SPACEX：极强的工程和创新能力快速降低成本.pdf

请务必阅读正文后的重要声明部分 Table_IndustryInfo 2020年 03月 17日 强于大市(维持)证券研究报告行业研究电气设备 特斯拉专题报告五 SPACE X：极强的工程和创新能力快速降低成本 投资要点 西南证券研究发展中心 Table_Author 分析师：谭菁 执业证号：S1250517090002 电话：010-57631196 邮箱：tanjswsc 分析师：陈瑶 执业证号：S1250519080003 电话：0755-23914886 邮箱：cyaoswsc Table_QuotePic 行业相对指数表现 数据来源：聚源数据 基础数据 Table_BaseData 股票家数 195 行业总市值（亿元） 18,697.96 流通市值（亿元） 18,449.16 行业市盈率TTM 31.54 沪深300市盈率TTM 11.7 相关研究 Table_Report 1. 新能源&智能汽车动态跟踪：Model Y北美提前半年交付 (2020-03-16) 2. 特斯拉专题报告四：特斯拉股价及估值复盘分析（二） (2020-02-14) 3. 特斯拉专题报告三：特斯拉股价及估值复盘分析（一） (2020-02-11) 4. 磷酸铁锂专题报告：刀片电池和CTP方案带动磷酸铁锂回暖 (2020-02-05) 5. 特斯拉专题报告：创新源自于对本质的思考 (2020-01-23) 6. 电力设备新能源行业：新能源汽车补贴不退坡传闻可能影响市场预期 (2020-01-13) Table_Summary Space X 和特斯拉一样，具备极强的工程能力和创新能力，高速迭代产品，从而使得降低成本成为可能。SpaceX 的核心产品是猎鹰系列火箭，而猎鹰系列火箭的核心是发动机梅林。梅林选择了液氧煤油燃料组合，燃气发生器循环。 卫星通信是地面通信的重要补充，应用前景十分广阔。截至 2016 年 12 月 31日，全球在轨卫星共 1459颗。通信卫星占比超过 50%，其中商业通信卫星、政府通信卫星、非盈利通信卫星占比分别为 35%、14%和 1%；对地观测卫星占比19%，其中商业通信卫星、军民两用通信卫星分别占比 37%和14%。 卫星通信产业具有“供给创造需求”的特点。随着卫星数量的增加，卫星数据和服务的使用成本将不断降低，薄成本巩固运营商的收入，用户再次快速增加，使得原本昂贵的卫星人均使用成本降低到普及水平，最终实现用户数量的大爆发，从而使全球卫星通信产业真正步入爆发期。 低轨卫星系统主要成本有两块，一个是卫星制造成本、一个卫星发射成本。发射成本已经被SPACE X降低了很多。为了全行业降低成本，SPACEX的技术是开放的，全球商业卫星发射的成本都在迅速降低。Starlink 通过调整卫星结构，实现一箭60星，再次大幅降低了发射成本。 我们认为，Starlink将来会主要依赖于其成本优势，抢占现有市场规模并创造新增市场。如此来看，Starlink 确实可以降低卫星系统成本，依靠 SPACEX取得的成功，Starlink和现有的卫星通信公司相比，还是具备蛮大的成本竞争优势的。困难在于，卫星通信的市场有限，龙头公司目前的营业收入和盈利状况并不理想，Starlink短期之内只是跟现有的卫星通信公司竞争。如果Starlink想要获得更多的增量市场，更多的还得将来跟地面通信竞争。 重点关注个股：重点关注特斯拉产业链的公司：宁德时代（300750.SZ）、恩捷股份（002812.SZ）、先导智能（300450.SZ）、璞泰来（603659.SH）、天赐材料（002709.SZ）、嘉元科技（688388.SH）。 风险提示：SpaceX发射量不达预期和通信卫星客户开拓不达预期。 -18%-13%-7%-1%5%10%19/3 19/5 19/7 19/9 19/11 20/1 20/3电气设备 沪深300 特斯拉专题报告五 请务必阅读正文后的重要声明部分 目 录 1 SPACE X：极强的工程能力和创新能力快速降低成本 . 1 2 卫星通信行业：地面通信的有效补充 . 3 3 Starlink 优势：借助火箭发射的低成本抢滩市场 . 5 9Y9UoXtVlUnUmU8ZxUmMoP6MbPaQmOoOoMoOlOpPnOlOnMuN8OoPqNMYoMmNMYtRmR特斯拉专题报告五 请务必阅读正文后的重要声明部分 图 目 录 图 1：SPACE X历史沿革 . 1 图 2：火箭的结构图 . 2 图 3：卫星通信系统组成 . 3 图 4：2018年全球卫星产业收入为 2774亿美元 . 5 图 5：2012-2018年我国卫星产业产值及增速 . 5 图 6：StarlinK一箭六星 . 5 图 7：SpaceX发射业务营业收入和营业利润 . 5 图 8：Iridium系统 . 7 图 9：Iridium个人终端 和产品 . 7 图 10：OneWeb卫星发射. 9 图 11：OneWeb星座 . 9 表 目 录 表 1：全球宽带需求按地区分类统计 . 4 表 2：国外系统主要技术指标比较 . 6 表 3：2014-2018年铱星通讯公司主要财务数据（亿美元） . 7 表 4：2014-2018年铱星通讯公司收入来源/按客户分类（亿美元）. 8 表 5：卫星通信系统目前价格很高 . 8 特斯拉专题报告五 请务必阅读正文后的重要声明部分 1 1 SPACE X：极强的工程能力和创新能力快速降低成本 美国太空探索技术公司（SpaceX），是一家由埃隆马斯克2002年6月建立的美国太空运输公司。主要经营太空探索研究、卫星发射和商业轨道运输服务。目标是研发降低太空运输成本，并最终使火星移民成为可能。 图1：SPACE X历史沿革 数据来源：特斯拉官网，西南证券整理 截至2017年，美国航天发射次数占到了全世界发射总数的 33%，俄罗斯、中国、欧洲、日本和印度分别占 21%、15%、12%、10%和 8%。其中，SpaceX 的发射次数全球第一，超过了俄罗斯和中国。SpaceX的“猎鹰9号”也成为年内发射次数最多的火箭（23%），俄罗斯的“联盟”号（17%）位居第二，第三是中国的长征系列运载火箭。 Space X 和特斯拉一样，具备极强的工程能力和创新能力，高速迭代产品，从而使得降低成本成为可能。SpaceX的核心产品是猎鹰系列火箭，而猎鹰系列火箭的核心是发动机梅林。梅林选择了液氧煤油燃料组合，燃气发生器循环。 特斯拉专题报告五 请务必阅读正文后的重要声明部分 2 图2：火箭的结构图 数据来源：公开资料，西南证券整理 为了降低成本，第一代梅林，采用用了烧蚀冷却的喷管。这种技术通常用在固体火箭发动机上，液体火箭发动机要用主动式再生冷却，也就是燃料从喷管流动预热，也同时给喷管冷却，保证不被灼热的喷气熔毁。从1A到1D，一共五年的时间，推力，寿命，可靠性都得到了极大的提高。猎鹰九号一级火箭搭载 9台梅林，二级又搭载一台真空版梅林。重型猎鹰的一级火箭加两个助推器共 27台梅林。由于搭载数量多，生产成本进一步降低。 一级火箭和整流罩回收技术：一级火箭的液体发动机昂贵，能够回收一级火箭就能节省巨量的成本。 Space X 从 2015 年实现首次火箭一级回收成功以来， 2017 年更是实现了14次尝试全部成功，其中实现了 4次“二手火箭”的再次发射。整流罩的成本占到猎鹰火箭发射成本的10%左右,此回收也极大降低了发射成本。 2020年2月7日，SpaceX总裁兼首席运营官格温肖特维尔表示，SpaceX计划剥离太空互联网业务Starlink，积极准备进行IPO。该公司已经发射了240多颗卫星来建设Starlink网络，并将于今年夏天开始从太空向客户提供互联网服务。 星链（Starlink）计划的理念，是通过约 4000 枚相互链接的卫星和依据地理分布的地面基站，构筑一个覆盖全球的廉价太空通信系统。 特斯拉专题报告五 请务必阅读正文后的重要声明部分 3 2 卫星通信行业：地面通信的有效补充 卫星通信是地面通信的重要补充，应用前景十分广阔。截至 2016年12月31日，全球在轨卫星共 1459颗。通信卫星占比超过 50%，其中商业通信卫星、政府通信卫星、非盈利通信卫星占比分别为 35%、14%和1%；对地观测卫星占比19%，其中商业通信卫星、军民两用通信卫星分别占比 37%和14%。 如图所示，卫星通信系统与地面通信系统构成天地互联网络实现全球无缝覆盖。 图3：卫星通信系统组成 数据来源：西南证券 卫星通信运营服务领域按照业务类型可分为大众消费业务、卫星固定通信业务和卫星移动通信业务。其中大众消费业务包括卫星电视直播业务、卫星音频广播业务和消费卫星宽带业务；卫星固定通信业务包括转发器租赁业务和管理网络服务；卫星移动通信业务包括移动话音业务和移动数据业务。 通信卫星根据运行轨道高度可分为低轨道（LEO）卫星、中轨道（MEO）卫星和地球同步轨道（GEO）卫星。基于不同轨道构建的卫星通信系统，在系统设计复杂度、在轨维护成本、发射成本、卫星寿命、星地通信时延等方面具有不同特点。低轨通信卫星星座是移动卫星与宽带互联网接入的优选方案，具有全球无缝覆盖、卫星体积小、重量轻、发射成本低、数据传输速率高、传输延时低、衰减低、终端体积小、重量轻等优点。 卫星通信产业具有“供给创造需求”的特点。随着卫星数量的增加，卫星数据和服务的使用成本将不断降低，薄成本巩固运营商的收入，用户再次快速增加，使得原本昂贵的卫星人均使用成本降低到普及水平，最终实现用户数量的大爆发，从而使全球卫星通信产业真正步入爆发期。 2018年，全球卫星通讯服务总收入为 1265亿美元，Yoy -1.7%；我国卫星通讯产业收入为 600 亿美元。根据 Euroconsult 发布的小卫星市场前景报告，2018-2027 年，全球将发射超过 7000颗卫星，其中通信小卫星超过 60%。 特斯拉专题报告五 请务必阅读正文后的重要声明部分 4 全球各行业对低轨卫星座的需求主要有六大类：智能终端通信、宽带互联网接入、物联网接入、热点信息推送、导航增强及航空航海监视。 （1）智能终端通信：政府、企业、行业和个人等各类用户对卫星通信的需求包括在领土、领海范围内，以及在境外从事政府、商业和个人活动的应用需求。与地面 4G/5G 网络相融合，实现4G/5G网络全球覆盖率 100%。 （2）宽带互联网接入：具有提供低延迟的数据服务能力，面向野外作业企业、远洋渔业企业、远洋作业船只、境外投资企业、海外务工人员等各类用户提供与地面网络近似的上网体验。 （3）物联网接入：物联网技术通过分布式传感器和云平台，利用移动通信网络可以更快捷的获取信息。数据采集服务需要满足低数据量、低带宽占用、低传输时间、终端数量多的特点。 （4）热点信息推送：随着网民关注信息维度的增加和热点数据信息量的逐渐变大，全球卫星移动通信与空间宽带互联网系统能够为更加广阔的地区和泛人群提供全天候热点信息推送服务实。具体业务包括政府公共信息推送、新闻资讯推送、焦点视频点播等。 （5）导航增强：全球低轨卫星移动通信及空间互联网系统导航差分增强系统，实现高精度位置信息服务，能够广泛应用于铁路、海洋测绘、国家基础地理信息普查、智慧城市等多个领域，其市场效益可分为直接效益、间接效益。 （6）航空航海监视：能够实现全球飞机、船舶的全周期跟踪、提供统计数据增值服务，满足日益增长的航空航海市场发展需要，实现安全可靠的全球交通运输能力。全球宽带通信需求信息分类如表所示，预计2024年带宽需求为2009Gbps。 表1：全球宽带需求按地区分类统计 地区 2024年宽带需求预测（Gbps） 北美市场 840 拉美市场 220 欧洲市场 195 俄罗斯和中亚市场 110 中东和非洲市场 194 亚太市场 360 海事应用 90 合计 2009 数据来源：西南证券 未来 510 年内卫星通信与地面网络的充分融合，空间系统的信息管道向宽带化发展，是业界广泛认可的发展方向。一方面，卫星通信系统需与地面通信网络的核心网体系架构、通信协议、终端形态和服务方式充分融合，承载相同业务，实现一体化服务；另一方面，利用不断发展的空间技术实现同一系统的星间链路、用户链路的宽带化，从而解决海洋组网通信、安全保障通信、网络化服务以及网络拓展等当前难题。 特斯拉专题报告五 请务必阅读正文后的重要声明部分 5 图4：2018年全球卫星产业收入为2774亿美元 图5：2012-2018年我国卫星产业产值及增速 数据来源：EVLOOK，西南证券整理 数据来源：EVLOOK，西南证券整理 3 Starlink优势：借助火箭发射的低成本抢滩市场 2016年向美国FCC（联邦通信委员会）申请时是 4425颗，2018年增加到了1.2万颗，2019年10月又增加3万颗，最终Starlink 计划的卫星总数达到了 4.2万颗。根据美国卫星产业协会（SIA）数据，截止2018年底全球在轨业务运行的卫星数量也才仅仅 2100颗。 低轨卫星系统主要成本有两块，一个是卫星制造成本、一个卫星发射成本。发射成本已经被SPACE X降低了很多。为了全行业降低成本，SPACEX的技术是开放的，全球商业卫星发射的成本都在迅速降低。Starlink 通过调整卫星结构，实现一箭 60星，再次大幅降低了发射成本。 特斯拉火爆的发展吸引了所有人的眼球，Starlink能复制特斯拉的成功吗？我们有必要对竞争对手进行分析，全球主要的卫星通信公司有以下几个： （1）铱星公司（Iridium）移动通信卫星系统 目前铱星公司移动卫星通信服务的业务范围主要包括地面移动通信领域、机器到机器服务领域（M2M）、航海领域、航空领域和政府服务领域五个方面。铱星为美国政府提供的服图6：StarlinK一箭六星 图7：SpaceX发射业务营业收入和营业利润 数据来源：特斯拉官网，西南证券整理 数据来源：特斯拉官网，西南证券整理 特斯拉专题报告五 请务必阅读正文后的重要声明部分 6 务包括语音、数据、消息和寻呼服务，以及国防部专用网关的维护服务，美国国防部通过铱星的专用网关，进行全球通信。 （2）一网公司（OneWeb）卫星系统 由谷歌公司的 GregWyler 创立的 OneWeb 是正在建设的全球星座，吸引了的众多金融资本投资。OneWeb 星座共计 720 颗在轨卫星，运行在 18 个 1200 公里高度的轨道上，覆盖包括南北极在内的地球表面。工作频段为 1218GHz 的 Ku 频段，每一颗卫星的通信吞吐量为5Gbps，可以为每一用户终端提供 50Mbps （3）轨道通信公司（Orbcomm）卫星系统 Orbcomm 系统是全球领先的专做 M2M的卫星运营商，典型应用是各类资产的监控和跟踪，提供数据报告、信息报文、全球数据报和指令四类基本业务。Orbcomm 系统是专门针对双向低数据/信息传输的商业低轨卫星系统。系统工作频率为 137138MHz（下行）和148150.05MHz（上行）。系统支持发送和接收双向字母数字数据包，用户利用该系统可以开展远程数据采集、系统监控、车辆船舶及移动设施的跟踪定位、短消息报文的传递等。 表2：国外系统主要技术指标比较 铱星 NEXT Orbcomm二代 OneWeb 系统功能定位 移动通信、导航增强、 航空航海监视 物联网、航海监视 宽带接入 星座设计 66 颗卫星+6 颗在轨备份 轨道高度 780km 准极轨 40 颗卫星 混合轨道高度 700-800km 720 颗卫星（+2000） 轨道高度 1200km 准极轨 覆盖能力 全球常态无缝覆盖 全球部分覆盖 全球机动无缝覆盖 卫星质量 860kg 142kg 150kg 设计寿命 12.515 年 5 年以上 58 年 星间链路 有 无 无 容量 200 万移动通信用户 - 510Tbps 系统容量 最大数据传输速率 1.5Mbps 4.8kbps 50Mbps 单星成本 2500 万美元 500770 万美元 50 万美元 运载成本 单星 400600 万美元 单星 650 万美元 未知 数据来源：西南证券 铱星系统由卫星网络、地面网络、移动终端三部分组成，可提供全球任何地点（包括南北两极）的语音、数据通信。系统有66颗低轨卫星分布在6个极平面上，在极平面上的 11颗工作卫星。卫星在 780公里的高空以 27000公里/小时的速度绕地球旋转，100分钟 左右绕地球一圈。每颗卫星与其他四颗卫星交叉链接，两个在同一个轨道面，两个在临近轨道面。 特斯拉专题报告五 请务必阅读正文后的重要声明部分 7 图8：Iridium系统 图9：Iridium个人终端 和产品 数据来源：Iridium官网，西南证券整理 数据来源：Iridium官网，西南证券整理 由于国际政治因素，铱星电话不允许在以下国家或地区使用：匈牙利、波兰、北斯里兰卡、北朝鲜，其它地区的陆地和海洋，以及南极、北极均可使用，是迄今覆盖网络最广、系统最庞大的卫星通信系统。 目前所有无线通信覆盖不到的地区，铱星系统都能填补它的空白。铱系统独特设计的星际链路允许卫星之间通信，铱系统通过地面关口站实现与蜂窝电话网的无缝连接，在蜂窝系统覆盖不到的区域，由铱星系统提供通信服务，从而实现真正的全球通。整个“铱”星系统和“铱”星本身都是由 Motorola公司负责设计的，它还将对系统的正常运行提供技术保证。 在 GSM 覆盖的区域内，首先借助 GSM 网络，充当 GSM 手机使用，可以节省费用；在GSM覆盖不到的地方，可以借助铱星来传递信息，实现全球无缝通信。 表3：2014-2018年铱星通讯公司主要财务数据（亿美元） 2014 2015 2016 2017 2018 年均复合增速 总收入 4.09 4.11 4.34 4.48 5.23 6.37% 调整后净利润 0.75 0.94 1.11 2.34 -0.13 - 调整后净利润率 18.36% 22.9% 25.6% 52.21% -2.56% - 用户数量/万 73.9 78.2 85.0 96.9 112.1 10.98% 资本支出 4.41 4.95 4.06 4.0 3.91 -2.96% 净债务 7.33 10.41 12.54 14.56 15.8 21.17% 数据来源：Wind，西南证券整理 销售渠道方面，铱星通过批发网络出售产品，全球有 130 个服务提供商（SP，各种卫星服务提供商）、230个增值经销商（VAR，如 Telstra，KDDI ）、 90个增值生产商（VAM）。已经建立了强的经销商体系。