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通信行业:卫星互联网,产业巨变,星辰大海

信息技术2022-01-03宋辉、柳珏廷华西证券梦***
通信行业:卫星互联网,产业巨变,星辰大海

请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 [Table_Title] 卫星互联网:产业巨变,星辰大海 [Table_Title2] 通信行业 [Table_Summary] 1、卫星发射模式及制造模式发生深刻变化:在SpaceX等公司带动下,火箭、卫星等制造模式从传统的定制化变为批量化,传统发射制造成本大大降低,通信卫星可以低成本快速组网,卫星通信技术设施快速完成全球覆盖。 2、卫星通信高通量趋势明显,带宽成本下降,降低用户门槛,卫星通信相关应用普及会加快:2022年,大容量(高通量)卫星将占全球总卫星带宽的50%;2022年前后,我国宽带卫星容量需求也将达到1TB以上,带宽成本大大降低有利于带动应用普及。 3、民营企业加入卫星通信及应用领域,打破国家队模式:民用航天迅速发展,除了在卫星基础设施方面对传统卫星通信作为补充之外,民营企业在商业模式方面的探索较为积极 4、哪些领域值得投资? 1)火箭制造及发射:商业火箭以承接商业卫星或者国家卫星等有效载荷的订单为主要盈利模式,但是由于中国特有体制因素国家卫星订单预计不会是目前商业火箭的主要收入途径,因此液体、大推力、可回收火箭(降低发射成本)制造商是未来商业火箭制造和发射企业的发展重点,因此动力系统会成为火箭制造的关键环节。 2)通信卫星制造:低轨卫星数量预期发射量较大,星载核心硬件最先受益。通信卫星和有效载荷是通信转发器和天线(相控阵天线和固定多波束天线),Ka频段高通量卫星需求带动下,相控阵天线具备规模经济优势,星载相控阵天线相关科研院所及公司包括上海微系统与信息技术研究所、54所、铖昌科技(和而泰)等,另外卫星核心零部件厂商康拓红外、雷科防务等。 3)通信卫星应用:地面接收硬件终端(卫星接收天线、手持终端等)以及应用服务。尤其是服务高通量卫星之前卫通通信领域多用于应急、航海、航空的等专业高价值领域,相关受益公司包括海格通信、华力创通、盛洋科技等。 5、通信板块观点 1) 持续重点推荐IT主设备、通信+新能源、网络安全、车联网应用、军工通信等高成长性板块。 2)本周重点推荐低估值个股:紫光股份、中天科技、威胜信息、黑牡丹(收购艾特网能布局热能管理业务)、TCL科技、七一二、光环新网、金卡智能、航天信息、平治信息、中兴通讯、海格通信等公司。 6、风险提示 底层相关技术发展缓慢,卫星应用发展不及预期。 评级及分析师信息 [Table_IndustryRank] 行业评级: 推荐 [Table_Pic] 行业走势图 [Table_Author] 分析师:宋辉 邮箱:songhui@hx168.com.cn SAC NO:S1120519080003 联系电话: 分析师:柳珏廷 邮箱:liujt@hx168.com.cn SAC NO:S1120520040002 联系电话: -15%-10%-5%1%6%11%2020/122021/032021/062021/092021/12通信沪深300证券研究报告|行业点评报告 仅供机构投资者使用 [Table_Date] 2022年01月03日 199178 证券研究报告|行业点评报告 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 2 1. 卫星星座步入第三阶段,产业快速发展 第一阶段:20世纪80年代-2000年,卫星通信与地面通信处于竞争阶段。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。 第二阶段:2000年-2014年,卫星通信进入对地面通信网络的补充阶段。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。 第三阶段:2014年-至今,卫星通信进入与地面通信网络的融合阶段。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。 图1卫星通信与地面通信三阶段发展情况 整理 2.产业变革:技术、商业模式、资本大变革 2.1.技术变革:低轨、高通量,提升本优势与运营效率 低轨卫星星座更适合构建大规模卫星组网是卫星互联网的必然选择。低轨卫星通信系统的优势在于传输时延短、稳定性好、链路损耗小、应用场景丰富,多星组网可实现全球覆盖。高轨卫星的特点在于卫星数量较少,但单颗卫星的覆盖面积较广,单颗卫星发生损坏即有可能影响整个卫星通信系统的正常运作;而低轨通信卫星数量众多,呈现网状化结构,即使个别卫星出现问题,整个网络也仍然可以继续提供可靠的、连续的通信服务,符合卫星互联网发展趋势。近年来,低轨卫星发射数量占比显著提升,2017年和2018年全球卫星发射数量分别为351颗和371颗,其中LEO卫星占比均超过80%。 rQsMtRsRnPmRrPtPnNpMzQ6MdN6MsQqQpNpNkPnNqRfQoOrN6MqQvMuOsRsNuOnOoN 证券研究报告|行业点评报告 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 3 表 1 不同轨道卫星特征及用途 类别 轨 道位置 特征 用途 代 表型号/系列 低轨道(LEO)卫星 距地面300-2000km 传输时延、覆盖范围、链路损耗、功率较小 对地观测、测地、通信等 美国铱卫星、中国灵巧通信试验卫星、oneweb、星链 中轨道(MEO)卫星 距地面2000-35786km 传输时延、覆盖范围、链路损耗、功率大于LEO,小于GEO 导航 美国奥德赛、Irmarsat卫星、ICO 高轨道(GEO)卫星 距地面35786km的地球同步静止轨道 存在较长传输时延和较大的链路损耗 通信、导航、气象观测等 中国北斗卫星 太阳同步轨道(SSO)卫星 距地面高度小于6000km 轨道平面与太阳保持固定取向 气象观测、光学遥感等 中国风云一号卫星 倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星 距地面35786km - 导航 中国第44、49颗北斗导航卫星 资料来源:华西证券研究所整理 高通量通信卫星(HTS,HighThroughputSatellite),也称高吞吐量通信卫星,是相对于使用相同频率资源的传统通信卫星而言的,主要技术特征包括多点波束、频率复用、高波束增益等。 多波束技术是提高卫星通信能力的重要手段之一。其中相控阵技术与高速数字信息处理技术和电控有源元器件结合能够实现精准的波束只想控制和波束赋形;多点波束能够使用大量点波束实现广覆盖。 频率复用,实现通信容量的提升。点波束之间可以实现子波段复用,增加频谱利用率和通信容量。 波束增益,波束宽度调窄后提升天线增益,降低终端天线扣缴,提高频谱利用率。 表2高通量卫星特点 资料来源:华西证券研究所整理 2.2.商业模式转变:规模化、批量化生产模式、一箭多星、可回收发射模式,极大降低生产、发射成本 通过引入3D打印、模块化设计、COTS元件、智能装配等先进技术,降低了卫星的研制成本,并可以通过流水线组装的方式批量生产小卫星。 证券研究报告|行业点评报告 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 4 定制化转为工厂化设计趋势明显。世界各国卫星制造商相继提出系列化卫星平台,采用“搭积木”式的模块化设计,可实现工装配置系统重复使用、平台内及平台间各结构模块互通互用。 软件解绑升级,卫星灵活在轨迭代。传统卫星的研制方式多为定制化,技术更新较难。软件定义卫星采用开放系统架构,有效提升系统对载荷的适配,实现软硬件解耦,软件无需绑定硬件可独立升级演化,且可实现软件按需加载、系统功能按需重构。 标准化、模块化、工厂化促使卫星产业制造成本降低与运营速度的提升。材料采购规模效应、大量组批生产调试成本与时间的缩短,能有效降低平台研制成本,缩短生产周期,降低产业门槛。 一箭多星技术促使发射效率大幅提高,同时降低成本。“一箭多星”技术是目前较为先进的发射方式,即一枚运载火箭搭载多枚卫星,将其送入相应轨道,从而大幅提高卫星商业发射的效率,同时降低发射成本。 火箭回收技术促进提高火箭利用率,进一步降低成本。火箭可回收技术,即从所有退役卫星等航天器上回收可用部件,实现资源的回收利用。 图2 XSpace公司预测商业卫星成本 2.3.资本爆发:民间资本涌入,资本扩充推动产业链发展 资本大量涌入卫星互联网领域。布局卫星互联网企业不仅有专业空间运营公司,还包括软银、谷歌、Facebook这类互联网巨头、空客和波音等航空公司,以及高通、可口可乐等其他领域巨头也参与其中。 卫星互联网产业前期资产投入较高。卫星前期生产制造、星座搭建、火箭制造发射等阶段均为重资产投入阶段,需要外部融资较大。 国际上,多方参与资本支持。布局卫星互联网企业不仅有专业空间运营公司,还包括软银、谷歌、Facebook等互联网巨头、空客和波音等航空公司,以及高通、可口可乐等其他领域巨头也参与其中。同时,德国、印度、韩国等企业也已经提出组网计划。 证券研究报告|行业点评报告 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 5 国内:国家政策鼓励,国内民营资本进入。近年来,国家政策逐渐宽松,国家在放开商业航天领域的限制,2014年鼓励民间资本研制、发射和运营商业遥感。 卫星;2015年支持民间资本开展增值产品开发、运营服务和专业化推广;截至2018年,国内已注册的商业航天公司接近200家。 表 3 中国主要商业卫星融资情况 所属产业链环节 公司 最新融资轮次 累计融资金额 卫星发射 星际荣耀 A++轮 8亿元 蓝箭航天 C轮 超14亿元 零壹空间 B轮 近8亿元 星河动力 PreA轮 近3亿元 卫星制造 天仪研究院 B轮 超2.5亿元 微纳星空 A+轮 超亿元 零重空间 PreA+轮 数千万元 遥感卫星 长光卫星 第3轮 30亿元 国星宇航 A轮 超亿元 千乘探索 PreA1轮 数千万元 卫星通信 银河航天 B轮 超9亿元 九天微星 A+轮 2.5亿元 资料来源:华西证券研究所整理 3.投资机会逻辑 1、卫星发射模式及制造模式发生深刻变化:在SpaceX等公司带动下,火箭、卫星等制造模式从传统的定制化变为批量化,传统发射制造成本大大降低,通信卫星可以低成本快速组网,卫星通信技术设施快速完成全球覆盖 2、卫星通信高通量趋势明显,带宽成本下降,降低用户门槛,卫星通信相关应用普及会加快:2022年,大容量(高通量)卫星将占全球总卫星带宽的50%;2022年前后,我国宽带卫星容量需求也将达到1TB以上,带宽成本大大降低有利于带动应用普及。 3、民营企业加入卫星通信及应用领域,打破国家队模式:民用航天迅速发展,除了在卫星基础设施方面对传统卫星通信作为补充之外,民营企业在商业模式方面的探索较为积极 4、哪些领域值得投资? 1)火箭制造及发射:商业火箭以承接商业卫星或者国家卫星等有效载荷的订单为主要盈利模式,但是由于中国特有体制因素国家卫星订单预计不会是目前商业火箭的主要收入途径,因此液体、大推力、可回收火箭(降低发射成本)制造商是未来商业火箭制造和发射企业的发展重点,因此动力系统会成为火箭制造的关键环节。 2)通信卫星制造:低轨卫星数量预期发射量较大,星载核心硬件最先受益。通信卫星和有效载荷是通信转发器和天线(相控阵天线和固定多波束天线),Ka频段高通量卫星需求带动下,相控阵天线具备规模经济优势,星载相控阵天线相关科研院所及公司包括上海微系统与信息技术研究所、54所、铖昌科技(和而泰)等,另外卫星核心零部件厂商康拓红外、雷科防务等。 证券研究报告|行业点评报告 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 6 3)通信卫星应用:地面接收硬件终端(卫星接收天线、手持终端等)以及应用服务。尤其是服务高通量卫星之前卫通通信领域多用于应急、航