2023年卫星互联网行业专题：中国卫星互联网加速，看好相关材料和零部件

为什么中国必须发展卫星互联网行业？

他山之石：SpaceX 星链计划证明卫星互联网在商业上的可行性

低轨通信卫星发展迅速，卫星通信迈入卫星互联网时代。卫星通信是以卫星作为中继 站进行无线电波发射或转发的一种通信方式，能够实现两个或多个地面站/手持终端以及航 天器和地面站间的通信。相较于传统地面通信，卫星通信不受地理环境约束，能够实现较 广的无缝覆盖，并且可使用的频谱资源丰富。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），低轨卫星具有低延时、低成本、灵活组网等特点， 已经成为卫星通信建设的主流。基于卫星通信，逐步发展出了卫星互联网，通过发射一定 数量的卫星形成规模组网，向地面和空中终端提供宽带互联网接入等通信服务。根据《低 轨卫星通信的机遇、挑战与量测方案》（陈文江，陈麒安，陈宏铭等），卫星互联网可使全 地球都能通过宽带连上互联网终端，解决现有世界上超 30 亿人无法使用互联网、超 70% 地理空间未实现互联网覆盖的问题。

SpaceX星链计划是全球最大卫星星座，目前累计发射数量超过 5000颗。美国SpaceX 公司 CEO 马斯克于 2015 年宣布，SpaceX 公司将向近地轨道发射约 1.2 万颗星链卫星， 组建一个巨型低轨道卫星星座，星链计划（Starlink）旨在为全球提供高速、低延迟、高可 靠性的卫星互联网服务。2019年10月，SpaceX公司宣布将向美国联邦通信委员会（FCC） 追加申报 3 万颗卫星，星链计划卫星总数量将达到 4.2 万颗。2020 年开始，星链计划进入 全面部署阶段，卫星发射数量大幅增长，截至 2023 年 11 月，星链累计发射数量已经达到 5491 颗。马斯克在 X（原推特，美国网络社交平台）上发文表示，预计 2024 年每月平均 发射 12 次，按照 22 颗/次计算，2024 年星链计划发射的卫星数量有望超过 3000 颗。星 链计划是目前全球最大卫星星座，根据 UCS Satellite Database，截至 2022 年底，全球 在轨低轨通信卫星数量共计 4316 颗，其中星链卫星 3395 颗，占比高达 79%，远超排名 第二的英国 OneWeb 公司和排名第三的美国铱星公司的星座计划。

SpaceX 星链计划具有成本低廉、全球覆盖等优势，和 5G 互补。在成本方面，SpaceX 公司坚持独立研发路线，形成自主的产业生态，所有星座方案设计和卫星研制工作都在公 司内部闭环生产，根据 SpaceX 公司在 2020 年 8 月给 FCC 的报告，SpaceX 星链卫星的 单月产能高达 120 颗，单星制造成本在 50 万美元以下。此外，SpaceX 公司“猎鹰 9 号” 火箭的回收复用性和一箭多星的运载能力使得单星发射成本大幅降低，卫星制造和发射的 成本优势为星链计划的商业化和全球覆盖提供了有力保障。虽然地面基站在带宽与速率方 面具有显著优势，但是由于地球表面的地形、地貌和人类活动等因素所限制，目前全球只 有约 20%的陆地面积和 5%的海洋面积有地面通信基站的覆盖，还有很多山脉、森林、沙 漠等人口稀少的偏远地区无法接通互联网，而星链计划通过大规模卫星的部署，可实现地 球上任何一个角落的无缝覆盖。根据《Starlink 低轨卫星通信星座深度分析》（徐冰玉，李 侠宇），星链的网络能力（上传/下载速度、延迟）和 4G 相当，达不到 5G 的水平。综上， 星链在偏远地区的成本优势使其定位为地面移动通信网络尤其是 5G 的补充和延伸，虽然 不完全排除在城市地区提供服务的可能，但是仍旨在覆盖农村、海洋、沙漠、极地等互联 网服务水平低的地区。

星链计划已经实现现金流平衡，证明其在商业上的可行性。自星链计划被提出起，关 于其盈利能力的争议一直没有停止，根据甲子光年在 2020 年的测算，预计 SpaceX 星链 计划总投资成本（不含运营）962 亿美元，按照 1000 万人/年的用户数量、80 美元/月/人 的使用价格、25.7亿美元/年的运营成本计算，星链计划的回本周期为10年。根据Leichtman Research Group，截至 2021 年 1 月，美国仍有近 14%的人口，约 4200 万人无法接入互 联网，再考虑到全球其他地区，星链计划的潜在用户数量十分可观。2023 年 9 月，星链 计划宣布其全球活跃用户超过 200 万，相较 2022 年底翻倍。2023 年 11 月，马斯克在 X 上发文表示星链计划已经实现了现金流平衡。根据彭博社报道，预计 2023 年 SpaceX 火 箭发射和星链计划的收入将达到约 90 亿美元，预计 2024 年将增至 150 亿美元左右，其 中星链计划的收入将超过发射业务。

低轨资源竞争和国防安全威胁决定中国必须发展自己的卫星互联网行业

中国布局卫星互联网能够推动 6G“空天地一体化”。考虑到中国目前在卫星制造和发 射方面的成本较高、5G 基站建设领先全球等因素，客观来讲中国如果发展自己的卫星互 联网行业，短期内在商业角度上前景或许并不是很乐观。但是在 6G 时代，卫星通信将是 必不可少的重要部分，IMT-2030（6G）推进组将“空天地一体化的全球无缝覆盖”列为 下一代移动通信技术的总体愿景之一，提出卫星互联网将成为地面通信系统的有效补充和 未来 6G 的重要组成部分。实现 6G 空天地融合，需要在网络架构、空口传输、组网技术 和频率管理等多方面开展技术攻关，有赖于地面运营商与卫星运营商的高度协作。因此从 长远的角度看，中国发展自己的卫星互联网行业也具有商业性，此外，低轨资源竞争和国 防安全威胁也是中国必须发展自己的卫星互联网行业的重要原因。

低轨频谱和轨道资源有限，全球遵循“先登先占、先占永得”的规则。通信频谱与太 空轨道是有限资源，为了确保资源分配的公平、公正和透明，国际电信联盟（ITU）制定 了卫星频谱和轨道资源分配的程序，其中核心原则是“先登先占、先占永得”。这意味着 在 ITU 的卫星频谱和轨道资源注册表中登记的卫星拥有优先权，其他卫星必须在可用资源 之后进行分配。为避免对资源的登记占用，ITU 要求各国在卫星频轨资源登记后 7 年内必 须启用所申报的资源，发射第一颗卫星，否则所申报的资源自动失效。此外，在资源登记 后的 9 年内必须发射总数的 10%，12 年内必须发射总数的 50%，14 年内必须全部发射完 成。若未在规定时间内发射对应数量的卫星，其频谱权利将按实际发射比例缩减。

美国领跑全球，欧洲紧随其后，多国发布计划，中国需要加速布局。根据《6G 总体 愿景与潜在关键技术白皮书》（中国信通院）测算，近地轨道卫星总容量约为 10 万颗，仅 SpaceX 星链计划就申请了 4.2 万颗，并在 Ku 及 Ka 频段取得了较靠前的优先地位。2023 年 3 月，美国国家科学技术委员会发布《国家近地轨道研究与发展战略》，确定了美国在 低轨卫星领域的政策目标和优先事项。2023 年 3 月，欧盟理事会批准了《2023-2027 年 欧盟安全连接计划》，旨在建立欧盟自己的卫星星座“IRIS2”，使欧盟在全球范围内获得 独立、安全、低成本的卫星通信服务。俄罗斯、加拿大、日本、韩国等均提出了自己的计 划，围绕低轨资源的全球争夺战已经打响。根据 UCS Satellite Database，截至 2022 年 底，全球在轨低轨卫星共 5937 颗，其中低轨通信卫星占 73%，美国处于绝对领先的地位， 中国在轨低轨通信卫星仅 31 颗，外部各国竞争压力下，中国需要加速布局卫星互联网。

星链计划在军事方面的潜力可能给中国国防安全带来重大挑战。SpaceX 作为商业航 天公司主要面向普通用户，然而从星链计划自身的网络架构以及配合美国军方完成的一系 列测试来看，星链计划可能具有很强的军用发展空间。首先，星链计划完成一期发射后， 具备了全球覆盖的能力，尤其是当新一代具备星间链路的卫星完成部署后，其全球覆盖的 能力将大大增强，能够实现全天候不间断的侦察和监视。其次，星链计划的卫星具有运动 速度快、密度高、难以追踪的特点，为反侦察或反监视带来很大困难。同时，星链计划能 够提供更大的速率和更低的时延，在性能具有优势的同时，更有利于陆、海、空、天等多 领域通信网络互联互通，增强美军跨域协同通信能力。根据《星链计划的发展现状及其影 响》（四健），在俄乌冲突中，乌克兰军方已从多种渠道获取了超过 3 万个星链终端，证实 了星链计划用于军事用途，这些终端不仅帮助乌克兰获得了高效的通信网络，还协助乌克 兰军队无人机精准打击俄军各种高价值的军事目标。星链计划在通信上速度快、全球覆盖、 发射成本低等方面的优势运用在军事用途后，可能对中国国防安全产生重大挑战。

SpaceX 发布星盾计划，中国需要重视太空安全。2022 年 12 月，SpaceX 公司公布 了其专门服务于政府、国防与情报部门的全新业务——“星盾”（StarShield）。星盾计划 将在星链 2.0 平台基础上搭载军用级别的专用载荷，提供地球观测、安全通信和有效载荷 托管服务，作为星链系统的一部分，星盾具有模块化设计、互动性快速开发与部署的优势。 根据《美“星链”计划迈出军事化一步》（中国国防报，张帅），星盾计划将从根本上提升 美军通信侦察、空间态势感知和天基防御打击能力，且星链计划和星盾计划相互兼容，将 进一步模糊太空军事化准则，引发外太空领域争端，推动太空军备竞赛。

中国支持政策持续出台，“GW 星座”和“G60 星链”蓄势待发

国家层面和地方层面对卫星产业的政策支持力度不断加大。不管是出于商业需求，还 是为应对低轨资源竞争和国防安全威胁，中国都需要支持国内卫星产业尤其是商业低轨卫 星的发展，但是中国的低轨卫星互联网计划起步较晚，直到 2020 年 4 月国家发改委将卫 星互联网纳入“新基建”范畴后，中国的卫星互联网项目才开始迅速发展起来。2023 年 10 月，工信部发布《关于创新信息通信行业管理优化营商环境的意见（征求意见稿）》，提 出分步骤、分阶段推进卫星互联网业务准入制度改革，不断拓宽民营企业参与电信业务经 营的渠道和范围。同时，各地方政府也在积极支持本地的卫星产业发展，随着国家层面和 地方层面的政策支持力度不断加大，中国卫星互联网行业有望加速发展。

“GW 星座”规划约 1.3 万颗卫星，星网集团统筹国内低轨卫星布局。根据 ITU，2020 年 9 月，中国以“GW”为代号申报了两个低轨卫星星座，共计 12992 颗卫星，分布在距 地面 590 公里至 1145 公里的低轨轨道，频段为 37.5GHz—42.5GHz 及 47.2GHz— 51.4GHz。2021 年 4 月，国务院国资委发布关于组建中国卫星网络集团有限公司（星网 集团）的公告。卫星互联网的建设是极其复杂的系统工程，卫星的规模化生产、快速批量 发射部署、巨型星座的运行管理等问题，都亟需改变过去航天工程任务的生产、运作模式， 以应对新航天时代的挑战。星网集团的成立不仅将加速整合航天、通信、信息等产业优质 资源推动中国卫星互联网建设，还将促进中国航天产业结构性升级，引领新一轮产业变革。

“G60 星链”规划约 1.2 万颗卫星，上海松江打造国内首个卫星互联网产业集群。2021 年 11 月，在第四届进博会上长三角“G60 科创走廊”正式发布“G60 星链”计划，将以 上海松江为龙头，长三角 G60 科创走廊九城市一起“造卫星”，建设长三角首个卫星制造 的“灯塔工厂”。2023 年 7 月，上海举行“高质量发展在申城”系列主题新闻发布会，会 上宣布“G60 星链”实验卫星完成发射并成功组网，一期将实施 1296 颗，未来将实现 12000 多颗卫星的组网。《上海市促进商业航天发展打造空间信息产业高地行动计划（2023—2025 年）》提出，到 2025 年，形成从火箭、卫星、地面站到终端的全覆盖产业链，发展新一代 中大型运载火箭、低成本高集成卫星、智能应用终端三大拳头产品，形成年产 50 发商业 火箭、600 颗商业卫星的批量化制造能力，以打造“上海星”“上海箭”为目标，提供卫星 研制、运载发射、在轨交付与管理链式服务模式。

中国低轨通信卫星的发射爆发期何时到来？

低轨卫星规模化发射的核心：卫星批量生产+一箭多星技术+火箭回收复用

卫星批量化生产促进产业革命。根据 SpaceX，2022 年星链卫星发射数量达到 1722 颗，2023 年 1-11 月星链卫星发射数量达到 1848 颗，未来要实现 4.2 万颗星链卫星的发 射目标，卫星批量化生产能力是 SpaceX 的一项重要关键技术。马斯克坚持“为生产而设 计”的理念，以卫星的工厂化、规模化生产为设计导向，将卫星当作汽车或其他工业产品 一样，所有的设计与研发工作始终围绕着能否实现快速、批量生产进行。规模化生产是星 链与传统卫星生产模式的重大差异，相对于传统卫星生产周期长、产量小、成本高的模式， 星链以流水线方式，实现快速制造、规模化、低成本目标。根据 SpaceX 计划，2024 年 至 2027 年每年需生产/发射约 7000-8000 颗，2028 年后基本维持在每年 8000 颗以上水 平。SpaceX 成功将卫星批量化生产技术进行成熟应用，打破了传统航天制造领域的局限， 预计将促进航天生产制造产业的变革，引领新一轮航天产业革命。

卫星批量化生产的核心在于制造策略、制造能力、供应链三方面：

1）制造策略：星链卫星实现规模化制造不是一蹴而就的，先进的制造理念、自主的 制造供应、迭代的制造模式、高效的成本控制是实现规模化制造的灵魂。制造理念方面， SpaceX 体现出“面向制造的设计、设计与制造的协同、面向发射的设计”；制造供应方面， SpaceX 坚持自主研发核心系统、核心部件，同时也实现自主生产，并为此建立相应的生 产线，从而掌握了技术与生产的主动权；制造模式方面，自 2018 年首次发射以来，星链 卫星的生产方案、生产线根据卫星版本的变化，在短时间内实现多次调整、升级展现出巨 大灵活性；成本控制方面，SpaceX 通过不断提升制造规模和降低制造成本，实现持续的 降本增效。

2）制造能力：在正确的制造策略指引下，强大的制造能力是卫星批量化生产的保证。 生产设施方面，西雅图雷德蒙德为星链卫星主要生产、组装基地，SpaceX 加州霍桑总部 负责部分精密部件、地面终端的制造，德克萨斯州奥斯汀负责用户地面终端的研发与制造； 生产设备方面，SpaceX 为星链的生产引入了大量专业生产线、流水线机器人等设备，确 保生产线的稳定和产品性能与质量的一致性。

3）供应链：SpaceX 虽坚持重要技术、装备的自行研发生产，但将建设自有生产线成 本过高、实现自行生产需时过长、自行担负效费比不高的专业部件/服务，通过对外生产合 作、采购方式实现降费增效。生产合作方面，SpaceX 采用合约制造（CM）、联合开发生 产（JDM）、原始设计制造（ODM）、原始设备制造（OEM）等多种方式；直接采购方面， SpaceX 通过直接采购市场上的成熟产品与服务来降低成本、加速系统建设；通用部件方 面，对于部分所处环境并不恶劣、性能要求不高、作用并不关键的部件，SpaceX 多采用 工业制造标准而非航天专业标准。

多星分离技术助力一箭多星发射。多星分离技术是指用一枚运载火箭将两颗及以上的 卫星发射至预定轨道的分离技术，传统多星分离模式需要依靠质量体积较大的卫星适配器， 对整流罩内宝贵空间的利用率不足，一次可发射的卫星数量也受到限制。为了能够快速部 署星链星座，最大化地利用火箭的整流罩内部空间，SpaceX 创新性提出卫星标准接口， 并将卫星设计成扁平的结构，采用统一的承力支柱接口进行堆叠安装连接，该堆叠式卫星 不再需要专门的卫星适配器，节省了运载能力的同时，也可以充分利用运载火箭整流罩的 可用空间，可突破一次发射的卫星数量，提高发射效率。2021 年 1 月，SpaceX 利用猎鹰 9 号火箭实现了“一箭 143 星”的发射，将 10 颗星链卫星和 133 颗小卫星送入轨道，大 幅刷新了世界一箭多星发射卫星数量的纪录。此外，大运载能力的火箭也是一箭多星发射 的重要基础。目前，星链计划发射的卫星版本以 V2.0 Mini 为主，该版本卫星重量约 800kg， 猎鹰 9 号火箭的发射规模通常为“一箭 23 星”。

火箭回收复用是降低发射成本的重要途径。一次性运载火箭长期以来都是人类进入空 间的主要运输方式，但随着进出空间规模需求的快速增长，一次性运载火箭在发射成本、 履约周期和产能需求等方面均面临巨大挑战，发展回收复用运载火箭能够很好地解决以上 问题，已是全球航天领域的共识。回收复用运载火箭技术近年来得到快速发展，以猎鹰 9 号为代表的部分回收复用运载火箭已规模化投入使用，其实践表明垂直起降回收复用运载 火箭已能够实现提升进入空间规模、大幅降低成本、缩短履约周期、降低产能需求和拓展市场规模。综合来看，回收复用运载火箭在发射成本和发射频次上相比一次性使用运载火 箭具有明显优势，是实现一小时全球抵达、天地往返运输等大规模、低成本进出空间运输 系统的重要途径。

回收复用的猎鹰 9 号成本相比全新成本降低约 70%。根据《商业思维下 SpaceX 公司 “星链”计划发射成本浅议》（赵凯，王文正，尚辉等），一手猎鹰 9 号的成本构成主要 为芯一级（3000 万美元）、芯二级（1000 万美元）、整流罩（550 万美元）和推进剂及其 它成本（500 万美元），总计大约 5050 万美元，猎鹰 9 号可回收复用火箭芯一级和整流罩， 因此回收复用的猎鹰 9 号的成本构成主要是芯二级（1000 万美元）、推进剂及其它成本（500 万美元）和芯一级的维护成本（25 万美元），总计大约 1525 万美元，相比一手成本降低 约 70%。一手猎鹰 9 号火箭报价为 6200 万美元，回收复用的猎鹰 9 号火箭报价为 5000 万美元，按照芯一级重复使用 10 次、整流罩重复使用 2 次测算，10 次发射后，总成本约 为 2.1 亿美元，SpaceX 可以使用每个芯一级进行 4 次商业发射，剩余 6 次发射可以折算 为零成本。

中国目前在三大方面均有所落后，不过追赶速度值得期待

中国在卫星批量生产和成本控制方面落后。从 2015 年逐步开放商业航天领域以来， 中国商业卫星制造取得了很大的进步和发展，商业卫星设计也从十公斤级的 3U、6U 卫星 发展到目前百公斤级以上卫星，但我国商业卫星的设计制造产业链生态仍处于成长初期， 与国外商业卫星研发制造相比仍有巨大差距。根据长光卫星招股说明书，其第二代 200kg 级卫星的制造成本不超过 5000万元，而同一重量级星链卫星的制造成本不超过 50万美元。 目前，中国卫星星座计划逐步增多，国内发射数量在 30 颗以上卫星的星座规划就有数十 个，面对如此多的卫星发射数量，卫星的设计和生产方式必须发生根本改变。 国家队和商业公司加速提升卫星制造能力。根据新华社报道，2021 年 5 月，武汉国 家航天产业基地卫星产业园内的国内首条小卫星智能生产线迎来第 1 颗卫星下线，智能制 造技术手段的应用使该小卫星批量生产效率提高 40%以上，单星场地面积需求将减少 70% 以上，单星生产周期将缩短 80%以上，人员生产效率将提升 10 倍。2023 年 11 月，上海 市发布《上海市促进商业航天发展打造空间信息产业高地行动计划（2023—2025 年）》， 提出到 2025 年形成年产 600 颗商业卫星的批量化制造能力。国内的商业卫星公司也在积 极探索低成本量产的路径，银河航天在南通建设新一代卫星智能制造工厂并已实现百颗卫 星的量产能力，九天微星计划实现年产 100 颗标准化卫星或 50 颗定制化卫星的产能。

中国实现“一箭 41 星”，但和星链卫星的常态发射相比仍有差距。近年来，中国的“一 箭多星”技术发展迅速。2022 年 2 月，搭载了 22 颗卫星的“长征八号”运载火箭在文昌 航天发射场成功发射，创造了当时中国“一箭多星”发射的最高纪录。2023 年 6 月，“长 征二号”丁遥八十八运载火箭在太原发射中心成功将“吉林一号”高分 06A 星等 41 颗卫 星（采取“38 颗卫星壁挂+3 颗卫星侧壁”的搭载方式）准确送入预定轨道，刷新了中国 一次发射卫星数量最多的纪录。SpaceX 采用的堆叠式卫星，不再需要专门的卫星适配器， 节省运载能力的同时，也可以充分利用运载火箭整流罩的可用空间，通过合理设计可突破 一次发射的卫星数量，提高发射效率，实现一箭多星的常态发射，相较之下国内一箭多星 发射技术还有不小差距，在多星分离技术上还需继续沉淀，寻找新的技术创新和突破。

火箭运载能力不足也是制约中国一箭多星技术的重要因素。火箭推力与运载能力决定 可以携带多少设备和资源进入太空，也是一箭多星的物质基础，从全球现役火箭运载能力 上看，能够负担近地轨道 20 吨以上重量这种任务的火箭只有六型：猎鹰重型（美国 SpaceX）、德尔塔 IV 型（美国波音）、长征五号（中国航天科技）、阿丽亚娜 5（欧洲）、 猎鹰 9 号（美国 SpaceX）和安加拉 A5（俄罗斯）。但是从商业火箭角度看，根据《2022 年中国商业航天发展白皮书》（创业邦），“长征二号丙”火箭的 LEO 运力仅为 2.4 吨， 远远落后于猎鹰 9 号火箭的 22.8 吨和猎鹰重型火箭的 63.8 吨，同时“长征二号丙”火箭 的平均发射成本高达 1.04 万美元/kg，约为猎鹰 9 号火箭的 3.6 倍。不过国内民营商业航 天公司也在快速追赶，蓝箭航天的“朱雀二号”火箭的 LEO 运力达到 6.0 吨，2023 年 7 月 12 日，朱雀二号遥二运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，是全球首枚成功入轨的 液氧甲烷火箭，也是国内民商航天首款基于自主研制的液体发动机实现成功入轨的运载火 箭。

火箭回收复用是中国航天快速提升发射量的关键。根据《2022 年中国商业航天发展 白皮书》（创业邦），2021 年中国成为全球第一大航天发射大国，但是 2022 年美国的航 天发射次数几乎翻倍，大幅超越了中国，究其原因，主要是 SpaceX 的猎鹰 9 号火箭可回 收复用，显著提高了发射效率并降低了发射成本，相较之下中国的发射次数增长则受限于 火箭的制造速度和成本。中国已经针对气动力与主动力联合减速回收模式上开展了大量技 术攻关，基本具备了集成演示验证的条件。2020 年 12 月，中国新一代运载火箭长征八号 在文昌航天发射场首飞成功，长征八号已经在着陆缓冲机构、低空低速的返回段制导、自 主控制等回收技术领域做了试验，后续将在回收关键技术进一步攻关。民营商业航天公司 方面，2023 年 11 月 2 日，星际荣耀的双曲线二号验证火箭在酒泉卫星发射中心开展垂直 回收试验，这是中国首次实现液体火箭全尺寸一子级的垂直起降与重复使用飞行试验。

预计 2024 年将成为中国低轨卫星密集发射元年，2026 年有望迎来爆发

“GW 星座”和“G60 星链”提速，预计 2024 年将成为中国低轨卫星密集发射元年。 短期来看，国家队依然将是巨型低轨星座发射的主力，海南商业航天发射场就是为了支持 未来大规模高密度发射而建设的，预计今年年底将完成硬件建设，2024 年实现常态化发 射。根据中国经济网报道，航天科技集团一院海南商业航天发射场建设项目专项总设计师 吴义田表示“会在 2024 年上半年的 6 月份之前择机完成星网工程（“GW 星座”）的发射 任务，星网工程也是我们海南商业航天发射场首次执行的发射任务”。根据上海松江微信 公众号，“G60 星链”产业基地一期项目将建设数字化卫星制造工厂、卫星在轨测运控中 心、卫星互联网运营中心，其中卫星工厂的设计产能将达到 300 颗/年，单星成本将下降 35%，预计于 2023 年投入使用。综上，我们认为海南商业航天发射场的投入使用和“GW 星座”、“G60 星链”加快部署进度将使得 2024 年成为中国低轨卫星密集发射元年。

随着国内卫星和火箭的相关技术及生产取得突破、卫星互联网市场前景逐步清晰，我 们预计国内低轨通信卫星的发射量有望在 2026 年迎来爆发：

1）卫星的相关技术及生产：2023 年 7 月 23 日，中国首颗采用柔性太阳翼的卫星— 银河航天灵犀 03 星发射升空，完成了平板卫星堆叠分离技术国内首次在轨验证，未来将 计划实施一箭多星发射。2023 年 11 月，上海市发布《上海市促进商业航天发展打造空间 信息产业高地行动计划（2023—2025 年）》，提出到 2025 年形成年产 600 颗商业卫星的 批量化制造能力。在国家队和民营商业航天公司的共同努力下，我们预计可堆叠式卫星、 星箭分离技术、低成本批量化制造等问题有望在 2026 年前被逐步克服。

2）火箭的相关技术及生产：目前多家民营商业航天公司公开了 LEO 运力超过 10 吨 的火箭规划，根据各公司官网和微信公众号，包括天兵科技的“天龙三号”（LEO 运力为 17 吨，预计 2024 年 6 月首飞）、星际荣耀的“双曲线三号”（LEO 运力为 13.4 吨，预计 2025 年首飞）、蓝箭航天的“朱雀三号”（LEO 运力为 21.3 吨，预计 2025 年首飞）、深蓝 航天的“星云二号”（LEO 运力为 20 吨，预计 2025 年下半年首飞）等。除了大运力火箭 外，回收复用技术更是降低发射成本的核心，深蓝航天的“星云-M”1 号试验箭在 2022 年 5 月完成 1 公里级垂直起飞及降落飞行试验，成为继 SpaceX 后全球第二家完成液氧煤 油火箭垂直回收复用全部低空工程试验的公司。如果以 SpaceX 的历史发射记录（2013 年下半年蚱蜢火箭完成相应试验，2015 年 12 月猎鹰九号首次实现陆地垂直回收）作为参 考，中国航天的火箭回收复用技术也有望在 2026 年前取得突破。

3）卫星互联网的市场前景：2023 年 10 月，星链官方网站商业服务板块全新推出星 链直连手机业务，该业务适用于现有的 LTE 手机，无需更改硬件、固件或特殊应用程序， 即可通过星链发送文本、语音和数据。预计 2024 年实现短信发送，2025 年实现语音通话 和上网（Data），同年分阶段实现 IOT（物联网）。此前卫星互联网市场推广的最大痛点之 一就是依赖定制终端，一旦低轨通信卫星直连手机技术普及，中国卫星互联网行业的潜在 市场空间将十分可观，有望从需求端推动国内低轨通信卫星的发展。 综上，我们认为随着供需两端不断成熟，预计国内低轨通信卫星的发射量有望在 2026 年迎来爆发。

卫星互联网会带来哪些材料和零部件的投资机会？

卫星制造和卫星发射环节直接受益于低轨卫星发射量的快速增长

卫星制造和卫星发射环节对卫星互联网产业链起到支撑作用。互联网产业链主要包括 卫星制造、卫星发射、地面设备、卫星运营及服务四大环节，根据美国卫星产业协会（SIA）， 2022 年全球卫星产业市场规模达到 2810 亿美元，卫星制造、卫星发射、地面设备、卫星 运营及服务占比分别为 5.6%、2.5%、51.6%、40.3%。卫星制造和卫星发射处于中上游， 对卫星互联网产业链起到支撑作用，具备技术密集、资本密集、高集成总装的特点，壁垒 较高，同时也直接受益于低轨卫星发射数量的快速增长。卫星制造环节主要包括卫星平台 和卫星载荷：卫星平台包含姿轨控制系统、供电系统、推进系统、结构系统、遥感测控系 统、热控系统以及数据管理系统等，卫星载荷包含天线分系统、转发器分系统以及其它金 属/非金属材料和电子元器件等；卫星发射环节主要包括火箭制造和发射服务：火箭制造包 含推进系统、箭体制造、遥测系统、制导和控制系统、发动机制造、安全自毁系统以及其 他组件等，发射服务包含火箭控制系统、发射及遥测系统、发射场建设、逃逸系统等。

卫星制造中载荷、姿控系统、电源系统价值量占比较高。载荷是卫星入轨以后发挥其 核心功能的部件，所以会根据任务情况从零开始设计，除非实现大规模量产，否则基本就 是定制型项目，因此卫星的成本节约压力就集中到了平台上，根据《2021 年中国商业航 天产业发展报告》（艾瑞咨询），理想状态下卫星平台的成本占比在 20%-30%之间，而从 平台的结构上看，为卫星提供机动能力和电力是它的核心作用，所以姿控系统（该处姿控 系统的口径包含前文的姿轨控制系统和推进系统，下文以该口径为准）、电源系统占比较 高，分别为 40%和 22%。随着卫星发射量快速增长，我们认为载荷、姿控系统、电源系 统中的核心材料和零部件具备投资价值。

卫星发射中发动机制造、配套燃料值得关注。根据《2021 年中国商业航天产业发展 报告》（艾瑞咨询），最核心的动力系统占全箭成本的 70%到 80%，新一代可重复使用液 体火箭的特点要求发动机材料满足耐温更高、耐介质、可重复使用、耐高周疲劳、高可靠 性以及低成本等要求，材料的创新发展将带来新的投资机会。不管是否实现回收复用，配 套燃料都是火箭发射必需的耗材，卫星发射的本质就是将燃料的化学能转化为卫星的机械 能，因此其需求将随着卫星发射量增加而增长。 看好卫星制造和卫星发射环节材料和零部件的投资机会。通过下文的分析，我们看好 在卫星制造中价值量占比较高的载荷、姿控系统、电源系统，在卫星发射中价值量占比较 高的发动机制造和具备独供性质的配套燃料。

载荷：射频芯片、陶瓷管壳、行波管、激光星间链路

通信卫星有效载荷的灵活性提高是发展趋势。通信卫星使用寿命不断增长，在整个寿 命期内，传统载荷功能固定，无法适应在轨后应用需求的变化，而灵活载荷通过天线在轨 重构和数字柔性转发技术，可支持在轨后载荷任务调整。具体来说，通信卫星有效载荷的 灵活性体现在六个方面：1）轨道位置的灵活可变，2）覆盖区的波束数量、波束形状灵活 可变，3）频率规划的灵活可变，4）输出功率灵活可变，5）通道路由可变，6）灵活的体 制适用。灵活载荷将成为通信卫星的标准配置载荷，是满足用户多样化及多变需求的必然 途径，最终会替代功能单一的模拟透明转发器有效载荷，以满足多任务需求以及卫星在轨 后的任务变化。根据《通信卫星灵活载荷技术综述》（周颖，康丁文，楼大年等），通信卫 星灵活载荷方案中，用户链路采用有源多波束天线，在轨可重构，波束大小、数量、覆盖 区可灵活控制，单馈源失效不会导致波束失效，具备抗干扰能力；馈电链路一般采用机械 可动天线或相控阵天线，为多个信关站提供服务。

根据我们测算，T/R 射频前端芯片的单星价值量约为 295 万元，占卫星成本的 10%。 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。T/R 组件是相控阵 天线的核心部件，T/R 组件主要由功率放大器、低噪声放大器、移相器、衰减器、收发开 关、滤波器以及相应的电源电路和控制电路组成。T/R 射频前端芯片是内嵌于 T/R 组件内 的核心功能芯片，直接决定了 T/R 组件的各项性能。根据《2021 年中国商业航天产业发 展报告》（艾瑞咨询）和《低成本毫米波相控阵关键技术研究》（罗烜），我们估算 T/R 射 频前端芯片占卫星制造成本的比例约为 10%，参考星链卫星 V1.5 的单星质量 295kg，保 守按照卫星制造成本10万元/kg（长光卫星招股说明书披露的卫星制造成本为 20万元/kg， 我们假设未来卫星规模化生产后成本大幅降低）测算，T/R 射频前端芯片的单星价值量约 为 295 万元。

铖昌科技是少数有能力供应星载 T/R 射频前端芯片的民营企业。相控阵 T/R 射频前端 芯片主要应用于星载、机载、舰载、车载和地面等军用相控阵雷达中，产品性能要求高， 具有较高的技术水平。目前国内具备微波毫米波相控阵 T/R 射频前端芯片研制量产能力的 单位主要为军工集团下属科研院所和少数具备三、四级配套能力的民营企业，在星载领域， 主要厂商包括中国电科 13 所、中国电科 55 所、铖昌科技等。根据铖昌科技招股说明书， 其推出的星载相控阵 T/R 芯片应用在某型号卫星并稳定运行，该芯片的应用提升了卫星雷 达系统的整体性能，达到了国际先进水平。 中瓷电子募投项目布局星链通信射频芯片与器件。中瓷电子的子公司博威公司是国内 少数实现氮化镓 5G 基站射频芯片与器件技术突破和大规模产业化批量供货单位之一，中 瓷电子的募投项目“氮化镓微波产品精密制造生产线建设项目”以博威公司为实施主体， 建设四大类产品产能，其中包括 5G 毫米波、星链通信、6G 通信基站射频芯片与器件。

国瓷材料的 DPC 陶瓷管壳产品可用于低轨卫星的射频微系统。近年来，国内陶瓷多 层气密结构的系统级封装（SiP）技术、系统级射频垂直互联技术及复杂部件/组件的一体 化焊接技术不断成熟，已经成为实现星载射频接收组件的小型化、集成化、工程化的最优 方案。根据《星载射频组件一体化焊接工艺研究》（谢鑫，金大元，万云），中电科 36 所开发了一种小型化射频组件，射频组件中的 2 个 SiP 封装器件均利用微组装技术将射频芯 片及电阻、电容、电感器件与多层高温共烧陶瓷管壳通过金锡共晶、导电胶粘贴、金丝键 合、气密封焊等工艺方法进行高密度微组装装配。参考前文相关的成本结构数据，基于同 样的卫星质量和制造成本假设，我们测算出陶瓷管壳占卫星制造成本的比例约为 3%，单 星价值量约为 89 万元。用于星载射频系统的陶瓷管壳制造工艺复杂，技术壁垒极高，供 应商较少，根据国瓷材料在互动易上的回复，其 DPC 陶瓷管壳产品可用于低轨卫星的射 频微系统，已形成小批量销售。

国光电气是国内唯一一家民营行波管企业，其相关产品正在等待验证。卫星通信运作 必须依靠转发器将接收到的地球站的信号放大，然后通过下变频发射出去，这一工作原理 使得卫星通信离不开高频率、宽频带的放大器，空间行波管作为电磁波信号放大器在卫星 上广泛使用。根据新思界和国光电气招股说明书，我们假设每颗卫星大约需要 4 只空间行 波管，每只空间行波管的价格为 50 万元/只，再参考前文数据，测算出空间行波管占卫星 制造成本的比例约为 7%，单星价值量约为 200 万元。中国具备行波管等微波电真空器件 生产、科研能力的主要是国家定点单位“两厂两所”，其中前身是国营 776 厂的国光电气 是国内唯一一家能够独立研发、生产行波管等特种电真空器件的民营企业，根据国光电气 在上证 e 互动上的回复，其空间行波管正在等待打星验证窗口。 激光链路是星间链路的重要发展方向。星间链路是航天器之间实现在空间中通信或测 距的手段，应用星间链路可以支持建立全球覆盖的卫星骨干网络，实现全球卫星的管控， 极大地提升其不依赖于地面系统的独立性，扩充系统通信容量，解决地面测控站星地数传 地域局限性问题，从而提升系统的抗毁性、自主性、机动性和灵活性。激光通信具备高信 道吞吐率、高传输带宽、强抗干扰能力、高保密性和安全性等优点，实现激光通信的激光 终端同时具备轻量级和高能效的特点，可以较好地支持如今日益增加的数据传输需求，使 得激光链路成为实现下一代星间链路颇具前景的手段之一。同时，激光通信终端设备向着 更小体积、轻量化和低功耗的方向发展，这也符合卫星平台对有效载荷小型化、轻型化、 低能耗的要求。

光库科技的光纤激光器件应用于“嫦娥工程”。星载激光通信系统是一个复杂的系统， 涵盖了光机电等多个领域，各子系统在完成各自任务的同时，还需相互间配合，缺一不可。 激光通信系统主要包括以下几部分：激光接收和发射系统、捕获跟踪瞄准系统和光学系统， 除了上述基本子系统外，还包括配电系统以及热控系统等一些配套系统。激光接收系统包 括探测器、光滤波器、解调器和光学接收天线等，激光发射系统包括调制器、激光器、光 学发射天线以及准直系统等。目前的星载激光通信系统中，信号光和信标光光源多采用 800-850nm 波段的半导体激光器发射，近些年随着光纤激光器的发展，也有一些星载通信 系统选用 1550nm 波段作为光源。光库科技是光纤激光器件（光纤激光器的重要组成部分） 生产厂商，根据江苏激光产业技术创新战略联盟微信公众号，在“嫦娥五号”探月任务中， 光库科技为着陆器内的两大光纤激光器提供了多项宇航级核心无源器件，这是光库科技继 “嫦娥三号”与“嫦娥四号”等国家重大项目之后第三次为“国之重器”保驾护航。

姿控系统：星敏感器、霍尔电推

姿轨控制系统的作用是有效控制卫星的姿态和轨道。卫星的姿轨控制系统包含姿态控 制与轨道控制两方面，作为航天器的神经中枢，其可靠性、稳定性及精确度是卫星安全飞 行和执行任务成功与否的重要保障。姿轨控制系统由敏感器、控制器和执行机构三部分组 成，其中敏感器用以测量某些绝对的或相对的物理量、控制器担负起信号处理的任务、执 行机构驱动动力装置产生控制信号所要求的运动。

天银机电的星敏感器产品在国内商业卫星市场占据优势地位。星敏感器是一种常用的 姿态测量敏感器，它的参照物为恒星，优点是测量精度高、可靠性强、捕捉跟踪能力强、 稳定性高等，通常是卫星姿态测量系统的组成部分之一。根据天银机电公司公告，一般每 颗卫星使用 1-3 个星敏感器，天银机电的子公司天银星际是国内商业运营的星敏感器生产 厂商，主要产品包括纳型、皮型两大系列星敏感器，截至 2023 年 6 月 30 日，累计有 301 台星敏感器产品在轨运营，在国内商业卫星市场占据优势地位，天银星际旗下产品已广泛 应用到中国探月工程、高分专项、卫星互联网等国家重大任务实践中。 国光电气的霍尔电推进器核心部件产品已经开始交付用户使用。低轨巨型星座的发射 部署，必然采用一箭多星的入轨方案，从燃料节省和整星设计分析，电推进优势显著，是 星座部署控制执行机构的最佳方案。霍尔电推进具有推力密度大、推力功率比高、系统简 单可靠、效率高、功率覆盖范围宽、比冲接近于许多典型任务的最佳比冲、可使用多种推 进剂等特点，广泛应用于低轨卫星。根据国光电气在上证 e 互动上的回复，其霍尔电推进 器核心部件产品是一种为卫星电推进系统点火的电真空器件，主要应用于电推系统的动力 源部分，已经开始交付用户使用。

电源系统：锗衬底、砷化镓太阳能电池、空间锂离子电池

随着商业卫星的有效载荷越来越大，对电源系统的要求不断提升。第一代商业卫星电 源系统是太阳电池阵和蓄电池组的拓扑结构，其中太阳电池翼多为体装式或单板展开的形 式，基板主要为碳纤维铝蜂窝基板、铝合金基板和 PCB 板等，表面贴装刚性太阳电池片； 蓄电池一般为 18650 锂离子电池或者小容量锂离子电池组成的蓄电池组。近年来，商业卫 星的发射数量和单次发射体量日益增长，卫星有效载荷也越来越大，已经接近甚至超过传 统航天领域的小卫星，立方体卫星已经从体装式帆板，发展为多折展开式太阳翼或卷轴式 太阳翼，平均功率已近上千瓦，而很多商业卫星的平台输出功率最高可达到数千瓦，因此 蓄电池组的能力需要同步增长。 有研新材和云南锗业在锗单晶和锗衬底领域具备技术能力。根据《高效太阳电池及其 阵列技术的空间应用研究进展》（王凯，王训春，钱斌等），三结砷化镓太阳电池是目前使 用最广泛的空间太阳电池，由 GaInP、GaAs、Ge 三种材料组成，其在轨光电转换效率已 超过 30%。随着低轨卫星发射放量，用于三结砷化镓太阳电池的锗衬底的需求有望持续增 长，根据北京通美招股说明书，我们保守假设 4 英寸锗衬底价格为 200 元/片，参考星链 卫星 V1.5 的太阳能板面积 33.8 平方米，我们测算锗衬底占卫星制造成本的比例约为 4%， 单星价值量约为 116 万元。有研新材的子公司有研国晶辉凭借“高效率超薄空间太阳电池 用 4 英寸低位错锗单晶及产业化”荣获中国有色金属工业科学技术一等奖。云南锗业的子 公司中科鑫圆的锗衬底产能为 30 万片/年（4 英寸）、20 万片/年（6 英寸）。

乾照光电的三结砷化镓太阳电池已经批量供应给航天科技和中电科。根据 QY Research，预计 2023 年全球锗衬底砷化镓太阳能电池市场规模有望达到 4.08 亿美元，其 中三结砷化镓太阳能电池占比约 93%，中电科蓝天科技和上海空间电源研究所在中国市场 处于领导地位，未来随着中国商业卫星及航天领域逐步向民营企业开放，民营供应商依靠 成本优势有望提升市场份额。根据《光电转换效率 32%空间太阳能电池外延片、芯片的研 发及产业化》（科技成果登记表），乾照光电术研制的空间用三结砷化镓太阳电池平均转换 效率提高至 32%，性能指标均达到或超过国外竞争对手水平，该产品已经批量供应给中国 航天科技集团和中国电子科技集团，逐步应用于太空领域。

电科芯片是中国空间储能电源领域的最大供货商。空间电源系统因使用环境极为特殊， 往往面临着极端的温度变化、压力和强辐射，因此对于电源有很高的要求。近十年来，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，已经越来越广 泛地被应用到航天器领域。空间用锂离子电池作为空间电源系统的主要组成部分，具有极 高的技术壁垒，目前国内外有能力研发生产空间用锂离子电池的厂商十分稀少。电科芯片 的子公司空间电源及其前身十八所第二研究室是中国空间储能电源领域的主要企业和最 大供货商，借助强大的技术实力与深厚的技术积淀与现有主要卫星领域的军工企事业单位 客户在空间卫星领域的发展过程中建立了相互依存的长期业务合作关系。

发动机制造：金属材料、C/C 复合材料

材料的性能与水平对于火箭发动机的发展起到关键作用。材料工艺技术又是可重复使 用发动机的基础技术、先导技术和关键技术，是决定可重复使用发动机性能、可靠性和成 本的一个重要因素，贯穿发动机研制、生产、使用和维修的全过程，其性能与水平在很大 程度上制约着可重复使用发动机的发展和研制进程，也是衡量发动机发展水平的重要标志 之一。根据《重复使用液体火箭发动机用材料及工艺研究进展》（姚草根，张大海，刘凤 娟等），SpaceX 的液氧/煤油“梅林”发动机是至今世界上唯一实现工程应用的可重复使 用液氧/煤油火箭发动机，“梅林 1D”的发动机内壁可能为铜银锆合金，外壁可能为与 RS-68 一致的 347 不锈钢，采用煤油再生冷却金属夹层喷管。SpaceX 的液氧/甲烷“猛禽” 发动机针对氧预燃室的高温高压富氧气体带来的材料氧化问题，专门研发了一种耐富氧环 境的 SX500 合金，其他材料工艺可能大多与“梅林 1D”发动机大致相当。

斯瑞新材的液体火箭发动机推力室内壁产品进入量产阶段。可重复使用液体火箭发动 机推力室身部一般由高导热的铜合金内壁和镍或不锈钢、高温合金外壁连接而成。发动机 工作时，铜合金内壁材料经历低温—高温的热交变循环过程，易因低周疲劳而破坏，因此 是制约推力室使用寿命的关键因素，也是可重复使用火箭发动机研制中首先必须解决的关 键材料问题之一。根据《重复使用液体火箭发动机用材料及工艺研究进展》（姚草根，张 大海，刘凤娟等），美国 NASA Glenn 研究中心开发出一种铜铬铌粉末冶金材料，比目前 使用的铜锆合金、铜银锆合金有更好的性能以及低周疲劳（寿命）组合，可用于火箭发动 机内衬，而且粉末冶金技术已成为一种低成本、高效率的推力室内壁的制备方法。斯瑞新 材的液体火箭发动机推力室内壁产品进入量产阶段，一方面服务国家重大航天工程，另一 方面继续服务于快速蓄力的民营航天企业蓝箭航天、星际荣耀、九州云箭、中科宇航、天 兵科技等企业。斯瑞新材已启动年产 1000 套火箭发动机推力室内壁材料、零件、组件的 产业规划并分阶段实施，公司预计 2023 年底实现 100 套材料、零件和组件的制造能力。

博云新材的 C/C 喉衬产品应用于“快舟系列”固体火箭。固体火箭发动机在工作时， 燃烧室推进剂产生的高温（＞3000℃）高速（＞1200m/s）燃气流通过喷管的入口（收敛 段）、喉部（喉衬），然后经扩张段迅速膨胀形成高速气流排出，燃气的热能转变为高速燃 气流的动能，为发动机提供推力。喉衬处于喷管喉部，在发动机点火瞬间，喉衬从常温以 大于 2000℃/s 的速度迅速升温，并承受含有大量固相颗粒的高温高速燃气流的侵蚀和冲 刷，产生严重的氧化烧蚀，因此喉衬是固体火箭发动机中工作环境最恶劣的零件，其性能 的优劣对发动机性能和工作安全性有着关键性影响。C/C 复合材料具有密度小、比强度比 模量高、高温下强度不降低、热导率大、热膨胀系数小、耐烧蚀性好、抗热冲击性能高等 特点，是一种综合性能优异的喉衬材料，已被国内外广泛用于固体火箭发动机喷管中。博 云新材是国内固体火箭发动机用 C/C 复合材料的重要研制、生产基地，为多家航天企业提 供 C/C 喉衬产品配套，相关产品已成功应用于“快舟系列”商业航天固体运载火箭上。

配套燃料：特燃特气

九丰能源将为海南商业航天发射场配套提供特燃特气产品。随着中国火箭发射量不断 增长，四大航天发射场都进入满负荷运转的模式，发射场成为商业航天领域的稀缺资源， 在一定程度上制约了产业发展。此外，由于商业发射出于成本考虑，通常选择中小型运载 火箭，使用四大航天发射场为大中型火箭设计的工位并不合适，因此中国在 2022 年 7 月 开工建设海南商业航天发射场。液氧在航天工业中为重要的氧化剂，液氢与液体甲烷为强 大的火箭推进剂，氮气为吹除置换用气体，氦气用于航天工业中各系统的净化、吹扫，并 用于操纵各类气动阀门和部件，这些气体均为商业航天发射场不可或缺的配套。九丰能源 已与文昌国际航天城管理局、文昌市人民政府共同签署《海南国际商业航天发射场特燃特 气配套项目产业投资协议书》，计划投资建设商发特气项目，为海南商业航天发射场配套 提供液氢、液氧、液氮、氦气、高纯液态甲烷等特燃特气产品，是国内第一个配套商业航 天发射领域的气体项目。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）