前言:【核芯觀察】是電子發(fā)燒友編輯部出品的深度系列專欄,目的是用最直觀的方式令讀者盡快理解電子產(chǎn)業(yè)架構(gòu),理清上、中、下游的各個環(huán)節(jié),同時迅速了解各大細(xì)分環(huán)節(jié)中的行業(yè)現(xiàn)狀。本期【核芯觀察】的主題是衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè),對上下游企業(yè)、技術(shù)、市場等方面進(jìn)行梳理,分析當(dāng)前衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)中芯片的需求趨勢。
衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)鏈
衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)鏈冗長,從衛(wèi)星制造到發(fā)射,從地面設(shè)施和終端再到衛(wèi)星通信運營和服務(wù),每個部分都是一個完整的產(chǎn)業(yè)鏈。我們將衛(wèi)星制造、發(fā)射的部分歸納到衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)的上游部分,中游則是衛(wèi)星通信運營和服務(wù),下游是衛(wèi)星通信地面終端與應(yīng)用,分析產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分以及相關(guān)主要企業(yè)。
上游
衛(wèi)星制造
通信衛(wèi)星一般由衛(wèi)星平臺和通信載荷兩個部分組成,其中衛(wèi)星平臺是由衛(wèi)星的主體和保障系統(tǒng)組成,其中包括多個系統(tǒng),比如姿控系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、熱控系統(tǒng)、星務(wù)系統(tǒng)、測控系統(tǒng)等。國內(nèi)具備衛(wèi)星平臺的企業(yè)有中國衛(wèi)星、天儀研究院、微納星空、九天微星、長光衛(wèi)星、銀河航天、時空道宇等。
衛(wèi)星載荷是指在衛(wèi)星平臺的基礎(chǔ)上,安裝一些設(shè)備而滿足特定任務(wù)或功能的需求。對于通信衛(wèi)星而言,其載荷就主要包括轉(zhuǎn)發(fā)器和天線系統(tǒng),滿足對通信信號中繼轉(zhuǎn)發(fā)的功能需求。
根據(jù)艾瑞咨詢的數(shù)據(jù),一般情況下定制衛(wèi)星的成本結(jié)構(gòu)中,平臺以及載荷兩個部分各占50%;在定制衛(wèi)星形成一定規(guī)模的批量生產(chǎn)時,平臺成本被分?jǐn)偅趩蝹€衛(wèi)星中的成本占比可以下降到30%;而對于商業(yè)衛(wèi)星公司而言,理想情況下平臺占衛(wèi)星總成本的比例低至20%左右。
目前通信衛(wèi)星的研發(fā)制造成本主要受到生產(chǎn)規(guī)模的限制居高不下,但隨著近年海外衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)公司包括OneWeb、星鏈等衛(wèi)星星座組建需求下,低軌通信衛(wèi)星大批量生產(chǎn)的實現(xiàn)讓但衛(wèi)星的制造成本持續(xù)降低。
根據(jù)公開信息,去年OneWeb衛(wèi)星的生產(chǎn)能力可以達(dá)到每天1-3顆,單顆衛(wèi)星成本大約在60萬美元,約合人民幣408萬元(按匯率1:6.8)。星鏈的衛(wèi)星產(chǎn)能則高達(dá)每日6—7顆,有消息稱其單顆衛(wèi)星制造成本已經(jīng)降至30萬美元左右(約合人民幣204萬元),當(dāng)然這與星鏈的供應(yīng)鏈成熟、生產(chǎn)規(guī)模大有關(guān)。今年3月的最新數(shù)據(jù)顯示,星鏈在軌衛(wèi)星已經(jīng)達(dá)到3803顆,累計發(fā)射數(shù)量更是高達(dá)4105顆,如此大批量制造能夠有效分?jǐn)傃邪l(fā)成本,同時也能夠持續(xù)完善供應(yīng)鏈,從多方面壓縮成本。
不過高軌通信衛(wèi)星的造價就要高得多了,由于這種衛(wèi)星需要的通信容量巨大,整體重量、體積相比低軌通信衛(wèi)星要大得多,且其衛(wèi)星平臺、載荷都更加復(fù)雜,整體數(shù)量需求較小、研發(fā)成本目前仍居高不下。比如ViaSat的通信衛(wèi)星位于GEO地球同步軌道,公開信息顯示其單衛(wèi)星造價約為3.6億美元,約合24.5億人民幣。
國內(nèi)方面,關(guān)于低軌通信衛(wèi)星的公開信息并不多,電子發(fā)燒友網(wǎng)根據(jù)銀河航天的公開信息估算,去年該公司的第二代低軌寬帶通信衛(wèi)星單顆研制成本在1000萬元-1500萬元之間,衛(wèi)星重量與星鏈一代相近,但通信容量方面要高出一倍以上,性能方面有一定優(yōu)勢。
但顯然,成本控制上海外企業(yè)要更加成熟。比如OneWeb采用了飛機(jī)制造的工業(yè)化、自動化、標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)線,用流水線的方式來提高生產(chǎn)效率以降低成本。星鏈則通過高比例的自研零部件,包括衛(wèi)星間激光通信設(shè)備、霍爾推進(jìn)器、專用的芯片、FPGA等,同時在一些部分舍棄了高昂的“宇航級”芯片,采用更加低價的工業(yè)級或消費級芯片,以進(jìn)一步大幅壓縮成本。
根據(jù)公開信息測算,如果以通信衛(wèi)星中平臺成本占30%、載荷成本占70%計算,衛(wèi)星載荷成本中天線分系統(tǒng)占到大頭的75%。即天線分系統(tǒng)在衛(wèi)星總成本中占比要超過50%。而其中T/R組件的成本又在天線分系統(tǒng)中占到50%左右,因此如果要談到通信衛(wèi)星的部件,必然離不開T/R組件。
圖源:鋮昌科技招股書
T/R組件一般由數(shù)控移相器、數(shù)控衰減器、功率放大器、低噪聲放大器、限幅器、環(huán)形器以及相應(yīng)的控制電路、電源調(diào)制電路等組成,在通信衛(wèi)星中是相控陣天線的核心部件。同時在通信衛(wèi)星載荷中的相控陣天線上,對T/R組件的要求是體積小、重量輕、同時需要更高效率降低發(fā)熱量。
因此,目前T/R組件的趨勢是將多個器件集成到單片的MMIC上,另一方面,T/R組件也正在從GaAs材料轉(zhuǎn)向GaN。作為第三代半導(dǎo)體,GaN具備寬禁帶的優(yōu)勢,并在射頻應(yīng)用中相比GaAs有更大優(yōu)勢,同等體積下GaN MMIC峰值功率更大、成本更低、效率更高。
由于本身行業(yè)壁壘較高,且商業(yè)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)仍處于初期階段,國內(nèi)星載T/R芯片和T/R組件的玩家較少,主要有鋮昌科技、中電科13所/55所、雷電微力科技、國博電子等。
另一方面,F(xiàn)PGA作為處理高速數(shù)字信號的重要器件,在通信衛(wèi)星中也起到重要作用。不過由于衛(wèi)星所處空間環(huán)境存在大量高能粒子以及宇宙射線,有可能導(dǎo)致元器件受損或出現(xiàn)“單粒子反轉(zhuǎn)”等現(xiàn)象,導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理出錯,因此在通信衛(wèi)星中用到的FPGA需要具備抗輻照等特性,也就是所謂“宇航級”芯片。
目前公開信息中,海外的賽靈思、Actel、Microchip(收購Atmel)等都有不少被廣泛應(yīng)用的宇航級FPGA產(chǎn)品,中科院論文還曾經(jīng)透露,我國的嫦娥四號月球著陸器上就使用了Atmel的CPU和FPGA。國內(nèi)方面,航天771所(西安微電子技術(shù)研究所)、航天772所(北京微電子技術(shù)研究所)、珠海歐比特等目前在宇航級FPGA方面較為領(lǐng)先,比如航天772所部分產(chǎn)品在北斗三號衛(wèi)星、神州14號上已經(jīng)被應(yīng)用。
隨著在軌衛(wèi)星數(shù)量持續(xù)增加,空間頻段資源也逐漸稀缺,在衛(wèi)星寬帶的通信頻段中,C頻段(5GHz)、Ku頻段(12-18GHz)、Ka頻段(20-30GHz)都逐漸飽和。因此,Q/V頻段(39-46GHz/46-75GHz)由于帶寬大、容量高等特性,是目前通信衛(wèi)星領(lǐng)域主要布局的方向。去年9月鵬城實驗室搭建的Q/V頻段星地通信試驗系統(tǒng)成功運行,這套系統(tǒng)由實踐二十號衛(wèi)星的Q/V頻段載荷、Q/V頻段地面站等組成。
為了應(yīng)對未來更高速率的衛(wèi)星通信需求,太赫茲頻段(0.1-10THz)也受到了關(guān)注,產(chǎn)業(yè)鏈廠商不少也在布局該頻段的產(chǎn)品。
衛(wèi)星總裝方面,國內(nèi)已經(jīng)有多家公司具備衛(wèi)星平臺方案以及批量化制造能力。包括航天科技集團(tuán)、航天科工集團(tuán)、銀河航天、時空道宇、微納星空、九天微星、長光衛(wèi)星、零重空間等,特別是民營商業(yè)衛(wèi)星公司的發(fā)展速度很快,包括銀河航天、時空道宇等已經(jīng)有批量制造的衛(wèi)星成功入軌。
衛(wèi)星發(fā)射
在衛(wèi)星發(fā)射環(huán)節(jié)中,包括火箭和發(fā)射服務(wù)兩個部分,其中火箭顯然在衛(wèi)星發(fā)射成本中占絕大多數(shù),因此,當(dāng)前商業(yè)通信衛(wèi)星行業(yè)的關(guān)注重點,其實是在于火箭的成本。火箭作為一個系統(tǒng)工程,基本可以分為設(shè)計、生產(chǎn)和測試三大階段。
根據(jù)艾瑞咨詢《2021年中國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》數(shù)據(jù),設(shè)計階段的研發(fā)費用占一發(fā)火箭首型科研經(jīng)費的70%,生產(chǎn)和測試占比為 30%。
其中,在火箭設(shè)計階段,為了不同的發(fā)射任務(wù),所有新型火箭都需要重新設(shè)計,其通過設(shè)計削減成本的動機(jī)較弱,是最需要優(yōu)化的業(yè)務(wù)階段。而生產(chǎn)和設(shè)計階段一般結(jié)合在一起,在火箭量產(chǎn)之后,這兩個階段的工作也能夠降低一定的成本。但如果在生產(chǎn)工藝和測試方面進(jìn)行改動,就必須在設(shè)計端進(jìn)行配合,所以在設(shè)計端會是降低火箭成本的關(guān)鍵。
對于目前主流的液體火箭來說,在結(jié)構(gòu)上的成本主要分為動力系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、地面系統(tǒng)這四個部分。其中動力系統(tǒng)占火箭整體成本的70%,其次電氣系統(tǒng)占15%、結(jié)構(gòu)約占8%、地面系統(tǒng)約占7%。
根據(jù)艾瑞咨詢的數(shù)據(jù),SpaceX獵鷹9號火箭發(fā)動機(jī)成本占比為68%,而中國運載火箭技術(shù)研究院的長征五號火箭中發(fā)動機(jī)成本占比高達(dá)80%。
顯然,降成本的主要方向必然是動力系統(tǒng)。而以往動力系統(tǒng)都是一次性消耗品,于是可回收火箭一級就是目前的一個發(fā)展方向。但從成本的角度來看,火箭的價值基本取決于運載能力,如果要保證垂直回收,那么火箭需要預(yù)留額外的30%燃料,再加上一些額外的模塊,相同的燃料火箭要損失40%運載能力。因此一些運載能力較弱的火箭其實不適合垂直回收,當(dāng)然一切都是運載能力與成本的平衡。
目前來看,全球范圍內(nèi)可回收的SpaceX獵鷹系列在發(fā)射價格方面有獨一檔的優(yōu)勢。獵鷹9重型理論最低的LEO軌道運載費用僅1萬元人民幣左右。當(dāng)然這個最低的成本計算方式是以單發(fā)火箭費用除理論最大LEO運力,但實際應(yīng)用中不太可能達(dá)到最大運力,所以實際每公斤發(fā)射費用可能會有較大的浮動。
而國內(nèi)目前發(fā)射成本最低的是長征3B,LEO軌道運載費用最低4.22萬元人民幣。但值得注意的是,根據(jù)需求的不同,以及火箭資源的稀缺性,目前來看整個市場的發(fā)射成本不會是評價一款火箭的核心。畢竟LEO軌道每公斤費用高達(dá)15.71萬元人民幣的電子號火箭,近年也是訂單不斷。商業(yè)衛(wèi)星公司往往不需要用到運力較大的中型火箭,比如獵鷹9類型的火箭一般都是采用“拼單”的形式發(fā)射,價格較低的同時,但也受到發(fā)射排期等因素影響。因此一些運力較低、相對每公斤發(fā)射費用更貴的小型火箭,也受到不少商業(yè)衛(wèi)星公司的青睞。
中游
運營與服務(wù)
在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)逐步成熟的階段,運營和服務(wù)將會在產(chǎn)業(yè)鏈中占有巨大的價值。我們在衛(wèi)星通信的第一期中也提到,2021年全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)價值中,衛(wèi)星制造和衛(wèi)星發(fā)射僅分別占5%和2%,而衛(wèi)星服務(wù)的價值占比僅次于地面設(shè)備,占到產(chǎn)業(yè)價值的42%。
作為運營的重要一部分,衛(wèi)星測控將會首先 受益。對于運行壽命有限的低軌通信衛(wèi)星,通過地面測控站以及可靠的測控管理,是保障衛(wèi)星在軌正常運行的關(guān)鍵。低軌通信衛(wèi)星的在軌數(shù)量越來越多,而很多規(guī)模較小的商業(yè)衛(wèi)星公司無力建設(shè)測控站,因此衛(wèi)星測控需求初期需要依賴第三方商業(yè)測控公司。目前國內(nèi)第三方的商業(yè)測控公司主要有:中科星圖、航天馭星、天鏈測控、寰宇衛(wèi)星、中科天塔、宇航智科、屹信航天等。
與此同時,通信衛(wèi)星星座目前還在加速建設(shè)中,未來隨著衛(wèi)星星座陸續(xù)完成組建,衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)鏈中運營和服務(wù)端、設(shè)備端等的占比還將會小幅提高,同時整體運營和服務(wù)市場的規(guī)模也將會持續(xù)大幅上升。
按照運營模式區(qū)分,衛(wèi)星通信運營商可以主要分為自有衛(wèi)星和代理(租用衛(wèi)星)運營兩種。自有衛(wèi)星星座的衛(wèi)星通信運營商,國內(nèi)目前主要是中國衛(wèi)通(中星系列和亞太系列星座)、銀河航天、國電高科等,2021年星網(wǎng)公司成立,將負(fù)責(zé)整合并統(tǒng)籌我國的低軌衛(wèi)星星座計劃,預(yù)計將組件衛(wèi)星數(shù)量高達(dá)1.3萬顆的星座,構(gòu)建本土衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。海外方面主要有Intelsat、Eutelsat(與OneWeb合并)、Inmarsat、SES Global、Viasat、銥星公司、SpaceX、亞馬遜等。
與此同時,從Viasat以及SpaceX開始,衛(wèi)星通信公司自研自制衛(wèi)星成為一個大趨勢。Viasat最早在高軌高通量衛(wèi)星上實現(xiàn)載荷自研;SpaceX利用自研自產(chǎn)的優(yōu)勢,在大批量生產(chǎn)的背景下通過改進(jìn)生產(chǎn)模式,大幅降低衛(wèi)星制造成本;OneWeb則在此前與空客合作,成立合資公司OneWeb Satellites負(fù)責(zé)衛(wèi)星生產(chǎn)。
而國內(nèi)的中國電信、海衛(wèi)通、中信衛(wèi)星等通過與其他擁有衛(wèi)星星座資源的公司合作,以代理或租用的方式為本土市場提供服務(wù)。
下游
地面運維系統(tǒng)
地面運維系統(tǒng)主要是信關(guān)站,信關(guān)站是連接衛(wèi)星和地面網(wǎng)絡(luò)的中轉(zhuǎn)站,即衛(wèi)星通信的網(wǎng)絡(luò)需要用信關(guān)站將其數(shù)據(jù)連接到地面的公共網(wǎng)絡(luò)中。信關(guān)站容量較大,一般配置大口徑天線,負(fù)責(zé)衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的分發(fā)和收集,同時具備網(wǎng)絡(luò)管理和運行控制等功能,可以完成資源調(diào)度、系統(tǒng)設(shè)備管理和用戶服務(wù)管理。
主要由射頻分系統(tǒng)、基帶分系統(tǒng)組成,其中射頻分系統(tǒng)包括天線、射頻部件和中頻部件等。不過信關(guān)站的需求量并不大,據(jù)鵬鵠物宇介紹,最少只需要三個地面站就可以實現(xiàn)全國范圍覆蓋,同時衛(wèi)星間的激光鏈路技術(shù)發(fā)展也進(jìn)一步降低對地面信關(guān)站的需求量。
固定終端
在衛(wèi)星通信固定終端上,根據(jù)衛(wèi)星的類型不同也有一些差異。比如高軌道的GEO衛(wèi)星,地面終端可以較為簡單,技術(shù)成熟;但LEO衛(wèi)星的固定終端則需要配備伺服跟蹤系統(tǒng),或是相控陣天線,以保證穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸。
因為受到功率限制,目前低軌衛(wèi)星寬帶應(yīng)用上還需要固定天線終端來接入。在星鏈的地面固定終端StarLink Dish中,就配備了相控陣天線,天線單元陣元數(shù)量高達(dá)1264個,射頻電路包括79顆多通道beamformer芯片和632顆射頻前端芯片,即1個射頻通道對應(yīng)2個天線輻射單元。
類似的還有亞馬遜Kuiper的Ka波段相控陣天線,OneWeb用于社區(qū)公共場所和航空客運等場景的天線等。隨著衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)用戶量的增長,相關(guān)固定終端也將會持續(xù)迎來爆發(fā)式增長,需求帶動相關(guān)的相控陣天線組件以及T/R芯片的廠商。
T/R芯片廠商比如鋮昌科技、中電科13所/55所、雷電微力科技、國博電子等。相控陣天線的核心廠商,包括海外的StarLink、波音、Kymeta、洛克希德·馬丁、雷神公司、Intellian,國內(nèi)的成都天銳星通、成都瑞迪威科技、天箭科技等。
移動終端
自去年9月華為和蘋果陸續(xù)推出了支持衛(wèi)星緊急通信的手機(jī)后,衛(wèi)星通信移動終端熱度迅速爆發(fā)。當(dāng)然,前面也提到由于受到功率和天線體積的限制,手機(jī)等移動終端還難以實現(xiàn)衛(wèi)星寬帶連接,目前主要以緊急通信應(yīng)用為主。比如華為今年3月推出的P60系列智能手機(jī)以及Watch Ultimate智能手表均支持雙向北斗短報文,可以在無信號的情況下發(fā)送和接收到信息。
圖源:Yole
根據(jù)yole的拆解,華為和蘋果分別在Mate 50系列以及iPhone 14系列智能手機(jī)上配備了一個專門用來與衛(wèi)星連接的芯片組,并配以GPS坐標(biāo)。為了讓這個應(yīng)用有效運行,它必須與衛(wèi)星完美同步,并且所建立的連接必須保持足夠長的時間,才能與智能手機(jī)進(jìn)行交換。為此,每款智能手機(jī)都集成了一流的GPS接收器來補(bǔ)償多普勒效應(yīng),計算衛(wèi)星的未來位置,并且通過蜂窩收發(fā)器和特定的前端芯片組協(xié)調(diào)通信,以在 S/L 頻帶上接收和發(fā)送信號。
另一方面,更成熟的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)也早已普及,市場上的便攜式衛(wèi)星電話產(chǎn)品已經(jīng)非常成熟。比如國內(nèi)的天通衛(wèi)星移動通信系統(tǒng),覆蓋軍用和民用需求,可以提供海洋、邊遠(yuǎn)地區(qū)等的通信服務(wù),支持手持終端、寬帶便攜通信終端、移動車載通信終端等。
衛(wèi)星通信終端方面,國內(nèi)也有不少終端設(shè)備廠商。金信諾2020年推出的Ku頻段的便攜式衛(wèi)星通信終端,設(shè)備主機(jī)重量控制在12kg以內(nèi),針對亞太6D衛(wèi)星定制研發(fā)。相對于傳統(tǒng)的固定站,通過減少設(shè)備重量和體積,并保持通信信號的高質(zhì)量,便攜式衛(wèi)星通信終端可以為衛(wèi)星通信擴(kuò)寬更多使用場景。除此之外,金信諾還推出了一維相控陣車載動中通電線、天通移動衛(wèi)星手機(jī)等終端產(chǎn)品。
盟升電子的衛(wèi)星通信終端集中在“動中通”方面,也就是衛(wèi)星移動業(yè)務(wù),一般這種終端包括衛(wèi)星自動跟蹤系統(tǒng)和衛(wèi)星通信系統(tǒng),產(chǎn)品主要應(yīng)用于機(jī)載、車載、船載等交通運輸領(lǐng)域。
華力創(chuàng)通則針對“天通一號”通信衛(wèi)星而推出一系列的終端產(chǎn)品,包括便攜式天通寬帶終端、手持衛(wèi)星電話、窄帶數(shù)據(jù)傳輸終端、船載衛(wèi)星終端等。
另外,國內(nèi)的衛(wèi)星通信終端供應(yīng)商還有海格通信、盛洋科技等。
去年4月,3GPP完成了5G R17標(biāo)準(zhǔn)的凍結(jié),引入了衛(wèi)星通信的新特性,對面向非地面網(wǎng)絡(luò)(NTN)的5G NR提供支持,包括智能手機(jī)、支持eMTC和NB-IoT的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等都可以實現(xiàn)低速率的衛(wèi)星通信。目前聯(lián)發(fā)科、高通、紫光展銳等基帶芯片廠商都已經(jīng)完成了相關(guān)測試,相信未來衛(wèi)星緊急通信很快會在智能手機(jī)上實現(xiàn)普及。
未來6G“空天地海一體化網(wǎng)絡(luò)”的概念下,移動通信終端與衛(wèi)星通信的結(jié)合必然會是技術(shù)大趨勢之一。在這個部分中,首先射頻部分天線的小型化是衛(wèi)星通信在移動終端中進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵,相關(guān)天線供應(yīng)商包括海外的村田、Amphenol、Laird、Pulse、Molex、Skycross、Galtronics,國內(nèi)的立訊精密、信維通信、碩貝德等。
同時基帶芯片部分,需要通信算法和協(xié)議棧的積累,現(xiàn)有具備通信基帶芯片設(shè)計能力的廠商將有機(jī)會延續(xù)優(yōu)勢,比如聯(lián)發(fā)科、高通、海思、紫光展銳、華力創(chuàng)通、海格通信等。
總結(jié):
1、衛(wèi)星通信隨著越來越多的低軌衛(wèi)星星座組建,以及低軌衛(wèi)星寬帶通信的成熟,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)接入的規(guī)模將會迎來紅利期。加上衛(wèi)星制造水平的提升以及火箭發(fā)射成本的下降,使得通信衛(wèi)星運營商建設(shè)星座投入成本降低,能夠提供的通信容量不斷增大,單位服務(wù)成本不斷降低,用戶的使用成本持續(xù)下降,衛(wèi)星應(yīng)用范圍將大幅拓展,整個衛(wèi)星通信的產(chǎn)業(yè)規(guī)模也將進(jìn)一步擴(kuò)大。
2、在通信頻段方面,由于空間頻率資源有限,目前主要使用的 C、Ku和Ka頻段預(yù)計未來將無法滿足不斷增加的衛(wèi)星通信需求,因此Q/V頻段預(yù)計將成為下一代通信衛(wèi)星的技術(shù)方向。同時,為了應(yīng)對未來更高速率的衛(wèi)星通信需求,太赫茲頻段(0.1-10THz)也受到了關(guān)注。在太赫茲頻段上,衛(wèi)星通信可提供更大容量以及 10Gbps以上的高速傳輸,產(chǎn)業(yè)鏈廠商不少已經(jīng)在布局該頻段的產(chǎn)品,但距離大規(guī)模應(yīng)用預(yù)計還有很長一段時間。
3、“空天地海一體化網(wǎng)絡(luò)”作為未來6G無線網(wǎng)絡(luò)最有可能的核心概念,移動通信終端與衛(wèi)星通信的結(jié)合必然會是技術(shù)大趨勢之一。
4、隨著華為和蘋果的入局,相關(guān)芯片產(chǎn)業(yè)鏈走向成熟,智能手機(jī)以及智能手表等設(shè)備上的衛(wèi)星緊急通信功能會逐步下放至更多機(jī)型中。
衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)鏈
衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)鏈冗長,從衛(wèi)星制造到發(fā)射,從地面設(shè)施和終端再到衛(wèi)星通信運營和服務(wù),每個部分都是一個完整的產(chǎn)業(yè)鏈。我們將衛(wèi)星制造、發(fā)射的部分歸納到衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)的上游部分,中游則是衛(wèi)星通信運營和服務(wù),下游是衛(wèi)星通信地面終端與應(yīng)用,分析產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分以及相關(guān)主要企業(yè)。
上游
衛(wèi)星制造
通信衛(wèi)星一般由衛(wèi)星平臺和通信載荷兩個部分組成,其中衛(wèi)星平臺是由衛(wèi)星的主體和保障系統(tǒng)組成,其中包括多個系統(tǒng),比如姿控系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、熱控系統(tǒng)、星務(wù)系統(tǒng)、測控系統(tǒng)等。國內(nèi)具備衛(wèi)星平臺的企業(yè)有中國衛(wèi)星、天儀研究院、微納星空、九天微星、長光衛(wèi)星、銀河航天、時空道宇等。
衛(wèi)星載荷是指在衛(wèi)星平臺的基礎(chǔ)上,安裝一些設(shè)備而滿足特定任務(wù)或功能的需求。對于通信衛(wèi)星而言,其載荷就主要包括轉(zhuǎn)發(fā)器和天線系統(tǒng),滿足對通信信號中繼轉(zhuǎn)發(fā)的功能需求。
根據(jù)艾瑞咨詢的數(shù)據(jù),一般情況下定制衛(wèi)星的成本結(jié)構(gòu)中,平臺以及載荷兩個部分各占50%;在定制衛(wèi)星形成一定規(guī)模的批量生產(chǎn)時,平臺成本被分?jǐn)偅趩蝹€衛(wèi)星中的成本占比可以下降到30%;而對于商業(yè)衛(wèi)星公司而言,理想情況下平臺占衛(wèi)星總成本的比例低至20%左右。
目前通信衛(wèi)星的研發(fā)制造成本主要受到生產(chǎn)規(guī)模的限制居高不下,但隨著近年海外衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)公司包括OneWeb、星鏈等衛(wèi)星星座組建需求下,低軌通信衛(wèi)星大批量生產(chǎn)的實現(xiàn)讓但衛(wèi)星的制造成本持續(xù)降低。
根據(jù)公開信息,去年OneWeb衛(wèi)星的生產(chǎn)能力可以達(dá)到每天1-3顆,單顆衛(wèi)星成本大約在60萬美元,約合人民幣408萬元(按匯率1:6.8)。星鏈的衛(wèi)星產(chǎn)能則高達(dá)每日6—7顆,有消息稱其單顆衛(wèi)星制造成本已經(jīng)降至30萬美元左右(約合人民幣204萬元),當(dāng)然這與星鏈的供應(yīng)鏈成熟、生產(chǎn)規(guī)模大有關(guān)。今年3月的最新數(shù)據(jù)顯示,星鏈在軌衛(wèi)星已經(jīng)達(dá)到3803顆,累計發(fā)射數(shù)量更是高達(dá)4105顆,如此大批量制造能夠有效分?jǐn)傃邪l(fā)成本,同時也能夠持續(xù)完善供應(yīng)鏈,從多方面壓縮成本。
不過高軌通信衛(wèi)星的造價就要高得多了,由于這種衛(wèi)星需要的通信容量巨大,整體重量、體積相比低軌通信衛(wèi)星要大得多,且其衛(wèi)星平臺、載荷都更加復(fù)雜,整體數(shù)量需求較小、研發(fā)成本目前仍居高不下。比如ViaSat的通信衛(wèi)星位于GEO地球同步軌道,公開信息顯示其單衛(wèi)星造價約為3.6億美元,約合24.5億人民幣。
國內(nèi)方面,關(guān)于低軌通信衛(wèi)星的公開信息并不多,電子發(fā)燒友網(wǎng)根據(jù)銀河航天的公開信息估算,去年該公司的第二代低軌寬帶通信衛(wèi)星單顆研制成本在1000萬元-1500萬元之間,衛(wèi)星重量與星鏈一代相近,但通信容量方面要高出一倍以上,性能方面有一定優(yōu)勢。
但顯然,成本控制上海外企業(yè)要更加成熟。比如OneWeb采用了飛機(jī)制造的工業(yè)化、自動化、標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)線,用流水線的方式來提高生產(chǎn)效率以降低成本。星鏈則通過高比例的自研零部件,包括衛(wèi)星間激光通信設(shè)備、霍爾推進(jìn)器、專用的芯片、FPGA等,同時在一些部分舍棄了高昂的“宇航級”芯片,采用更加低價的工業(yè)級或消費級芯片,以進(jìn)一步大幅壓縮成本。
根據(jù)公開信息測算,如果以通信衛(wèi)星中平臺成本占30%、載荷成本占70%計算,衛(wèi)星載荷成本中天線分系統(tǒng)占到大頭的75%。即天線分系統(tǒng)在衛(wèi)星總成本中占比要超過50%。而其中T/R組件的成本又在天線分系統(tǒng)中占到50%左右,因此如果要談到通信衛(wèi)星的部件,必然離不開T/R組件。
圖源:鋮昌科技招股書
T/R組件一般由數(shù)控移相器、數(shù)控衰減器、功率放大器、低噪聲放大器、限幅器、環(huán)形器以及相應(yīng)的控制電路、電源調(diào)制電路等組成,在通信衛(wèi)星中是相控陣天線的核心部件。同時在通信衛(wèi)星載荷中的相控陣天線上,對T/R組件的要求是體積小、重量輕、同時需要更高效率降低發(fā)熱量。
因此,目前T/R組件的趨勢是將多個器件集成到單片的MMIC上,另一方面,T/R組件也正在從GaAs材料轉(zhuǎn)向GaN。作為第三代半導(dǎo)體,GaN具備寬禁帶的優(yōu)勢,并在射頻應(yīng)用中相比GaAs有更大優(yōu)勢,同等體積下GaN MMIC峰值功率更大、成本更低、效率更高。
由于本身行業(yè)壁壘較高,且商業(yè)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)仍處于初期階段,國內(nèi)星載T/R芯片和T/R組件的玩家較少,主要有鋮昌科技、中電科13所/55所、雷電微力科技、國博電子等。
另一方面,F(xiàn)PGA作為處理高速數(shù)字信號的重要器件,在通信衛(wèi)星中也起到重要作用。不過由于衛(wèi)星所處空間環(huán)境存在大量高能粒子以及宇宙射線,有可能導(dǎo)致元器件受損或出現(xiàn)“單粒子反轉(zhuǎn)”等現(xiàn)象,導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理出錯,因此在通信衛(wèi)星中用到的FPGA需要具備抗輻照等特性,也就是所謂“宇航級”芯片。
目前公開信息中,海外的賽靈思、Actel、Microchip(收購Atmel)等都有不少被廣泛應(yīng)用的宇航級FPGA產(chǎn)品,中科院論文還曾經(jīng)透露,我國的嫦娥四號月球著陸器上就使用了Atmel的CPU和FPGA。國內(nèi)方面,航天771所(西安微電子技術(shù)研究所)、航天772所(北京微電子技術(shù)研究所)、珠海歐比特等目前在宇航級FPGA方面較為領(lǐng)先,比如航天772所部分產(chǎn)品在北斗三號衛(wèi)星、神州14號上已經(jīng)被應(yīng)用。
隨著在軌衛(wèi)星數(shù)量持續(xù)增加,空間頻段資源也逐漸稀缺,在衛(wèi)星寬帶的通信頻段中,C頻段(5GHz)、Ku頻段(12-18GHz)、Ka頻段(20-30GHz)都逐漸飽和。因此,Q/V頻段(39-46GHz/46-75GHz)由于帶寬大、容量高等特性,是目前通信衛(wèi)星領(lǐng)域主要布局的方向。去年9月鵬城實驗室搭建的Q/V頻段星地通信試驗系統(tǒng)成功運行,這套系統(tǒng)由實踐二十號衛(wèi)星的Q/V頻段載荷、Q/V頻段地面站等組成。
為了應(yīng)對未來更高速率的衛(wèi)星通信需求,太赫茲頻段(0.1-10THz)也受到了關(guān)注,產(chǎn)業(yè)鏈廠商不少也在布局該頻段的產(chǎn)品。
衛(wèi)星總裝方面,國內(nèi)已經(jīng)有多家公司具備衛(wèi)星平臺方案以及批量化制造能力。包括航天科技集團(tuán)、航天科工集團(tuán)、銀河航天、時空道宇、微納星空、九天微星、長光衛(wèi)星、零重空間等,特別是民營商業(yè)衛(wèi)星公司的發(fā)展速度很快,包括銀河航天、時空道宇等已經(jīng)有批量制造的衛(wèi)星成功入軌。
衛(wèi)星發(fā)射
在衛(wèi)星發(fā)射環(huán)節(jié)中,包括火箭和發(fā)射服務(wù)兩個部分,其中火箭顯然在衛(wèi)星發(fā)射成本中占絕大多數(shù),因此,當(dāng)前商業(yè)通信衛(wèi)星行業(yè)的關(guān)注重點,其實是在于火箭的成本。火箭作為一個系統(tǒng)工程,基本可以分為設(shè)計、生產(chǎn)和測試三大階段。
根據(jù)艾瑞咨詢《2021年中國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》數(shù)據(jù),設(shè)計階段的研發(fā)費用占一發(fā)火箭首型科研經(jīng)費的70%,生產(chǎn)和測試占比為 30%。
其中,在火箭設(shè)計階段,為了不同的發(fā)射任務(wù),所有新型火箭都需要重新設(shè)計,其通過設(shè)計削減成本的動機(jī)較弱,是最需要優(yōu)化的業(yè)務(wù)階段。而生產(chǎn)和設(shè)計階段一般結(jié)合在一起,在火箭量產(chǎn)之后,這兩個階段的工作也能夠降低一定的成本。但如果在生產(chǎn)工藝和測試方面進(jìn)行改動,就必須在設(shè)計端進(jìn)行配合,所以在設(shè)計端會是降低火箭成本的關(guān)鍵。
對于目前主流的液體火箭來說,在結(jié)構(gòu)上的成本主要分為動力系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、地面系統(tǒng)這四個部分。其中動力系統(tǒng)占火箭整體成本的70%,其次電氣系統(tǒng)占15%、結(jié)構(gòu)約占8%、地面系統(tǒng)約占7%。
根據(jù)艾瑞咨詢的數(shù)據(jù),SpaceX獵鷹9號火箭發(fā)動機(jī)成本占比為68%,而中國運載火箭技術(shù)研究院的長征五號火箭中發(fā)動機(jī)成本占比高達(dá)80%。
顯然,降成本的主要方向必然是動力系統(tǒng)。而以往動力系統(tǒng)都是一次性消耗品,于是可回收火箭一級就是目前的一個發(fā)展方向。但從成本的角度來看,火箭的價值基本取決于運載能力,如果要保證垂直回收,那么火箭需要預(yù)留額外的30%燃料,再加上一些額外的模塊,相同的燃料火箭要損失40%運載能力。因此一些運載能力較弱的火箭其實不適合垂直回收,當(dāng)然一切都是運載能力與成本的平衡。
目前來看,全球范圍內(nèi)可回收的SpaceX獵鷹系列在發(fā)射價格方面有獨一檔的優(yōu)勢。獵鷹9重型理論最低的LEO軌道運載費用僅1萬元人民幣左右。當(dāng)然這個最低的成本計算方式是以單發(fā)火箭費用除理論最大LEO運力,但實際應(yīng)用中不太可能達(dá)到最大運力,所以實際每公斤發(fā)射費用可能會有較大的浮動。
而國內(nèi)目前發(fā)射成本最低的是長征3B,LEO軌道運載費用最低4.22萬元人民幣。但值得注意的是,根據(jù)需求的不同,以及火箭資源的稀缺性,目前來看整個市場的發(fā)射成本不會是評價一款火箭的核心。畢竟LEO軌道每公斤費用高達(dá)15.71萬元人民幣的電子號火箭,近年也是訂單不斷。商業(yè)衛(wèi)星公司往往不需要用到運力較大的中型火箭,比如獵鷹9類型的火箭一般都是采用“拼單”的形式發(fā)射,價格較低的同時,但也受到發(fā)射排期等因素影響。因此一些運力較低、相對每公斤發(fā)射費用更貴的小型火箭,也受到不少商業(yè)衛(wèi)星公司的青睞。
中游
運營與服務(wù)
在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)逐步成熟的階段,運營和服務(wù)將會在產(chǎn)業(yè)鏈中占有巨大的價值。我們在衛(wèi)星通信的第一期中也提到,2021年全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)價值中,衛(wèi)星制造和衛(wèi)星發(fā)射僅分別占5%和2%,而衛(wèi)星服務(wù)的價值占比僅次于地面設(shè)備,占到產(chǎn)業(yè)價值的42%。
作為運營的重要一部分,衛(wèi)星測控將會首先 受益。對于運行壽命有限的低軌通信衛(wèi)星,通過地面測控站以及可靠的測控管理,是保障衛(wèi)星在軌正常運行的關(guān)鍵。低軌通信衛(wèi)星的在軌數(shù)量越來越多,而很多規(guī)模較小的商業(yè)衛(wèi)星公司無力建設(shè)測控站,因此衛(wèi)星測控需求初期需要依賴第三方商業(yè)測控公司。目前國內(nèi)第三方的商業(yè)測控公司主要有:中科星圖、航天馭星、天鏈測控、寰宇衛(wèi)星、中科天塔、宇航智科、屹信航天等。
與此同時,通信衛(wèi)星星座目前還在加速建設(shè)中,未來隨著衛(wèi)星星座陸續(xù)完成組建,衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)鏈中運營和服務(wù)端、設(shè)備端等的占比還將會小幅提高,同時整體運營和服務(wù)市場的規(guī)模也將會持續(xù)大幅上升。
按照運營模式區(qū)分,衛(wèi)星通信運營商可以主要分為自有衛(wèi)星和代理(租用衛(wèi)星)運營兩種。自有衛(wèi)星星座的衛(wèi)星通信運營商,國內(nèi)目前主要是中國衛(wèi)通(中星系列和亞太系列星座)、銀河航天、國電高科等,2021年星網(wǎng)公司成立,將負(fù)責(zé)整合并統(tǒng)籌我國的低軌衛(wèi)星星座計劃,預(yù)計將組件衛(wèi)星數(shù)量高達(dá)1.3萬顆的星座,構(gòu)建本土衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。海外方面主要有Intelsat、Eutelsat(與OneWeb合并)、Inmarsat、SES Global、Viasat、銥星公司、SpaceX、亞馬遜等。
與此同時,從Viasat以及SpaceX開始,衛(wèi)星通信公司自研自制衛(wèi)星成為一個大趨勢。Viasat最早在高軌高通量衛(wèi)星上實現(xiàn)載荷自研;SpaceX利用自研自產(chǎn)的優(yōu)勢,在大批量生產(chǎn)的背景下通過改進(jìn)生產(chǎn)模式,大幅降低衛(wèi)星制造成本;OneWeb則在此前與空客合作,成立合資公司OneWeb Satellites負(fù)責(zé)衛(wèi)星生產(chǎn)。
而國內(nèi)的中國電信、海衛(wèi)通、中信衛(wèi)星等通過與其他擁有衛(wèi)星星座資源的公司合作,以代理或租用的方式為本土市場提供服務(wù)。
下游
地面運維系統(tǒng)
地面運維系統(tǒng)主要是信關(guān)站,信關(guān)站是連接衛(wèi)星和地面網(wǎng)絡(luò)的中轉(zhuǎn)站,即衛(wèi)星通信的網(wǎng)絡(luò)需要用信關(guān)站將其數(shù)據(jù)連接到地面的公共網(wǎng)絡(luò)中。信關(guān)站容量較大,一般配置大口徑天線,負(fù)責(zé)衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的分發(fā)和收集,同時具備網(wǎng)絡(luò)管理和運行控制等功能,可以完成資源調(diào)度、系統(tǒng)設(shè)備管理和用戶服務(wù)管理。
主要由射頻分系統(tǒng)、基帶分系統(tǒng)組成,其中射頻分系統(tǒng)包括天線、射頻部件和中頻部件等。不過信關(guān)站的需求量并不大,據(jù)鵬鵠物宇介紹,最少只需要三個地面站就可以實現(xiàn)全國范圍覆蓋,同時衛(wèi)星間的激光鏈路技術(shù)發(fā)展也進(jìn)一步降低對地面信關(guān)站的需求量。
固定終端
在衛(wèi)星通信固定終端上,根據(jù)衛(wèi)星的類型不同也有一些差異。比如高軌道的GEO衛(wèi)星,地面終端可以較為簡單,技術(shù)成熟;但LEO衛(wèi)星的固定終端則需要配備伺服跟蹤系統(tǒng),或是相控陣天線,以保證穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸。
因為受到功率限制,目前低軌衛(wèi)星寬帶應(yīng)用上還需要固定天線終端來接入。在星鏈的地面固定終端StarLink Dish中,就配備了相控陣天線,天線單元陣元數(shù)量高達(dá)1264個,射頻電路包括79顆多通道beamformer芯片和632顆射頻前端芯片,即1個射頻通道對應(yīng)2個天線輻射單元。
類似的還有亞馬遜Kuiper的Ka波段相控陣天線,OneWeb用于社區(qū)公共場所和航空客運等場景的天線等。隨著衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)用戶量的增長,相關(guān)固定終端也將會持續(xù)迎來爆發(fā)式增長,需求帶動相關(guān)的相控陣天線組件以及T/R芯片的廠商。
T/R芯片廠商比如鋮昌科技、中電科13所/55所、雷電微力科技、國博電子等。相控陣天線的核心廠商,包括海外的StarLink、波音、Kymeta、洛克希德·馬丁、雷神公司、Intellian,國內(nèi)的成都天銳星通、成都瑞迪威科技、天箭科技等。
移動終端
自去年9月華為和蘋果陸續(xù)推出了支持衛(wèi)星緊急通信的手機(jī)后,衛(wèi)星通信移動終端熱度迅速爆發(fā)。當(dāng)然,前面也提到由于受到功率和天線體積的限制,手機(jī)等移動終端還難以實現(xiàn)衛(wèi)星寬帶連接,目前主要以緊急通信應(yīng)用為主。比如華為今年3月推出的P60系列智能手機(jī)以及Watch Ultimate智能手表均支持雙向北斗短報文,可以在無信號的情況下發(fā)送和接收到信息。
圖源:Yole
根據(jù)yole的拆解,華為和蘋果分別在Mate 50系列以及iPhone 14系列智能手機(jī)上配備了一個專門用來與衛(wèi)星連接的芯片組,并配以GPS坐標(biāo)。為了讓這個應(yīng)用有效運行,它必須與衛(wèi)星完美同步,并且所建立的連接必須保持足夠長的時間,才能與智能手機(jī)進(jìn)行交換。為此,每款智能手機(jī)都集成了一流的GPS接收器來補(bǔ)償多普勒效應(yīng),計算衛(wèi)星的未來位置,并且通過蜂窩收發(fā)器和特定的前端芯片組協(xié)調(diào)通信,以在 S/L 頻帶上接收和發(fā)送信號。
另一方面,更成熟的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)也早已普及,市場上的便攜式衛(wèi)星電話產(chǎn)品已經(jīng)非常成熟。比如國內(nèi)的天通衛(wèi)星移動通信系統(tǒng),覆蓋軍用和民用需求,可以提供海洋、邊遠(yuǎn)地區(qū)等的通信服務(wù),支持手持終端、寬帶便攜通信終端、移動車載通信終端等。
衛(wèi)星通信終端方面,國內(nèi)也有不少終端設(shè)備廠商。金信諾2020年推出的Ku頻段的便攜式衛(wèi)星通信終端,設(shè)備主機(jī)重量控制在12kg以內(nèi),針對亞太6D衛(wèi)星定制研發(fā)。相對于傳統(tǒng)的固定站,通過減少設(shè)備重量和體積,并保持通信信號的高質(zhì)量,便攜式衛(wèi)星通信終端可以為衛(wèi)星通信擴(kuò)寬更多使用場景。除此之外,金信諾還推出了一維相控陣車載動中通電線、天通移動衛(wèi)星手機(jī)等終端產(chǎn)品。
盟升電子的衛(wèi)星通信終端集中在“動中通”方面,也就是衛(wèi)星移動業(yè)務(wù),一般這種終端包括衛(wèi)星自動跟蹤系統(tǒng)和衛(wèi)星通信系統(tǒng),產(chǎn)品主要應(yīng)用于機(jī)載、車載、船載等交通運輸領(lǐng)域。
華力創(chuàng)通則針對“天通一號”通信衛(wèi)星而推出一系列的終端產(chǎn)品,包括便攜式天通寬帶終端、手持衛(wèi)星電話、窄帶數(shù)據(jù)傳輸終端、船載衛(wèi)星終端等。
另外,國內(nèi)的衛(wèi)星通信終端供應(yīng)商還有海格通信、盛洋科技等。
去年4月,3GPP完成了5G R17標(biāo)準(zhǔn)的凍結(jié),引入了衛(wèi)星通信的新特性,對面向非地面網(wǎng)絡(luò)(NTN)的5G NR提供支持,包括智能手機(jī)、支持eMTC和NB-IoT的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等都可以實現(xiàn)低速率的衛(wèi)星通信。目前聯(lián)發(fā)科、高通、紫光展銳等基帶芯片廠商都已經(jīng)完成了相關(guān)測試,相信未來衛(wèi)星緊急通信很快會在智能手機(jī)上實現(xiàn)普及。
未來6G“空天地海一體化網(wǎng)絡(luò)”的概念下,移動通信終端與衛(wèi)星通信的結(jié)合必然會是技術(shù)大趨勢之一。在這個部分中,首先射頻部分天線的小型化是衛(wèi)星通信在移動終端中進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵,相關(guān)天線供應(yīng)商包括海外的村田、Amphenol、Laird、Pulse、Molex、Skycross、Galtronics,國內(nèi)的立訊精密、信維通信、碩貝德等。
同時基帶芯片部分,需要通信算法和協(xié)議棧的積累,現(xiàn)有具備通信基帶芯片設(shè)計能力的廠商將有機(jī)會延續(xù)優(yōu)勢,比如聯(lián)發(fā)科、高通、海思、紫光展銳、華力創(chuàng)通、海格通信等。
總結(jié):
1、衛(wèi)星通信隨著越來越多的低軌衛(wèi)星星座組建,以及低軌衛(wèi)星寬帶通信的成熟,衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)接入的規(guī)模將會迎來紅利期。加上衛(wèi)星制造水平的提升以及火箭發(fā)射成本的下降,使得通信衛(wèi)星運營商建設(shè)星座投入成本降低,能夠提供的通信容量不斷增大,單位服務(wù)成本不斷降低,用戶的使用成本持續(xù)下降,衛(wèi)星應(yīng)用范圍將大幅拓展,整個衛(wèi)星通信的產(chǎn)業(yè)規(guī)模也將進(jìn)一步擴(kuò)大。
2、在通信頻段方面,由于空間頻率資源有限,目前主要使用的 C、Ku和Ka頻段預(yù)計未來將無法滿足不斷增加的衛(wèi)星通信需求,因此Q/V頻段預(yù)計將成為下一代通信衛(wèi)星的技術(shù)方向。同時,為了應(yīng)對未來更高速率的衛(wèi)星通信需求,太赫茲頻段(0.1-10THz)也受到了關(guān)注。在太赫茲頻段上,衛(wèi)星通信可提供更大容量以及 10Gbps以上的高速傳輸,產(chǎn)業(yè)鏈廠商不少已經(jīng)在布局該頻段的產(chǎn)品,但距離大規(guī)模應(yīng)用預(yù)計還有很長一段時間。
3、“空天地海一體化網(wǎng)絡(luò)”作為未來6G無線網(wǎng)絡(luò)最有可能的核心概念,移動通信終端與衛(wèi)星通信的結(jié)合必然會是技術(shù)大趨勢之一。
4、隨著華為和蘋果的入局,相關(guān)芯片產(chǎn)業(yè)鏈走向成熟,智能手機(jī)以及智能手表等設(shè)備上的衛(wèi)星緊急通信功能會逐步下放至更多機(jī)型中。
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衛(wèi)星通信
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