半导体周报1103-卫星通信

创建时间:2024-11-04 09:01

半导体周报-1103

一、行业新闻及动态

1、半导体设计:

财联社10月16日电,澜起科技接受机构调研时表示,公司的时钟驱动器芯片(CKD)可用于CUDIMM/CSODIMM内存模组,其主要作用是对内存模组上的时钟信号进行缓冲再驱动,CKD是JEDEC定义的标准化产品,当DDR5数据速率达到6400MT/s及以上时,CKD芯片将成为PC/笔记本电脑CSODIMM和CUDIMM的标配。今年CKD芯片的需求主要来源于行业规模试用,尚未开始在下游规模应用。随着支持DDR5-6400内存模组的客户端CPU平台上市,CKD芯片将逐步上量,预计从明年开始在下游规模应用。

 

2、半导体制造及封测:

《科创板日报》15日讯,三星将于10月末至11月初,决定预计将于2025年1月推出的下一代旗舰手机Galaxy S25的处理器。由于当前三星Exynos 2500良率仅约20~30%,距离能够稳定量产的60%以上仍有一定差距,因此Galaxy S25全系采用高通芯片的可能性提升。

 

财联社10月16日电,联想Tech World 10月16日在美国举办。AMD董事长兼CEO苏姿丰表示,我们在过去两年所取得的进展,比前十年加起来还要多。上周,AMD发布最新MI325X处理器。AMD MI325X将在本季度末量产出货,联想也将在明年第一季度获得供货。

 

《科创板日报》16日讯,据业界消息,三星电子的HBM商业化迟缓或与HBM核心芯片DRAM有关,1a DRAM的性能阻碍了三星电子向英伟达提供HBM3E量产供应。据知情人士透露,三星正在内部讨论重新设计部分1a DRAM电路的计划,但尚未做出最终决定,因为这一决定需要承受各种风险,如果重新设计,预计至少需要六个月才能完成产品,直到明年第二季度才能实现量产。

 

《科创板日报》16日讯,LG电子计划在自有数据中心引进韩国创企Furiosa AI的RNGD芯片,降低对英伟达的依赖。Furiosa AI已向LG交付2台搭载8颗RNGD芯片的服务器,LG正对其进行各种测试,验证是否符合自研模型Exaone的性能要求,预计最晚能于2024年11月末完成测试。

 

《科创板日报》14日讯,硅晶圆生产商信越化学公司(Shin-Etsu Chemical)计划启动半导体制造设备业务,并已经开发出一种简化芯片封装过程的新技术。信越控制着全球约30%的晶圆市场,同时也是全球第二大光刻胶和用于形成电路图案的先进光掩模坯料生产商。

3、       其他:

《科创板日报》17日讯,美国半导体工业协会(SIA)发布的数据显示,8月全球半导体销售额为531.2亿美元,同比增加20.6%。金额创出8月单月数据的历史最高。在生成式AI相关需求的推动下,全球半导体销售额连续10个月超过上年。按区域来看,美洲的销售额为165.6亿美元,同比增长43.9%,拉动整体增长。欧洲的销售额为42.6亿美元,同比下降9.0%,日本为40亿美元,同比增长2.0%,中国同比增长19.2%,达到154.8亿美元。

2.       本周话题——卫星通信

卫星是环绕地球或其他行星在空间轨道运行的无人航天器,是人类太空活动的主要形式,具有广泛的功能和应用领域。除部分用于科学研究和技术试验外,卫星按照应用领域可分为通信卫星、遥感卫星、导航卫星。

卫星主要分类及应用

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资料来源:中信证券

卫星通信是以卫星为中继的通信手段,由空间段、地面段、用户段构成。卫星通信是指地球上(包括地面和低层大气中)的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。卫星系统包括空间段、地面段、用户段,空间段由不同轨道、用途、频段的卫星构成;地面段指在地球表面的无线电通信站,包括地面站、机载站和船(舰)载站,负责卫星信号接收处理以及卫星姿态的控制等;用户段包括不同类型的用户设备。信号传输的流程是用户段发出基带信号经过发射地面段处理变为射频信号后发送到空间段,再由空间段对收到的射频信号进行低噪声、变频、功率放大等处理后发送到接收地面段,再对其处理变成基带信号后,发送到用户段。

通信卫星按轨道划分可分为低轨卫星(LEO)、中轨卫星(MEO)、高轨卫星(GEO)。高轨卫星以与地球自转相同的速度绕地球运行,使得卫星始终保持在相同的位置上,可以提供稳定的覆盖范围,3颗卫星即可实现全球覆盖。虽然高轨卫星技术成熟、寿命长等特点,但是存在时延高、损耗大,轨道资源极其稀缺的特点。而相比之下,低轨卫星具有低延时、低成本、灵活组网等特点,正在成为卫星通信建设的焦点。

轨道卫星分类及相关特点

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资料来源:中信证券

卫星通信按照带宽可分为宽带通信和窄带通信。根据国际电信联盟(ITU)的频段划分标准,卫星通信常使用 L(1-2GHz)、S(2-4GHz)、C(4-8GHz)、X(8-12GHz)、Ku(12-18GHz)、K(18-27GHz)、Ka(27-40GHz)等波段的电磁波。窄带通信以 L/S/C 频段为主,主要分布在 GEO 轨道,由于其传输速率低、雨衰小的特点,主要用于电视、广播和物联网应用;宽带通信以 Ku/Ka 频段为主,传输速率可达上百 Mbs,因此可以满足高速数据传输的互联网多媒体应用需求。为了满足日益增加的频率轨道资源需求,目前行业已着手开发 Q(36-46GHz)、V(46-56GHz)等更高的频段资源。

 

驱动因素:

1、频轨资源稀缺性,先占先得

频轨资源有限且具有“先占先得”的特征,发展低轨星座具有战略必要性。卫星频率和轨道资源是指卫星电台使用的频率和所处的空间轨道位置,是卫星系统建立和正常工作的前提,二者稀缺且不可再生。无线电只有在有限区间频段中传输耗损相对较小,且受卫星覆盖范围、卫星高度(信号质量)、同频段卫星间距等因素影响,广阔太空中可用卫星轨道数量十分有限。

频轨资源采取国际电信联盟(ITU)先申报先使用总原则,且要求申报后 7 年内,必须发射卫星启用所申报的资源,否则自动失效,9 年内必须投放申报卫星总数的 10%,12 年内必须投放申报卫星总数的50%,14 年内完成全部投放。根据《中国航天》数据披露,当前地球静止轨道(GEO)上 90%的 C 和

Ku 频段被少数国家的运营商垄断控制,各国提交的轨道申请超过 6 万份,当前对卫星频轨资源的争夺进入白热化状态。

2、军事价值突显,民用多场景需求释放

军用卫星通信在现代战争中具有重要的军事战略意义。现代战争呈现出陆、海、空、天、电综合对抗的特点,信息化战场趋于多维和扩展,需要一体化联合作战、体系对抗和网络对抗。军用卫星通信具有覆盖范围广、容量大的优势,能够更好地满足战场信息传输需求。

目前,美军重点发展的新一代军用卫星通信系统是“先进极高频”(AEHF)卫星通信系统。SpaceX“星链”计划——巨型低轨卫星互联网星座项目在俄乌战争中发挥了巨大作用。新一代的低轨道卫星容错性高,只有在所有卫星均被攻击时整个系统才会瘫痪,在信息化作战时代,“星链”的价值不容小觑。同时,SpaceX 还依托“星链”的技术及发射能力,发布为政府、国防和情报部门服务的“星盾”卫星项目,具备通信、导航、遥感等基础功能,同时可提供数据加密传输、战场信息感知等多项服务。此外,欧盟将建设IRIS2 宽带卫星网络用于军事、政府和公众用途;日本也将出于自卫目的建设“卫星集群”系统。为了在未来的现代化战争中取得胜利,我国需要大力发展军用卫星通信系统,并采用先进的通信技术和抗干扰、抗截获技术。这将为我国提供重要的军事支持,确保战场信息传输的安全和可靠性。

民用领域,toB 及 toC 多场景需求释放推动我国通信卫星发射数量增长。1)个人用户:国际电信联盟ITU 数据显示,截至 2022 年初,全球 27 亿人口尚未接入互联网,卫星互联网可为地面网络覆盖不到的地区提供宽带上网服务,重点解决偏远地区 30%~40%人口的宽带上网问题;与地面移动网络的服务价

值链相比,卫星网络运营商可以通过减少运营和业务支持成本,提供全球互联网服务。2)航空平台接入:航空机载通信逐渐由空对地通信(Air to Ground,ATG)向卫星 Ku/Ka 频段过渡;3)航海平台接入:传统海事卫星服务的带宽非常小,只能满足应急需求,无法承担宽带互联网的应用,海上宽带互联网的应用拓宽了通信卫星在海事领域的使用;4)能源平台接入:在通信基础设施落后的偏远地区进行能源勘探和开采离不开通信基础设施的支持,但光纤等地面基础设施很难到达这些偏远地区,卫星通信在很多情况下是唯一的通信方式,卫星互联网的介入对于能源勘探和开采行业具有重要意义。

3、产业政策密集出台,星网集团招投标落地

产业政策密集出台,中国通信卫星发射数量或将迎来高速攀升。我国在十九大报告中明确提出建设航天强国的战略目标,将建设航天强国上升为国家层面的重大战略。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。2020 年 5 月,国家发改委提出支持商业航天发展,并扩展通信卫星应用领域。“十四五规划”中明确提出要打造全球覆盖、高效运行的通信、导航、遥感空间基础设施体系,建设商业航天发射场,进一步加速了中国通信卫星发展进程。此外,各省市也积极推出各项针对通信卫星的卫星制造、基础设施建设、推广应用及商业运营等方面的政策,助力卫星互联网快速落地。

4、卫星及火箭技术进步,制造成本降低

卫星制造生产成本降低助力低轨卫星互联网快速落地。1)卫星柔性智能化生产线:从总体来看,卫星设计和制造从定制化走向标准化,生产线由单件小批量手工生产升级为高度自动化生产,模块化生产,提高运营速度的同时实现制造成本更加低廉;2)公用平台及模块化平台:从卫星平台来看,基于卫星公用平台及模块化平台的设计可缩短卫星研制周期,降低研制成本,提高卫星可靠性。根据美国宇航公司估算,研制并使用模块化卫星平台技术,卫星成本将降低 29%;3)技术进步:从卫星载荷来看,多波束天线的使用可以减小系统成本,提高经济效益;4)工业级元器件替代:小卫星制造中部分元器件可使用工业级元器件替代宇航级元器件以降低成本;5)火箭回收及一箭多星:通过一箭多星和火箭回收技术等方式提高资源利用率,降低发射成本。卫星成本的下降能够有效地满足我国日益增长的通信卫星需求,推动通信卫星发射数量增长。

 

产业链情况:

卫星产业链分四大环节,呈“金字塔”型的价值链。卫星通信产业链包括卫星制造、发射服务、地面设备制造和卫星运营服务四大重点领域。卫星产业呈“金字塔”型的价值链。卫星制造及发射服务,具备技术密集、资本密集、高集成总装的特点,市场份额相对集中,自然垄断特征明显;地面设备及卫星服务准入门槛相对较低,市场需求量较大,参与者较多,竞争激烈。2021 年,美国卫星产业协会(SIA)发布的关于全球卫星产业规模数据显示,卫星产业链中卫星制造、发射服务、地面设备制造和卫星服务占总市场规模的比例,分别为 5%、2%、51%和 42%。

卫星通信产业链环节

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资料来源:申万宏源

卫星通信产业链

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资料来源:国联证券

1、卫星制造:载荷及平台为两个核心构成,国家队占主导地位

卫星制造领域包括卫星载荷、卫星平台以及卫星 AIT。我国卫星制造成本仍然较高,我国每公斤卫星的制造成本约 10-20 万元,作为对比 2020 年星链卫星制造成本已低于 50 万美元,彼时采用的 v1.0 版卫星重 260kg,对应每公斤卫星成本仅 1.25 万元。因此,我国卫星制造成本削减任重道远,而卫星平台侧将成为未来成本控制的主要方向。

(1)卫星载荷:通信卫星核心系统,国家队主导

有效载荷种类是区别卫星应用领域的重要特征,转发器分系统和天线分系统是通信卫星的有效载荷。根据艾瑞咨询数据,卫星有效载荷价值占比约为 50%。转发器分系统可分为弱信号放大、信号变换和末级功率放大 3 个部分,转发器相当于数据传输中介,基本功能是将数据信息从用户方转发传递到另一方,或者将另一方数据信息回传至用户方。天线分系统用来实现空间中的电磁波信号与电缆中的电信号的转换,功能上分为接收天线和发射天线。

1)天线分系统通信卫星天线分系统主要包括反射面天线、多波束天线和大型可展开天线等。(1)反射面天线:是在通信卫星中应用最广泛的天线形式;(2)多波束天线:已成为国内外新一代大容量通信卫星普遍采用的技术,具有增加卫星通信系统容量、简化地面接收设备和系统灵活性高等优点,可分为反射面式、阵列式和透镜式等类型;(3)大型可展开天线:在通信领域,信息空间向多维拓展是未来的发展趋势,空天地一体化信息网络的实现在很大程度上依赖于空间通信系统的能力。为实现更快速更优质的通信连接及网络服务,未来的通信卫星需要不断提高信号强度及通信质量,迫切需要大口径的星载天线。由于现有火箭整流罩尺寸与发射费用的限制,要求星载天线轻且收拢体积小,故大口径星载天线必须做成可展开形式。

多波束相控阵天线是卫星天线分系统技术的重要发展方向。多波束相控阵天线可以利用波束形成网络同时实现多个独立的高增益波束,是低轨卫星星座的核心载荷之一,它具有灵活度高、扫描角域宽、可靠性高等优点,不仅可以满足广域覆盖、宽带传输,而且还能实现随遇接入、多点通信等迫切需求。近年来,随着新型低轨宽带卫星星座的蓬勃发展,第三代低轨星载多波束相控阵天线的工作频率开始采用Ku、Ka 段并朝 Q/V 等更高频发展。

2)转发器分系统常见的通信卫星转发器有透明转发器、处理转发器和柔性转发器等,商业通信卫星多用透明转发器,卫星通信的柔性转发技术是未来发展趋势。仅有简单变频处理的称为“透明”转发器或“弯管”转发器,有信号解调再生等处理的转发器一般称为“处理转发器”;柔性转发器主要采用数字化处理方式,利用灵活的星上信道化滤波技术,借助非均匀滤波器组实现对星上信号的分析和综合,支持星上任意频段、任意带宽之间信息交与及灵活的跨波束交互,可以很好地解决传统有效载荷存在的问题,实现频带资源的灵活调配和管理,支持跨频段和跨波束交换等需求。航天五院 504 所研制的实践二十号卫星 Ka 频段宽带柔性转发器是我国第一个成功在轨应用的宽带柔性转发器。

星载放大器是转发器分系统核心器件之一,固态功率放大器主要应用于低轨通信卫星系统,行波管放大器主要应用于高轨高通量卫星系统。目前采用的高功率放大器主要包括行波管放大器 TWTA、固态功率放大器 SSPA 以及速调管放大器三类 KPA。KPA 输出功率最大,但带宽仅有 50~100MHz,其广泛应用于电视广播系统的上行站和一些带宽较窄的 FDMA 地面站。TWTA 输出功率较小,可支持较宽的带宽。SSPA 输出功率最小,适合于低功率应用场景。随着固态技术和功率合成技术的不断发展,SSPA 逐渐实现了大功率输出。随着固态放大器技术的发展,SSPA 将作为 TWTA 放大器的替代产品。

(2)       卫星平台:产业集中度较高,待挖掘市场潜力大姿轨控与推进分系统是卫星平台中价值占比最高的环节。卫星平台主要分为结构与机构分系统、热控分系统、电源分系统、姿轨控分系统、推进分系统、测控分系统、数据管理分系统、数据传输分系统、总体电路分系统和返回分系统。根据艾瑞咨询,卫星平台中姿轨控与推进分系统是卫星平台中价值占比最高的环节,价值量占比约为 40%(占卫星平台比例),其次是电源分系统,价值量占比约为 22%。

通信卫星平台主要构成

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资料来源:申万宏源

卫星公用平台模式有助于推动卫星研制向市场化发展,降低研制成本与研制周期。采取卫星公用平台模式有利于实现从传统卫星研制模式向现代工业企业所要求的产业化、市场化研制模式转型,对助推国家航天强国战略的落地与实施具有重要意义。通信卫星平台的功能强弱对通信卫星的整体技术水平具有较大的影响。除了转发器和天线以外的卫星结构与机构、热控制和电源等分系统,为转发器和天线正常工作提供支持、控制、指令和管理保障服务。我国先后研制了东方红-2、3、4、5 数种通信卫星平台,对我国通信卫星的发展起到重要的推动作用。

1)姿轨控分系统

根据艾瑞咨询信息,姿轨控分系统与推进分系统价值共占卫星平台的 40%左右,是卫星平台中占比最高的部分。姿轨控分系统是姿态控制分系统和轨道控制分系统的总称。主要包括姿态测量部件、控制器与执行部件,姿态测量部件包括太阳敏感器、星敏感器、地球敏感器;执行部件包括飞轮、磁力矩器和推力器等。

星敏感器:卫星的“眼睛”,价值约占卫星制造的 5%-15%。星载星敏感器指应用于卫星平台的星敏感器。第一代星载星敏感器是 CCD 星敏感器,第二代星载星敏感器采用成熟的大面阵 CCD 作为图像传感器,第三代星敏感器采用 CMOSAPS 图像传感器作为成像器件。国外星敏感器制造商主要为美国、德国、法国、意大利技术较强的公司,我国在高精度、甚高精度星敏感器研制技术上与国外水平相当。国内科研院所及军工集团主要承担高轨、高精度、甚高精度星敏感器研制,天银机电为微小卫星星敏感器主要制造商。

飞轮:卫星的“四肢”,价值占卫星制造的 5%~8%左右。飞轮作为卫星的关键动力部件,是保障卫星在轨寿命和任务效能的核心关键部件,卫星的有效寿命很大程度上就取决于飞轮的寿命,其重要性如同航空发动机之于飞机。早前国外的飞轮制造商占据了国内市场一半以上的市场份额,国内主要研制单位为科研院所及军工集团,自主品牌揽月机电客户包括国内 70%以上的卫星总体厂商。

星载计算机及数据管理分系统:卫星的“中枢神经”。数据管理分系统是指用于存储各种程序,采集、处理数据以及协调管理卫星各分系统工作的分系统。国内星载计算机、数管分系统的主要生产厂商为航天九院 771 所、772 所、航天五院 502 所及康拓红外子公司轩宇空间,配套的电子元器件生产厂商较多、商业化程度高

2)推进分系统:推进分系统为卫星轨道转移、位置保持提供所需要的推力,为姿态控制提供所需的力矩,是卫星最重要的分系统之一,主要分为化学推进、电推进、双组元推进等。

3)电源分系统

根据艾瑞咨询信息,电源分系统价值占卫星平台的 22%。该系统用于产生、存储、变换电能的分系统,卫星上的发电设备主要是太阳电池阵,储能设备则是蓄电池,电源管理器负责电源系统的调节、控制和保护配电器和电缆网共同实现对用电设备安全可靠的配电控制。

太阳能电池阵:材料方面砷化镓电池为主要应用方向。国际上,太阳能电池阵早期多为特定卫星使用的专用设计,主流产品较少。主要国家的厂家/承包商为:美国 Shaeffer Magnetic(现属 Moog)、加拿大 SPAR、CNE、Alcatel(现属 Thales Alenia)、德国 Dornier(现属 EADS Astrium)及 Teldix、英国 BAE、印度 ISRO(印度空间研究组织)、日本东芝、俄罗斯萨马拉专门设计局等。目前在空间应用较多的有美国 Moog、欧洲 EADS Astrium 和 RUAG 等知名公司的产品。

蓄电池:近年来,锂离子电池由于其比能量高、自放电率低、充电效率高、无记忆效应等优点,在国外已经越来越广泛地被应用到航天器领域,国内卫星电源分系统的机构主要为科研院所、军工集团及其下属企业。

4)       结构与机构分系统:卫星材料向着提高材料性能、减小结构质量、满足使用性能和降低制造成本等方向发展,高强度镁基合金、铝锂合金及高模量碳纤维、记忆合金等材料是未来的发展需求。卫星结构系统主要原材料及部组件逐步实现国产替代,市场化程度较高。

卫星结构系统主要材料生产商

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资料来源:申万宏源

5)测控及数传分系统近年来测控与数传分系统逐步实现一体化,国内从事测控及数传分系统的主要单位包括航天电子、中国空间技术研究院西安分院、欧科微、天津迅联、京济通信、航天驭星等企业。测控分系统是遥测、遥控和跟踪测轨分系统的总称。遥测分系统:采集星上各种仪器设备的工作参数,并实时或延时发送给地面测控站,实现地面对卫星工作的监视;遥控分系统:接收地面遥控指令,直接或者经数据管理分系统传送给星上有关仪器设备并加以执行,实现地面对卫星的控制;跟踪测轨分系统:测定卫星运行的轨道参数,以提供地面系统和遥感卫星用户使用。数传分系统是对数据处理、存储和传输的分系统。

6)热控分系统:根据艾瑞咨询信息,热控分系统价值约占卫星平台的 7%,大多数卫星都采用被动为主、主动为辅的热控模式。该系统用于控制卫星内外的热交换过程,使星上设备和结构部件的温度处于要求的范围内。主动热控包括电加热器和制冷器等,被动热控包括热控涂层、热管、隔热垫片等。科研院所中中科院上海硅酸盐所研制出 30 多种热控涂层,并成功地应用于我国已发射的各类航天器上,民企中上海沪工控股孙公司璈宇机电,是一家以卫星电子装联、热控实施、射频组件、卫星地面测控设备生产的产品供应商,用户广泛分布于以卫星研制任务为主的航天单位中。

(3)卫星 AIT:卫星制造关键环节,小卫星批量生产为发展趋势。卫星 AIT 环节的流程设计决定了其研制周期,好的 AIT 流程是缩短研制周期、降低研制成本的关键环节。卫星总装、测试及试验是继卫星总体设计、分系统系统设计及研制之后的卫星系统研制的重要环节。这三个环节统称为卫星研制的 AIT(Assembly Integration and Test)环节。

卫星 AIT 过程系统多、专业多、工序多,生产模式以种类多、批量小、系统多、流程长为主要特点。除去卫星设计方案确定及论证,一颗大卫星 AIT 周期约为三年左右,1)分系统设计、生产及验证需要约 6 个月;2)研制与试验需要约 18 个月,3)生产、总装、试验、发射,一般需要 12 个月的时间。而传统小卫星的 AIT 环节时间周期约为半年或更长时间。

2、       卫星发射:卫星发射受垄断。目前,服务运行的基本构成——卫星星座组网尚未完成,因此卫星制造与发射皆是当前市场布局的重中之重。卫星发射由中国空间、上海航天、中国卫星等企业垄断。中国目前共有 4 个卫星发射中心,分别是酒泉卫星发射中心、西昌卫星发射中心、太原卫星发射中心和文昌航天发射中心,可充分满足商业发射需求。

3、地面设备:市场空间广阔,参与者较多。通信卫星地面设备主要包括地球站及终端设备,参与者数量较多,主要围绕卫星通信天线、卫星终端、射频芯片等领域。(1)地球站:卫星通信系统中的地面通信设备,统称地球站,包括了维持卫星在轨道上正常运行和支持用户通过卫星转发器实现用户间通信的所有地面设施。按照用途或功能可分两类。一类是卫星测控管理地球站,其任务是对在轨运行的卫星进行测控和管理,它包括遥测跟踪和指令(TT&C)站、在轨测试(IOT)站、入网验证(ESVA)站和通信检测(CSM)站等;另一类是卫星应用系统地球站,其任务是与卫星一起组成卫星通信网,提供卫星通信业务,它包括中心站、地区站、信关站、中转站和用户站等。按安装方法及设备规模地球站可分为固定站、移动站(船载站、车载站、机载站等)和可搬移站(在短时间内可拆卸转移)。(2)终端设备:用户终端设备主要包括卫星电视终端、卫星无线电终端、卫星宽带终端、卫星移动通信终端等组件和产品。

4、运营及服务:卫星运营资金壁垒高,行业垄断显著。通信卫星运营服务可分为空间段运营服务和地面段运营服务。(1)空间段运营服务:包括卫星转发器出租、出售业务,是指将自有或租用的卫星转发器资源向卫星使用者出租出售,以供卫星使用者利用该卫星转发器资源进行相应应用的业务。(2)地面段运营服务:包括卫星移动通信业务、卫星固定通信业务及国内甚小口径终端地球站(VSAT)通信业务,即运营者利用合法使用(自有或租用)的卫星转发器资源,组建相应类型的卫星通信网设施或通信系统,为用户提供话音、数据、多媒体通信等通信业务。

通信卫星运营服务资金壁垒高,行业垄断显著。根据工信部的公开发布信息,截至目前,我国仅有中国卫通、中国电信、中国移动、中国联通、中信卫星、中交通信等 6 家企业取得卫星通信相关的基础电信经营许可证,其中有中国卫通、中国电信和中信卫星取得转发器出租、出售业务经营资质。取得国内甚小口径终端地球站通信业务(增值电信经营许可证)的企业数量则相对较多。

 

市场空间:

卫星通信市场规模不断扩大。根据前瞻产业研究院数据显示,2015-2021 年,我国卫星通信产业总产值CAGR 为 8.7%,2021 年同比增速为 4.8%。若卫星通信产业增速维持 4.8%,预计 2023 年产业总产值达 832 亿元。

卫星通信产业规模

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资料来源:申万宏源

中美通信卫星数量差距主要在于低轨卫星星座规模差距,我国组建星网集团加速卫星互联网规划落地。截止 到 2023 年 7 月 30 日 Starlink 星链共有卫星 4784 颗,在轨 3885,392 颗 burned 降轨,2022 年全年发射卫星 1722 颗;中国在轨通信卫星则不足美国通信卫星数量的 1/40,差距主要在于低轨卫星星座发射,我国卫星未来发展空间巨大。近年来国内卫星发射数量增幅较快,通信卫星发射数量呈稳步增长趋势,随着互联网星座的规划落地,通信卫星数量有望快速增加。2021 年,为实现我国全球宽带卫星通信网络构建,国资委组建的中国卫星网络集团成立,根据集团官网披露,其向 ITU 申请计划发射的卫星总数量达到 12992 颗。

船载卫星通信旺盛需求带动市场规模不断扩大,预计到 2025 年其市场规模将达到 206 亿元。农业部发布的《2021 年全国渔业经济统计公报》显示:2021 年末我国渔船数量为 52.08 万艘,其中机动渔船数量 35.70 万艘,且多数为远航程捕捞作业船只。此外,随着我国海洋执法能力的增强,海监、海警等部门所需船只数量预计也将稳步增长。受限于通信速率、资费水平、使用习惯等因素的限制,目前船载卫星通信尚未大规模普及,渗透率较低。随着高通量卫星等技术变革的推进,卫星通信的收费标准将不断降低,促进用户习惯的形成,船载市场有望打开空间,预计 2025 年我国船载卫星通信市场规模为206 亿元。

国内机载通信渗透率相较国外较低,渗透率随需求释放有望不断提高,市场潜力巨大。据测算,2017年机载 WIFI 已经覆盖了全球航班中超过三分之一(39%)的航程,其中美国的航空公司已有 71%的航程实现 WiFi 全覆盖,而非美国的航空公司仅为 13%。目前国内机载 WiFi 普及率较低,随着高通量卫星的发展,高通量卫星的大容量带宽、抗干扰性强及终端易于安装,将不断提升机载通信的普及程度。据Inmarsat(全球三大移动卫星服务运营商之一)数据显示,截至 2017 年,全球已有 7400 架飞机配置卫星通信系统,到 2027 年预计将会有 23000 架商用飞机使用卫星通信系统。根据中国民用航空局的统计,截至 2021 年底,民航全行业运输飞机在册架数 4054 架,其中窄体客机 3178 架,且大部份还未实现空地互联功能,全国民航运输机场完成旅客吞吐量 9.07 亿人次,市场潜力巨大。

卫星物联网产业在未来全球物联网生态系统中表现出巨大的发展潜力,截至 2025 年全球天基物联网产值可达 5600-8500 亿美元。从市场规模来看,根据 ABI Research 的预测,到 2024 年将有 2400 万台设备通过卫星实现物联网接入,而由此产生的卫星物联网产业链将得到进一步的完善与发展。麦肯锡公司预测,天基物联网的产值在 2025 年可达 5600 亿美元至 8500 亿美元。NSR 预测未来 10 年,未来天基物联网的终端主要有两类,一类是移动卫星通信系统(MSS)终端,另一类是甚小口径天线地球站(VSAT)终端。这两类终端的数量将以每年超过 10%的速度快速增长,此外,亚洲将成为天基物联网收入复合增长率超过 10%的唯一区域,到 2027 年,亚洲将成为卫星物联网市场收入最高的区域之一,并将缩小与北美市场的差距。随着各大星座逐步建成使用低轨道小卫星物联网的市场规模将迅速扩大,预计会从 2020 年的不到 2 千万美元增长至 2027 年的 1.3 亿美元,平均年增长率接近 70%。

 

大陆相关企业:

铖昌科技:

T/R 芯片核心供应商。公司是 T/R 芯片龙头企业,产品广泛应用于探测、遥感、通信、导航、电子对抗等领域。公司主营业务为微波毫米波模拟相控阵 T/R 芯片的研发、生产、销售和技术服务,主要向市场提供基于 GaN、

GaAs 和硅基工艺的系列化产品以及相关的技术解决方案。公司技术积累深厚,产品水平先进,是国内从事相控阵 T/R 芯片研制的主要企业,是微波毫米波射频集成电路创新链的典型代表。1)公司注重技术创新,在相控阵 T/R 芯片领域已具有较为突出的实力,在行业内形成了较高的知名度和认可度,未来市场开发潜力较大;2)稳步增长的国防预算为雷达市场增长提供支撑,国防信息化战略有力推动相控阵雷达发展,相控阵雷达是军用雷达的主流技术趋势,公司相关业务有望受益;3)全球卫星争夺战拉开序幕,卫星市场进入爆发期,中国航天企业快速布局。由于卫星轨道和频谱资源十分有限,世界各国已充分意识到近地轨道和频谱的重要性。卫星互联网与5G 建设有望推动星载 T/R 芯片需求增长。

 

国博电子:

T/R 组件龙头。公司是 T/R 组件龙头企业,目前国内能够批量提供有源相控阵 T/R 组件及系列化射频集成电路相关产品的领先企业。公司主要从事有源相控阵 T/R 组件和射频集成电路相关产品的研发、生产和销售,产品主要包括有源相控阵 T/R 组件、砷化镓基站射频集成电路等,覆盖军用与民用领域。军品方面,T/R 组件为雷达核心高价值部件,应用领域拓展催生百亿市场;民品方面,5G 基站建设加速叠加国产替代带动射频产品需求释放。(1)T/R 组件是有源相控阵雷达的关键部件,约占雷达总成本的 40%,随着有源相控阵渗透率逐年提升以及下游领域(机载、舰载、星载和弹载)拓展,预计2025 年我国军用雷达对应的 T/R 组件市场规模约为 167 亿元,2022E-2025E 年 CAGR 约为 12.10%;(2)目前射频集成电路市场主要被国外厂商垄断,国产替代需求愈发突出,公司布局毫米波、GaN 芯片及模块,主攻移动通信基站,与同行企业在应用领域方面呈现差异性布局,有望随国产替代加快进一步提高市占率。

 

航天电子:

航天电子产业龙头。航天电子产业龙头。公司航天产品业务为航天电子产品的研发、设计、制造、销售,主要包括遥感信息系统、卫星应用等系统级产品;遥测遥控设备等专业设备;军民用集成电路、传感器、继电器、电连接器、微波器件、精密机电产品等器件产品,产品主要应用于运载火箭、飞船、卫星等航天领域。公司始终在传统优势领域内保持国内领先水平,市场份额稳中有升。1)公司本级和多家子公司具有承担各类航天及型号产品配套生产任务资格和能力,拥有完善的研发、生产和试验等保障条件,能够及时有效满足用户需求,是公司核心竞争力的重要基础;2)航天测控通信、机电组件、集成电路、惯性导航等是公司传统优势专业,并保持着较高的配套比例,市场份额基本呈现稳中有升态势。

 

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参考资料:

中信证券:空间互联新篇章,广阔星海扬帆起航

申万宏源:低轨星座蓄势待发,千亿蓝海扬帆启航

国联证券:三维通信-002115-“通信+互联网”双轮驱动拓宽成长空间

海通证券-通信行业低轨卫星通信:构建空天陆海信息一体化网络