中国卫星互联网产业：-浩瀚宇宙中的星辰“蓝海”.pdf

1 新时代中国航天的投资机会 ： 中国 卫星互联网 产业 浩瀚宇宙中的 星 辰“蓝海” 行业分类：国防军工 2021 年 5 月 20 日 中航证券研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文后的免责条款部分 联系地址：北京市朝阳区望京街道望京东园四区 2号楼中航 资本大厦中航证券有限公司 公司网址： 联系电话： 010-59562524 传真： 010-59562637 传真： 0755-83688539 中航证券研究所 分析师：张 超 证券执业证书号： S0640519070001 分析师：王宏涛 证券执业证书号： S0640520110001 电话： 010-59562525 邮箱： 股市有风险 入市须谨慎 1.全球卫星互联网 产业 蓝海下， 航天界 新老玩家 纷纷入局 卫星互联网是以卫星为接入手段的互联网宽带服务模式，其本质是 卫星 通信领域的一个重要衍生应用 ， 在特种领域、商用宽带通信 等 领域 均 具有 独 特 的应用价值 。 在 当代高通量卫星技术的发展促使卫星互联网通信的性能大 幅提升和用户成本的快速下降 背景下 ， 全球卫星互联网产业发展 已经 进入了 一个快车道 。 无论是老牌卫星通信运营商 Viasat、 Telesat，还是 新锐企业 SpaceX、 OneWeb，各大航天企业 均 已 纷纷入局 ，其中， SpaceX 的星链计划 已 经进入 Beta 测试阶段。 2.海外 商业 模式 恐 “水土不服”， 中国 卫星互联网 或 将走出独特发展路线 在全球各路 航天 企业“大显神通”之际， 由于 我国 航天产业 在 整体政策 背景、技术水平以及市场需求上与国外航天产业存在巨大差异 ， 我们认为， 直接盲目套用海外卫星互联网产业的发展模式对我国卫星互联网产业进行 研究分析 是不可取的 。 针对我国卫星互联网产业的发展路线，我们的 具体 观 点 包括 ： 2021 年 4 月，中国卫星网络集团有限公司成立。 新成立的星网集团 或将是统筹、规划及运营我国低轨卫星互联网的“国家队”，对我国卫星互 联网产业的发展，特别是低轨卫星互联网领域的发展，起到带头引领的作用 ； 在我国地面互联网 产业 较为发展，普及性较强 的 背景下， “十四五” 期间， 我国低轨卫星互联网发展驱动力 更多 来自于 国家层面的抢占轨道及频 谱资源的迫切性， 而 应用领域 也 或 更加 集中在 应急通信或特种领域 ， 而非 偏 远地区 的 商 用通信 。 高轨卫星互联网技术成熟度 较低轨更 高， “十四五”期间有望率先抢 占 大 部分 新兴 的 商用卫星互联网通信市场 ，包括航空 及 海洋 卫星 互联网通信 等。 3.新基建 战略 重点领域， “ 十四五”卫星互联网基础设施建设大幕即将拉开 2020 年 4 月，卫星互联网被国家发改委划定为“新基建”信息基础设施 ， 充分体现了国家建设我国卫星互联网产业的态度与决心。 卫星互联网产业作 行业投资评级 增持 基础数据 （ 2021.05.19） 中证 军工 龙头 指数 3493.37 军工行业 PE 61.05 军工行业 PB 3.38 近五年中证军工龙头指数 走势对比图 资料来源： wind，中航证券研究所 近五年军工行业 PE-band 资料来源： wind，中航证券研究所 0 150 300 450 600 750 - 3 0 % 0% 30% 60% 90% 1 2 0 % 1 5 0 % 成交金额 ( 亿元 ) 沪深 300 军工龙头 20 70 120 170 220 270 2 2 中航证券研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分 【 中国卫星互联网产业 浩瀚宇宙中的星辰“蓝海” 】 为一个我国航天产业中的新兴领域，同样具有航天产业的 高 技术、高投入、高风险、高效益和长周期 “四 高一长”的特点。 综合考虑我 国卫星互联网产业发展的具体特点，基于需求端测算， 我们预计， 我国卫星 互联网产业规模有望在 2025 年接近 450 亿元。 市场的 具体特点包括： 由于我国卫星互联网产业 （特别是低轨） 仍处于空间建设阶段（卫星制造） ，产业市场规模中空间段市 场占比较大，年均超过 200 亿元。 “十四五”期间，卫星互联网运营段市场整体增速较快，特别是新兴的航空互联网、海洋互联网通信 服务领域， 而 以上领域也有望被高轨卫星互联网 技术优先拓展 。 在我国， 缺少可回收运载火箭技术（低轨） 以及 卫星 低成本 批量化生产技术（低轨）、地面段终端设备 成本较高 （无论低轨高轨） 等均 是我国卫星互联网产业发展面临的重要痛点 。 长期来看， 高低轨联合组网有望成为 未来我国 卫星互联网产业发展的趋势。 4.投资机会 考虑到高低轨卫星互联网系统的 技术特点以及 我国卫星互联网产业现状，结合我国互联网用户的消费 习惯以及当前国际局势，我们对未来“十四五”期间卫星互联网产业发展中蕴藏的投资机会，有如下 判断 ： 空间段 （ 卫星制造 ） 伴随我国对低轨卫星互联网抢占轨道及频谱资源存在急迫性，十四五中后期，低轨通信小卫星或微小 卫星制造市场 的 需求有望逐步放量 。其中，在 传统通信卫星各分系统中，价值量占比较高的有效载荷 （转 发器及天线） 、控制系统、电源系统、天线系统、测控系统、总装和试验及总体领域 均 值得重点关注。 相关 上市公司 建议 重点 关注： 中国卫星 （小卫星设计、总装及核心零部件生产）、 康拓红外 （宇航级 微电子集成电路）、 航天电子 （有效载荷、卫星测控、控制系统）、 海格通信 （天线） 、 天银机电 （恒星敏 感器） 等 。 地面段（地面设备） 短期内，我国卫星互联网产业中的高轨卫星互联网下游有望优先得到拓展，部分具有明确下游需求的 领域，如航空互联网及海洋互联网等 应用领域 中上游 终端设备 的市场需求也有望率先 得到 释放。 相关上市公司建议重点关注： 中国卫星 （卫星通信终端设备制造）、 振芯科技 （卫星互联网综合应用 服务云平台）、 海格通信 （卫星互联网信息系统、终端、天线、终端里面的 TR 组件与芯片）、 盟升电子 （天 线）等 。 运营段（卫星互联网运营服务） “十四五”期间， 我国卫星互联网产业中， 空间基础设施 建设 已取得一定进展、且商业模式更为成熟 的高轨卫星互联网领域市场预计将 率先实现 快速发展。 相关上市公司建议重点关注： 中国卫通 （我国高轨卫星互联网运营商）。 5.风险提示 （ 1）卫星互联网产业相关项目一般均具有资金投入大、研制周期较长的特点，存在研发进展不及预期的 风险，同时由于项目投资回收期一般较长，项目相关企业存在资金链断裂的风险； 3 3 中航证券研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分 【 中国卫星互联网产业 浩瀚宇宙中的星辰“蓝海” 】 （ 2）涉军企业存在军队改革进度不及预期、型号研发和生产进展不及预期、订单释放进度低于预期、应 收账款回款较慢、军工资质申请或延续过程中出现障碍、泄密等风险； （ 3）卫星互联网产业中的国有企业存在国企改革进度不及预期风险； （ 4） 卫星互联网产业中， 包括且不限于航天发射、卫星入轨等航天活动均存在技术引发的失败风险； （ 5）卫星产品研制周期较长，卫星入 轨存在技术引发的失败风险； （ 6）卫星互联网应用市场存在较大的波动性风险，相关企业存在市场推广不及预期的风险； （ 7）卫星互联网涉及到的卫星轨道资源及频谱资源竞争激烈； （ 8）商业航天相关支持政策、配套政策存在推出进度不及预期的风险； （ 9）新冠肺炎疫情存在不确定性，对 卫星互联网 产业的发展存在多方面潜在风险。 4 4 中航证券研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分 【 中国卫星互联网产业 浩瀚宇宙中的星辰“蓝海” 】 目录 （一）星网集团正式成立，卫星互联网基础设施建设大幕即将拉开 . 6 1.1 卫星互联网产业概况 .6 1.2 全球卫星互联网产业发展历程 .9 1.3 高通量卫星助力卫星互联网 产业快速发展，高低轨两大星座组网方式并存 .11 1.4 我国低轨卫星互联网建设具有紧迫性，高低轨卫星互联网两大路线有望同步建设 .14 1.4.1 低轨卫星互联网：短期以“国家队”为主，以抢占轨道频谱资源需求驱动 . 14 1.4.2 高轨卫星互联网：“十四五”期间有望率先抢占部分商用卫星互联网通信市场 . 15 （二）我国卫星互联网产业分析 . 19 2.1 卫星互联网产业主要由空间段与地面段两部分构成 .19 2.2 我国 卫星互联网产业市场分析 .21 2.2.1 空间段（卫星制造）市场规模 . 22 2.2.2 地面段（地面设备 ）市场规模 . 25 2.2.3 运营段（卫星互联网运营服务）市场规模 . 28 2.3 我国卫星互联网产业链及市场参与主体 .32 2.4 我国卫星互联网产业技术发展趋势 .33 （三）对我国卫星互联网产业发展的判断及投资建议 . 36 （四）风险提示 . 39 5 5 中航证券研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分 【 中国卫星互联网产业 浩瀚宇宙中的星辰“蓝海” 】 图目录 图 1：卫星互联网系统原理示意图 . 7 图 2：卫星互联网产业在航天产业的位置 . 8 图 3：卫星互联网产业在互联网产业中的位置 . 9 图 4：卫星互联网发展的各阶段 特点 . 9 图 5：我国卫星互联网产业星座布局 . 17 图 6：我国两大军工央企与卫星网络集团的业务布局情况 . 18 图 7：卫星互联网系统的具体构成 . 19 图 8：卫星研制简略技术流程图 . 20 图 9：我国未来卫星地面设备市场规模及构成预测（单位：亿元） . 27 图 10：中国固定宽带用户数及普及率（单位：亿户； %） . 29 图 11：中国移动宽带用户数及普及率（单位：亿户； %） . 29 图 12： 2021-2025 年大众消费通信服务市场规模预测（单位：亿元） . 30 图 13： 2021-2025 年中国卫星服务市场规模及构成预测（单位：亿元） . 31 图 14：我国未来卫星互联网产业市场规模及构成预测（单位：亿元） . 32 图 15：我国卫星互联网产业链及相关上市公司分布 . 33 图 16：传统通信卫星价值量分布 . 37 表目录 表 1：全球主要卫星互联网卫星星座计划及进展情况 . 10 表 2： 2015 年不同通信方式提供的宽带互联网服务的使用成本与时延对比 . 12 表 3： 高低轨高通量卫星互联网系统效率及单位成本对比 . 13 表 4： 高低轨高 通量卫星互联网系统各项性能指标对比 . 13 表 5：卫星互联网系统空间段各组成部分功能及分类 . 19 表 6：卫星地面测控系统各组成部分功能及分类 . 21 表 7：国内主要在轨通信卫 星系列 . 22 表 8：国内未来通信卫星部署计划 . 23 表 9：国内未来通信卫星（大卫星）需求测算 . 23 表 10：国内未来通信卫星（小卫星及微小卫星）需求测算 . 24 表 11：国内卫星主要细分市场测算 . 24 表 12：卫星移动通信终端市场预测 . 25 表 13：海洋卫星互联网终端设备市场需求测算（单位：艘数； %） . 26 表 14：海洋卫星互联网运营市场需求测算（单位：位； %） . 29 6 6 中航证券研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分 【 中国卫星互联网产业 浩瀚宇宙中的星辰“蓝海” 】 （一）星网集团正式成立， 卫星互联网基础设施建设大幕即将拉开 卫星互联网是 以卫星为接入手段的互联网宽带服务模式 ，本质是 卫星通信领域的一个重要衍生应用 。 出于卫星互联网在特种领域、商用宽带通信领域存在 较大 的应用价值，且卫星轨道及卫星频谱存在稀缺性 特点，伴随当代高通量卫星技术的发展促使卫星互联网通信的性能大幅提升和用户成本的快速下降， 全球 卫星互联网产业发展 已经 进入了一个快车道 。 全球各大航天企业 中 ，无论是老牌卫星通信运营商 Viasat、 Telesat、新锐企业 SpaceX、 OneWeb 公司均在纷纷入局。其中 SpaceX、 OneWeb 公司均已进入卫星互联网 空间基础设施建设阶段，特别是 SpaceX 已经进入 Beta 测试阶段。 在 2020 年 4 月，卫星互联网被国家发改委划定为“新基建”信息基础设施之一后，市场对我国卫星 互联网的具体建设始终保持了较高的关注。在一年后的 2021 年 4 月 29 日，国务院国资委发公告称，将组 建中国卫星网络集团有限公司，同时该新组建的中国卫星网络集团有限公司（下文简称“星网集团”）由 国务院 国有资产监督管理委员会代表国务院履行出资人职责，列入国务院国有资产监督管理委员会履行出 资人职责的企业名单，以上意味着星网集团被列入央企清单。 尽管截至 2021 年 5 月 18 日，星网集团具体职责，主营业务及相关未来规划尚未公开披露，但在 2021 年 3 月 7 日，全国政协委员、航天科技集团科技委主任包为民披露：“我们正在规划和研制空间互联网卫 星，并发射了试验卫星，国家还将组建成立国网公司，专门负责统筹空间互联网建设的规划与运营。” 同时， 4 月 19 日，航天科技集团所属上市公司中国卫星董事葛玉君在 2020 年业绩说明会上表示 ，包括航 天科技集团的 “ 鸿雁 ” 系统、航天科工集团的虹云系统在内的相关星座建设计划，国家相关部门正在 进行统筹规划， “ 鸿雁 ” 星座的原计划将出现重大变化。 4 月 29 日，北京市委理论学习中心组学习（扩大） 会举办构建新发展格局讲座，会上，中国卫星网络集团党组书记、董事长张冬辰围绕卫星互联网作辅导报 告。从世界卫星互联网发展历程与启示、我国卫星互联网发展道路选择等方面作了深入解读，并就与北京 市合作推进卫星互联网产业发展提出建议。结合以上相关信息，我们判断， 新成立的星网集团 或将是统筹、 规划及运营我国低轨卫星互联网的“国家队 ” ，将对我国卫星互联网产业的发展，特别是低轨卫星互联网 领域的发展，起到 统筹规划 及 带头引领 的作用。 1.1 卫星互联网产业概况 根据中华人民共和国国家互联网信息办公室官网信息， 卫星互联网是以卫星为接入手段的互联网宽带 服务模式。 根据航天科工集团“虹云工程”总设计师向开恒讲解，卫星互联网主要是指以卫星为接入手段 的互联网宽带服务模式，它属于新基建中的信息基础设施。目前卫星互联网较多的是指利用地球低轨道卫 星实现的低轨宽带卫星互联网。相比高轨卫星，它具有低时延、易于实现全球覆盖的特点。 由此可见，卫星互联网定义是指以能够提供卫星宽带服务的模式，在进行卫星互联网产业分析中，不 应与卫星窄带物联网产业混为一谈。因此， 除特别提及，本报告中的卫星互联网概念全部特指卫星宽带互 7 7 中航证券研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分 【 中国卫星互联网产业 浩瀚宇宙中的星辰“蓝海” 】 联网，不包含以窄带通信为主的卫星物联网。 卫星互联网系统主要包括空间段、地面 段和用户段 3 部分，其系统架构如 图 1 所示。其中，空间段主 要指分布太空的通信卫星构成的卫星星座（具有相似功能的卫星分布在同一轨道或者多个轨道面上，按照 预先规划的分布规则运行，相邻卫星之间可通过透明转发、星上处理以及星上路由等技术实现数据传输， 整个空间段卫星相互协作而形成“一张网”的网络系统）；地面段作为卫星 互联网系统的重要组成部分， 由运控中心和信关站组成，主要完成卫星星座的管理、业务处理、网络运维管理等功能，同时负责卫星互 联网系统与其他系统的互联互通；用户段则主要由各类卫星互联网终端组成。 图 1： 卫星互联网系统原理示意图 互联网 卫星地面站 通信卫星 终端 用户 空间系统 地面系统 通信卫星 星间链路 资料来源：无线互联科技，中航证券研究所整理 从产业方面来看，我们认为，一方面，卫星互联网系统的构成，本质上与传统卫星通信系统相关设备 相似，另一方面，也与传统地面互联网产业的组成部分相似。因此我们认为，从本质上看， 卫星互联网实 质上是一种在卫星通信基础上建立的一种重要衍生应用，是航天产业中的卫星应用与互联网的交叉融合领 域 ，具体体现在以下两方面。 航天产业角度：卫星互联网产业属于航天产业中的卫星产业（见 图 2），主要由 基础设施建设 、 卫星互 联网运营 以及 终端用户 三大部分组成，与地面互联网产业的组成部分类似。 8 8 中航证券研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分 【 中国卫星互联网产业 浩瀚宇宙中的星辰“蓝海” 】 图 2：卫星互联网产业在航天产业的位置 航天产业 导 弹 火 箭 卫 星 空间飞 船 空间探测 器 卫星制造 地面基础设施 卫星发射 地面段建设 终端设备 基 础 设 施 建 设 依靠火箭发动机 喷射工质产生的 反作用力向前推 进的飞行器 环绕地球在空间 轨道上运行的无 人航天器 卫星互联网 产业 通信卫星 用作无线电通信中继站的人造卫星 ， 可以传输电话 、 电报 、 传真和数据等 代表 ： 中星系列 、 S t a r l i n k 系列 。 卫星产业 空间段建设 卫星互联网运营 终端用户 特种领域 民用领域 资料来源：中航证券研究所整理 互联网角度：互联网作为基础设施愈发渗透并影响人民的生活，通过改变人们的生活状态和生活方式， 带来巨大的经济、政治与军事影响。互联网发展至今基本形成了 地面光纤网络、移动无线网与卫星互联网 三种形态（见 图 3）。其中，卫星互联网顾名思义，就是靠卫星来提供互联网服务。 9 9 中航证券研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分 【 中国卫星互联网产业 浩瀚宇宙中的星辰“蓝海” 】 图 3：卫星 互联网产业在互联网产业中的位置 互联网 地面光纤网络 移动无线网 卫星互联网 空间段 地面段 用户终端 卫星星座 运营中心 、 关口站 、 测控站 接入网 （ 机载 、 船载 、 车载及便携式等 ） 接入终端 （ 移动手机 、 电脑等 ） 基于有线通信 基于地面无线通信 基于卫星通信 地面互联网 基本覆盖了绝大多数场景及用户 可实现全球覆盖 资料来源：电子技术应用，中航证券研究所整理 1.2 全球卫星互联网产业发展历程 如果将 早期的 卫星互联网服务范畴扩大到语音通信服务，卫星互联网星座的发展历史最早可以追溯到 20 世纪 80 年代末摩托罗拉公司发展的铱星（ Iridium）系统。卫星互联网的发展历程有别于卫星导航及卫 星遥感，近 30 年来卫星互联网星座建设的参与主体主要 是 以盈利为目的的商业企业。卫星互联网系统发 展的三个阶段如 图 4 所示。 图 4： 卫星互联网发展的各阶段特点 第二阶段 20 世纪 80 年代末 2000 年 2014 年 第三阶段 第一阶段 与地面互联网的关系 主要服务 话音和低速数据服务 ： 铱星及全球星 系统 （ 2 0 0 0 年前后宣告破产 ） 互联网接入服务 ： 轨道通信 （ 2 0 0 0 年 前后宣告破产 ）、 泰利迪斯 以及 天空之桥 系统 （ 未发射 、 2 0 0 2 年 宣布项目中止 ） 与地面电信运营商竞争客户 ， 最终替代地面通信网络 通过重建天基网络 、 销售独立 的卫星电话或上网终端 ， 面向 个人消费者提供全球化音通信 和网络接入 代表系统 为电信运营商提供一部分补充 和备份 ， 也在海事 、 航空等极 端条件下面向最终用户提供移 动通信服务 作 为地 面 通信 手 段的 填 隙 ， 规模有限 新铱星 、 全球性和轨道通信公司 作为地面网络的补充 为全球用户提供干线传输和蜂 窝回程业务 ， 地面电信运营商 是其客户和合作伙伴 ， 为地面 通信设施覆盖不到的地区提供 服务 O 3 b N e t w o r k s 资料来源：科技导报，中航证券研究所整理 在卫星互联网发展的第一阶段中，卫星互联网曾企图替代地面通信网络（特别是移动无线网络），希 望设计一款具有星间链路和星上处理能力的低轨通信卫星星座，相当于把地面蜂窝网倒置在太空，面向全 10 10 中航证券研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分 【 中国卫星互联网产业 浩瀚宇宙中的星辰“蓝海” 】 球提供移动话音服务，但由于当时在卫星互联网系统设计初期，地面通信还未兴起，导致各系统错误的估 计了市场，企图替代当时并不发达的地面通信网络，市场定位与用户选择不清、同时，各大系统技术复杂 度较大，投入成本过大，研发周期较长，系统能力欠缺导致了卫星互联网发展初期五大系统的集体失败。 在 2000年后的卫星互联网发展第二阶段中，多个卫星系统虽然在与地面系统的竞争中失利相继破产， 但不少企业却巧妙地利用破产摆脱了前期系统建设所欠下的巨额债务，反而重新寻找到了市场机会。如铱 星将市场重新定位为偏远地区的专业用户，通过以象征性 的价格买断了老铱星系统，将老铱星系统债务全 部剥离，减少了系统成本，将实现通话和数据使用费用降低至与地面通信接近的价格水平，最终实现了扭 亏为盈，同时卫星系统的升级使卫星网络系统能力接近了地面网络系统。 卫星互联网发展第三阶段中， 2007 年新成立的 O3b 卫星网络系统，作为一个真正的宽带卫星系统，通 过采取与电信运营商合作，为地面通信设施无法覆盖到的岛屿或船舶提供服务，同时选择了卫星星座部署 数量需求较少的 中轨 轨道来降低系统成本，在 2014 年开始提供商业服务以来，仅用半年时间就达到了原 计划 1 年 1 亿美元的收入水平。 目 前，国内外几大卫星互联网宽带卫星星座计划及进展情况可如 表 1 所示，可以看出，国内外各卫星 互联网企业在高轨（以下简称“ GEO”），中轨（ 以下简称“ MEO” ）以及低轨（ 以下简称“ LEO” ）等不 同轨道上均有所布局，其中，海外企业中的 SpaceX 与 OneWeb 公司的低轨卫星互联网星座计划的规模较大， 且进度较快，已 经进入到了应用组网阶段，特别是 SpaceX 的 Starlink 计划截至 2021 年 5 月 18 日，已经 累计发射 1577 颗“星链”卫星（包含两颗测试卫星），目前已处于 Beta 测试阶段（可能于 2021 年夏季 结束）。 表 1：全球主要卫星互联网卫星星座计划及进展情况 卫星互联网星 座 相关企业 计划卫星数量 工作频段 计划及当前进展 Starlink SpaceX （美国） 4425（ LEO） 7518（甚低轨道） Ku/Ka 首先发射 800 颗卫星，开始提供商业服务 （计划在 2020-2021 年）； 截至 2021 年 5 月 18 日，已累计发射 1677 颗（其中包含 2 颗原型卫星） OneWeb OneWeb 公司 （英国） 约 48000（ LEO） Ku/Ka 2020 年 3 月， OneWeb 公司破产，已被英国 政府收购，已发 182 颗卫星（截止 2021 年 5 月 18 日），目前专注于第一代的 648 颗卫 星，有望提供 1 年内区域商业服务 Project Kuiper 亚马逊 （美国） 3236（ LEO） Ka 2021 年 4 月亚马逊宣布，与“联合发射联 盟” (ULA)签署了一份合同， ULA 将为其进 行 9 次卫星发射。目前， FCC 要求亚马逊在 6 年内部署其计划中的一半卫星 ,即 2026 年 7 月需要将约 1600 颗卫星发射到近地轨道。 Lightspeed Telesat （加拿大） 初步计划 298（ LEO） Ka 首批卫星预计两年内做好发射准备 O3b 增强 O3b 网络公司 11（ MEO） - 计划 2021 年底前发射 3 颗、 2022 年发射 6 11 11 中航证券研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分 【 中国卫星互联网产业 浩瀚宇宙中的星辰“蓝海” 】 （欧洲） 颗、 2024 年发射最后 2 颗 Viasat-3 Viasat 公司 （美国） 3（ GEO） Ka 计划 2022 年初发射首颗卫星 天地一体化网 络 中国电科集团 3（ GEO） 4（ LEO） Ka（试验星） 2019 年 6 月，“天象”试验 1 星、 2 星发射 成功， 2021 年底前将发射三颗高轨卫星和 四颗低轨卫星，建设五个地面节点。作为重 大项目先行部分， 2019 年 3 月，天地一体 化信息网络地面信息港原型系统正式上线 试运行。 鸿雁计划 航天科技集团 300（ LEO） L/Ka (实验星 ) 2018 年底首发星发射；计划 2022 年完成 60 颗卫星组成的“鸿雁卫星星座通信系统”； 2025 年：建成完成二期建设，共计 300 颗 运营组网 虹云工程 航天科工集团 156（ LEO） Ka 2018 年底，发射 了 1 颗技术验证星； 2022 年， 计划 实现全部 156 颗卫星组网运行，完 成业务星座构建 低轨宽带通信 卫星星座（未 命名） 银河航天 (北 京 )科技有限 公司 1000(LEO) Q/V/Ka (首颗星 ) 首发星于 2020 年 1 月发射，计划 2022 年左 右完成第一批 144 颗卫星部署，随后从 144 颗卫星会升级到 800 多颗卫星，再升级到 2800 多颗卫星 全球多媒体卫 星系统 上海垣信卫星 科技有限公司 约 300（ LEO） Ka （试验星） 2019 年发射了阶段两颗试验卫星，计划 到 2021 年底转入组网和产业化阶段，力争 到 2023 底完成初步组网并投入商业运营。 资料来源：中国电子科学研究院学报、深科技、新华网、卫星与网络、 Techweb、北京商报、澎湃新闻、中航证券研究 所整理（注：我国中星系列高轨高通量卫星因暂未明确披露星座组网规划，故该表未列出） 1.3 高通量卫星助力卫星互联网产业快速发展，高低轨两大星座组网方式并存 事实上，近年来，全球建设卫星互联网的热度居高不下，主要得益于 全球卫星互联网下游市场存在需 求 、 高通量卫星技术的发展 促使 卫星互联网通信的性能大幅提升和用户成本的快速下降 。 市场需求 目前地面互联网中的地面光纤网络以及移动无线网络已经覆盖了绝大多数应用场景及用户，但根据中 国卫通集团有限公司副主任沈永言发表在卫星与网络中的互联网、移动互联网和卫星互联网发展简 史披露，尽管地面互联网非常发达，也仅覆盖了地球陆地面积的 20%，地球表面的 5.8%。同时，伴随着 智能移动终端功能日渐丰富，成本不断降低，应用蓬勃发展，建设融语音、数据、视频为一体，覆盖广泛、 经济适用的互联网，将有助于推动经济的快速增长。在 5G 时代即将到来之际，真正 5G 时代的万物互联和 随时随地接入的愿景，也有望为可实现全球覆盖的卫 星互联网带来新的市场及用户需求。在此背景下，自 12 12 中航证券研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分 【 中国卫星互联网产业 浩瀚宇宙中的星辰“蓝海” 】 2015 年起，在谷歌等互联网巨头的推动和支持下， OneWeb、 SpaceX、 Samsung 以及 Leosat 等多家企业提 出打造由低轨小卫星组成的卫星星座，为全球提供互联网接入服务，短期内就聚集了大量人气，引发全球 强烈关注。 用户成本和性能 从 2015 年不同通信方式提供的宽带互联网服务的使用成本和时延（见下表）中可以看出，尽管采用 高通量卫星系统（ HTS）较传统的固定卫星服务（ FSS）在系统建造成本上存在劣势，但在系统容量、用户 月支出和时间延迟等性能方面均具有较大 优势；部署在低轨的卫星互联网星座由于轨道高度较低，实现卫 星组网的卫星数量较大，系统总体容量得到大幅提升，同时系统建造成本也快速增长，但受到与地面站距 离的缩短，时间延迟也将快速下降，而部署在高轨的卫星互联网尽管是时间延迟较大，但建造成本低廉。 整体来看，尽管卫星互联网通信在成本和性能上仍较传统地面通信存在差距，但与早期的固定卫星服务相 比已经有了大幅度提升。 表 2： 2015 年不同通信方式提供的宽带互联网服务的使用成本与时延对比 通信手段 系统建造成本 （亿美元） 系统容量 （ Gbps） 用户月支出 （美元 /Mbps） 时延 （ ms） GEO-FSS 1 1.2 500 250 GEO-HTS 3.5 100 25 250 LEO-HTS 100 7000 20 30-50 光纤 按需 按需 5 10-20 地面蜂窝通信 按需 按需 0.5 10-50 资料来源：科技导报，中航证券研究所整理 总体来看，卫星互联网与地面互联网系统存在一定的竞争及互补关系。 因此，我们判断， 能否准确定 位市场及用户以便实现差异化竞争，或者找到与地面互联网系统协同发展的应用领域，是决定卫星互联网 星座成败的核心关键 ， 同时投入成本以及系统性能也是决定卫星互联网市场参与主体盈利能力及市场拓展 能力的重要因素。 目前，卫星互联网主要可以通过 低轨 星座组网以及 高轨 星座组网两种途径实现 ，不考虑卫星发射，二 者其性能与成本的特点如下： 成本方面，高轨卫星互联网 系统投入成本方面具有优势。 从高低轨高通量卫星互联网系统容量及单位 成本对比（见下表）可以看出， 由于高轨 高通量卫星互联网系统单行设计容量大，可以针对服务地区需求 定制容量，因此利用效率高，且卫星数量较少可以降低地面关口站数量，综合来看，所需总体资本投入更 小，较 低轨 高通量卫星互联网系统的有效单位成本也可以做到更低。考虑到 高轨 卫星寿命一般在 15 年左 13 13 中航证券研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分 【 中国卫星互联网产业 浩瀚宇宙中的星辰“蓝海” 】 右，而 低轨 卫星寿命一般在 5-10 年， 高轨 卫星互联网在投入成本方面将较 低轨 卫星互联网 更具有显著性 优势。 表 3： 高低轨高通量卫星互联网系统效率及单位成本对比 典型系统 轨道 单星设计 容量 （ Gbps） 卫星数量 （颗） 系统 理论 容量 (Gbps) 资本成 本 （亿美 元） 理论单位成本 （美元 /Mbps） 利 用 效 率 有效 容量 (Gbps) 有效单位成 本 (美元 /Mbps) Viasat-3 GEO 1000 3 3000 62.5 2100 50% 1500 4200 Oneweb LEO 8 648 5184 350 6800 5% 259 135000 Starlink LEO 23 4425 101775 1500 1500 5% 5089 29000 资料来源：中国电子科学研究院学报、深科技、新华网、中航证券研究所整理 性能方面，高轨 卫星互联网系统 存在 传输延时 ，特定地形存在通信困难等缺点，但对航空互联网、船 舶互联网等 大多数 客户的需求影响有限，同时 其 在地面终端成本具有优势。 尽管 低轨 卫星互联网系统较 高 轨 卫星互联网系统具有更低的端到端业务传输延时，但对于时间敏感性要求较高的应用主要为在线实时游 戏、高频次电子商务等。根据腾讯杰出科学家、多媒体实验室总经理刘杉在 2019 年末首届 Techo 开发者 大会上披露， 2019 年视频流量在整个互联网的占比已从 2017 年的 75%增长到约 80%，预计在 2022 年超过 82%的互联网流量将来自视频或包含视频的应用，而视频类应用对时间敏感性要求不高，因此 高轨 卫星系 统的传输延时缺点对大部分市场客户的需求影响有限。另外，由于 高轨 高通量卫星 相对地面静止 ，地面终 端实现简单， 且在传统的 FSS 高轨 卫星通信下，其通信 终端已经实现高集成度和小型化，达到消费级价格 ， 但 低轨 高通量卫星互联网系统由于卫星数量众多，地面终端成本仍偏高。 综上，卫星互联网中的 高轨 卫星互联网以及 低轨 卫星互联网的应用优劣可以归结如表 4 所示。可以看 出， 高轨卫星互联网在利用效率、卫星寿命、空间设施成本、终端成本等方面均具有较大优势，而低轨通 信卫星互联网的优势则主要在于复杂地形连续通信及传输时延低（实时性强）上，在部分应用领域具有优 势。 表 4： 高低轨高通量卫星互联网系统各项性能指标对比 卫星互联 网系统所 处轨道 系统 容量 利用 效率 单星 容量 运行寿命 单星覆盖范围 全球覆 盖所需 数量 传输 时延 维护 成本 有效单 位成本 终端 成本 高轨 适中 高 大 长 （ 15 年） 大 ，但存在两极 覆盖盲区，特定 地形通信困难 小 高 较低 较低 较低 低轨 庞大 低 小 较短 （ 5-10 年） 小，但保证 复杂地形通信不间断 大 低 较高 较高 目前较高 14 14 中航证券研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分 【 中国卫星互联网产业 浩瀚宇宙中的星辰“蓝海” 】 资料来源：中国电子科学研究院学报，中航证券研究所整理 1.4 我国低轨卫星互联网建设具有紧迫性，高低轨卫星互联网两大路线有望同 步建设 卫星互联网作为卫星通信的一个衍生应用，其产业发展与航天产业中的其他细分产业发展进展密切相 关，包括“弹箭星船器”中的火箭产业及通信卫星制造产业等。尽管近年来，我国航天产业发展迅速，但 在技术方面与部分海外航天强国相比仍有一定差距。同时我国航天产业发展体制也与海外各国存在一定差 异，以上都决定了 我国卫星互联网产业的发展特点将与海外航天强国的发展将有所差异，直接套用海外卫 星互联网产业的发展模式对我国卫星互联网产业进行研究 分析 是不合理的。 1.4.1 低轨卫星互联网：短期以“国家队”为主，以抢占轨道频谱资源需求驱动 从 我国目前的低轨卫星互联网建设情况来看， 目前，“国家队”方面，主要包括航天科技集团的鸿雁 计划 、航天科工集团的虹云 工程 、中国电科集团的天地一体化网络（高低轨联合组网）等，民营航天方面， 包括以银河航天、上海垣信等公开了具体卫星组网细节及时间表的低轨卫星互联网。总体来看，目前我国 低轨卫星互联网星座仍多处于发射了验证星的试验阶段，尚未开始空间基础设施的正式组网建设。 由于相近频率间的卫星星座会产生信号干扰，原则上不同的卫星通信系统不能使用相同频率，特别是 低轨卫星覆盖全球，频率协调难度较大 ,可用频段较少。按照频谱资源先 用先得的国际惯例 ,一旦一个公司 的大规模卫星网络组网完成，如 Starlink，那么留给其他卫星网络计划的频谱和空间就会大幅减少，因此 低轨卫星通信频谱资源的竞争问题日益加剧，在此背景下，当前世界各国抓紧建设低轨卫星互联网的一个 重要原因即抢占频率。 我们认为，本次我国 新成立的星网集团或将是统筹、规划及运营我国低轨卫星互联网的“国家队”。 将对我国卫星互联网产业的发展，特别是 对 低轨卫星互联网领域的发展，起到带头引领的作用， 充分表明 了国家加速推动卫星互联网产业发展的决心， 我国 卫星互联网空间基础设施 建设也有望提速 以 应对当前全 球愈演愈烈的 频率及轨道 争夺战 。 总体来看， 针对 我国 低轨卫星互联网 产业 的发展 ，我们判断，短期内， 以商用 宽带 互联网通信需求为 主导的低轨大规模卫星 宽带 互联网 星座 建设（如 Starlink） 或较难 有实质性进展 ，而以“国家队”为主导 统筹规划，以抢占地球轨道资源及频谱资源的快速部署 、以及在部分特定领域应用 需求驱动的低轨卫星互 联网将是我国低轨卫星互联网发展的主要驱动力。 另外 ， 值得注意的是， 部分存在明确通信需求的 应用 领 域（如物流监控等）或将 提前 被成本较低，规模较小的窄带卫星物联网星座（本报告未重点分析）“填隙”。 具体理由包括且不限于以下供给侧的成本因素以及商用化需求驱动力不足： 供给侧：技术差距导致 当前 成本偏高 供给侧的成本因素方面，卫星互联网的建设成本与火箭发射成本、高通量通信卫星建设成本等密切相 15 15 中航证券研究所发布 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责声明部分 【 中国卫星互联网产业 浩瀚宇宙中的星辰“蓝海” 】 关，其中，仅以火箭发射成本为例，由于我国商业航天发射产业目前主要