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卫星互联网行业深度报告:星空连通,蓝海无限

信息技术 2023-08-25 王海明 华鑫证券 徐红金
报告封面

投资评级:()报告日期:推荐首次2023年08月25日 ◼分析师:王海明◼SAC编号:S1050523070003 近地轨道资源成为全球竞争资源 全球卫星互联网产业产值稳健增长,国内卫星互联网尚处于初期发展阶段,未来提升空间广阔;我国卫星互联网产业链基本形成,上游价值集中有效载荷,中游地面设备通信产品百花齐放,下游借助北斗+拓宽应用场景,加速6G融合、空天地一体化、通导遥一体化。 近地轨道卫星产业链景气度已启动 需求侧:低轨卫星已成为大国竞争和博弈的新领域;低轨化、小型化带动大规模星座组网规模化部署;技术端看,高通量通信、多点波束技术、星载计算和传感技术、低成本化技术、激光星间链路技术、组网和移动站发展赋能卫星互联网新动力;政策端:卫星互联网被正式列入国家“新基建”政策的支持重点;投资端:SpaceX的商业模式已经成型,提供未来发展借鉴,我国民营资本也逐步入局。 给予卫星互联网行业投资评级:“推荐” 在日益激烈的近地轨道资源竞争背景下,我国卫星产业链受益于6G建设+卫星制造发射荷载运营等环节加速部署,我们给予卫星互联网行业“推荐”评级,建议关注信科移动、盟升电子、航天环宇、铖昌科技、航天智装等标的。 诚信、专业、稳健、高效 2.卫星互联网产业链包含四大板块3.卫星互联网行业增长逻辑1.近地轨道资源已成为全球竞争资源4.卫星互联网相关推荐标的 目录 CONTENTS 0 1近地轨道资源已成为 全 球 竞 争 资 源 1.1卫星互联网简介 按照轨道高度,通信卫星主要包括LEO(低地球轨道)、MEO(中地球轨道)、GEO(地球静止轨道)、SSO(太阳同步轨道)以及IGSO(倾斜地球同步轨道)。基于不同轨道构建的卫星通信系统,在覆盖范围、系统容量,传输延时、卫星寿命等方面,具有不同特点。其中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。 卫星互联网是基于卫星通信的互联网,通过发射一定数量的卫星形成规模组网,从而辐射全球,构建具备实时信息处理的大卫星系统,是一种能够完成向地面和空中终端提供宽带互联网接入等通信服务的新型网络,具有广覆盖、低延时、宽带化、低成本等特点。 1.1卫星互联网简介 按照频段分布,卫星的频段用于不同类型的通信和数据传输服务。根据ITU定义频段,其中用于卫星通信的有:UHF分米波频段:频率范围为300MHz-3GHz。该频段对应于IEEE的UHF(300MHz-1GHz)、L(1-2GHz)、以及S(2-4GHz)频段。UHF频段无线电波已接近于视线传播,易被山体和建筑物等阻挡,室内的传输衰耗较大。 SHF厘米波频段:频率范围为3-30GHz。该频段对应于IEEE的S(2-4GHz)、C(4-8GHz)、Ku(12-18GHz)、K(18-27GHz)以及Ka(26.5-40GHz)频段。分米波,波长为1cm-1dm,其传播特性已接近于光波。 EHF毫米波频段:频率范围为30-300GHz。该频段对应于IEEE的Ka(26.5-40GHz)、Q/V(33-75GHz)等频段。发达国家已开始计划,当Ka频段资源也趋于紧张后,高容量卫星固定业务(HDFSS)的关口站将使用50/40GHz的Q/V频段。 1.2卫星互联网发展演进 对地面通信网络补充阶段(2 0 0 0~2 0 1 4年) 与 地 面 通 信 网 络 竞 争 阶 段(20世纪80年代~2000年) 与地面通信网络融合阶段(2 0 1 4年 至 今) 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。 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。 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。 1.2卫星互联网发展演进 近年来,卫星争夺战已悄然展开。根据目前国外已公布的低轨通信方案中,卫星轨道高度主要集中在1,000-1,500km之间,频段主要集中在Ka、Ku和V频段。 近年来,中国多个近地轨道卫星星座计划也相继启动,虽然起步晚,但发展后势强劲。 1.2卫星互联网发展演进 SpaceX:SpaceX是由埃隆·马斯克(Elon Musk)2002年6月建立的美国太空运输公司,它发起的Starlink(星链)项目计划在2019年至2024年间在太空搭建由约1.2万颗卫星组成的“星链”网络提供互联网服务,其中1584颗将部署在地球上空550千米处的近地轨道,并从2020年开始工作。该公司还准备再增加3万颗,这项计划名为星链“二代系统”,使卫星总量达到约4.2万颗。Starlink的发展可以划成两大阶段: •初期发射(2019-2020):2019年5月,SpaceX发射了第一批60颗卫星。2019年10月15日,美国FCC代表SpaceX向国际电信联盟(ITU)提交文件,为3万颗额外的Starlink卫星安排频谱,以补充FCC已批准的1.2万颗Starlink卫星。2020年11月,Starlink测试版互联网服务向公众开放,速度超过每秒150兆比特。 •商业化(2021-至今):2020年11月6日,加拿大宣布监管部门批准Starlink低地球轨道卫星星座。2022年,SpaceX宣布推出StarlinkBusiness服务层,它提供更大的高性能天线,标称速度为150至500Mbit/s。2022年12月1日,FCC批准SpaceX在525公里、530公里和535公里高度的三个低地球轨道外壳中发射第二代(Gen2)星座的首批7500颗卫星。2023年3月,SpaceX报告称,Starlink业务部门在2022年有一个季度现金流为正,预计将在2023年实现盈利。 1.2卫星互联网发展演进 OneWeb:OneWeb是一家位于英国的全球通信公司,其总部位于伦敦,但大量业务位于美国,以前被称为WorldVuSatellites,由格雷格·威勒(Greg Wyler)于2012年创立。该公司一直在建造一个低地球轨道卫星网络,为城市以外的偏远地区提供互联网服务。在2015年至2020年期间,OneWeb一直被视为是SpaceX自发射的Starlink星座最有力的竞争者之一。OneWeb的发展可以划成四大阶段: •初期发射:2019年2月27日,OneWeb使用联盟2号运载火箭从法属圭亚那的圭亚那空间中心将首批六颗卫星发射到1,200公里的近地轨道。同一天,OneWeb宣布签署了前两份客户协议,标志着其商业化的开始。2019年3月18日,OneWeb宣布在首次成功推出后已获得12.5亿美元融资。该资金来自现有投资者软银和高通,以及萨利纳斯集团和卢旺达政府。 •破产风波:2020年3月27日因为新冠大流行的财务影响,OneWeb及18家附属公司向美国纽约南区破产法院申请破产,但保留了在法院保护期间控制其运行卫星的能力。2020年7月3日,由印度移动网络运营商BhartiGlobal和英国政府牵头的财团收购了OneWeb。 •加速发射:2021年4月,OneWeb将第六批卫星送入轨道,使在轨星座总数达到182个。2021年5月,OneWeb第七次发射使在轨卫星数量达到218颗,成为仅次于Starlink的第二大卫星群。2022年3月21日,OneWeb宣布与SpaceX签署发射协议,将使用猎鹰9号火箭发射剩余卫星。 •合并:OneWeb与法国GEO卫星运营商Eutelsat于2022年7月宣布合并。 1.3全球卫星互联网市场 从市场规模来看,根据SIA数据,2014年至2022年内,全球卫星互联网产业市场规模从2460亿美元增长到2810亿美元。尽管在过去几年中由于新冠疫情的影响市场增速有所波动,但市场规模在2021年和2022年有了较为稳定的增长。2022年全球商业航天市场规模达到约3840亿美元,卫星互联网产业在其中就占据了73%,仍然处于主流优势地位。这表明全球卫星互联网市场正在逐渐稳定,并迎来更加稳健的增长阶段。 从全球新发射卫星数量来看,根据UCS数据,2012年,全球新发射卫星数量仅132颗,2021年全球新发射卫星达到1827颗,期间年复合增长率为33.9%,随着卫星互联网下游端的需求刺激,预计未来全球每年卫星发射数还将持续增长。 1.4我国卫星互联网市场 2015年前,航天商业化,主要集中在市场销售环节的商业化,民营企业无法直接参与空间飞行器的总体设计研发。而2015年以后,我国开始积极发展商业航天,并逐步向民间资本开放商业卫星市场,推进商业卫星终端的规模化应用。国家政策允许民间资本进入航天活动的核心环节,民营企业被允许研发火箭、卫星和其它大气层以外的飞行器,航天产业加快进入组织、生产、销售全流程按市场化方式配置要素的新时代。我国商业航天已由基础制造、产品研发为主的阶段进入应用牵引、市场主导的新发展阶段。据统计,截至2022年,国内已注册并有效经营的商业航天企业数量达到433家。 根据SIA的测算,2021年中国卫星互联网产业规模约为292.5亿元,预计2025年将升至446.92亿元,2021-2025年复合增长率为11.2%,从整体规模来看,国内卫星互联网体量较小,尚处于初期发展阶段,但受益于近年来国家出台的多项鼓励推动卫星互联在各行业规模化应用的政策措施,国内卫星互联网市场发展机遇良好。 1.4我国卫星互联网市场 卫星互联网产业区域分布: 华北、中南和华东地区处于卫星互联网产业建设的前端;西南、西北和东北地区卫星互联网产业链特色优势明显。 卫星互联网产业部分重点城市: 北京:龙头企业实力强劲,民营航天企业形成集聚,产业发展迅速起步;深圳:多个低轨卫星互联网项目启动,卫星制造、地面设备领域处于领跑地位;武汉:以虹云、行云项目为重点,致力于打造武汉国家航天产业基地;上海:创新资源优势明显,“上海版”新基建行动方案引领信息通讯网络天地融合发展;西安:卫星载荷生产和地面遥测的重要基地,卫星互联网产业链条较为完整;成都:地面设备制造环节基础扎实,卫星运营服务环节具备一定发展潜力;重庆:依托鸿雁星座计划,初步搭建了通航产业“制造+运营+服务”的全产业发展格局。 0 2卫星互联网产业链包含四大板块 2.1卫星互联网产业链概况 目前,我国已经基本形成完整的通信卫星产业链,主要包含了卫星制造、卫星发射、地面设备、卫星运营及服务四大环节。产业链各环节不断开拓创新,处于产业成长期。 从产业链细分环节产业规模来看,根据SIA的数据,2022年卫星互联网产业链中卫星制造占比约为5.62%,卫星发射占比约为2.49%,地面设备占比约为51.59%,卫星运营及服务占比约为40.30%,中下游部分的地面设备和卫星运营及服务是产业链中最主要的两个部分,合计占据了约92.89%的市场份额。卫星制造和卫星发射虽然在总体产值中占比较小,但仍然是整个产业链中不可或缺的关键环节。 2.2卫星制造:有效载荷是价值核心 卫星制造环节主要包括卫星平台、卫星载荷。 在理想状态下,卫星平台的成本占比在20%-30%之间。卫星平台包括姿态与轨道控制系统、电源系统、结构系统、星务系统、测控系统和热控系统。其中,姿态与轨道控制系统涉及的元件和技术最为复杂,因此其成本占比也最高,占据了全卫星平台的40%。 2.2卫星制造:有效载荷是价值核心 姿态与轨道控制系统又可细分为:轨控系统、星敏感器、动量轮、能源系统、太阳敏感器、控制电器。 星敏感器是一种以恒星为参考源的姿态测量设备,因具备自