商业航天产业链涵盖多个环节,可分为上中下游。
1、上游:卫星制造及卫星 AIT
卫星上游主要是卫星制造,大卫星制造主要是中国航天科技集团、中国航天科工集团、中国卫星等国有 企业完成,民营企业多参与小卫星及微小卫星;一般卫星包括卫星平台和卫星载荷,完成卫星平台和有 效载荷制造后还需要进行整星总装、集成和测试(AIT)。
(1)卫星平台及载荷
1)卫星载荷包括天线和转収器两部分
卫星制造包括卫星载荷和卫星平台两大部分,通信卫星是未来的主要趋势,从通信卫星的构造来看。通 信卫星载荷包括天线分系统和转发器分系统,天线分系统重要技术为有源相控阵、关键部件为 T/R 组件, 转发器分系统重要技术为星上处理技术、关键部件为功率放大器。
2)卫星平台包括结构、控制、推进等七大分系统
卫星平台是由支持和保障有效载荷正常工作的所有服务系统构成的组合体。按卫星系统物理组成和服务 功能不同,卫星平台可分为结构、热控、控制、推进、供配电、测控、数据管理(或综合电子)等分系 统。 卫星平台控制分系统核心组件有星敏感器、加速度传感器、飞轮和 SoC 芯片,相关上市企业有天银机电、 航天科技、芯动联科、国机精工和航宇微;推进分系统趋势是电推进,相关上市民营企业有国光电气、 神开股份、隆盛科技;测控分系统相关上市企业有星图测控、航天电子和鸿远电子;供配电分系统趋势 是三结砷化镓太阳电池-锂离子蓄电池,相关民营企业有乾照光电;结构分系统中,光威复材、楚江新 材、应流股份等民营企业可提供结构材料;热控分系统中,瑞华泰可提供热控材料;数管分系统相关上 市民营企业有智明达、航天智装和鸿远电子。
3)卫星成本拆分:批量卫星载荷占成本 70%,其中天线系统价值量最高
价值量/成本结构分析:1)据艾瑞咨询,一般定制卫星的成本结构中,平台以及载荷两部分各占 50%; 在定制卫星形成一定规模的批量生产时,平台成本被分摊,占单个卫星中的成本可以下降至 30%;对于 商业卫星公司,其理想情况下平台占卫星总成本的比例低至 20%。2)具体来看,据电子发烧友网公众 号,卫星载荷价值量主要集中在天线系统(占比 75%),而天线系统中 50%价值量为 T/R 组件;据艾 瑞咨询(2021),卫星平台价值量最高的部分是控制与推进系统(占比 40%)。 商业模式:卫星制造的商业模式较为明确,即客户采购卫星,卫星制造企业利用客户预付款进行卫星研 制。低轨卫星星座建设使得下游客户需求发生变化,卫星制造的商业模式也随之有一定改变。
(2)卫星总装、集成和测试(卫星 AIT)
卫星整星总装、集成和测试过程统称为卫星 AIT(Assembly,Integration and Test),是卫星研制过程中质 量管理工作的重要组成部分,主要工作项目包括结构、推进、管路部装,平台、载荷产品安装与综合测 试,力学、光照、热平衡、热真空、电磁兼容性等试验测试。传统整星 AIT 流程一般需要 1 年以上。目 前 AIT 流程得到有效缩短:国内小卫星的 AIT 研制从 1 年的周期缩短至 3 个月,而 Starlink 项目目前已 经达到 8 颗/天的生产速度。 卫星 AIT 相关企业有中国卫星/上海沪工/长光卫星/九天微星(整星 AIT)、苏试试验/西测测试/思科 瑞(卫星测试)等。
2、中游
(1)中游卫星収射服务
卫星发射服务主要是运载火箭的制造,“国家队”有航天科技集团、航天科工集团,民企第一梯队有星河 动力、中科宇航、星际荣耀和蓝箭航天等。具体而言,与运载火箭结构件相关的上市民营企业有斯瑞新 材/宝钛股份/博云新材(发动机原材料)、超捷股份(整流罩、贮箱等)、铂力特/华曙高科(火箭零 部件打印工艺)、钢研高纳(其他结构件)、航天电器(高端连接器)、高华科技(火箭发射传感器)、 九丰能源(甲烷燃料);国内有不少从事运载火箭整箭制造的民企,但目前均未上市,包括星河动力、 蓝箭航天、星际荣耀、零壹空间等。
1)运载火箭分为固、液、固液混合,液体火箭是主流趋势
运载火箭指的是将卫星等航天器推向太空的载具。运载火箭依靠自身携带的推进剂(燃料+氧化剂)燃 烧产生高速喷射气流获得反作用力推进,不依赖外界空气,因此可以在大气层内外飞行。按照级数,运 载火箭可分为单级火箭和多级火箭;按所用推进剂来分,可分为固体火箭、液体火箭和固液混合型火箭 三种类型;根据是否可回收,分为一次性使用火箭、部分重复使用火箭和完全重复使用火箭。可重复使 用运载火箭指运载器从地面起飞完成预定发射任务后,全部或部分返回并安全着陆,经过检修维护与燃 料加注,可再次执行发射任务。

液体火箭成为主流方向。液体发动机具备推力可调、比冲高、可重复点火等优势,成为可重复使用火箭 的主流选择。液体燃料包括液氧煤油和液氧甲烷,液氧煤油技术成熟,已在―猎鹰 9 号‖等火箭中实现多 次复用,但液氧煤油燃烧后会形成积碳,长期使用会影响发动机的性能;液氧甲烷则具备更高比冲、更 少积碳,发动机维护周期短,更适合高频次重复使用。同时,相较于煤油发动机,氢氧甲烷发动机因燃 烧产物更轻、喷流速度更高,能够产生更大的推力。航天六院研发的 140 吨级液氧甲烷发动机推力较传 统氢氧发动机提升 40%,推重比达 180:1。这些优点使得液氧甲烷发动机成为下一代可回收火箭的主要 选择。两类推进剂分别支撑当前和未来的复用路径,共同推动发射成本进一步下探。
2)运载火箭成本构成:収动机价值量最高
运载火箭成本构成:运载火箭的硬件成本主要包括发动机、箭体结构、电气设备、阀门机构、火工品、 推进剂等。无论是一级还是二级,发动机和箭体结构均是硬件成本的主体,据《猎鹰-9 运载火箭发射成 本研究》(朱雄峰等),一子级中发动机占比超 50%、箭体结构占比 23.5%;二子级中成本占比最高的 为箭体结构(29.5%),其次是发动机(28.6%)。考虑复用火箭成本,一子级能够实现回收复用。 3D 打印技术正逐渐应用于火箭发动机生产中,较大程度降低了发动机的生产成本、缩短了研制周期。
3)我国商业航天収射场建设加速,卫星収射效率有望显著提升
商业模式:卫星发射服务参与者包括火箭公司、发射服务提供方、发射场和保险公司。发射服务提供方 一方面与卫星发射需求的公司对接,承揽国内外商业发射订单,另一方面同时对接火箭公司、发射场与 保险公司。火箭公司主要负责运载火箭研制、发射任务分析、运载火箭技术接口协调等。发射场主要负 责对发射活动进行计划和排期等。目前相关政策规定第三者责任险必须购买,而发射及在轨保险往往会 作为卫星发射全套解决方案中的一部分,共同提供给卫星公司。 航天发射场等航天基础设施能力有待提高。目前我国共拥有酒泉、太原、西昌、文昌四大传统航天发射 场,但绝大部分发射工位多服务于国家载人航天、深空探测、军用卫星等战略任务,商业任务在排期与 资源获取方面缺乏优先权。同时,存在―火箭总装与发射场布局错位‖问题,民营火箭企业总装基地主要 集中于长三角、珠三角,发射场却集中于西北、华南等地,跨区域运输不仅增加成本,也面临拆解、重 组等工程挑战。相比之下,美国沿海地区已布局约 20 个航天发射场,配备 40 余个工位,其中卡纳维拉 尔角与范登堡空军基地在 2024 年分别完成 67 次与 47 次发射,体现出较强的多工位高频发射能力。为 缓解发射资源瓶颈,中国正加快商业发射基础设施建设,海南、海阳、阳江等地相继推进新发射场布局。其中,海南商业航天发射场已建成两座液体火箭工位,单工位年发射能力可达 16 次,远超传统工位水 平;二期建成后预计整体年发射能力超 60 次。此外,凉山、阳江等地发射场也在规划推进中,有望形 成―内陆+沿海‖互补布局,为中国商业航天迈向规模化、高频次提供坚实保障。
(2)中游卫星地面设备包括地面站和终端设备
1)地球站可分为三类
地面站负责发送和接收卫星信号,并对卫星网络进行管理,通常也称为地球站。 分类:地面站根据其是否可以移动的属性,分为固定站、可搬移站(静中通车载站便携站、背负站)、 移动站(动中通车载站/船载站/机载站)等站型。 构成:典型的地球站主要由天线及伺服跟踪分系统、射频分系统、调制解调分系统、用户业务接入分系 统、管理控制分系统及供配电分系统组成(许多卫星通信设备厂商在同一个设备中集成了调制解调、业 务接入及管理控制功能,一般称这类设备为信道终端设备或卫星通信终端)。1)天线及伺服跟踪分系 统:由天线、馈电、驱动、跟踪等设备组成,实现对卫星的高精度跟踪及无线信号的发射与接收功能。 2)射频分系统:主要由发射子系统和接收子系统组成。发射子系统由上变频器和功率放大器组成,功 能是将调制器输出的中频信号调制到卫星通信使用的射频频段,并将信号进行功率放大,放大后的信号 通过天线辐射到卫星。接收子系统由低噪声放大器和下变频器组成,功能是将天线接收的微弱射频信号 进行低噪声放大,再变频到中频,变频后的信号送后端解调器进行解调。3)调制解调分系统:由若干 调制解调器组成。调制器将数字化后的用户业务数据进行信道纠错编码和数字载波调制,变频为满足卫 星信道传输要求的中频信号;解调器完成输入中频信号的解调和译码,输出数字化的用户业务数据。目前一般将调制器和解调器进行一体化设计。4)用户业务接入分系统:主要实现语音、图像等模拟业务 的数字化(一般称为信源编解码),接口协议处理,多业务复分接,业务调度与接入控制等功能。5) 管理控制分系统:实现对地球站各设备的参数配置和工作状态的监视;在组网应用的情况下,还需要通 过网管信道和中心站网管中心进行管理控制信息的交互(如信道分配信息等)。6)供配电分系统:为 地球站各设备提供所需的电能。
卫星地面站组件相关厂商有信维通信/盛路通信(终端天线)、创意信息(馈电基带)、雷科防务(地 面站测控分系统)等。
2)终端设备包括手持终端和移动终端
卫星地面设备制造分为地面站及终端设备两部分。终端一般位于卫星天线形成的某一波束(类似于地面 通信网中的区域)中,其与通信卫星间的链路称为接入链路。 分类:主要分为手持终端(卫星电话)和移动终端(车载、船载、机载通信终端、卫星通信热点)等。 主要厂商为华力创通、振芯科技、中电科 54 所、海格通信、金信诺等。 构成:手持终端的核心组件为射频芯片、基带芯片、调制解调器及功率放大器。1)基带芯片负责信号 处理和协议处理。发射时,基带芯片把语音或其他数据信号编码成用来发射的基带信号;接收时,把收 到的基带信号解码为语音或其他数据信号,它主要完成通信终端的信息处理功能。2)射频芯片负责信 号发送和接收。发送信号时,射频芯片将基带信号转换为指定频段的射频信号,通过天线发送至基站; 接收信号时,射频芯片将天线接收到的特定频段的信号转换为基带信号传递到基带芯片。射频芯片主要 包括射频功率放大器、射频开关、射频滤波器、双工器和射频低噪声放大器等。 终端设备的价格:1)国内市场:据《卫星移动通信市场现状及我国市场发展空间研究》(王文跃等, 2017/8)研究显示,我国民用卫星移动通信终端价格约 5000 元,军用单兵手持价格约 2 万元,车载和 便携式终端价格约 20 万元。2)美国市场:据《美国星链项目应用产业链研究》(赵晓凌等,2022 年),星链紧密结合不同的非军事应用场景,开发了多种面向政府、行业和个人的动中通和静中通终端, 其中民用静中通终端产品目前已推出三种,包括售价 599 美元的普通民用终端和车载(房车版)终端以 及售价 2500 美元的商务终端,不同终端的通信速率也有区别,例如商用终端吞吐量是普通民用终端的 两倍;民用动中通终端产品至少有三种,包括售价 10000 美元个人航海终端以及行业用的航空机载终端 和航海船载终端等。 卫星地面设备商业模式:地球站与终端设备的商业模式有所不同,终端设备是卫星通信产业商业落地的 关键收益环节。1)地球站通常通过招投标进行建设,国家有关部门或卫星运营公司发布招标公告,地面设备制造商自研自产或对外采购部件,进行总装,建成后招标方进行运营并提供服务。2)终端设备 一般由终端公司生产完工后直接销售给最终用户。我国自主卫星移动通信系统的成熟将给我国卫星通信 终端制造企业带来较大成长空间。
卫星终端设备厂商有盟升电子/金信诺/星网宇达/七一二(终端设备)、海格通信/华力创通(终端设备 及芯片)、铖昌科技/国博电子(通信芯片)等。
3、下游
商业航天下游主要有卫星通信、卫星导航和卫星遥感三大领域,卫星通信是重点市场,发展低轨卫星通 信是产业链的大势所趋。 卫星通信是指利用卫星上的转发器作为中继站,转发无线电波,实现两个或多个卫星通信站之间的通信, 主要用于远距离的语音、数据、图像、视频传输等业务场景。卫星通信应用场景广泛,受多重因素驱动, 卫星互联网/星地融合通信将成为应用蓝海。 卫星导航是指采用导航卫星对地面、海洋、空中和空间用户进行导航定位的技术。导航卫星实质为通信 卫星的衍生应用,通过准确知道卫星所处的位置以及精确的时间,从而判断地面的位置。目前,全球共 有四大导航卫星系统,分别是美国的 GPS、俄罗斯的 GLONASS、欧洲航天局的伽利略、中国的北斗。 卫星遥感是指从地面到空间各种对地球、天体观测的综合性技术系统的总称。可从遥感技术平台获取卫 星数据、由遥感仪器进行信息接收、处理与分析。卫星遥感调查具有传统的调查方法无法比拟的优势, 在土地资源、森林资源,地质矿产资源、水利资源调查和农作物估产等方面具有广阔的应用前景。

据 UCS Satellite Database 数据,截至 2023 年 5 月 1 日,全球在轨卫星数量最多的前五的应用领域分别 为通信、遥感、技术试验、导航定位以及空间科学,其中通信卫星以 5514 颗的数量遥遥领先,已成为 推动商用卫星发展的主要方面。结合国家维度来看,美欧通信卫星数量相对领先,美国在低轨通信卫星 数量上领跑全球,中国导航卫星数量居世界第一,各国应用各有侧重。
卫星通信的商业模式:1)ToC:个人用户使用渠道分为两种,一是直接向卫星运营商及其子公司购买, 如中国卫通,其可为用户提供船载通信、机载通信、应急通信、互联网接入等多种业务服务;二是向设 备生产企业及其代理商购买,如购买动中通、静中通等。2)ToB:行业用户包括特殊行业用户(如应 急通信保障中心、消防局等政府机构)、垂直行业用户(如渔业、畜牧业、电力、水利等企业用户)。 企业用户采购渠道分为两种,一是直接与卫星通信运营商合作定制专用网络应用服务,二是公开招标采 购设备生产企业的卫星通信设备,再由设备生产企业与卫星运营商协调,远程开通卫星网络应用服务。 卫星运营赛道壁垒较高,业务相对垄断,属于寡头垄断市场:卫星通信行业是资金和技术密集型的产业, 由于其涉及国家政治经济活动安全,我国对卫星通信行业的管制相当严格,要开展相关卫星互联网运营 服务,必须获得相应的牌照(电信业务资质和无线电频率使用许可)。目前,第一类卫星通信业务牌照 (基础电信业务经营许可)仅由中国卫通、中国电信和中国交通通信信息中心等少数企业拥有,这些企 业具有经营卫星移动通信业务和卫星固定通信业务资质;第二类卫星转发器出租和出售业务牌照只有中 国卫通、中国电信和中信数字媒体网络有限公司等企业拥有。由于无线电频率资源有限且属于国家主权 范畴,因此应用端需要在相应主权国家申请频率使用许可才能开展业务。中国卫通在卫星运营服务领域 具有显著优势,运营管理着十余颗优质的在轨民商用通信广播卫星,覆盖范围广泛,包括中国全境、东 南亚、南亚、中东、非洲以及欧洲和太平洋地区等。
卫星运营资质壁垒较高、格局较好:只有中国卫通、中国电信、中国交通通信信息中心、中信数字媒体 网络有限公司等少数企业。