2020年互联网卫星制造纳入新基建，行业深耕者抢先布，卫星互联网发展潜力巨大，应用场景广阔[图]

    卫星通信是以人造卫星作为中继节点的无线通信方式，可用于骨干传输、远程接入、移动通信、固定通信、电视广播等场景，适用于空天地海等各种环境，在公网（广播/电信）与专网（政府/交通/能源/军事/应急）一直发挥着不可或缺的作用。是继有限互联、无线互联之后的第三代互联网基础设施革命，依托的是低轨卫星星座项目，直接影响国家战略安全。具体体现在：

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    4月20日，国家发改委表示，新型基础设施主要包括信息基础设施、融合基础设施、创新基础设施等三方面内容。信息基础设施是基础中的基础，包括5G、物联网、工业互联网、卫星互联网等。其中，除卫星互联网之外，其他领域多次被提及，而卫星互联网是首次纳入通信网络基础设施范畴。

    受此消息影响，卫星导航板块昨日强势拉升，今日盘中再度走强，截至发稿，天银机电两连板，中国卫通、雷科防务涨幅超5%，航天电子涨约3%。

    卫星互联网产业链主要由卫星制造、发射服务、地面设备制造、卫星服务四个主要环节构成。其中，从节奏上看，卫星制造和发射首先落地，已经具有较大投资价值，其次是地面设备制造，最后是卫星服务。从结构上看，卫星服务市场规模最大，占据卫星互联网产业规模一半以上，卫星制造和地面设备其次，产业节奏和结构倒挂。

    依照产业落地顺序及国产化能力选择子领域和公司，首先卫星配套制造中的时频、相控天线系统、星敏感器等价值量较大，国产化能力较强，推荐和而泰，受益标的为天奥电子、天银机电、中国卫星等；地面设备及终端是卫星互联网渗透率提升的关键，推荐海格通信，受益标的为华力创通；后续卫星运营及增值服务空间极大，受益标的为中国卫通等。

    一、通信卫星功能组成

    卫星一般可分为卫星平台和载荷两部分。卫星平台是支持和保障有效载荷正常工作的所有服务系统构成的组合体,可分为结构、热控、控制、推进、供配电、测控、综合电子等分系统;通信卫星的有效载荷主要是天线和转发器。

    与总体设计与AIT::卫星研制任务一般采取哑铃型的经营模式,卫星研制总体单位负责卫星系统总体设计、部分分系统研制以及整星AIT工作,外购其他分系统及零部件。整星AIT是卫星研制过程中重要的验证环节之一,是影响卫星产能的重要因素。

    通信卫星整机单位主要包括包括航天五院通信卫星事业部和中国卫星（600118）、航天科工空间工程发展有限公司、中电科54所、银河航天等。

    控制分系统:一般由星敏感器等敏感器、控制器、飞轮等执行机构组成。星敏感器主要研制单位包括航天五院502所、天银机电（300342）、中科院光电所、长光卫星、航天八院803所等;飞轮制造商主要包括航天五院502所、航天八院803所、长光卫星、轴研科技（002046）等;控制计算机核心芯片相关企业主要有航天九院771所和772所、康拓红外（300455）、欧比特（300053）、中科芯集成电路股份有限公司等。

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    卫星低成本制造途径:卫星自动化大批量生产是降低成本的关键,OneWebSatellites利用多领域人才合作颠覆传统卫星制造业,通过模块化并行生产提高效率;另外通过优选供应商,大规模集中采购压低价格;选用低成本成熟技术以降低成本。

    1、卫星平台及其功能组成

    根据不同航天任务，可支持或经局部修改就可支持多种有效载荷的卫星平台称为公用卫星平台。我国现已发展了DFH-1、DFH-2、DFH-3、DFH-4四代通信卫星平台，采用DFH-5卫星平台的实践二十号试验验证卫星也已于2019年年底发射成功；国外主流的通信卫星平台包括波音公司的BSS-702平台、洛马公司的A2100平台、劳拉公司的LS1300平台、泰雷兹-阿莱尼亚公司的Space-bus-4000平台以及空客公司的Eurostar-3000平台，这些平台代表了世界上最先进的技术水平。

    按卫星系统物理组成和服务功能不同，卫星平台可分为结构、热控、控制、推进、供配电、测控、综合电子等分系统。

卫星平台的功能组成

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    2、有效载荷及其功能组成

    通信卫星有效载荷主要完成来自地球站的信号接收、信号变换和向地球站的信号发送。通信卫星有效载荷一般由天线分系统和转发器分系统组成，两者配合起来完成信号转发任务。

卫星的功能组成及相关上市公司

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    二、通信卫星总体设计与AIT

    1、卫星总体设计与总装测试试验

    卫星研制任务一般采取哑铃型的经营模式。卫星研制总体单位负责卫星系统总体设计，重要分系统如卫星电源、测控和星务等分系统的研制，以及整星AIT（总装、测试、试验）工作，其他构成卫星总体的各分系统、零部件、元器件由协作配套单位提供。

    通信卫星总体设计是根据用户任务用户需求和工程大系统接口约束，进行卫星总体设计、分析与验证，包括卫星任务需求分析、轨道与星座设计、工程大系统接口设计、有效载荷系统设计、卫星平台设计、卫星总体性能分析与优化、系统级试验验证、空间环境防护设计、可靠性安全性设计、研制流程和标准体系设计等，其根本目标是研制出满足用户任务要求、与工程大系统接口协调匹配、技术实施途径合理可行、系统综合性能最优、关键功能可测试验证的通信卫星。

    整星AIT是卫星研制过程中重要的验证环节之一。通过AIT，可以尽早发现问题，保证产品质量，确保飞行任务成功。国内小卫星传统AIT流程较为繁杂，在整个测试流程中，卫星需要多次开合板总装操作，大概需要200天；未来国内大规模卫星星座开始建设，必须改变传统的AIT工作模式，优化工作流程，强化卫星总体设计，适应快速AIT的需要，采用多星并行、精简测试和试验验证项目，缩短测试和试验时间，发展自动化测试与试验技术，提高AIT效率。

    2、国内通信卫星整机研制单位

    我国具备卫星整机研制能力的企事业单位主要包括航天科技集团空间技术研究院（通信事业部、航天东方红、深圳东方红）、航天科工空间工程发展有限公司、上海航天技术研究院、中科院微小卫星创新研究院、长光卫星等国家队，以及银河航天、天仪研究院、九天微星、千乘探索、国星宇航、零重力实验室、微纳星空、吉利科技集团等民营企业以及清华大学、哈工大等高校。从事通信卫星研制工作的主要包括航天科技集团空间技术研究院、航天科工空间工程发展有限公司、中电科54所、银河航天等。

卫星整机主要企业及上市公司

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    九、行业深耕者抢先布局，资本助推，开启航天商业时代

    1、新国防领域之空天赛道：卫星互联网，抢占空天轨道资源战略高地

    低轨卫星轨道资源有限，国际卫星发射加速将倒逼中国加快进行卫星互联网建设。由于高轨卫星传输时延大，一般为500ms左右；而低轨卫星可以实现50ms以内的时延，这相当于地面光纤网络，基本上实现实时或者近实时数据传输。空天资源包括卫星频率和轨道，对于人类进行空间活动重要性非比寻常。然而实际可用的轨道和频段有限，而各国空间活动常态化正在加快对该资源的获取，供不应求的局面正在加剧。当前国际规则中对轨道和频率的主要分配形式为“先申报就可优先使用”，各国亦借卫星互联网建设的契机对空天资源的高地进行抢占。

当前国际主要的卫星互联网计划

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    2、卫星互联网发展潜力巨大应用场景广阔

    智研咨询发布的《2020-2026年中国低轨卫星行业市场深度评估及发展规模预测报告》显示：2018年全球卫星产业总收入为2774亿美元，其中卫星制造为195亿美元，增速已升至28%。全球通信卫星产业总收入约1200亿美元，若简单地类比卫星制造所占份额，则2018年卫星制造市场空间为84亿美元，审慎按年增速20%计算，则2025年将达到300亿美元。卫星互联网产业可以分为组网、应用两个阶段。组网市场包括：卫星制造、发射、联网、维护等相关业务，是卫星互联网重要的前端市场，也将在未来若干年硬件快速投入的情形下将率先迎来快速成长阶段。

    2015-2018年全球卫星产业规模（亿美元）

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    2018年全球卫星产业链各部分收入占比

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    其中，2018年卫星互联网收入占据卫星产业最大份额，总收入为1265亿美元，较2017年下降1.7%。其中，卫星电视直播收入为942亿美元，比上年减少3%;卫星音频广播收入为58亿美元，较上年增长7%;卫星宽带业务收入为24亿美元，较上年增长14%;卫星固定通信业务收入为179亿美元，与上年持平;卫星移动通信收入为41亿美元，比上年增长3%;遥感领域收入为21亿美元，较上年减少5%。总体来看，卫星通信收入占卫星服务业收入比重高达98.34%。

    2018年卫星产业收入分布

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    2018年卫星服务收入结构情况

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    卫星互联网包括卫星电视直播、卫星音频广播、卫星宽带、卫星固定通信业务、卫星移动通信业务及对地观测业务，其中卫星电视直播比重高达74.47%，此文主要讨论与近年来物联网高度相关的卫星宽带、卫星移动通信及卫星固定通信业务，三项业务收入占比达近20%。

    而从发射情况来看，2018年共发射314颗卫星，商业通信卫星占22%，民用/军用通信卫星占4%，通信卫星合计占26%。此外，研究与开发(R&D)卫星占18%，遥感卫星占39%，科研卫星占4%，军事侦察卫星占6%，导航卫星占8%，其他卫星占1%。

    2018年发射卫星类型数量占比

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    不同于政府航天活动，商业航天以盈利为目的，按市场规则配置技术、资金、人才等资源。2018年底全球通信卫星数量近800颗，行业总产值约2800亿美元；小卫星产业迅速发展，将成为卫星制造市场的带动力量，预计2025年全球小卫星制造和发射市场规模将超过200亿美元。

    高通量宽带卫星需求刺激下，卫星通信将迎来新风口。美欧等主要国家近年来加快卫星互联网的部署，SpaceX、Oneweb、Facebook等科技巨头积极参与，后两者均于2019年开始部署近地轨道巨型星座。SpaceX已公布其Starlink卫星互联网计划，该计划将发射12,000颗卫星，在太空中形成一个巨大的人造卫星星座，为全球每一个角落提供互联网连接。2018年我国卫星通信市场规模仅为600亿元，占据世界份额为7.1%。目前我国首张国产卫星移动通信终端入网牌照已发放，完整产业链已被打通，未来大规模组网将受到需求刺激呈现爆发增长。目前我国已披露的卫星发射计划达到656颗，按小卫星均价1200万美元/颗计算，卫星制造的市场空间将达到550亿元。2018年底我国已发布卫星移动通信终端入网牌照，2025年我国卫星通信设备行业产值将超过500亿元。

    国卫星互联网建设将由航天科技集团、航天科工集团旗下公司占主导地位。目前可比肩Starlink、OneWeb等星座计划的是由我国中国航天科技和航天科工两大集团建设的低轨通信互联网“鸿雁星座”和“虹云工程”。两大集团是我国从事航天工程和军备导弹的中坚力量，雄厚的卫星制造、火箭发射技术在卫星互联网组网中可发挥重大作用。鉴于海外企业已进入小卫星密集部署阶段，国内企业尚存在一定差距，唯有采用国家顶层设计、企业分工协作的方式，方可在中期内实现对海外企业的加速赶超。

当前我国主要的卫星互联网计划

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    近十年，全球商业航天取得巨大进展，2018年，全球航天经济总量约为4000亿美元，其中商业航天产业占比高达76%。有机构预测称，未来全球航天经济市场规模有望突破万亿美元。

    从商业航天的业务分布来看，商业载人、深空探测、太空站等业务仍处于萌芽阶段，总体经济规模较小；而卫星产业市场需求旺盛，近十年来，全球卫星产业总收入呈现持续增长态势，在2018年达到历史最高2774亿美元，长期以来这都是商业航天的重点领域之一。

    在广泛进行“天基互联网”的建设之前，早有一些民营航天力量在这一领域进行探索。美国著名的民营航空公司SpaceX公司在3月18日发射了第六批星链卫星，总计在轨运行卫星数量达到360颗，今年内就将可以为北美地区提供互联网骨干网服务。国内的航天企业深耕产品，接连取得新进展：宇航推进火箭发动机关键部件完成交付；零壹空间成功交付某火箭试验移动发射车；银河航天成功发射首颗支持5G通用的低轨宽带通信卫星……在推动太空探索的同时，也让更多航天技术得到应用落地和产业化发展。

    纵观各国航天产业的发展，大体上都经历了由技术驱动，到商业需求驱动产业发展的过程。作为国家战略，航天产业长期受到国家政策的严格管控，但因技术研发成本巨大，单一力量很难推动技术迭代。为了更好实现航天技术进步，航天产业政策逐渐由管制到开放，再逐渐扶持民间资本，引入市场机制刺激航天技术的发展。

    十、国外经验对我国卫星产业发展的启示及投资建议

    全球49%人口未实现互联网覆盖，卫星互联网是突破数字鸿沟实现“全球互联”的核心基础设施：目前互联网渗透率增长已明显放缓，且中低收入地区放缓更为明显。ITU指出通过传统通信骨干网络在人口与互联网渗透率低的区域实现全球互联的难度较大。卫星互联网是解决地球“无互联网”人口数字鸿沟的主要手段。

    3GPP、ITU两大通信标准组织指出卫星互联网两大应用场景，商业价值外应关注空间轨位战略价值：eMBB（增强移动宽带）---天地融合通信；全球互联mMTC（大规模物联网）---大规模物联网应用。除商业价值外，空间轨位战略价值也将成为卫星互联网公司的主要争夺点，我国预计也将出现1~2家Starlink级别卫星互联网企业参与空间战略资源前期开发的竞争。

    全球卫星互联网建设于2020年正式开始，美1月份已发射120颗卫星：美国开启正式商用卫星的密集发射，前两大星座今年计划入轨1800颗互联网卫星，对应制造和发射服务费用在30亿美元以上，2021年开始正式商用运营，到2028年Starlink全部组网完成，或将具备600亿美元收入（据报道，Starlink年内将进行24次发射，预计完成1440颗卫星卫星入轨；Oneweb每季度将发射90颗卫星，2020年预计入轨360颗）
OneWeb、Starlink已经开始大规模建设，其大批量、低成本的卫星生产能力颠覆了传统卫星制造业。我国低轨互联网卫星星座建设面临着时间和成本上的较大压力，其中空间段资产的低成本是下游成功运营的重中之重。

参照国际先进经验，我国卫星互联网卫星星座低成本可采取以下途径：

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    我国目前与美国为第一梯队，建设进度落后一年，目前仅中美两国开始全球卫星互联网的建设：中国2020年1月银河航天已完成首次发射，鸿雁星座也计划于2020年进行试验系统建设，因美国试验卫星主要于2019年发射，因此我国卫星互联网建设进度目前或落后美国约一年时间。

    我国或诞生1-2家世界级卫星互联网企业，对标美国SpaceX(Starlink)建设计划，或需8年入轨1.1万颗；2028年预计我国卫星互联网总收入或可达580.5亿美元（3993.84亿人民币）。

    星座组建制造先行，卫星制造业与火箭制造业或将进入8年周期的高景气上行：2021年或将出现22.5亿美元卫星制造市场，同比增长或可达332.7%，2021至2027年或为卫星制造高景气阶段。

    卫星互联网应用与地面设备：全球互联数据价值与大规模物联网服务将占据此行业最大比例产值，2028年或达500亿美元量级。