信 延時小於 150ms。

低軌網際網路衛星星座利用運行在 200-2000km 軌道高度的衛星群向地面提供寬頻網際網路接入服務,通過多 顆衛星組網實現全球覆蓋。過去,低軌衛星因為距離地面較近,多用於對地觀測;隨著衛星成本及運載火箭發 射價格的下降,採用低軌通信衛星星座提供網際網路接入服務具備了一定競爭力,全球多個企業提出了低軌星座 計劃並逐漸付諸實施。

衛星通信與地面通信網逐步從競爭走向互補,最終將走向融合。天基網際網路適用於適用於邊遠地區、農村、 山區、 海島、災區以及遠洋艦隊和遠航飛機等陸地通信不易覆蓋的地區,是地面網際網路的重要補充。國際電信 聯盟(ITU)、第三代合作夥伴計劃(3GPP)、 SaT5G 和 CBA 等標準化組織組建了專業團隊對星地融合相關問 題進行深入研究。

1.2 高軌衛星和低軌衛星星座對比

過去,大部分通信衛星都是地球同步軌道衛星,其運行在赤道上空接近 36000km 的軌道上,繞地球飛行的 周期與地球自轉周期一致,星下點保持穩定,一顆衛星可以覆蓋地球 1/3 的面積,非常適用於通信應用。但近 年來,高軌通信衛星製造市場日益萎縮,據統計,全球衛星通信運營商採購的高軌通信衛星數目正逐漸減少, 2009 年時達到最高峰 30 顆/年,而 2018 年的採購量卻不足最高峰的四分之一。

高軌通信衛星主要存在三大問題,一是傳播延時長:由於通信鏈路距離長,單跳延時可達數百毫秒,會影 響對實時性要求較高的通信應用;二是軌道資源緊張:地球同步軌道為一個圓,而非一個球面,由於相鄰頻率/ 軌道之間會產生通信干擾,影響衛星的正常使用,因此衛星之間有一定的距離要求,造成地球同步軌道資源的 緊張;三是無法覆蓋高緯度地區:因為衛星在赤道上空,難以覆蓋高緯度地區尤其是極地地區。

低軌衛星能夠解決高軌通信衛星面臨的問題,其距離地面較近,傳播延時短;目前軌道/頻率資源尚豐富, 先占先得;通過多個軌道面的多顆衛星組網實現全球無死角覆蓋。但是低軌衛星需要組建較大規模的星座才能 夠實現服務,初期投資比較大;另外,由於低軌衛星高速繞地球飛行,地面站天線需要實時改變指向才能對準 衛星,地面站的複雜度高於高軌衛星。

1.3 國內外主要低軌網際網路星座運營企業的願景

OneWeb 是由衛星領域的權威人士、連續創業者 Greg Wyler 於 2012 年創立,OneWeb 的使命是建立世界 上最大的網際網路衛星星座,讓每個人都能方便上網。雖然全世界的發達地區和城市都有較快的寬頻接入,但仍 舊有 50%以上的地區,尤其是非洲、亞洲等廣大地區仍然沒有高速穩定的網際網路接入,即面臨所謂的「數字鴻溝」。 而 OneWeb 希望解決這一問題,通過在近地軌道部署的數百上千顆小型衛星,組成一個網際網路衛星網絡,使全 球範圍內的用戶都可以通過小巧、低成本的用戶終端與衛星連接,以此來接入 3G、LTE、5G 和 WiFi 網絡。

Starlink 是 SpaceX 在 2015 年提出的一項計劃,目的是提供覆蓋全球的高速網際網路服務,擬發射 12000 顆衛 星。馬斯克認為:「全球網際網路接入每年的總收入約為 1 萬億美元,通過星鏈網絡,或許可以獲得其中約 3%的 收入。」

「鴻雁星座」是由中國航天科技集團有限公司自主建設的低軌衛星通信系統,包含一個移動通信星座和一個 寬頻通信星座,可以服務 200 萬移動用戶、20 萬寬頻用戶及近 1000 萬的物聯網用戶,並在導航、航空、航海 等領域提供綜合服務。該星座由中國航天科技集團東方紅衛星移動通信有限公司負責建設和運營,建成後將開 展面向全球的智能終端通信、物聯網、移動廣播、導航增強、航空航海監視、寬頻網際網路接入等服務,具有全 天候、全時段在複雜地形條件下的全球實時通信能力,可實現「溝通連接萬物、全球永不失聯」目標。

「虹雲工程」脫胎於中國航天科工此前提出的「福星計劃」,計劃發射 156 顆衛星,它們在距離地面 1000 公里 的軌道上組網運行,致力於構建一個星載寬頻全球移動網際網路。目前定位的用戶群體主要是集群的用戶群體, 包括飛機、輪船、客貨車輛、野外場區、作業團隊以及一些偏遠地區的村莊、島嶼等。

二、低軌網際網路星座發展到了什麼階段?

2.1 低軌通信衛星星座起源於上世紀末,本輪是第二次熱潮

低軌寬頻網際網路星座並不是新生事物,20 世紀 80 年代開始掀起的小衛星技術熱潮對星座的發展起了巨大 的推動作用,90 年代初期,低軌通信星座開始盛行,最多時有十幾個衛星通信星座計劃。早在上世紀末,伴隨 銥星、全球星等低軌語音通信星座的興起,業界相繼提出了多個中低軌道網際網路星座的概念,其中包括微軟創 始人比爾∙蓋茨提出的 Teledesic 星座、法國阿爾卡特公司提出的 Skybridge 星座。

由於銥星系統早期運營失敗,加之網際網路產業遭遇第一次低谷,這些網際網路星座設想全都停留在紙面上, 而沒有付諸實施。但在那一輪浪潮中,業界已經對星座結構、頻率分配、接入方式、干擾、信號衰減、資費等問題做了相當詳細的研究。因此,今天的低軌寬頻網際網路星座可以認為是在這些技術基礎上的第二次產業浪潮。

2.2 O3b 中軌通信衛星星座已經在運營

O3b 公司成立於 2007 年,其創始人 Greg Wyler 現在是 OneWeb 的創始人,公司旨在為全球偏遠地區(主要 是非洲、亞洲和南美等)30 億上網困難或上網昂貴的人口提供高帶寬、低成本、低延遲的衛星網際網路接入服務。 O3b 星座系統是目前全球唯一成功運營的中軌道寬頻星座衛星通信系統。

O3b 公司原計劃在赤道上空 8062km 中軌(MEO)部署 16 顆衛星,軌道周期為 288 分鐘,為南北維 45°以 內地區提供可靠服務。O3b 方案和概念提出後,得到了 SES、Google 等大公司的支持,並於 2010 年底得到了 全額資助。

2013-2014 年,O3b 採用聯盟號火箭部署了前三組共 12 顆衛星,其中首批 4 顆衛星入軌後發現供電分系統 和頻率發生器單元發生故障。公司 2015 年底又訂購了 8 顆衛星,主承包商均為泰雷茲·阿萊尼亞空間公司,分 別在 2018 年、2019 年發射升空,完成第一代星座的組網建設工作。據簡氏防務報導,前 12 顆衛星的研製和發 射總成本約為 12 億美元,2015 年再次融資 4.6 億美元用於購買後續 8 顆衛星。

O3b 星座無星間鏈路,因此實時通信要求在全球多個地點布設地面站。目前,O3b 系統已經在全球 9 個地 點部署了地面信關站,分別是夏威夷、美國西南部、秘魯、巴西、葡萄牙、希臘、中東、澳大利亞西南部、澳 大利亞東南部。測控站與部分信關站重疊,例如,美國本土、澳大利亞、希臘、秘魯等地的信關站與測控站是 合二為一的。

O3b 用戶設備包括 0.85m、1.2m、2.4m、4.5m 的 Ka 頻段天線,由於需要在通信過程中進行衛星切換,為 確保衛星交接過程中業務不中斷,需要配置兩幅天線(未來相控陣天線實用後使用一副天線即可),每幅天線能 夠自動捕獲、跟蹤運動的 O3b 衛星。目前 Comtech EF Data、Viasat、Gilat 等公司為 O3b 星座系統開發了寬頻信 道設備。

2014 年 9 月 1 日,O3b 公司正式在太平洋、非洲、中東和亞洲地區提供商業服務,可提供大於 500Mb/s 的帶寬,延時 150ms,政府機構和美國軍方是其重點用戶。O3b 把業務分為骨幹網、地面移動網幹線、能源專 業、海事專業和政府專業幾大類,針對性的提供不同的速率和服務,不直接為消費者提供服務。目前 O3b 已經 擁有一批客戶,以島嶼電信運營商居多,例如東泰米爾電信公司、巴布亞紐幾內亞數字通信集團、帛琉國家通 信公司、諾福克島電信公司、馬達加斯加海灣衛星通信公司等。目前,O3b 公司正在積極推廣海事衛星通信服 務,美國皇家加勒比遊輪公司旗下的海上綠洲號和海上誘惑號已經安裝了 O3b 的衛星通信終端,系統測試最高 單艘遊輪的速率達到 700Mbit/s,時延僅為 140ms 左右,實現了其所宣稱的「光纖的速度、衛星的覆蓋」。O3b 曾 表示,2016 年其收入預計將超過 1 億美元,比 2015 年翻一番。

2017 年,歐洲衛星公司 SES 公司收購 O3b 公司後,由波音衛星系統公司(BSS)研製 22 顆 O3b 星座第二 代衛星(O3b mPower),預計第二代衛星將於 2020 年以後開始發射部署,致力於通過衛星星座實現全球連接。 O3b 第二代星座具有規模可變能力,初期將由 7 顆高通量中軌衛星組網,設 3 萬個寬頻網際網路服務點波束,通 信總容量將達 10Tb/s。這些新增衛星將會兼用傾斜和赤道軌道,把 O3b 星座覆蓋範圍從目前的南北緯 50 度之 間擴展到地球兩極,成為一個全球性系統。

如今,O3b 星座服務了 50 個國家的客戶,惠及了超過 1500 萬最終用戶,為 6 家石油和天然氣超級巨頭中的 4 家提供服務,為全球五大郵輪公司中的四家提供卓越的連接體驗。O3b 證明了 NGSO 系統的可行性。O3b 系統的設計多應用於電信運營商前端,而非直接接入用戶,這是 O3b 與 OneWeb 等低軌網際網路星座的不同之 處。

2.3 國內外多家企業提出低軌網際網路星座計劃,部分企業已進入密集部署狀態

繼 O3b 星座之後,Greg Wyler 在 2012 年創立了 OneWeb 公司。OneWeb 致力於構建一個能夠覆蓋全球的高 速寬頻網絡,為世界各地提供高速寬頻服務,以此消彌不同地區間的數字鴻溝,可以看作是 LEO 星座 2.0 時代 的引領者。

自 OneWeb 成立後,多個低軌網際網路星座計劃相繼提出,準備在潛在的巨大市場中分一杯羹。其中包括創 業公司 LeoSat、SpaceX 提出的 Starlink、加拿大 TeleSat 公司提出的 TeleSat LEO、亞馬遜的 Kuiper、航天科工 集團的虹雲工程、航天科技集團的鴻雁星座、電子科技集團的天地一體化信息網絡、銀河航天的銀河 Galaxy 等。

低軌網際網路星座需要較大的前期投入,創業公司需要拿到足夠的融資以度過「死亡谷」階段,LeoSat 計劃尚 未實施就已經宣告停止運作;OneWeb、SpaceX 已拿到了較多融資,但預計仍然有資金缺口,SpaceX 已經考 慮將 Starlink 分拆單獨 IPO;政府的支持也很重要,加拿大 Telesat 公司已經提前獲得了加拿大政府的訂單。

2.3.1 OneWeb、Starlink 已進入大規模星座密集部署期

1、OneWeb

OneWeb 於 2012 年成立,2015 年獲得 5 億美元的 A 輪融資,參與該輪投資的公司包括空中客車(Airbus)、 巴帝企業(Bharti Enterprises)、高通、可口可樂、維京集團等,用於關鍵技術研發;2016 年獲得 12 億美元的 B 輪融資,該輪融資由日本軟銀公司主導,該筆資金用於支持其在佛羅里達州建設一家衛星工廠,包括 2 條批量 自動化生產線,單條生產線具備一天一星的生產能力。2019 年,弗羅里達州的衛星工廠開始批量生產衛星,當 年完成 C 輪融資 12.5 億美元,投資方包括軟銀、高通、盧安達政府等。

2019 年 2 月,OneWeb 第一組 6 顆衛星發射升空。2020 年 2 月 7 日,OneWeb 第二組 34 顆衛星發射升空, OneWeb 表示,這標誌著他們開啟了 2020 年的定期發射行動,第一階段 648 顆衛星將得到快速部署,後續基本上每個月發射一次,2021 年實現全球服務。這些衛星分布在 12 個軌道上,每個軌道 49 顆,累計 588 顆衛星。 與此同時,每個軌道上再多留 5 顆衛星備用,總計 648 顆衛星。OneWeb 最終將實現 1980 多顆衛星的全球覆蓋。

OneWeb 衛星每顆重 150kg,軌道高度為 1200km,每顆衛星配備 2 副 Ku 頻段的用戶鏈路天線、2 副 Ka 頻 段的關口站天線以及 2 副全向測控天線,單星容量超過 8Gbps,星座總容量可達到數 Tbps 量級。單顆衛星的研 製成本原計劃低至 50 萬美元,但 2018 年年底 Greg Wyler 表示,衛星成本有一定程度的超支情況,具體超支數 額並未公布,雖然單顆衛星成本上升,但是由於技術提升,每個 bps 的成本在下降。

OneWeb 地面段將部署超過 40 個關口站,分布於全球範圍,單個關口站配置多副口徑大於 3.5m 的天線, 可同時服務 10 余顆衛星。用戶段包括固定、艦載、車載和機載等多類型終端,天線尺寸為 45cm-1m,包括機械 式雙拋物面天線、相控陣天線等多種方案,終端數據服務速率可達 50-200Mbps。OneWeb 用戶終端由衛星天線、 接收器和客戶網絡交換單元組成,客戶網絡交換單元將用戶終端連接到網絡,進而連接到終端用戶設備,包括 筆記本電腦、智慧型手機、傳感器等。

經測試,OneWeb 衛星可提供每秒 400 兆的寬頻接入能力和 32 毫秒的延時,OneWeb 執行長 Adrian Steckel 表示:「這和家裡的寬頻比起來,幾乎已經達到同樣水準」。

2、Starlink

SpaceX 在 2015 年提出 Starlink 計劃,擬部署 12000 顆低成本衛星,分別在 550 公里軌道部署 1600 顆,在 1150公里軌道部署2800顆,最後在340公里軌道部署7500顆衛星。提出Starlink計劃後,SpaceX先後在2015-2019 年完成了 5 輪融資(G 輪-L 輪),共計近 30 億美元。SpaceX 估值從 2015 年的 120 億美元提升至當前的 333 億美元。2020 年 2 月,SpaceX 表示要分拆 starlink 單獨 IPO。

Starlink 計劃提出後,SpaceX 在華盛頓州雷德蒙市開設了一個新的工廠來研製這些通信衛星。2018 年 2 月, SpaceX 發射了兩顆網際網路測試衛星,這是 SpaceX 的全球 WiFi 覆蓋計劃的起點。2019 年 5 月 24 日,首批 60 顆 starlink 衛星發射升空。2019 年 11 月 11 日、2020 年 1 月 6 日、2020 年 1 月 29 日、2020 年 2 月 17 日,第二 批至第五批 starlink 衛星發射升空,進入了大規模部署階段。目前 SpaceX 已經擁有了 300 顆衛星,2020 年計劃 進行 24 次發射任務,發射上千顆衛星。

每顆 Starlink 衛星重約 227kg,裝有多個高通量相控陣天線和一個太陽能電池組,使用以氪為工質的霍爾推 進器提供動力,配備和「龍飛船」相似的星敏感器高精度導航系統。為了避免密集的衛星和太空垃圾發生碰撞, 「星鏈」衛星能夠自動跟蹤軌道附近的太空碎片並避免碰撞。目前發射的衛星未設置星間鏈路,但後續衛星可能會增加採用雷射通信的星間鏈路。SpaceX 執行長埃隆·馬斯克和營運長格溫·肖特維爾表示,每顆衛星 的生產和發射成本已經遠遠低於 50 萬美元,60 衛星可提供 1Tbps 的帶寬,即每顆衛星接近 17Gbps 帶寬。

Starlink 的目標是 2020 年在美國北部和加拿大提供服務,到 2021 年迅速擴大到接近全球覆蓋人口稠密的 世界。

2.3.2 國內「虹雲」、「鴻雁」、「天象」「銀河」相繼發射驗證星,有望步入大規模部署階段

1、虹雲工程

2016 年,航天科工集團提出「虹雲工程」,計劃發射 156 顆衛星實現全球組網。中國航天科工方面稱,「虹 雲工程」具備通信、導航和遙感一體化、全球覆蓋、系統自主可控的特點,以其極低的通信延時、極高的頻率復 用率、真正的全球覆蓋,可滿足中國及國際網際網路欠發達地區、規模化用戶單元同時共享寬頻接入網際網路的需 求。同時,「虹雲工程」也可滿足應急通信、傳感器數據採集以及工業物聯網、無人化設備遠程遙控等對信息交 互實時性要求較高的應用需求。

2017 年,為大力推進商業航天產業,航天科工二院專門成立了空間工程公司,並著手在武漢國家航天產業 基地建設衛星產業園。這個產業園將滿足 2020 年虹雲工程業務試驗星的發射需求,支撐 2022 年左右整個星座 衛星的批量生產。武漢衛星產業園項目已於 2019 年 4 月 24 日正式開工建設,預計 2020 年 10 月 31 日具備投產 能力。

2018 年 12 月 22 日,虹雲工程技術驗證星自在酒泉衛星發射中心成功發射入軌後,先後完成了不同天氣條 件、不同業務場景等多種工況下的全部功能與性能測試。體驗人員在衛星入境時,關閉 4G 信號,登陸衛星用 戶站的 WiFi 熱點,成功實現了網頁瀏覽、微信發送、視頻聊天、高清視頻點播等典型網際網路業務,無丟幀卡滯 現象,在軌實測的所有功能與指標均滿足要求。

按照規劃,整個「虹雲工程」被分解為「1+4+156」三步。第一步計劃在 2018 年前,發射第一顆技術驗證星, 實現單星關鍵技術驗證,目前已經完成;第二步到「十三五」末,發射 4 顆業務試驗星,組建一個小星座,讓用 戶進行初步業務體驗;第三步到「十四五」末,實現全部 156 顆衛星組網運行,完成業務星座構建。為在全國范 圍內開展應用示範,中國航天科工集團有限公司二院抓總研製投產了應用示範系統,其中包含 1 套機動式信關 站和多型用戶站,預計 2020 年初投入使用。

2、鴻雁星座

2016 年 11 月,中國航天科技公司宣布將在 2020 年建成「鴻雁星座全球衛星通信系統」。 鴻雁星座包含一個 移動通信星座和一個寬頻通信星座,可以服務 200 萬移動用戶、20 萬寬頻用戶及近 1000 萬的物聯網用戶,並 在導航、航空、航海等領域提供綜合服務。

據航天科技集團官網報導,航天五院通信衛星事業部在天津航天城建設了批量衛星生產線,將實現年出廠 130 顆衛星的總裝能力,滿足鴻雁星座生產能力需求,屆時將達到每周出廠 2.5 顆衛星的速度。

2018 年 11 月 30 日,全球低軌衛星移動通信與空間網際網路項目啟動大會暨東方紅衛星移動通信有限公司揭 牌儀式在重慶舉行,該公司由航天科技集團、中國電信、中國電子、國新國同 4 家央企及其相關企業共同發起成立,註冊資本金 20 億元人民幣。東方紅衛星移動通信有限公司將負責建設與運營全球低軌衛星移動通信與空 間網際網路系統,提供各種終端產品與服務,構建海、陸、空、天一體化新型天地一體化信息網絡,開展面向全 球的智能終端通信、物聯網、移動廣播、導航增強、航空航海監視、寬頻網際網路接入等增值服務。全球低軌衛 星通信與空間網際網路系統項目首期投資 200 億元,「鴻雁星座」為其前身。

2018 年 12 月 29 日,鴻雁星座發射首顆試驗星,標誌著全球低軌衛星移動通信與空間網際網路系統的建設全 面啟動。首發星是鴻雁星座的試驗星,由航天科技集團五院研製生產,配置有 L/Ka 頻段的通信載荷、導航增強 載荷、航空監視載荷,可實現鴻雁星座關鍵技術在軌試驗。同時研製了地面系統與終端,衛星入軌後可陸續開 展衛星移動通信、物聯網、熱點信息廣播、導航增強、航空監視等功能的試驗驗證,為後續的鴻雁星座的全面 建設及運營提供有力支撐。

按照規劃,鴻雁星座一期預計在 2022 年建成並投入運營,系統由 60 顆核心骨幹衛星組成,主要實現全球 移動通信、物聯網、導航增強、航空監視等功能;二期預計 2025 年完成建設,系統由數百顆寬頻通信衛星組成, 可實現全球任意地點的網際網路接入。

3、天地一體化信息網絡

2015 年年底,中國電科關於天地一體化信息網絡重大工程專題工作會在北京召開,該重大工程是由國家科 技部牽頭,九部委共同組織論證的「十三五」國家重大科技任務,按照「天基組網,地網跨代,天地互聯」的 思路,以地面網絡為基礎、以空間網絡為延伸,覆蓋太空、空中、陸地、海洋等自然空間,為天基、陸基、海 基等各類用戶活動提供信息保障,將人類的網絡空間提升到一個新的維度。

據天象衛星項目總設計師、中國電科首席專家、54 所副總工程師孫晨華介紹,天地一體化信息網重大項目 低軌接入網規劃 60 顆綜合星和 60 顆寬頻星,採用星間鏈路和星間路由技術,實現極少數地面關口站支持下的 全球無縫窄帶和寬頻機動服務。

2019 年 6 月 5 日,「天地一體化信息網絡」重大項目「天象」試驗 1 星、2 星通過搭載發射,成功進入預 定軌道。這兩顆試驗衛星由中國電科五十四所牽頭研製,是我國首個實現傳輸組網、星間測量、導航增強、對 地遙感等功能的綜合性低軌衛星,是未來低軌道星座系統建設的最簡網絡模型。衛星搭載了國內首個基於 SDN(軟體定義網絡)的天基路由器,在國內首次實現了基於低軌星間鏈路的組網傳輸,並在國內首次構建了基 於軟體重構功能的開放式驗證平台。

兩顆天象小衛星,是我國首個基於 Ka 頻段星間鏈路的雙星組網小衛星系統。天象衛星利用先進的技術, 不僅能實現雙星組網傳輸,包括各種信息數據、語音、視頻、圖片的高質量實時傳輸,還兼具星間測量、導航 增強、ADS-B、對地遙感等多項功能。

4、銀河航天

銀河航天成立於 2018 年,由獵豹移動聯合創始人、前總裁徐鳴創立,公司深度融合航天與網際網路基因,通 過敏捷開發、快速疊代模式,規模化研製低成本、高性能的 5G 衛星,致力於打造全球領先的低軌寬頻通信衛 星星座。公司核心團隊由來自網際網路、航天系統、科研機構的資深專家組成,以實力雄厚的衛星技術研發為基 礎,融入網際網路思維和模式,為用戶提供優質的上網服務和體驗。

銀河航天計劃建造由上千顆 5G 通信衛星,在 1200km 的近地軌道組成星座網絡,讓用戶可以高速靈活的接 入 5G 網絡。銀河航天創始人董事長兼 CEO 徐鳴透露,低軌寬頻通信衛星星座可以更好的對全球進行通信網絡 覆蓋與升級,成為全球 5G 通信的重要組成部分,理想狀態下,投入低軌道通信衛星的成本將有機會降到基站 建設的 1%。

2018 年,銀河航天獲得了順為資本、晨興資本、IDG 資本、高榕資本、源碼資本、君聯資本等知名投資機 構支持。2019 年,銀河航天完成最新一輪融資,由建投華科投資股份有限公司領投,順為資本、IDG 資本、君 聯資本和晨興資本跟投,最新估值超過 50 億元,成為國內商業航天賽道估值最高的創業公司之一。

2018 年 10 月 25 日,銀河航天試驗載荷「玉泉一號」搭載長征四號乙運載火箭(CZ-4B),在太原衛星發射中 心發射升空。「玉泉一號」是銀河航天自研的試驗載荷,將在阿里巴巴「糖果罐號」迷你空間站上進行星載高性能 計算、空間成像、通信鏈路等試驗驗證。

2020 年 1 月 16 日,快舟一號甲遙九運載火箭,在酒泉衛星發射中心,以「一箭一星」的方式,將銀河航天首 發星送入預定軌道。銀河航天首發星為 200 公斤量級,採用 Q/V 和 Ka 等通信頻段,具備 10Gbps 速率的透明轉 發通信能力,可通過衛星終端為用戶提供寬頻通信服務。衛星入軌後,將在軌開展相關技術和業務驗證。

2.3.3 TeleSat、Kuiper 有待實施

1、TeleSat

加拿大衛星運營商電信衛星公司 TeleSat 總部設在加拿大渥太華,是世界五大商業衛星運營商之一。2016 年,TeleSat 披露其低軌星座計劃,該系統將包括在兩個軌道上的至少 117 顆衛星,之後 TeleSat 方案更改為 300 顆衛星或更多。公司打算 2022 年開始提供包括加拿大在內的區域性服務,2023 年開通全球服務。

TeleSat 低軌公司副總裁赫德森在 2019 年 5 月 9 日衛星大會上表示,讓承建其低軌寬頻衛星星座的公司建 設一座能月產 20~25 顆衛星的專用工廠,以支持月發一次的發射節奏,以期能在 2022 年底用約 200 顆衛星啟 動服務。這座工廠很可能將設在美國或加拿大,預計將會歸衛星承造方所有。空客防務與航天公司以及由麥克 薩技術公司和泰雷茲·阿萊尼亞空間公司組成的一支隊伍在競標該工廠,合同額估計為 30 億美元,但星座承造 方選定推到了 2020 年。

TeleSat 低軌星座的衛星重量未透露,但估計會比較大,衛星將設 4 個星間鏈路、2 台推力器和多個相控陣 壽命希望在 10 年的水平,這一 Ka 波段星座將具備 8Tbps 的總容量。

加拿大政府正在為 Telesat 的低軌寬頻星座研發工作投資 8500 萬加元(6470 萬美元),並同意拿出多達 6 億加元(4.566 億美元)來購買容量。加政府把電信衛星公司未來的低軌寬頻星座視為連接加國絕大多數偏遠民 眾的唯一手段。他說,此舉將會讓政府取得該星座的優先使用權,讓加鄉村和偏遠地區民眾能夠享受到高速上 網服務,符合政府在預算中所做的 2030 年前讓每個加拿大人都能高速上網的承諾。Telesat 預計與加政府的這項 合作將在 10 年裡帶來 12 億加元的收入。

2、Kuiper

2019 年,亞馬遜推出 Project Kuiper 計劃,擬投入數十億美元發射 3236 顆衛星,其中 784 顆衛星位於 367 英里(590 公里)的高度,1296 顆衛星位於 379 英里(610 公里)的高度,1156 顆衛星位於 391 英里(630 公里)的軌道,這些衛星將為地球上的地點提供數據覆蓋,範圍從北緯 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),來為全球用戶提供網際網路寬頻服務。

亞馬遜可能會在該項目上花費數十億美元以及數年的時間,但一旦整個衛星系統投入商業服務,亞馬遜則 有望獲得高達數十億美元的收益。

2.3.4 LeoSat 因缺乏資金支持已經停擺

LeoSat 總部位於盧森堡,成立於 2015 年,計劃建造 84 顆高吞吐量低軌通信衛星網絡,提供世界上最快、 最安全和最廣泛的數據覆蓋網絡,預計耗資 36 億美元。但與當時其他低軌衛星通信網絡不同的是,LeoSat 採用 的是星間鏈路技術,無需建立龐大的地面站網絡。

2019 年 11 月 13 日,LeoSat 公司因缺乏投資而停止運作。LeoSat 公司本以為西班牙的衛星運營商 Hispasat 公司和日本的 SP Jsat 公司在初始投資後,會完成對 LeoSat 公司的 5000 萬美元的 A 輪融資,但事與願違,兩家 公司在 2019 年管理層發生變動,促使他們改變此前進一步投資低地球軌道寬頻業務的意圖。

三、低軌網際網路星座未來會有哪些用戶?

3.1 地面網絡未通或欠發達地區的人口是最大的潛在市場

聯合國國際電信聯盟(ITU)估計,2018 年年底全球將有 51.2%的人口,即 39 億人接入了網際網路,換言之, 全球仍然有一半的人未聯網。在所有國際電聯區域中,非洲報告的增長率最為強勁,其中使用網際網路的人口比 例從 2005 年的 2.1%增加到 2018 年的 24.4%,但大部分非洲人口依然沒有接入網際網路。

據 ITU 估計,全球 96%的人口生活在擁有移動蜂窩網絡覆蓋的地區,全球人口中有 90%通過 3G 或者更快 的速度接入網際網路。該數據與全球半數人口未接入網際網路的數據相比,一個可能的答案就是現有網絡資費昂貴, 貧困地區人口難以負擔。

雖然全球已有約一半人口使用網際網路,但使用者主要集中在城市和人口密集地區。按照國際電信聯盟 2017 年的估算,為彌補全球數字鴻溝,如果全球上網人口要在現有基礎上再增加 15 億人,為此部署新技術、建設或 升級基礎設施的花費將達 4500 億美元。若採用低軌網際網路星座,則該花費有望大大降低。

SpaceX 曾表示,希望 Starlink 項目在 2025 年能擁有超過 4000 萬用戶,這意味著該項目每年可帶來 300 多 億美元收益。據此估計,Starlink 未來收費標準在 750 美元/年,按照 4000 萬用戶均為 20Mbps 來計算,需要總 帶寬為 800Tbps,按每顆衛星提供 17Gbps 計算,需要 47000 顆衛星,與 Starlink 的衛星計劃相吻合。這一巨型星座花費預計在百億美元量級,將遠低於升級地面基礎設施的花費。

國內網際網路普及率為 59.6%,仍有 2%的行政村未通光纖和 4G。2018 年我國寬頻網絡全面提速,70.3%以 上的固定網際網路寬頻接入速率達 100Mbps 以上,我國網民規模達 8.29 億,網際網路普及率達 59.6%。2019 年 10 月工信部信息通信發展司司長聞庫透露,截至目前,我國行政村通光纖和通 4G 比例均超過 98%,提前實現了 《國家十三五規劃綱要》2020 年的目標,網絡質量監測數據則顯示,行政村平均下載速率超過 70Mbps,基本 實現了農村城市「同網同速」,但仍有近 2%的行政村未能接入網際網路。

我們預計,國內低軌網際網路星座項目在普通消費者業務上主要的潛在客戶為地面網絡欠發達地區的國內外 客戶,而其面臨的競爭對手則為 OneWeb、Starlink 等企業,我國低軌網際網路星座將面臨較為緊迫的時間要求 和一定程度的成本壓力。

3.2 航空、航海以及野外作業等特殊人群有望成為最早的一批用戶

飛機乘客聯網需求強,消費水平高;輪船乘客離岸時間長,聯網幾乎為剛需,而且消費水平也比較高;鑽 井平台、森林作業等特殊業務人群長期處在沒有網絡的區域,對網際網路需求也非常旺盛。這些人群有望成為低 軌網際網路星座最早的一批用戶。

1、航空

據 Routehappy 2018 Wi-Fi 報告,目前全球已經有 82 家航空公司提供了飛機上的無線網際網路接入服務,早期 提供航空 Wi-Fi 的航空公司也逐步開始系統升級。其中提供航空 Wi-Fi 服務最多的前三家航空公司分別是達美 航空、美國航空公司和阿聯航空。

大型航空公司設備完善,小型航空公司不甘落後。據 Routehappy 統計,美國航空公司航空 Wi-Fi 覆蓋至少86%的里程,而非美國航空公司,例如冰島航空和維珍航空宣稱在其所有機隊中提供機上 Wi-Fi 服務,許多小 型航空公司現在也開始加入其中,如哈薩克斯坦的阿斯塔納航空公司、象牙海岸的象牙海岸航空公司和毛里求 斯的模里西斯航空公司。這些航空公司認為機上 Wi-Fi 能夠為其更好地與大型航空公司競爭。航空 Wi-Fi 系統 經過這幾年的發展,其安裝和運營成本已降至世界上幾乎任何航空公司都可以提供的水平,與此同時,許多小 型航空公司開始更新其機隊,選擇直接從工廠使用帶有航空 Wi-Fi 系統的新飛機。

中國移動網際網路用戶眾多,航空 Wi-Fi 需求強烈,航空 Wi-Fi 成為必然趨勢。根據第 43 次《中國網際網路 發展狀況統計報告》,截止 2018 年 12 月份,中國手機網民規模達 8.17 億,約占全部網際網路用戶的 98.6%。基於 當前用戶對智慧型手機的依賴,航空公司需要考慮做出改變。根據 CAPSE 2018 年 9 月份發布的《中國航司機上 Wi-Fi 趨勢調研報告》,92%的調研旅客需要機上 Wi-Fi,其使用目的包括即時通訊,訂專車酒店、了解目的地信 息、遊戲和影音娛樂。

低軌網際網路星座未來有望成為航空公司提供 Wi-Fi 服務的又一選擇。2018 年,全球航空公司運送旅客 44 億人次,但大多數航班仍然無法提供機載 Wi-Fi,部分航空公司 Wi-Fi 存在速度慢和流量限制等問題。大多數提 供機載 Wi-Fi 服務的航班是藉助高軌通信衛星,低軌網際網路星座建設完成後,預計將和高軌通信衛星產生競爭。

2、航海

據聯合國貿易與發展會議發布的《2019 全球海運發展評述報告》,2019 年初全球總共有 95402 條航運船, 航運船上的海員上網主要通過海事衛星,而上網普及率較低。據國際郵輪協會發布的《郵輪趨勢與行業展望》 預測,2019 年全球郵輪乘客人數將達到 3000 萬,比上一年增加近 200 萬,到 2019 年底,CLIA 成員總共擁有 272 艘船舶,郵輪乘客對網絡需求較為旺盛。航運船與郵輪對網際網路接入需求是較為強烈的。另外,據統計 2016 年世界海洋捕撈船總數大約為 460 萬艘,是航海領域低軌網際網路星座最大的潛在客戶群體。

其他還包括油氣管道、交通建設、森林作業、採礦作業、鑽井平台等野外作業人員,這些人員數量預計在 百萬量級,該人群對聯網需求也較為旺盛。

3.3 政府、國防訂單將是星座運營的重要基石

低軌網際網路星座可提供全球性不間斷連續通信服務,可作為政府應急以及國防通信的重要補充手段,政府、 國防訂單將是星座運營的重要基石。

如前所屬加拿大 Telesat 公司已經獲得加拿大政府訂單,SpaceX 和 OneWeb 也都在尋求政府和國防訂單。 2018 年,SpaceX 成功獲得美國空軍研究實驗室價值 2870 萬美元的合同,將用於進行地面站點、飛機以及太空 資產的數據連接研究,這一項目也將促進公司的 Starlink 寬頻衛星服務取得進一步發展。OneWeb 星座產品也十 分注重軍事領域的應用,2018 年,空客和 OneWeb 公司參與了 DARPA 的低地球軌道小型衛星星座的架構演示 Blackjack 計劃的招標,雖然最後輸給了 Telesat 公司,不過空客表示將繼續參加 Blackjack 計劃第二期項目的招 標。

3.4 對低延時敏感的高端應用比如金融交易也有望成為重要市場

低軌網際網路星座可提供較短的延時,在部分遠距離傳輸的場合,通過低軌衛星通信可能比地面網絡的延時 還要短。因為光在光纖中的傳播速度是真空中的 2/3,在遠距離傳輸應用上,雖然信號通過衛星多走了數百公里, 但其延時依然比通過地面光纖要短。因此,對低延時敏感的高端應用比如金融交易也有望成為其重要市場。

四、國內低軌網際網路星座加速建設,受益企業有哪些?

4.1 通信衛星系統的主要構成

通信衛星系統主要由衛星、測控站、監測站、信關站、用戶站等組成。衛星主要進行無線電波的轉發,從 而實現兩個或多個地球站之間的通信和傳輸;地面測控和監測系統通過地面設置的測控站、監測站對衛星進行 監控,實現對在軌衛星位置和軌道的監測和校正,對衛星轉發器的輸出及整個空間通信分系統進行測試、監控, 並對出現的故障進行檢修;信關站又叫做通信關口站(Gateway),用於連接地面網絡和衛星饋電波束。

4.2 產業鏈各環節的競爭格局

低軌網際網路星座產業鏈包括衛星及地面系統製造、運載火箭製造、用戶站製造、衛星運營及電信運營等環 節,其中上游為衛星及地面系統製造、運載火箭製造、用戶站製造,衛星運營為中游,電信運營等衛星應用為 下游。

4.2.1 衛星製造

低軌網際網路星座系統的核心資產是在軌運行的衛星,其價值將占據整個系統的絕大部分。衛星的成本又可 分為衛星製造和衛星發射費用。

按照 SpaceX 的 Starlink 項目計算,其每顆衛星成本預計在 50 萬美元,每顆獵鷹 9 號運載火箭可發射 60 顆 衛星,重複使用的火箭每次發射成本在 3000-4000 萬美元之間,Starlink 衛星製造成本要略低於其發射費用。

參照 OneWeb、Starlink 的融資及預計投入,假設我國建成一個完整運行的低軌衛星星座需要總投入 700 億 元左右,其中衛星製造和發射費用大約占比為 70%,兩者各占 35%,分別為 250 億元。由於低軌衛星壽命較短, 一般為 5-7 年,按 5 年更換周期,未來每年還將採購衛星及發射服務各 50 億元。

衛星可分為衛星平台和載荷兩部分。衛星平台是支持和保障有效載荷正常工作的所有服務系統構成的組合 體,可分為結構、熱控、控制、推進、供配電、測控、綜合電子等分系統。通信衛星的載荷主要是天線和轉發 器系統。

我國具備衛星整機研製能力的企事業單位主要包括航天科技集團空間技術研究院(通信事業部、航天東方 紅、深圳東方紅)、航天科工空間工程發展有限公司、上海航天技術研究院、中科院微小衛星創新研究院、長光 衛星等國家隊,以及銀河航天、天儀研究院、九天微星、千乘探索、國星宇航、零重力實驗室、微納星空等民 營企業以及清華大學、哈工大等高校。從事通信衛星研製工作的主要包括航天科技集團空間技術研究院、航天 科工空間工程發展有限公司、中電科 54 所、銀河航天等。

4.2.2 運載火箭

發射運載火箭的費用包括運載火箭的製造成本、占用發射場費用、測控費用和保險費用等。對於運載火箭 本身而言,除去研製成本外,其批量生產之後的主要製造成本體現在火箭發動機、箭體結構以及運載火箭上的 各類電子設備三大部分。

運載火箭的產業鏈主要分為三部分,下游是總裝集成,一般運載火箭的總裝集成與總體設計為同一企業, 包括總體設計、總裝集成與測試,產品為整箭;中游是分系統研製,包括火箭的箭體結構、發動機、電子設備 等,產品為運載火箭的各個分系統;上游是基礎材料和元器件等,包括運載火箭結構、發動機所用的金屬材料、 複合材料等,以及電子設備所需要的元器件等。

根據美國聯合發射聯盟 ULA 公布的數據,中型液體運載火箭的主要成本構成為三大部分:發動機、結構、 電子設備,其中,運載火箭的第一級成本構成中,發動機占比達 55%,結構占比為 22%,電子設備占比為 9%; 第二級成本構成中,發動機、結構、電子設備占比相當,約為 28%左右,其他設備包括線纜、操縱機構等,占 比較低。

我國具備運載火箭整機研製能力的企事業單位主要包括中國運載火箭技術研究院、上海航天技術研究院、 航天科工火箭技術有限公司等國家隊和星際榮耀、藍箭航天、零壹空間、深藍航天等民營企業。向運載火箭整 機單位提供配套分系統、原材料/元器件的主要為航天科技集團、航天科工集團相關下屬單位。

4.2.3 應用系統地面站

1、信關站

信關站是應用系統地面站最核心的組成部分,若衛星星座沒有設計星間鏈路,那麼用戶站必須和信關站處 於同一個衛星覆蓋範圍內才可以接入網際網路,要求比較多的信關站數量;若衛星星座有星間鏈路,信關站數量 可以減少。

信關站由基帶設備和射頻設備組成。基帶設備包括調製解調設備、系統時鐘單元、中頻分配電路、倒換開 關、關口站伺服器、與地面網際網路之間的接口設備等,信關站通過光纖接入 ISP 的接入點,進而併入 Internet 骨幹網。射頻設備包括上下變頻器件、功放、低噪放、射頻開關、天線等。

TeleSat 星座設計有星間鏈路,在世界各地設置有多個信關站,每個信關站配備多個 3.5m 天線。OneWeb 目 前沒有星間鏈路,預計需要 55-75 個信關站,每個信關站配備 10 個甚至更多的口徑 2.4m 以上的天線。Starlink 未來將具備雷射通信星間鏈路,但由於其衛星星座數量龐大,依然需要擁有更多的信關站。

2017 年 11 月,休斯網絡系統公司宣布與 OneWeb 簽署了價值 1.9 億美元的 OneWeb 低軌衛星星座地面網絡 系統的合同。該合同在兩個公司 2015 年簽署的原型系統開發協議基礎上達成,使得整個系統項目投資達到 3 億 美元,合同包括關口站設備和多個具備跟蹤功能的衛星天線。

根據中國衛通披露的招股說明書,中國衛通為中星 16、中星 18 兩個高通量衛星建造了 Ka 寬頻多媒體通信 衛星地面系統研製,預算為 2.6 億,中國衛星子公司航天恆星向中國衛通提供 Ka 頻段寬頻多媒體通信衛星地 面應用系統的開發和研製,服務於寬頻多媒體通信衛星的業務運行支撐。據悉,中國衛通在北京、成都、喀什 為中星 16 建造了三個地面信關站。低軌網際網路星座的通信容量、衛星數量較中星 16 和中星 18 更大,預計信關 站的複雜程度更高,每個信關站價格預計將高於中星 16 的信關站。

從事信關站研製的企事業單位主要包括中國衛星旗下的航天恆星、中電科 54 所、海格通信、中電科 10 所 等,其中航天恆星為中星 16、中星 18 提供信關站,中電科 54 所為我國移動通信衛星天通一號提供信關站。另 外,航天發展子公司重慶金美參與了「虹雲工程」信關站通信系統的建設,華力創通在衛星通信基帶晶片領域具 備較強技術優勢,未來有望參與信關站的配套。

2、測控站

我國主要從事衛星測控站建設的企事業單位包括航天電子、中電科 54 所、中電科 10 所等,近年來,從事 測控站建設和測控服務的民營企業也開始湧現,主要包括宇航智科、航天馭星、牧星人、天鏈測控、天安星控、 陝西星邑空間等。

4.2.4 用戶站

隨著低軌網際網路星座投入運營,用戶站規模將開始放量,潛在市場巨大。假設我國低軌網際網路星座用戶站 單價為 2000 元,若按 Starlink 2025 年 4000 萬用戶的估計,用戶站銷售收入可達到 800 億。相對於衛星、火箭 等製造業,用戶站整機門檻相對較低,預計未來競爭者較多。用戶站的核心是低成本相控陣天線/毫米波功放和 基帶晶片,掌握兩者核心技術的企業將顯著受益。

OneWeb 用戶站為美國休斯公司負責,高通負責用戶終端關鍵晶片的研發和生產,OneWeb 的所有終端均為 熱點覆蓋形態,將衛星調製解調、地面 LTE/3G、Wi-Fi 集成為一體,為用戶站周邊一定區域的個人提供網際網路 服務。根據應用場景的不同,提供固定、艦載、車載和機載等多種終端類型,終端尺寸 0.45-1m,既有機械雙拋 物面天線,也有相控陣天線。OneWeb 用戶終端價格定位在 200 到 300 美元之間。

國內從事用戶站整機研製的企事業單位較多,包括航天恆星、海格通信、七一二等。在用戶站相控陣天線 方面,航天發展、亞光科技、雷科防務、盛路通信、和而泰等射頻晶片和微波組件企業有望取得一定市場份額, 在用戶站基帶晶片方面,華力創通有望取得一定市場份額。

4.2.5 衛星運營

衛星運營公司的主要資產為天上的衛星星座和信關站、測控站等地面設施,按 700 億投資額,考慮衛星 5 年折舊、地面設施 10 年折舊,則每年固定資產折舊費用達到 120 億元。參照中國衛通的成本費用結構,低軌互 聯網衛星星座年成本將達到 200 億元,衛星運營公司年收入超過 200 億元才能夠盈利。由於衛星運營企業固定 成本占比較高,其收入規模一旦突破盈虧平衡點,其利潤彈性將非常大。

國內衛星運營企業主要為中國衛通、中國電信、中信衛星。另外,2018 年年底,中國航天科技集團聯合中 國電信集團有限公司、中國電子信息產業集團有限公司以及中國國新控股有限責任公司四大國資委直屬中央企 業,共同組建成立了東方紅衛星移動通信有限公司,運營「鴻雁星座」。

低軌網際網路衛星星座運營商面臨的主要競爭對手包括國外的衛星運營企業,包括高軌衛星、中軌星座、低 軌星座運營企業以及地面網絡運營商,如歐洲衛星公司、國際通信衛星公司、歐洲通信衛星公司、OneWeb、Starlink 等

4.3 產業鏈不同環節的受益時序

參照 spaceX 或 OneWeb 建造時序,低軌網際網路星座首先要建設的是衛星,因此衛星製造產業鏈和運載火箭 產業鏈將率先受益;地面系統與衛星同步建設或緊隨其後,包括信關站、測控站等。衛星星座和地面站建設完 成系統可以提供服務後,用戶站製造將開始放量。最後是衛星運營商的客戶規模逐漸擴大,達到盈虧平衡點後 開始盈利。

產業鏈各環節受益順序如下:

1、衛星製造、運載火箭製造;

2、信關站、地面站等地面設備製造;

3、用戶站製造;

4、衛星運營。

五、投資機會:我國低軌網際網路星座建設迫在眉睫,重點關註上游製造業

低軌網際網路衛星星座的頻率軌道資源具有重要的戰略意義和經濟價值。對於低軌衛星頻率軌道資源,國際 電聯實行「先登先占」規則,即先向國際電聯登記的網絡地位優先,具有優先使用權,後登記的網絡需要採取措 施,保證不對地位優先網絡的正常使用產生有害或不可接受的干擾,雖然低軌軌道資源無限,但疊加頻率資源 後,將變得日趨緊張,後發劣勢將十分明顯。以 SpaceX 和 OneWeb 公司為代表的低軌網際網路衛星星座企業已經 進入了衛星大批量部署階段,其衛星星座規模龐大,將占據寶貴的空間軌道頻率資源。

我國亟需加快低軌網際網路衛星星座的建設。我國多家企業提出了低軌網際網路衛星星座計劃, 「虹雲工程」、 「鴻 雁星座」在試驗驗證星階段與美國 OneWeb、Starlink 相差不大,但截至目前,各企業均未開始衛星的大規模批產 部署,在批產和部署方面較為滯後。隨著 OneWeb、Starlink 星座開始大規模部署,我國低軌網際網路衛星星座建 設也已迫在眉睫,預計今年年底國內相關衛星產能建設完畢後,我國低軌網際網路衛星將進入大批量部署階段, 衛星製造、運載火箭以及地面設備製造業將率先受益。

低軌網際網路衛星星座初期投入巨大,建設期較長,星座運營企業在 3-5 年內都屬於投入期,難以盈利。低 軌網際網路衛星星座運營必將面對全世界,屬於國際化競爭,其產品和服務需要具備較強的技術優勢和成本優勢 才能脫穎而出,星座運營在較為激烈的市場競爭中其中長期盈利前景仍然具有一定不確定性。

建議重點關註上游製造業企業,包括衛星製造、運載火箭製造、信關站和測控站等地面設備製造相關企業, 也可前瞻關注用戶站製造領域相關企業,重點關註標的包括:航天電子、航天發展、中國衛星、海格通信、七 一二、華力創通、亞光科技。

5.1 航天電子:航天領域電子配套龍頭,充分受益於我國航天事業發展

航天電子是航天科技九院的上市平台,除科研院所等事業單位外,基本實現了航天九院的整體上市。公司 的傳統優勢業務是測控通信、機電組件、慣性導航和集成電路,下游主要包括運載火箭、衛星、飛彈武器等。 公司在傳統優勢業務始終保持著國內領先水平,並保持著較高的配套比例,市場份額呈穩中有升態勢,傳統業 務貢獻了公司絕大部分的營收和利潤,將有望充分受益於我國航天事業發展。

下游總體單位推行競爭性採購,機遇與挑戰並存。公司面對航天型號總體單位全面引進競爭性採購、配套 產品更新換代加快、國產化應用需求增加、元器件產品競爭激烈等複雜的市場形勢,以新簽合同為目標,積極 應對市場變化。積極與航天型號總體單位對接溝通,全力爭取新型號的產品配套,並實現了新技術新產品的配 套應用。

立足航天配套領域技術優勢,積極拓展新的市場領域。公司緊跟國防裝備競爭性採購和上游市場化改革進 程,在穩固航天傳統領域市場的基礎上,加強了對新型號、新任務的跟蹤和新產品的推廣力度。公司大力推進 航天外市場領域的合作,與航空、船舶、兵器、中科院和高等院校等建立了戰略合作新平台,目前已承擔了航 天外多項型號配套任務,新增用戶上千家。

納入國企改革雙百企業名單,關注股權激勵進展。2018 年國企改革「雙百行動」已正式啟動,百餘戶中央企 業子企業和百餘戶地方國有骨幹企業將在 2018 年至 2020 年全面落實國有企業改革「1+N」政策要求,充分發揮示 范突破帶動作用。航天電子被納入「雙百」名單。「雙百行動」的目標包括推進混合所有制改革、健全法人治理結 構、完善市場化經營機制、健全激勵約束機制、解決歷史遺留問題等,納入「雙百行動」名單的企業綜合改革有 望加速。所有「雙百企業」原則上都可以選擇一種或多種中長期激勵工具,擴大員工持股試點範圍將優先選擇「雙 百企業」,建議重點關注公司股權激勵進展。

院所改制步入實施階段,航天九院下屬研究所注入高度可期。公司控股股東航天九院下轄 13 所、16 所、 704 所、771 所、772 所等多個優質科研院所,主要從事宇航級集成電路、慣性導航等技術研發與生產製造,與 公司主業密切相關,改制後有望注入上市公司並激發活力,進一步提升上市公司的盈利能力。

盈利預測與投資評級:業績有望穩定增長,股權激勵與院所資產注入值得期待,維持「增持」評級。公司作 為航天電子設備配套龍頭,受益於航天強國發展戰略,業績穩健增長可期;無人機、精確制導炸彈兩類系統級 產品毛利較高,隨著軍改影響的逐漸消除和國家「一帶一路」戰略的持續推進,未來放量可期;公司被納入國企 改革雙百企業名單,股權激勵有望落地;院所改制步入實施階段,航天九院下屬多家研究所改制後有望注入上 市公司。預計公司2019年至2021年的歸母凈利潤分別為5.29、6.03、7.01億元,同比增長分別為15.83%、14.00%、 16.27%,相應 19 至 21 年 EPS 分別為 0.19、0.22、0.26 元,維持「增持」評級。

5.2 航天發展:子公司微系統研究院、重慶金美有望受益於國內星座建設

航天發展是 2015 年由航天科工集團下屬南京長峰反向併購閩福發 A 而成為的航天科工第七家上市公司, 是軍工央企中混合所有制的典範。公司在航天科工集團上市公司中地位突出,定位為航天科工集團新產業新技 術發展平台、資產證券化的運作平台、軍民融合與進軍國民經濟主戰場的重要力量。

2018 年 10 月,航天發展聯合公司控股股東航天科工集團下屬北京華航無線電測量研究所等共同在南京投 資新設航天科工微系統研究院有限公司,該公司圍繞複雜微系統集成設計、核心系統級晶片研發、微系統設計 仿真軟體和微系統關鍵工藝能力四大發展方向,與行業用戶單位積極對接,在多個項目研製上達成合作,通過 為用戶提供行業領先的解決方案,支撐用戶單位裝備升級和技術創新。微系統研究院產品可提升衛星集成化水 平,降低衛星重量和發射成本,有望受益於國內低軌網際網路星座的建設以及未來不斷的技術疊代。

子公司重慶金美是國內戰術通信系統核心設備的提供商,加入航天科工集團之後,集團對公司予以較大支 持,賦予了新的增長動力,在「虹雲工程」、「飛雲工程」等項目上予以了傾斜。2017 年,集團公司成立了通信網 絡技術中心,該中心掛靠在重慶金美,旨在打造並形成完備的通信網絡技術產業鏈,夯實信息技術產業基礎,提升核心競爭力。2019 年,集團與重慶市簽訂了《新一代移動通信技術研究院合作項目戰略框架協議》,著力 打造研發及產業平台,打造 5G、6G 等新一代移動通信產業集群,重慶金美作為航天科工通信網絡技術牽頭單 位、5G 產業牽頭單位。在項目上,航天科工集團也對重慶金美予以了傾斜,公司在集團重大項目牽引下,積極 推進無人平台蜂群作戰數據鏈總體技術論證,完成「飛雲工程」、「虹雲工程」重大工程項目研製,向空間信息應 用產業延伸。

2019 年業績高速增長,核心業務進入快速發展期。1 月 18 日,公司發布 2019 年度業績預告,預計 2019 年 實現歸母凈利潤 6.58 億-7.54 億,同比增長 47%-68%。業績高速增長的原因主要是公司電子藍軍裝備、網絡空 間安全、通信與指控系統等業務進入了快速發展期。

航天科工集團持股比例偏低,不排除通過增持或注入資產的方式提升對公司的控制力。公司控股股東為航 天科工集團,目前持股比例為 8.99%,防禦院、航天科工資產管理公司、晨光創投、航信基金為航天科工集團 關聯方。目前,航天科工集團及其下屬單位持股比例為 20.89%,未來不排除通過增持或注入集團內資產的方式 增強對航天發展的控制力。

盈利預測與投資建議:電子藍軍等業務進入快速發展期,業績有望保持較快增長,維持「買入」評級。公司 電子藍軍、網絡安全與微系統三大新產業快速推進,業績保持較高增速,發展前景廣闊。作為航天科工集團重 要的資本運作平台,集團內優質資產注入可期。預計公司 2019 年至 2021 年的歸母凈利潤分別為 6.60、8.55、 11.14 億元,同比增長分別為 47.15%、29.57%、30.41%,相應 19 至 21 年 EPS 分別為 0.41、0.53、0.69 元,維 持「買入」評級。

5.3 中國衛星:微小衛星製造及地面應用系統龍頭,顯著受益於星座建設

公司專注於宇航製造與衛星應用兩大主業,形成了航天東方紅、航天恆星科技等多家具有競爭力的企業。 在宇航製造領域,公司先後開發了具有國內先進水平的 CAST968、 CAST2000、 CAST100、 CAST3000、 CAST4000 等先進的小衛星公用平台,以及 CAST5、CAST10、CAST20 等微小/皮納衛星公用平台,產品覆蓋 光學遙感、 電子與微波遙感、通信、科學與技術試驗等業務領域,具備系統解決方案提供、新技術驗證及推廣、 星上小型化產品開發、高性價比微小衛星提供等能力,保障了小衛星及微小衛星的成功發射和在軌穩定運行。

航天恆星科技有限公司(航天五院 503 所)是中國航天科技集團公司衛星應用的總體單位。經過 30 多年的 發展,形成了以衛星綜合應用系統總體為核心,以空間應用、衛星遙感、衛星導航、衛星通信、數據鏈、雲計 算及信息安全、無人機系統集成、數據運營服務八大領域為支撐的完整業務架構。為國防、行業、區域提供基 於天基資源的綜合信息化整體解決方案、系統集成、設備製造和運營服務。目前,航天恆星在為中星 16 號建設 通信關口站,具備高通量衛星地面站建設經驗,未來有望在低軌網際網路星座地面站中占據較多份額。

軍工科研院所改制正在加緊實施,航天五院優質院所資源注入值得期待。公司控股股東航天科技五院旗下 有多家優質科研院所,2018 年,航天科技五院的凈資產為 388.58 億,總資產為 608.93 億,2018 年實現凈利潤 38.74 億,均數倍於上市公司,旗下擁有北京空間飛行器總體設計部、北京控制工程研究所、北京空間機電研究 所等十餘家研究所,均為優質資產。軍工科研院所改制的持續推進將為研究院所資產上市掃除體制障礙,相關 資產注入值得期待。

盈利預測與投資評級:業績保持穩定增長,資產注入值得期待,維持增持評級。公司在國內小衛星製造領 域占據主導地位,在衛星應用領域也占據重要地位,在航天強國建設過程中,公司業務將獲得持續較快發展;公司控股股東航天科技五院旗下有多家優質科研院所,整體營收凈利均數倍於公司,與衛星業務相關的資產有 望注入中國衛星。預計公司 2019 年至 2021 年的歸母凈利潤分別為 4.46 億元、4.93 億元、5.45 億元,同比增長 分別為 6.71%、10.62%、10.64%,相應 19 年至 21 年 EPS 分別為 0.38、0.42、0.46 元,維持增持評級。

5.4 海格通信:衛星通信系統領域積累深厚,收入穩定增長盈利能力提升

公司是行業內用戶覆蓋最廣、頻段覆蓋最寬、產品系列最全、最具競爭力的重點電子信息企業之一,主要 業務覆蓋「無線通信、北斗導航、航空航天、軟體與信息服務」四大領域。衛星通信是海格通信重要的戰略發 展領域之一,公司致力於衛星通信系統、衛星廣播系統、衛星通信地球站、衛星通信天線/射頻部件等領域的技 術研究、產品開發、銷售及售後服務。已形成衛星通信系統、數據廣播系統、衛星手持設備、背負站、動中通 系列天線、可攜式靜中通系列天線等產品。能為客戶提供衛星寬頻通信、衛星應急通信、衛星廣播等解決方案。

收入持續增長,盈利能力穩步提升。公司前三季度收入同比增長 7.96%,體現出軍工訂單恢復的趨勢,不 過由於軍工訂單確認的季節性影響(一般集中在四季度進行確認),預計四季度營業收入的增長會體現的更加明 顯。前三季度,公司綜合毛利率為 36%,同比增加 2 個百分點,預計主要原因是軍工新產品突破帶來毛利率的 提升。銷售費用率為 5.03%,研發費用率為 16.84%,相比去年同期,基本持平,管理費用率為 6.54%,同比降 低 1.4 個百分點,體現出公司管理持續加強。從歸母凈利潤率來看,前三季度歸母凈利潤率為 10.93%,同比增 加 1.2 個百分點,體現出公司盈利能力進一步提升。

恢復性訂單逐步落地,業績穩定增長。一般而言,軍用訂單的確認周期在 6-9 個月,同時季節性較強,一 般每年集中在三四季度確認交付。軍改從 2017 年底開始落地,2017 年之前,軍工訂單非常寡淡;2017 年底開 始,軍工訂單逐步恢復增長,2018 年訂單進入全面恢復期,2018 年公司公告超過 16 億軍工訂單,其中 2018 年上半年簽訂近 6 億元, 2018 年下半年簽訂近 10 億元訂單。 2019 年從年初至今,共簽訂超過 7 億軍工訂單(註: 公司公告訂單不代表公司實際簽訂訂單金額)。從存貨情況來看,前三季度存貨為 18.11 億元,相比去年同期增 加 3 億存貨;2019-2020 年為「十三五」最後兩年,預計訂單呈現進一步加速恢復的趨勢。另外,考慮到訂單確 認的季節性問題,預計四季度增長態勢持續。

盈利預測與投資評級:「十三五」後兩年,軍用訂單恢復確定性高,同時利潤率提升顯著;訂單自 2017 年 底陸續恢復,預計 2019 年下半年逐步進入收穫期,考慮訂單確認周期及季節性因素,預計後續利潤保持持續增 長。同時,公司聚焦主業、管理改革,持續的保證高研發投入,帶來新產品突破(包括綜合終端產品、新一代 機載短波通信設備等),可持續增長後勁足。子公司星輿科技布局高精度位置服務運營,為自動駕駛核心受益標 的,發展潛力較大。預計 2019-2020 年歸母凈利潤為 5.23 億、7.08 億,業務拐點已確立,給予「增持」評級。

5.5 七一二:軍工華為混改先鋒科創平台,技術積累推動業績高質量可持續增長

公司是我國專網無線通信終端和系統產品的核心供應商。在軍用領域,公司是我國軍用超短波無線通信裝 備的主要承制單位,產品實現全軍兵種覆蓋;在民用領域,公司是我國鐵路無線通信領域的行業標準主要制定 單位,行業地位領先。近年來,公司業務範圍實現了由傳統專網無線通信終端產品向系統產品的逐步拓展。

重視研發投入,保障軍品領域優勢地位。公司重視研發投入,近年來研發投入始終保持在 20%以上的水平, 在軍工板塊上市公司中名列前茅。目前,公司正在進行三百餘個項目研發工作,主要涵蓋下一代航空無線通信、 新型 CNI 系統、衛星通信導航終端、寬窄帶集群調度系統等領域。公司作為我國第一代軍用超短波無線通信設 備和第一代航空抗干擾通信設備的研製單位,多型產品在軍用領域處於領先地位,同時積極爭取新產品研發項目。我們認為,國防信息化加速建設的背景下,公司作為老牌軍用通信設備研製單位,積極展開下一代軍用通 信關鍵技術預研工作和型號項目研製,繼續保持在該領域的優勢地位,產品需求將進一步得到保障。

京津冀國企混改先鋒,深化改革更進一步。1 月 19 日,公司發布公告稱,收到控股股東中環集團通知及中 環集團轉發的其股東「津智資本」(持有中環集團 51%股權)和「渤海國資」(持有中環集團 49%股權)分別出具 的《關於中環集團混改信息預披露的告知函》。我們認為,七一二在 2015 年已進行混合所有制改革引入 TCL 集 團,而本次控股股東層面進行混改,未來或將為進一步推動七一二公司層面的混改工作奠定基礎,充分靈活的 市場化運行機制將提升公司經營效率,為公司在市場拓展、技術轉化等方面提供製度保障。

立足優勢領域橫向拓展,科創平台屬性日益凸顯。2019 年 6 月,公司與華為聯合發布下一代軌道無線通信 LTE-R 解決方案,並已在中國率先啟動建設。華為 LTE-R 解決方案具備面向 5G 演進能力,支持與 GSM-R 互聯 互通,提供基於 MCPTT 的集群語音、視頻、數據等功能,通過一張 LTE-R 網絡承載列控、列調、PIS、CCTV 等軌道業務。

深耕專網通信領域,技術轉化打造科創平台。公司作為專網通信領域傳統核心研製單位,技術積澱深厚, 研發項目儲備充足,曾參與 2017 年國產大飛機 ARJ21-700 成功實現首飛的北斗衛星定位導航系統相關產品研製 和生產,在保障軍用通信產品供應和鞏固鐵路領域專網通信業務的同時,公司著力於藉助核心技術優勢向民用 航空、環保監測等領域橫向拓展。2019 年 12 月,《上市公司分拆所屬子公司境內上市試點若干規定》發布,公 司作為科創平台的屬性日益凸顯,相關拓展業務培育成熟後且在滿足規定條件的情況下,或有分拆上市的可能。

盈利預測與投資評級:軍用專網通信領先企業,重視研發積極擴展,維持買入評級。公司作為我國專網通 信領域傳統核心研製單位,在軍用超短波無線通信和鐵路無線通信領域擁有領先地位,同時公司重視研發投入, 積極進行預研工作和項目型號研製,同時公司依靠長期技術積累和在軍事、鐵路無線通信領域的優勢地位,進 行業務領域橫向拓展,未來增長空間廣闊。我們看好公司未來前景,預計公司 2019 年至 2021 年的歸母凈利潤 分別為 3.51、5.20 和 7.69 億元,同比增長分別為 55.67%、48.06%和 47.91%,相應 19 年至 21 年 EPS 分別為 0.45、 0.67 和 0.99 元,維持買入評級。

5.6 華力創通:聚焦衛星應用前景可期

設立產業發展研究院,推動衛星應用等產業發展。 2020 年北斗三號實現全球組網,天通一號已正式商用, 02、03 星發射後將實現一帶一路覆蓋,基於衛星遙感應用的高分專項建設全部完成。衛星應用產業作為國家戰 略支撐新興產業,迎來新的市場發展機遇。公司在高精度監測、航空機載領域、天通一號應用等多個產業領域 已經形成的產業化態勢,設立產業發展研究院旨在構建推動衛星應用等產業發展的新型產業模式和機制,加大 公司力量和資源的重新整合力度,是公司戰略落地的重要舉措,對公司未來發展具有積極意義。我國商業航天 發展迎來戰略機遇期,未來公司將進一步聚焦衛星應用等主業,前景可期。

具備衛星通信基帶晶片核心競爭力,天通、低軌網際網路衛星應用前景廣闊。公司是國內擁有衛星通信基帶 晶片技術的兩家企業之一。公司自 2013 年開始前瞻布局衛星移動通信領域,並承擔了國家在衛星通信領域的重 大專項任務,2015 年 9 月發布了 HTD1001 衛星移動通信與北斗衛星導航一體化基帶處理晶片。在上述基礎上, 公司自主研發了多款通導一體化模塊、終端產品,2016 年累計授權服務軍民用客戶數十家,並多次參與大系統 聯調和重大應用任務保障工作,在國內市場上形成了良好的口碑和影響力,在衛星移動通信業務產業化方面奠 定了良好的基礎。除了天通系列衛星之外,國內兩大航天集團分別提出「鴻雁」、「虹雲」低軌通信衛星星座計劃, 公司在衛星通信基帶晶片設計領域具備核心競爭力,未來也有望受益於國內低軌通信衛星星座的建設。

聚焦北斗高端應用,高精度安全監測突破,民航應用正在推進。公司在北斗導航領域地位突出,是北斗導 航民用終端級資質企業和北斗導航民用分理服務試驗資質企業,涵蓋晶片、模組、天線、板卡、終端、測試儀 器等完整布局,產品形態豐富,已經廣泛服務於眾多軍民應用。公司北斗導航領域行業拓展成績顯著。在高精 度安全監測領域,2019 年 2 月,公司成為貴州省提升地質災害監測預警科技能力建設項目高精度 GNSS 設備供 應商之一,為三期項目提供 130 多套設備;2019 年 4 月,公司中標雲南省香格里拉至麗江高速公路虎跳峽金沙 江大橋健康監測系統工程項目,為建設期和運營期提供實時、高效、精確的健康監測服務。在民用航空領域, 公司繼續深度參與民用航空市場,北斗機載多模終端產品研發順利並開始適航認證工作,未來將有望在國產民 用飛機上批量裝備使用。

盈利預測與投資評級:聚焦衛星應用等主業前景可期,維持增持評級。公司衛星移動通信業務進入收穫期, 等待國家應急管理部等相關部門需求發力,另外公司有望在國內低軌網際網路衛星星座建設中受益;在北斗導航 領域地位突出,高精度安全監測獲得突破,民航應用拓展順利;在雷達與通信業務和仿真測試業務方面有多年 積累,保持穩步發展。預計公司 2019 年至 2021 年的歸母凈利潤分別為-1.40、1.48、2.12 億元,同比增長分別 為-219%、206%、43.58%,相應 19 至 21 年 EPS 分別為-0.23、0.24、0.35 元,維持增持評級。

5.7 亞光科技:軍品驅動業績較快增長,自研晶片外銷大幅提升

軍品驅動業績較快增長,亞光電子超額完成業績承諾。1 月 23 日,公司發布 2019 年業績預告,預計 2019 年歸母凈利潤為 2.15 億-2.63 億,同比增長 35%-65%,利潤較快增長的原因是公司軍品業務發展再上新台階。 2019 年,控股子公司亞光電子新簽軍品訂單約 11 億元,同比去年增長 49%,根據財務提供的未審報表已超額 完成 2019 年的承諾業績,成都亞光併購事項不存在商譽減值風險。公司與下游核心客戶的戰略合作進一步增強, 預計未來將在天網、北斗、導引頭、雷達等方面都會有快速的訂單增長。隨著公司前期跟隨的項目都開始進入 放量期,預計在 2020 年,公司軍品訂單和交付量都將維持較快增長。

自研晶片技術突破外銷大幅提升,進一步鞏固行業地位。亞光電子於 2008 年開始進行晶片設計,2010 年 成立的子公司華光瑞芯已是國內一流的射頻晶片研發生產商。2014 年,公司與三安光電等共同投資建設了砷化 鎵、氮化鎵等材料晶片流片生產線。華光瑞芯主營產品為採用 GaAs PHEMT/HBT、GaN HEMT、CMOS、SiGe BiCMOS 工藝製作的微波射頻晶片和高速模擬晶片,頻率覆蓋範圍達 DC-100GHz,具有頻帶寬、功耗低、集 成度高、成本低、供貨周期短等獨特優勢,已形成超寬頻、低功耗系列等多種特色產品,同時可提供環行器隔 離器和微波毫米波組件。這些產品在 5G、無線通信、汽車電子、物聯網等市場領域得到了廣泛應用。

擬對核心員工實施股權激勵,綁定員工與公司利益。1 月 16 日,公司發布 2020 年股票期權與限制性股票 激勵計劃(草案),擬向激勵對象授予權益 5,195 萬份,占本激勵計劃公告時公司股本總額的 5.16%。股票期權 的各年度業績考核目標為以 2018 年為基準年,2020-2022 年營業收入增長率分別不低於 30%、40%、50%。考 核指標的設定有利於調動激勵對象的積極性和創造性,確保公司未來發展戰略和經營目標的實現,從而為股東 帶來更多回報。

積極拓展民用市場,有望受益於 5G 通信的快速發展。公司基於技術、人才和市場前景,前瞻布性局了 5G 通信領域,重點發展功率放大器件產品,努力實現軍用技術轉化。2017 年,公司用於通信的毫米波功率放大器 研製成功,GaN 功率放大器實現小批量量產。2018 年, 公司 5G 功放產品積極與華為、中興通訊和愛立信等 進行了對接拓展,進一步完善了 5G 晶片自主設計及器件組件生產、戰略合作夥伴進行流片和子公司成都達邇 公司封裝的 5G 產品產業鏈合作模式。隨著 5G 通信市場迎來快速發展,公司未來將有望受益。

盈利預測與投資評級:軍工電子業務保持較快增長,自研晶片成功鞏固行業地位,維持增持評級。公司軍 工電子業務底蘊深厚,下游市場需求旺盛,業績有望保持快速增長;公司自研晶片外銷客戶及其配套項目數量 大幅提升,進一步鞏固行業地位。預計公司 2019 年至 2021 年的歸母凈利潤分別為 2.50、3.25、4.19 億元,同 比增長 56.60%、30.42%、28.60%,EPS 分別為 0.25、0.32、0.42,維持增持評級。

……

(報告來源:中信建設證券)

獲取報告請登陸未來智庫www.vzkoo.com。

立即登錄請點擊:「連結」

關鍵字: