全方位了解有機(jī)行業(yè)動態(tài)
編者注:
2024年,商業(yè)航天首次被寫入政府工作報(bào)告,這也是中央經(jīng)濟(jì)工作會議后,商業(yè)航天第二次被寫入重大報(bào)告。八院509所商業(yè)衛(wèi)星研制團(tuán)隊(duì)與上海航天科技股份有限公司聯(lián)合調(diào)研分析國內(nèi)外商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢,供讀者參考。
01
全球商業(yè)航天的內(nèi)涵、規(guī)模及趨勢
衛(wèi)星相關(guān)產(chǎn)業(yè)是全球商業(yè)航天的支柱
商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)可分為人造衛(wèi)星、運(yùn)載火箭、載人航天、深空探測和空間站五大方向,后三個(gè)方向尚處于起步階段,整體規(guī)模較小,因此人造衛(wèi)星及與衛(wèi)星發(fā)射相關(guān)的商業(yè)運(yùn)載火箭產(chǎn)業(yè)構(gòu)成了當(dāng)前航天經(jīng)濟(jì)的主體。
據(jù)衛(wèi)星工業(yè)協(xié)會(SIA)2023年6月的報(bào)告,2022年全球航天經(jīng)濟(jì)規(guī)模約為3840億美元,商業(yè)衛(wèi)星相關(guān)的火箭發(fā)射、衛(wèi)星制造、地面設(shè)備和應(yīng)用服務(wù)占比73%,規(guī)模達(dá)2810億美元。其中,衛(wèi)星制造規(guī)模達(dá)158億美元,較2021年的137億美元增長15%,呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的勢頭。
▲商業(yè)航天各領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)規(guī)模
(引自2023年SIA報(bào)告)
根據(jù)SIA 2020年的數(shù)據(jù),2010年至2020年在軌衛(wèi)星數(shù)量呈爆發(fā)式增長,增長率高達(dá)252%。通信衛(wèi)星和遙感衛(wèi)星分別占據(jù)第一和第二大市場份額。其中,通信衛(wèi)星份額增長最快,這主要得益于2019年互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星的密集發(fā)射期。
▲商業(yè)衛(wèi)星市場份額及數(shù)量
(摘自2021年SIA報(bào)告)
根據(jù)SIA對2022年衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),與該產(chǎn)業(yè)相關(guān)的火箭發(fā)射、衛(wèi)星制造、地面設(shè)備和應(yīng)用服務(wù)四大領(lǐng)域呈現(xiàn)以下特點(diǎn):
1)地面設(shè)備及應(yīng)用服務(wù)板塊投入和增加值最為廣泛,涉及衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品從初至終端的所有地面應(yīng)用場景,以及配套的相關(guān)接收設(shè)備的生產(chǎn)制造,是整個(gè)衛(wèi)星相關(guān)產(chǎn)業(yè)的主體部分,占比高達(dá)91%;
2)在地面設(shè)備與應(yīng)用服務(wù)領(lǐng)域,最大的細(xì)分領(lǐng)域是衛(wèi)星廣播電視、衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備及芯片等,面向的最終用戶最廣泛,占整個(gè)地面設(shè)備與應(yīng)用服務(wù)的79%。
3)衛(wèi)星制造領(lǐng)域,2022年送入軌道的衛(wèi)星數(shù)量最多的是商業(yè)通信衛(wèi)星制造,占比為84%,主要得益于星鏈等互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星的量產(chǎn)和入軌;其次是遙感衛(wèi)星制造,占比為10%;
4)在火箭發(fā)射領(lǐng)域,隨著可重復(fù)使用火箭進(jìn)入成熟的商業(yè)運(yùn)營,美國本土的火箭制造和發(fā)射業(yè)務(wù)已占據(jù)全球市場的一半以上,達(dá)到56%,較2020年的40%和2021年的35%有大幅增長。
▲衛(wèi)星相關(guān)產(chǎn)業(yè)四大領(lǐng)域營收
(引自2023年SIA報(bào)告)
衛(wèi)星相關(guān)產(chǎn)業(yè)進(jìn)入成熟增長期
衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)是資金、技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè),涉及芯片、通信、遙感、導(dǎo)航等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域,其發(fā)展與全球宏觀經(jīng)濟(jì)息息相關(guān)。得益于2012-2014年亞太地區(qū)GNSS導(dǎo)航服務(wù)在手機(jī)和車載上的快速增長和普及,衛(wèi)星相關(guān)產(chǎn)業(yè)也在2013-2014年經(jīng)歷了一段快速增長期。目前全球有超過70億部支持衛(wèi)星相關(guān)功能的智能手機(jī)在使用,全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展已趨于成熟,在新的顛覆性技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用之前,增速將趨于穩(wěn)定??梢钥闯?,除受全球疫情影響的兩年外,近十年來市場規(guī)?;颈3至嗣磕?%左右的增長。
▲衛(wèi)星相關(guān)產(chǎn)業(yè)收入年均增長
(數(shù)據(jù)來自SIA報(bào)告)
▲全球GNSS芯片出貨量各地區(qū)變化(援引自歐洲全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)局GSA市場分析報(bào)告)
商業(yè)航天規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大
據(jù)美國太空基金會統(tǒng)計(jì),業(yè)界來自商業(yè)航天相關(guān)的商業(yè)產(chǎn)品、基礎(chǔ)設(shè)施、支持服務(wù)等方面的收入逐年增加,至2023年已達(dá)到美國政府航天預(yù)算規(guī)模的近4倍,預(yù)計(jì)未來幾年這一差距還將進(jìn)一步拉大。
▲航天經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域規(guī)模變化
(摘自太空基金會2023年太空經(jīng)濟(jì)報(bào)告)
新興航空航天強(qiáng)國市場活力將進(jìn)一步釋放
歐方分析認(rèn)為,商業(yè)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)上游價(jià)值鏈(包括衛(wèi)星制造、發(fā)射和地面設(shè)備)主要依賴技術(shù)密集型的高端制造,上游收入牢牢控制在北美、亞洲和歐洲,合計(jì)占比92%,其中北美仍占據(jù)一半以上的份額。這主要得益于這些地區(qū)涵蓋研發(fā)和主權(quán)需求的公共項(xiàng)目產(chǎn)生的對先進(jìn)衛(wèi)星系統(tǒng)的巨大需求,以及成熟的國家/地區(qū)商業(yè)市場的支持。
▲2023年全球航空航天市場各區(qū)域分布
(摘自歐洲咨詢報(bào)告)
下游產(chǎn)業(yè)(包括運(yùn)營和服務(wù))也基本集中在北美、亞洲和歐洲,其余三個(gè)地區(qū)的航空航天市場規(guī)模相對較小,合計(jì)僅占20%。與更具活力的亞洲地區(qū)(過去5年增長了5%)相比,北美和歐洲正在慢慢落后。
下游市場的增長與兩個(gè)關(guān)鍵因素密切相關(guān):人口變化和地區(qū)生活水平變化。這些因素刺激了對連接和導(dǎo)航服務(wù)的需求。與價(jià)值鏈上游部分的成功在很大程度上依賴于政府舉措不同,下游市場主要受到連接和基于位置的服務(wù)等大眾市場應(yīng)用的影響,這些應(yīng)用可以產(chǎn)生持續(xù)的收入流,因此對政府支持的依賴較少。
歐美長期在全球經(jīng)濟(jì)和商業(yè)航天技術(shù)上處于領(lǐng)先地位,其衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)總體市場份額多年保持在50%以上。但隨著中國、印度等亞洲新興航天強(qiáng)國的崛起,近年來歐美衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)增速開始下滑。
02
全球商業(yè)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢
遙感衛(wèi)星正在由高性能、高成本的單星運(yùn)行向低成本星座運(yùn)行轉(zhuǎn)變。
2014年初,Pléiades、SPOT和-X衛(wèi)星的運(yùn)營者被整合到新成立的空客集團(tuán),空客一躍成為歐洲最大的航空航天和防務(wù)公司??湛突赟950光學(xué)遙感高端平臺建造的Pléiades Neo已成為全球在軌分辨率最高(0.3米)、商業(yè)運(yùn)營能力最強(qiáng)的光學(xué)遙感衛(wèi)星之一。
▲歐洲空客集團(tuán)衛(wèi)星系列
2017年,擁有MAXAR及MAXAR系列衛(wèi)星的公司被加拿大信息通信公司MDA收購,后者更名為MAXAR并將總部遷至美國,成為全球最大的對地觀測衛(wèi)星公司。其目前正在建造的衛(wèi)星是新一代高端對地遙感主力衛(wèi)星產(chǎn)品,具有高分辨率(0.29m)、高性價(jià)比等特點(diǎn)。
▲Maxar衛(wèi)星系列
歐美最新一代商業(yè)遙感衛(wèi)星的發(fā)展表明,高性能、高成本的單星發(fā)展模式已被低成本的星座運(yùn)行模式所取代。2014年發(fā)射的中興-3號是目前使用性能最優(yōu)異的商業(yè)遙感衛(wèi)星,其分辨率、定位精度、譜段數(shù)等指標(biāo)仍處于世界最高水平。但其單星39億元的造價(jià)和2.8噸的重量給時(shí)間分辨率的提高和發(fā)射成本的控制帶來了巨大的挑戰(zhàn)。
▲-3 衛(wèi)星(左)、Pléiades Neo 衛(wèi)星(中)、衛(wèi)星(右)
相比之下,空客與MAXAR集團(tuán)均將下一代商業(yè)遙感衛(wèi)星打造成為高性能、低成本的多衛(wèi)星星座,Pléiades Neo重量僅為920kg,單星成本僅約10.5億(人民幣)。而Pléiades Neo重量降至750kg,單星成本低至約6億(人民幣),對一箭多星快速發(fā)射部署和整體時(shí)間分辨率的提升起到了極大幫助,同時(shí)衛(wèi)星定位精度等重要性能依然能保持一流水準(zhǔn)。這一轉(zhuǎn)變主要得益于前期歐美通過高分辨率商業(yè)遙感獲取的高精度地面參考影像庫的積累??梢詮牡孛嫣幚矸矫嬷苯犹岣咴紙D像的精度,從而降低衛(wèi)星上高性能傳感器、控制器等部件的配置要求,實(shí)現(xiàn)在保持一流圖像產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí),降低單顆衛(wèi)星的制造成本。
▲歐美最新商業(yè)遙感衛(wèi)星與上一代衛(wèi)星綜合對比
低軌互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星已在通信衛(wèi)星中占據(jù)領(lǐng)先地位
針對高軌通信衛(wèi)星單星成本高、生產(chǎn)周期長、通信帶寬有限等瓶頸問題,隨著近年來以公司星鏈()衛(wèi)星為代表的低軌高帶寬互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星的發(fā)射和成熟應(yīng)用,低軌衛(wèi)星寬帶互聯(lián)互通已成為衛(wèi)星通信領(lǐng)域最主流的應(yīng)用服務(wù)場景。
目前全球低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)廠商的領(lǐng)先企業(yè)主要為美國()和英國(),兩家公司計(jì)劃在未來兩到三年內(nèi)發(fā)射近2萬顆低軌通信衛(wèi)星,以快速搶占低地軌道和寶貴的頻率資源。
兩家公司都在低地球軌道上建造互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星群,為地球上的任何地方提供低延遲、高帶寬的互聯(lián)網(wǎng)通信服務(wù),但它們的目標(biāo)市場并不相同。與 AT&T 不同,AT&T 不會直接向家庭出售服務(wù)。相反,該公司將尋求與電信運(yùn)營商、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商和其他向企業(yè)或家庭提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的組織合作。因此,雖然我們可能永遠(yuǎn)不會直接使用它,但 ISP(互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商)最終可能會選擇在網(wǎng)絡(luò)可用時(shí)訪問它。事實(shí)上,在美國,該公司已經(jīng)與 AT&T 達(dá)成了一項(xiàng)協(xié)議。
()雖然不是最早進(jìn)入低軌道寬帶互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的,但它是衛(wèi)星發(fā)射成功次數(shù)最多、速度最快、獲得登陸批準(zhǔn)的國家最多、用戶數(shù)量最多、全球影響力最高的衛(wèi)星星座。截至2023年底,已發(fā)射超過5600顆衛(wèi)星,擁有超過230萬用戶。截至2023年底,該公司已發(fā)射130批衛(wèi)星,共計(jì)5650顆,運(yùn)行中的衛(wèi)星數(shù)量為5271顆。自2023年以來,的發(fā)射和部署進(jìn)程明顯加快,從2022年平均10.7天縮短至僅需5.8天。用戶也在迅速增長,從2022年12月的100萬增長到2023年11月的230萬,用時(shí)不到一年,而且這一數(shù)字還在增加。 的服務(wù)范圍不斷擴(kuò)大,積極布局亞洲和非洲市場。2022年10月,日本成為首個(gè)推出服務(wù)的亞洲國家,隨后是菲律賓、蒙古、馬來西亞等國家。2023年1月,尼日利亞成為首個(gè)推出服務(wù)的非洲國家,隨后是盧旺達(dá)、莫桑比克、肯尼亞等國家。憑借全球覆蓋優(yōu)勢和商用天基通信能力,系統(tǒng)正在成為全球最具競爭力的天基網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商。
▲ 和 在軌衛(wèi)星數(shù)量匯總
(引自sky-)
為解決單顆低軌通信衛(wèi)星覆蓋范圍差的缺點(diǎn),低軌互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星通常需要以巨型星座的方式運(yùn)行。為實(shí)現(xiàn)大量衛(wèi)星的快速發(fā)射和部署,倒逼單顆衛(wèi)星的設(shè)計(jì)向輕量化、可堆疊方向發(fā)展。以星鏈衛(wèi)星為例,從結(jié)構(gòu)配置、載荷天線、星間激光器、太陽帆、氪離子/氬離子推進(jìn)等各方面壓縮衛(wèi)星尺寸,充分適應(yīng)大量衛(wèi)星的堆疊發(fā)射入軌和釋放。
▲星鏈衛(wèi)星的輕量化和可堆疊設(shè)計(jì)