来源：中金公司CICC
在SpaceX的星链计划（Starlink）的带动下，全球掀起了低轨星座计划的建设高潮，卫星发射数量从2017年开始出现显著增长。2020年4月20日，卫星互联网首次被纳入新基建范围，我们认为，中国的低轨卫星星座建设未来也有望进入快速发展阶段。这篇报告我们从分析SpaceX的颠覆式创新入手，看中国商业航天企业在卫星互联网时代的发展机会。
摘要
什么是SpaceX的颠覆式创新：
SpaceX在成立后十余年的时间内，极大降低了火箭发射成本，目前猎鹰9火箭的发射价格只有主要竞争对手阿里安五号的30％。SpaceX以每2~3周进行一次60颗卫星发射的速度，部署其星链计划，有望到2020年年底成为全球最大的卫星互联网运营公司。我们认为：1）火箭可回收技术；2）一箭多星的发射技术；3）卫星的工业化生产是其主要的技术创新。支撑其成功背后的原因“火箭研制 卫星研制 发射服务”的垂直整合商业模式，形成了较为明显的成本和速度优势。
卫星互联网的商业机会在哪里：
我们认为卫星互联网的主要商业机会包括（1）卫星互联网 电动车，加速智能驾驶发展；（2）卫星互联网 传感器，加速能源、工业等行业物联网发展；（3）政府、海事、飞机等企业专网的宽带数据升级。在各国低轨星座的推动下，据Statista预计，全球航天经济规模到2030年将达到约6,000亿美元；其中，基于卫星互联网的卫星宽带市场将增至460亿美元、2020-2030年之间增长5倍，衍生应用市场将增至990亿美元、2020-2030年增长约100倍，为全球商业航天及应用服务企业提供广阔发展空间。我们测算，SpaceX的星链计划，如果能在2020年完成第一批1600颗卫星的部署并开始商业服务，有望在2025年前后实现盈亏平衡，到2027年成为全球服务超过1000万用户的卫星互联网运营商。
中国商业航天企业如何把握卫星互联网的商业机会：
从2015年开始，中国诞生了，以星际荣耀、蓝箭航天、星河动力，科工火箭，长征火箭等为代表的商业火箭企业，以及以微纳星空，银河航天，天仪研究院等为代表的商业卫星企业。在火箭方面，双曲线、快舟、捷龙系列商业火箭已实现成功入轨发射。在卫星方面，已有长光卫星在遥感领域具有较稳定的服务能力，微纳星空拥有卫星整星设计和集成测试能力。在新基建的推动下，我们认为这些商业航天企业的发展有望进入快车道，同时会带动中国商业航天产业链快速发展。
看好北斗和遥感商业应用落地带来的发展机会。
经过近20年部署，中国的北斗三号卫星导航系统，在定位性能上已接近GPS。未来我们看好北斗在各个垂直行业的落地，有望带动智能驾驶，精准农业、高精度测绘、智慧城市等新应用的快速发展。随着人工智能大数据的快速发展，卫星遥感数据的重要性不断上升，未来我们看好基建、环境监测等下游应用的发展带动企业快速增长。
风险
商业发射订单不及预期；下游卫星应用的商业化不及预期；商业火箭及卫星技术研发与生产制造不及预期。
正文节选
Starlink掀起低轨星座的建设高潮
Elon Musk于2015年首次提出“星链计划”。该计划共分两期三阶段，计划发射总共1.2万颗卫星到550-1325公里之间的多条绕地轨道，形成一个可以覆盖全球的宽带卫星通信网络，并在2019年将卫星总规模扩大至4.2万颗。SpaceX从2019年5月开始卫星发射，截止2020年5月18日，已经成功发射7次合计422颗卫星入轨（含试验星），从拥有卫星数量上来看，已经成为全球最大卫星运营商之一。按照目前每隔2~3周进行一次“一箭60星”发射的速度，我们预计SpaceX到2020年底将拥有约1600颗卫星，比截至2019Q3的任何国家的卫星数量都要多。
图表: 全球拥有卫星数量TOP6国家和SpaceX卫星发射计划（我们假设每月发射2次）
资料来源：UCS，FCC，ITU，人民网，《SpaceX公司低轨宽带星座发展研判与启示》（国际太空，李博，2018年第8期），中金公司研究部 注：我们假设SpaceX每月发射2次；SpaceX现有卫星数量截至2020/5/18数据、未来规划来源于FCC及ITU；中国数据来源于人民网，截至2019年11月底；其余数据来源于UCS，截至2019/9/30
频谱和轨道资源是卫星通信的两大核心资源，正成为争夺的焦点
绕地轨道，按照离地面主要分为地球同步轨道（GEO）、低轨道（LEO）和中轨道卫星（MEO）。
GEO轨道资源已经较为紧张，LEO轨道资源正在成为争夺的目标。GEO卫星轨道位置固定于距离赤道上方35800千米处，轨位资源有限。截至2019Q3，全球在轨卫星达到2218颗，与2011年相比（986颗）相比增长较大。
2017年全球LEO卫星数量大幅增长，低轨卫星星座快速发展。1）2017年全球LEO卫星305颗，相比2016年80颗大幅增长，主要原因是来自于美国的LEO卫星的增长；2）2017和2018年度的LEO卫星发射数量在300颗左右，SpaceX计划在2020年发射1600颗左右卫星，增长一个数量级；3）目前美国和中国的卫星轨道结构中，LEO卫星占比均达到70％以上，低轨卫星数量的优势较为明显。
图表:卫星轨道中GEO资源已经较为紧张，有向中低轨卫星发展的趋势
资料来源：各卫星星座官网，维基百科，中金公司研究部。注：根据北斗官方网站，北斗三号卫星导航系统由24颗中圆地球轨道、3颗地球静止轨道和3颗倾斜地球同步轨道，共30颗卫星组成
新基建推动我国加速卫星互联网建设
2020年以来，国家对新基建的推动速度加快，典型如5G建设正式进入实施期。“新基建”官方定义中包含“信息、融合、创新”三大关键词，其中，信息基础设施中，重点提到“以5G、物联网、工业互联网、卫星互联网为代表的通信网络基础设施[1]”。“新基建”将“卫星互联网”纳入覆盖范围，一方面说明商业航天（含卫星）技术的快速发展，同时也说明国家对太空开发及“天地信息网络一体化”的重视，卫星产业面临发展机遇。
“卫星互联网”有助于完善“天-地立体通信网络”，是未来通信技术发展的方向之一。通信技术发展迅速，已经发展至第五代。但一直是在地面组网，没有实现立体的拓展。展望未来，我们认为，6G技术或将使人类通信区域从平面拓展至空间，中低轨卫星星座与地面网络深度融合，将在未来网络演进中不断成熟，形成天、空、地一体化网络。“5G 卫星联网=6G”是重要的发展方向[2]。
图表: 2020年4月20日发改委给出“新基建”的国家权威定义及范围，卫星互联网首次被纳入
资料来源：国务院国资委官网，新华社，中金公司研究部
图表: 卫星互联网是地面网络的重要补充，天地一体化通信网络可能是未来的发展方向之一
资料来源：中国通信标准化协会，SpaceX官网，爱航天网，中金公司研究部
商业航天的市场在哪里
传统的航天应用以卫星为主，包括通信、导航、遥感、科研四大方向。随着商业航天的兴起，产生了新的方向，在卫星通信领域出现了卫星互联网，以及太空旅行、太空采矿、深空探测等。更长期的如建设太空基地、移民火星等，也是人类航天技术未来可能的发展方向。
图表: 商业航天的应用方向
资料来源：各运营商官网，《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》，GSA，Euroconsult，中金公司研究部
图表: Statista预测全球航天经济到2030年接近6,000亿美元
资料来源：Statista，中金公司研究部
卫星通信：卫星互联网 无人驾驶或引领下一波科技浪潮。我们认为，卫星通信与地面通信相比，具有：1）优势：覆盖面积广；2）劣势：由于轨道位置较远、发星成本较高等原因，信号时延长、覆盖深度弱、通信速率低，因此需要新的终端支持。我们认为，通过电动车 卫星通信互联网的垂直整合，可以打破车联网建设资本开支较高和覆盖较差的问题，或将为智能出行行业带来下一波革命浪潮。
卫星导航：北斗三代性能接近GPS，关注垂直行业发展机会。北斗三代全星座部署完成后，性能接近GPS。目前在中国大陆销售的大部分安卓手机（如华为、小米、OPPO、Vivo等）与应用已经全面支持基于北斗的定位服务，运营商的5G基站也全部采用5G授时服务。在国家政策的大力推动下，我们看到，北斗在智能驾驶、精准农业、高精度测绘、智慧城市等行业的落地，有望带来广阔的应用前景。北斗产业链中，拥有技术壁垒与资质壁垒的公司如中国卫星、海格通信、北斗星通等值得关注。
卫星遥感：基建、环境监测等商业应用快速崛起。1）根据Euroconsult，2017年全球商业遥感数据及增值服务市场规模约为46亿美元，2025年预计可达73亿美元。2）基建、环境监测目前在数据增值服务市场中占比分别为26％和22％，商业应用快速崛起。3）我国卫星遥感行业在应用层次、深度和广度上均有较大发展空间。全球来看，Planet Labs与DigitalGlobe在遥感卫星的数量及分辨率上较为领先；国内市场，长光卫星的遥感数据已具有较强的服务能力。
图表: 卫星互联网面向通信市场的四大细分领域的商业机会探析（全球）
资料来源：各运营商官网，SpaceX官网，中金公司研究部
图表: SpaceX卫星互联网（即Starlink）测算
资料来源：各运营商官网，FAA，SIA，SpaceX官网，中金公司研究部
商业火箭是目前制约商业航天发展的瓶颈之一
商业火箭：回收与复用是实现低成本、高效发射的关键因素。SpaceX在商业发射市场占据主导地位，我们认为其成功背后主要由于领先的可回收与重复使用技术。我们以猎鹰9的发射价格为基础测算，在一子级重复使用、二子级不重复使用的情况下，回收复用10次后的火箭成本可节省56％。我们认为，实现低成本的关键在于：（1）合理的推力与箭体结构设计，为实现入轨发射奠定基础，（2）可重复使用且成本可控的液体燃料，（3）在大范围变推力、姿态与导航控制、着陆支撑等火箭回收复用的技术难点实现突破。中国企业未来可能的发展路径：（1）运载火箭的推力从小到大，（2）推进剂从固体到液体，最终（3）发展可回收与可复用技术，大规模降低成本。
图表: 低成本商业火箭的技术发展路径
资料来源：FAA，各公司官网，维基百科，中金公司研究部
卫星生产从“定制化”时代走向“工业化”时代
2014年之前，全球每年发射卫星数量约百颗。随着低轨星座的兴起，卫星年发射数量经历了100—>； 300 —>； 1000颗的迅速增长，我们测算微小卫星生产将为全球新增200亿美元/年的产值。卫星需求的增长必然带来生产模式和产业链的变化。在生产模式上，我们认为，主要有模块化设计、柔性生产线、快速AIT、供应链优化四个主要影响要素。同时，卫星研制生产周期也将从传统的30个月缩短到数周/天时间。
图表: 在技术和需求快速增长的推动下，卫星有望从“定制化”走向“工业化”生产
资料来源：人民网，SpaceX官网，Airbus官网，《卫星与网络：星座计划密集式出现，国内或可建设卫星工厂》（卫星与网络， 2018年第12期），中金公司研究部
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