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华泰证券-通信行业卫星互联网深度报告:卫星互联已来,产业链掘金新机遇-200615
2020-06-15 14:41:07  王林,陈歆伟,赵悦媛
研报摘要

  卫星互联已来,产业链掘金新机遇
  低轨卫星星座系统具备高稳定性、低时延、不依赖地面基础设施、轻量化终端以及全球覆盖等优点。随着Starlink与OneWeb均计划于2021年左右提供全球服务,低轨卫星产业将迎来重大发展机遇。鉴于轨道频谱战略重要性以及低轨卫星相对技术优势,大家中长期战略看好低轨卫星产业。目前,国内低轨卫星产业处于起步期,随着卫星互联网被纳入新基建范畴,未来技术升级以及商业模式的创新都将刺激更多的资本投入低轨卫星这个领域,建议投资者关注产业链投资机遇。
  低轨卫星风起,产业链迎重大机遇
  海外以Starlink和Oneweb为代表的企业正大力发展低轨卫星星座,两家企业均计划于21年实现覆盖全球的低轨卫星互联网。国内方面,以航天科工、航天科技、中国电科等主导的低轨卫星星座计划尚处于起步阶段。大家认为,海外低轨卫星的设计制造理念以及商业模式给了国内产业链很多启发,将有效促进产业发展,同时Oneweb破产的消息不改行业发展趋势。
  中长期战略看好低轨卫星星座系统
  大家中长期看好低轨卫星星座系统,主要原因有:卫星轨道频率资源十分有限,抢夺轨道频率资源对于国家具有重要战略意义。全球仍有超过50%的人口未接入互联网,低轨卫星星座能实现全球互联网覆盖,有效弥合数字鸿沟。越来越多的民营资本拥抱商业航天,Starlink和OneWeb的成功极大地推动了卫星发射和制造成本的降低。技术方面,元器件和架构的升级有效缩短卫星制造和迭代周期,助力高效能小型卫星的批产。3GPP或将卫星通信技术纳入5G标准,长期来看卫星通信或是6G核心技术之一。
  卫星互联未来应用场景广阔
  从业务属性来看,卫星电视直播和卫星音频业务为单向传输,且对时延敏感性较低,低轨卫星在这两块业务比较优势较小。而宽带、固定和移动通信都是双向通信业务,低轨卫星的高通量及低时延特性在这三个业务具有突出优势。展望未来,低轨卫星通信具备广泛应用场景,典型应用场景包括低轨卫星互联网、航天互联网、车联网、基站回传以及天基物联网等。大家认为,2022年全球低轨卫星互联服务市场规模约1100-2000亿美金。
  投资建议
  卫星和运载火箭的研制建议关注中国卫星(军工组覆盖);地面设备建议关注中国卫星,产业链企业还包括杰赛科技、海格通信、华力创通、华讯方舟、七一二;上游器件及配套重点推荐和而泰、菲利华(通信、有色、军工联合覆盖),建议关注航天电器(军工组覆盖),产业链企业还包括中航光电、天奥电子、鸿远电子、宏达电子、振华科技、亚光科技;国内卫星运营服务产业链企业主要有中国卫通。
  风险提示:国内低轨卫星建设进度和规模不及预期,中美贸易摩擦加剧导致部分芯片断供。
  
研报全文

华泰证券-通信行业卫星互联网深度报告:卫星互联已来,产业链掘金新机遇-200615

1证券研究报告行业研究/深度研究2020年06月15日通信增持(维持)王林执业证书编号:S0570518120002研究员wanglin014712@htsc.com陈歆伟执业证书编号:S0570518080003研究员021-28972061chenxinwei@htsc.com赵悦媛执业证书编号:S0570519020001研究员zhaoyueyuan@htsc.com1《通信:物联网再迎催化,湖北47亿建5G》2020.062《通信:Tencent五千亿新基建,广电“全国一网”》2020.053《数据港(603881SH,增持):项目投资议案通过,IDC建设加速》2020.05资料来源:Wind卫星互联已来,产业链掘金新机遇卫星互联网深度报告卫星互联已来,产业链掘金新机遇低轨卫星星座系统具备高稳定性、低时延、不依赖地面基础设施、轻量化终端以及全球覆盖等优点。

随着Starlink与OneWeb均计划于2021年左右提供全球服务,低轨卫星产业将迎来重大发展机遇。

鉴于轨道频谱战略重要性以及低轨卫星相对技术优势,大家中长期战略看好低轨卫星产业。

目前,国内低轨卫星产业处于起步期,随着卫星互联网被纳入新基建范畴,未来技术升级以及商业模式的创新都将刺激更多的资本投入低轨卫星这个领域,建议投资者关注产业链投资机遇。

低轨卫星风起,产业链迎重大机遇海外以Starlink和Oneweb为代表的企业正大力发展低轨卫星星座,两家企业均计划于21年实现覆盖全球的低轨卫星互联网。

国内方面,以航天科工、航天科技、中国电科等主导的低轨卫星星座计划尚处于起步阶段。

大家认为,海外低轨卫星的设计制造理念以及商业模式给了国内产业链很多启发,将有效促进产业发展,同时Oneweb破产的消息不改行业发展趋势。

中长期战略看好低轨卫星星座系统大家中长期看好低轨卫星星座系统,主要原因有:卫星轨道频率资源十分有限,抢夺轨道频率资源对于国家具有重要战略意义。

全球仍有超过50%的人口未接入互联网,低轨卫星星座能实现全球互联网覆盖,有效弥合数字鸿沟。

越来越多的民营资本拥抱商业航天,Starlink和OneWeb的成功极大地推动了卫星发射和制造成本的降低。

技术方面,元器件和架构的升级有效缩短卫星制造和迭代周期,助力高效能小型卫星的批产。

3GPP或将卫星通信技术纳入5G标准,长期来看卫星通信或是6G核心技术之一。

卫星互联未来应用场景广阔从业务属性来看,卫星电视直播和卫星音频业务为单向传输,且对时延敏感性较低,低轨卫星在这两块业务比较优势较小。

而宽带、固定和移动通信都是双向通信业务,低轨卫星的高通量及低时延特性在这三个业务具有突出优势。

展望未来,低轨卫星通信具备广泛应用场景,典型应用场景包括低轨卫星互联网、航天互联网、车联网、基站回传以及天基物联网等。

大家认为,2022年全球低轨卫星互联服务市场规模约1100-2000亿美金。

投资建议卫星和运载火箭的研制建议关注中国卫星(军工组覆盖);地面设备建议关注中国卫星,产业链企业还包括杰赛科技、海格通信、华力创通、华讯方舟、七一二;上游器件及配套重点推荐和而泰、菲利华(通信、有色、军工联合覆盖),建议关注航天电器(军工组覆盖),产业链企业还包括中航光电、天奥电子、鸿远电子、宏达电子、振华科技、亚光科技;国内卫星运营服务产业链企业主要有中国卫通。

风险提示:国内低轨卫星建设进度和规模不及预期,中美贸易摩擦加剧导致部分芯片断供。

EPS(元)P/E(倍)股票代码股票名称收盘价(元)投资评级20192020E2021E2022E20192020E2021E2022E002402和而泰14.02买入0.330.380.580.7942.4836.8924.1717.75300395.sz菲利华27.31买入0.570.710.861.0347.9138.4631.7626.51资料来源:华泰证券研究所(8)09172519/0619/0819/1019/1220/0220/04(%)通信沪深300重点推荐一年内行业走势图相关研究行业评级:行业研究/深度研究|2020年06月15日2正文目录低轨卫星风起,产业链迎重大机遇....................................................................................4卫星通信系统概览.....................................................................................................4商用通信卫星发射拉动卫星制造和发射产业收入快速增长........................................5低轨卫星星座建设正拉开卫星互联时代大幕.............................................................7Starlink:计划发射1.2万颗卫星,2021年提供全球服务.................................9Oneweb:计划发射2648颗卫星,2021年提供全球服务..............................11国内低轨卫星星座建设处于起步期..........................................................................13Oneweb破产不改行业前景.....................................................................................16中长期战略看好低轨卫星星座系统..................................................................................18轨道频率资源为重要战略资源,必须先发制人........................................................18低轨卫星弥合全球数字鸿沟.....................................................................................19技术升级及开放的资本市场助力产业链做大做强....................................................20卫星通信或是6G核心技术之一..............................................................................22卫星互联未来应用场景广阔............................................................................................252022年全球低轨卫星互联服务市场约1100-2000亿美金.......................................25航空互联网尚处蓝海,市场待开发..........................................................................26低轨卫星车联网具有相对优势.................................................................................27低轨卫星可作为基站回传解决方案..........................................................................28低轨卫星物联网具有广阔空间.................................................................................29低轨卫星时代已来,掘金产业链新机遇..........................................................................31风险提示..................................................................................................................32图表目录图表1:低轨卫星通信系统基本组成...............................................................................4图表2:LEO相比MEO和GEO有更低的时延..............................................................5图表3:全球卫星按用途分类入轨数量...........................................................................5图表4:全球卫星按轨道分类入轨数量...........................................................................5图表5:2018年全球航天、卫星产业收入情况...............................................................5图表6:2014-2018年全球卫星产业收入.......................................................................5图表7:2011-2018年全球卫星产业收入情况(单位:亿美金)...................................6图表8:2018年卫星服务业收入占比情况......................................................................6图表9:2017-2018年全球卫星发射分布.......................................................................7图表10:低轨卫星星座的成功使得卫星产业链成本不断降低.........................................8图表11:“Starlink”星座和“Oneweb”星座情况及性能对比.......................................8图表12:SpaceX融资情况..............................................................................................9图表13:星形组网与网状组网方式对比.......................................................................10图表14:OneWeb融资情况.........................................................................................11行业研究/深度研究|2020年06月15日3图表15:“逐步倾斜”技术减少对高轨道静止卫星的干扰..........................................12图表16:OneWeb与合作伙伴建立了完善的全产业链条生态......................................12图表17:OneWeb与AiRBUS联合创造了世界首条卫星生产流水线..........................13图表18:2020年国内外低轨卫星入轨统计(截止2020年6月10日).....................13图表19:“虹云”卫星通信系统示意图.......................................................................14图表20:“鸿雁”卫星通信系统示意图.......................................................................14图表21:天地一体化天基信息网络体系架构................................................................15图表22:时空道宇(吉利集团)首发卫星示意图.........................................................16图表23:国外OneWeb与Starlink以外的低轨卫星星座先容(部分).......................17图表24:卫星的频段划分情况......................................................................................18图表25:2015年全球超过一半的人口未接入互联网...................................................19图表26:产业资本进入使得卫星产业链成本不断下降.................................................20图表27:中国头部商业航天企业融资情况....................................................................21图表28:先进的半导体工艺使得器件体积不断缩小.....................................................21图表29:GaN全球产业链分布图.................................................................................22图表30:低轨卫星通信系统基本组成...........................................................................22图表31:地面移动通信与卫星通信优劣势对比............................................................23图表32:3GPPR16和R17协议演进时间线...............................................................24图表33:6G新构架-地面和卫星通信融合的网络.........................................................24图表34:OneWeb星座应用场景.................................................................................25图表35:2012-2018全球卫星服务业收入分布............................................................26图表36:机载卫星通信结构示意图..............................................................................26图表37:2020-2028年中国航空互联网流量收入预测.................................................27图表38:V2X车载端产业链四大环节..........................................................................27图表39:卫星通信能为车联网提供全球覆盖能力.........................................................28图表40:5G对承载网络的连接需求和网络分层关系...................................................28图表41:一种卫星通信基站回传的网络架构................................................................29图表42:物联网专用低轨道卫星系统构架....................................................................29图表43:ORBCOMM中国网络拓扑图.........................................................................30图表44:卫星通信产业链结构图..................................................................................31图表45:卫星通信产业链主要标的一览表....................................................................32图表46:重点推荐及关注企业一览表(以6月12日收盘价计算).............................32行业研究/深度研究|2020年06月15日4低轨卫星风起,产业链迎重大机遇卫星通信系统概览卫星通信是利用卫星转发器作为中继反射或转发无线电信号的通信方式。

根据中国卫通招股说明书,卫星通信系统是以人造通信卫星作为核心基础设施,利用卫星中的转发器作为中继站,通过反射或转发无线电信号,实现两个或多个地球站之间的通信。

卫星通信系统的核心是卫星空间段,主要包括空间轨道中运行的通信卫星,以及对卫星进行跟踪、遥测及指令的地面测控和监测系统。

卫星地面段以用户主站为主体,包括用户终端、用户终端与用户主站连接的“陆地链路”以及用户主站与“陆地链路”相匹配的接口。

卫星通信具有抗毁性强、覆盖范围广、通信距离远、部署快速灵活、通信频带宽、传输容量大、性能稳定可靠、不受地形和地域限制等优点,可以实现有线电话网和地面移动通信网均无法实现的广域无缝隙覆盖。

图表1:低轨卫星通信系统基本组成资料来源:《低轨卫星物联网海量用户接入体制研究》韦芬芬2019,华泰证券研究所按照卫星轨道平台的高度可以把卫星分为静止、中轨和低轨:1)低轨卫星(LEO)的轨道高度范围为500-2000km,低轨道卫星通信系统由于卫星轨道低,信号传播时延短,其链路损耗小,卫星和用户终端的要求低,可以采用微型/小型卫星和手持用户终端。

但由于轨道低,每颗卫星所能覆盖的范围比较小,要构成全球系统需要更多的卫星,主要包括海外的铱星系统、Starlink、Oneweb,以及国内的航天科工集团的虹云工程和行云工程、航天科技集团鸿雁工程、中国电科的天地一体化信息网络。

2)中轨卫星(MEO)的轨道高度为10,000-20,000km,传输时延大于低轨道卫星,但覆盖范围更大,全球组网覆盖所需卫星数量较少,典型系统是国际海事卫星系统。

3)静止轨道卫星(GEO)的轨道高度为35,786km,由于静止轨道卫星相对地面静止,且覆盖区大,三颗经度差约120°的卫星就能够覆盖除南、北极以外的全球范围。

静止卫星轨道高,链路损耗大,对用户端接收机性能要求较高,这种卫星很难支撑手持机直接通过卫星进行通信,因此同步轨道卫星通信系统主要用于VSAT系统、电视信号转发等,较少用于个人通信。

行业研究/深度研究|2020年06月15日5图表2:LEO相比MEO和GEO有更低的时延资料来源:OneWeb,华泰证券研究所图表3:全球卫星按用途分类入轨数量图表4:全球卫星按轨道分类入轨数量资料来源:USCSatelliteDatabase、艾瑞咨询、华泰证券研究所资料来源::USCSatelliteDatabase、艾瑞咨询、华泰证券研究所商用通信卫星发射拉动卫星制造和发射产业收入快速增长2014-2018年全球卫星产业复合增速为3.0%。

根据美国卫星产业协会(SIA)发布的《2019年卫星产业状况报告》(以下简称《卫星报告》),2018年全球航天经济产业总收入为3600亿美金,其中卫星相关产业总收入为2774亿美金(YoY+3%),占全球航天经济产业收入比为77%;相比地面基站通信,卫星通信使用门槛较高,整体卫星产业增速处于缓慢增长期,2014-2018年全球卫星产业复合增速为3.0%。

图表5:2018年全球航天、卫星产业收入情况图表6:2014-2018年全球卫星产业收入资料来源:《2019年卫星产业状况报告》SIA、华泰证券研究所资料来源:《2019年卫星产业状况报告》SIA、华泰证券研究所100021706323233022383835186157775101488351714653644640204060801002009201020112012201320142015201620172018(次)民用商用军用政府262126322327312532240000480004611144201723045530204060801002009201020112012201320142015201620172018(次)高椭圆轨道GEOMEOLEO246025502610269027743.66%2.35%3.07%3.12%0%1%1%2%2%3%3%4%4%2,3002,4002,5002,6002,7002,80020142015201620172018(%)(亿美金)全球卫星产业收入YoY行业研究/深度研究|2020年06月15日6卫星服务业和地面设备制造业收入占比较高,而卫星制造业和卫星服务业收入同比增速较高。

根据《卫星报告》,从占比数据来看,在全球卫星产业收入中卫星服务业和地面设备制造业收入占比较高,两者2018年合计占整体卫星产业收入比例为91%。

2018年卫星制造业和卫星服务业收入虽然分别只占到整体卫星收入比例的7%、2%,但两个板块收入同比增速较高,分别增长了26%和34%,整体上大家认为商用通信卫星发射拉动18年卫星制造和发射产业收入增长。

图表7:2011-2018年全球卫星产业收入情况(单位:亿美金)资料来源:《2019年卫星产业状况报告》SIA,华泰证券研究所1)卫星服务业总收入1265亿美金,YoY-1.7%,占比卫星产业收入的46%。

其中,卫星电视直播收入为942亿美金,比上年减少3%;卫星音频广播收入为58亿美金,较上年增长7%;卫星宽带业务收入为24亿美金,较上年增长14%;卫星固定通信业务收入为179亿美金,与上年持平;卫星移动通信收入为41亿美金,比上年增长3%;遥感领域(包括农业、变化检测、减灾、气象、资源等)收入为21亿美金,较上年减少5%。

图表8:2018年卫星服务业收入占比情况资料来源:SIA,华泰证券研究所2)地面设备制造业总收入1252亿美金,YoY+5%,占比卫星产业45%。

其中,消费设备(卫星电视、广播和宽带设备)收入为181亿美金,GNSS导航设备收入933亿美金,网络设备(VSAT,网关等)收入为138亿美金。

导航设备和网络设备收入有所增长,消费设备收入持平或略微减少。

1077113711861229127412771287126552975491210181060113411981252119152157159166139155195485954595455466205001,0001,5002,0002,5003,00020112012201320142015201620172018(亿美金)卫星服务业地面设备制造业卫星制造业发射服务业卫星电视74%卫星音频广播5%卫星宽带2%卫星固定通信14%卫星移动通信3%卫星遥感2%行业研究/深度研究|2020年06月15日73)卫星制造业总收入195亿美金,YoY+26%,占比卫星产业7%。

其中,美国卫星制造产业收入115亿美金,占比约59%,其他国家总计80亿美金,占比约41%。

2018年共发射314颗卫星,YoY-10%。

4)发射服务业总收入62亿美金,YoY+34%,占比卫星产业2%。

2018年共有114次轨道发射,93次是商业发射,15次是空间飞行器,6次不是商业发射。

其中,美国商业卫星发射业务收入份额占比为37%。

商用通信卫星发射拉动18年卫星制造和发射产业收入增长。

根据《卫星报告》,2017-2018年全球分别发射了345/314颗卫星,虽然卫星整体新增发射数量同比减少约10%,但2018年卫星制造业收入同比增长了26%,发射服务业收入同比增长了34%。

从卫星数量占比来看,商用通信卫星和研究与开发卫星占比大幅提升,其中遥感卫星占比大幅下降,由于卫星寿命基本在5-15年,大家认为可能是部分遥感卫星划归到研究与开发卫星项目中导致遥感卫星数量大幅下降。

因此,大家认为2018年整体卫星制造业和发射服务业收入同比增长的主要原因来自于商业通信卫星量的增加。

根据《卫星报告》的显示,2018年高通量卫星(HTS)、小卫星和立方体卫星的技术成就已经带来了卫星宽带、制造和发射服务收入的增长。

图表9:2017-2018年全球卫星发射分布类别20182017占比(%)数量(个)占比(%)数量(个)遥感卫星对地观测卫星39%81949%875气象卫星15%268科研卫星4%841%18军事侦察卫星6%1266%107商用通信卫星22%46218%321民用/军用通信卫星4%843%54研究与开发卫星18%3786%107导航卫星6%1262%36其他1%21--合计100%2100100%1786资料来源:《2019年卫星产业状况报告》SIA,华泰证券研究所低轨卫星星座建设正拉开卫星互联时代大幕低轨道卫星星座系统是指多个低轨卫星构成的可以进行实时信息处理的大型的卫星系统,其中卫星的分布称之为卫星星座。

其主要优点是:1)高稳定性,局部的自然灾害和突发事件几乎不影响系统正常运行;2)低时延,地星单项传播时间是1.5ms,地-星-地时间约15-50ms;3)不依赖地面基础设施,可以实现低成本轻量化终端;4)全球覆盖,通信不受地域限制,并能将物联网拓展到远海和填空。

目前海外以Starlink和Oneweb为代表的企业正大力发展低轨卫星星座系统。

从他们的设计制造理念以及商业模式来看,给了整个卫星产业链很多启发。

过去大家更多去搞地球静止轨道卫星和高通量卫星来满足覆盖和速率要求,如今正通过卫星星座取代单颗大型卫星,这样一方面对卫星的重量要求和轨道高度要求降低了,另一方面小卫星的批量生产使得卫星研发和制造成本不断降低。

此外,卫星发射方面由SpaceX企业引领的火箭回收技术也大大降低了发射的综合成本。

随着卫星固定业务将向高频段、大容量、数字化、宽带化、IP化方向发展,越来越多的国家在未来3到5年期间将发射大量低轨道通信卫星组成低轨通信星座以及配套的高轨道通信卫星。

行业研究/深度研究|2020年06月15日8图表10:低轨卫星星座的成功使得卫星产业链成本不断降低资料来源:艾瑞咨询,华泰证券研究所Starlink(星链)与Oneweb(一网)均计划在2020年开启商业化进程,并分三阶段实现覆盖全球的卫星互联网,具体的星座情况及性能对比如下:图表11:“Starlink”星座和“Oneweb”星座情况及性能对比StarlinkOneweb建设计划第一阶段卫星数量1584颗648颗(包括48颗备份卫星)Ka/Ku频段Ku/Ka频段轨道信息高度550千米高度1200千米倾角53°倾角87.9°24个轨道面18个轨道面每个轨道面66颗每个轨道面约40颗相邻轨道面间隔9°星座性能星座容量约30太比特/秒容量达7太比特/秒可为每个终端提供最高1吉比特/秒的数据传输速率用户峰值速率500兆比特/秒时延约15毫秒地-星-地时延约50毫秒第二阶段卫星数量2825颗720颗Ka/Ku频段V频段轨道信息4个不同轨道高度:1110千米、1130千米、1275千米和1325千米高度1200千米轨道面个数分别为32、8、5和6各轨道面部署50~75颗卫星不等星座性能-星座容量达到120太比特/秒第三阶段卫星数量7518颗1280颗V频段V频段轨道信息l高度335~345千米l运行在更高的中地球轨道星座性能星座容量达到1000太比特/秒是否计划全球覆盖是是是否具有星间链路有无资料来源:《“星链”星座最新发展分析》梁晓莉2019,华泰证券研究所行业研究/深度研究|2020年06月15日9Starlink:计划发射1.2万颗卫星,2021年提供全球服务Starlink是ElonMusk(马斯克)旗下的美国SpaceX企业2015年公布的“星链”星座计划,“星链”星座的卫星研制与生产、卫星发射、卫星运营等均由该企业一力承担。

企业计划通过Starlink为全球用户提供高速、快捷的网络通信。

根据SpaceX官网信息,美国时间6月3日,SpaceX顺利实行了第八批次的Starlink发射计划,将60枚卫星送入低轨地道。

目前,该星座已有482颗卫星在轨道运行。

SpaceX成立于2002年6月,是美国的航空制造商与航天运输服务商。

2008年,企业宣布获得美国国家航空航天局NASA价值16亿美金的商业补给服务的合同,从而保证航天飞机在2010年退役国际空间站的补给任务。

迄今为止,SpaceX共获得12轮融资,多数融资来自战略投资或私募。

2015年企业宣布Starlink星座计划后,获得谷歌等共计10亿美金的E轮资金。

此后又于2017年获得3.5亿美金与1亿美金的F、G轮资金,并于2018年获得福达投资与创始人马斯克5亿美金的战略融资。

2018年末,获得美国银行与百利吉福德企业2.7亿美金的债券融资,2019年获10.22亿美金的战略融资。

图表12:SpaceX融资情况融资轮次披露时间融资金额投资方天使轮2006/3/110万美金马斯克A轮2008/8/12000万美金创始人基金战略融资2009/3/11503万美金未披露B轮2009/8/113044万美金ScottBanisterDraperFisherJurvetsonC轮2010/11/85000万美金DraperFisherJurvetson创始人基金MusketResearchAssociatesValorEquityPartnersD轮2012/12/213000万美金DraperFisherJurvetsonRothenbergVenturesE轮2015/1/2010亿美金谷歌富达投资创始人基金DraperFisherJurvetsonValorEquityPartnersCapricornVenturePartnersF轮2017/7/283.5亿美金未披露G轮2017/11/291亿美金未披露战略融资2018/3/175亿美金富达投资马斯克债权融资2018/12/192.7亿美金美国银行百利吉福德企业战略融资2019/5/2510.22亿美金未披露资料来源:天眼查,华泰证券研究所行业研究/深度研究|2020年06月15日10Starlink从美国本土开始,分三阶段实现全球覆盖。

根据SpaceX官网信息,Starlink计划于2020年为北美地区提供通信服务,2021年将其服务范围迅速扩大全球。

整个星座采用先实现美国本土全境覆盖、后完成全球覆盖的建设思路,将分三个阶段构建:第一阶段:初步覆盖。

该阶段利用部署于24个550千米、倾角53°的轨道面上的1584颗Ka/Ku频段卫星完成初步覆盖,每个轨道面66颗卫星,星座容量约30太比特/秒、时延15毫秒、可为每个终端提供最高1吉比特/秒的数据传输速率,预计部署400颗卫星后开始出售初期服务,2020年~2021年部署完800颗后可满足美国、加拿大和波多黎各等国天基互联网需求。

业务卫星单星收拢尺寸4.0米*1.8米*1.2米,质量386千克,设计寿命5年,星下点覆盖范围半径1060千米、容量17~23吉比特/秒。

目前的卫星多数元件将采用铝等熔点较低的材料,使卫星重返大气层后完全烧尽,消除对地面的风险。

第二阶段:全球组网。

该阶段由部署于1110千米、1130千米、1275千米和1325千米等4种不同轨道高度的2825颗Ka/Ku频段卫星完成全球组网,其轨道面个数分别为32、8、5和6,各轨道面部署50~75颗卫星不等,预计2024年左右完成部署。

第三阶段:能力增强。

第三阶段由部署在335~345千米轨道高度的7518颗V频段卫星组成轨道更低的低轨星座,增加星座容量。

V频段的星座将利用目前卫星通信很少采用的37吉赫~50吉赫范围内的频谱,与前两个阶段的Ka/Ku频段星座共同为用户提供通信速率更快、时延更低的宽带卫星通信服务。

2017年~2018年,“星链”星座的所有发展计划均已得到美国联邦通信委员会的批准,获得了在美国的落地权。

此外,该星座还引起了美国军方的特别关注,并于2018年获得美国空军战略开发规划与实验办公室价值2870万美金的合同,用于在未来三年内测试军方使用该星座服务的可行性与方式。

Starlink采用网状组网架构实现超短时延。

Starlink星座采用的是网状组网架构,将卫星作为网络传输节点,通过星间链路建立高速带宽通信网络,用户可直接接入卫星互联网网络,不需要经过地面系统。

采用星间链路(网状组网)可以有效减少时延,“星-地-星”时延约为15毫秒,而同类低轨卫星“星-地-星”时延为50秒左右。

图表13:星形组网与网状组网方式对比资料来源:艾瑞咨询,华泰证券研究所未来有望为特斯拉汽车提供网络服务。

Starlink星座规模如此巨大,卫星总数最终将达到1.2万颗,卫星之间互为备份,即使少数卫星性能出现故障或失效,也不会影响整个星座运行。

特斯拉与SpaceX共同属于马斯克创办,未来特斯拉的新能源汽车将配备卫星信号接收器以为车内提供高效、可靠的WiFi信号。

行业研究/深度研究|2020年06月15日11Oneweb:计划发射2648颗卫星,2021年提供全球服务Oneweb企业前身是成立于2012年的世界唯优(WorldVu)卫星有限企业,该企业曾收购天空之桥(SkyBridge)企业,并获得相关卫星频谱资源。

Oneweb建设的目标是要为世界偏远地区或互联网基础社会是建设落后地区提供价格适宜的网络连接。

美国时间2月7日,在哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场,联盟号火箭为OneWeb企业成功发射了34颗小型宽带卫星,标志着该企业今年多次发射活动的开始。

OneWeb的卫星通信服务计划从2020年北极地区首个商业服务开始,并于2021年为包括发展中国家及偏远地区在内的全球提供服务。

截至3月底,Oneweb已发射74颗卫星。

企业2014年提出一个耗资30亿美金打造648颗小卫星的星座计划,即“Oneweb”星座。

截止目前,Oneweb企业已通过多轮融资,募集资金约34亿美金。

其中,2015年的Pre-A轮融资获得5亿美金,投资方包括英国维珍银河企业、美国高通等。

2019年,Oneweb企业发射首批卫星后,又获得日本软银集团、墨西哥萨利纳斯集团、美国高通和卢旺达政府约12.5亿美金的投资。

图表14:OneWeb融资情况融资轮次披露时间融资金额投资方天使轮2015/1/15未披露英国维珍银河企业美国高通无线技术企业Pre-A轮2015/7/265亿美金英国维珍银河企业墨西哥萨利纳斯集团美国高通无线技术企业国际通信卫星企业美国休斯网络系统企业美国可口可乐企业印度巴蒂集团空客集团A轮2016/12/1912亿美金日本软银集团B轮2017/12/125亿美金日本软银集团战略融资2019/3/1812.5亿美金日本软银集团美国高通无线技术企业墨西哥萨利纳斯集团卢旺达政府资料来源:天眼查,华泰证券研究所高安全性的开放式架构,三阶段布局全球。

OneWeb星座采用开放式架构,可在原有系统基础上通过增强新卫星提升星座整体容量。

根据Oneweb官网信息,星座建设分3个阶段展开。

1)第一阶段发射648颗Ku/Ka频段卫星,分布在高度1200km、倾角87.9°的18个轨道面,每个轨道面部署约40颗卫星,相邻轨道面间隔9°,星座容量达7Tbit/s,可为用户提供峰值速度为500Mbit/s的宽带服务,地-星-地时延约为50毫秒。

2)第二阶段计划于2021年开启,通过增加720颗V频段卫星,轨道高度与第一阶段一致,星座容量达到120Tbits/s,该阶段计划于2022年完成;3)第三阶段计划于2023年开启,增加1280颗V频段卫星,运行在更高的中地球轨道,使星座容量达到1000Tbit/s并计划于2025年为全球超过10亿用户提供宽带服务。

行业研究/深度研究|2020年06月15日12多种创新方式确保用户通信不中断。

OneWeb卫星在非赤道上空运行时,单颗卫星可产生16个Ku频段波束,实现波束多重覆盖,保障用户终端始终处于波束覆盖区内,减少因低轨卫星运行速度过快使用户终端不断切换卫星造成的信号终端等通信质量损失。

在赤道上空运行时,OneWeb卫星采用“逐步倾斜”(progressivepitching)技术,对姿态和发射功率进行调整,使卫星不会发出和接受干扰信号,减少与高轨道静止卫星的干扰。

赤道附近的用户则通过转向合作伙伴国际通信卫星企业的“史诗”系列卫星,保证通信不会间断。

图表15:“逐步倾斜”技术减少对高轨道静止卫星的干扰资料来源:Oneweb官网,华泰证券研究所OneWeb星座已经获得多国政府的支撑,开放式架构满足国家安全监管需求。

根据Oneweb官网信息,2017年,美国联邦通信委员会已授权Oneweb第一阶段计划在美国开展低轨卫星互联网服务。

2018年获欧空局“Oneweb日出”计划的支出,该计划参与国包括英国、发过、意大利、荷兰、西班牙、瑞士和加拿大。

其中,英国航天局2019年率先投资2330万美金,助力该星座建设。

OneWeb星座通过全球布设关口站使卫星联网,此方式相较于星间链路会产生更多的时延,但有效迎合了各国安全监管需求。

取消星间链路还可以进一步简化卫星设计,降低了卫星在轨运行时发生故障的风险。

OneWeb建立了完善的全产业链条生态。

企业在卫星制造、发射、运行和营销等各个环节强力联合了软银集团、空客防务与航天企业、休斯网络系统企业、阿里安航天企业、蓝色起源企业、罗克韦尔·柯林斯企业、高通企业、可口可乐企业、俄罗斯信使企业、塔利亚企业、意大利因特马蒂奇企业等龙头企业,形成了一个利益集团。

图表16:OneWeb与合作伙伴建立了完善的全产业链条生态资料来源:Oneweb官网,华泰证券研究所行业研究/深度研究|2020年06月15日13OneWeb实现开创自动生产组装流水线实现卫星批产。

为满足第一阶段星座多达600余颗卫星的快速部署需要,Oneweb企业采用总多创新措施,可实现每月高达40颗卫星的批量化生产。

在生产线方面,通过与空客企业合作并借鉴现代汽车制造业经验,创新地采用了世界首条卫星生产流水线,实现了一体化的设计、生产、总装与测试流程。

在设计方面,基于模块化设计理念,将卫星分为若干块可独立组装测试的模块,实现快速集成,并将功能相似设备进行整合设计,以降低部件数量。

在制造方面,大量采用协作机器人,自导引运输车等自动化措施,实现整星批产。

图表17:OneWeb与AiRBUS联合创造了世界首条卫星生产流水线资料来源:Oneweb官网,华泰证券研究所国内低轨卫星星座建设处于起步期海外商用计划推动了低轨卫星产业链的发展,国内已开始发射试验卫星。

Starlink与Oneweb今年分别计划入轨1440与360颗互联网卫星,2021年开始正式商用运营。

Oneweb企业于2月7日发射34颗低轨卫星,这是该企业今年首次发射低轨卫星。

SpaceX于6月3日再次发射60颗Starlink低轨卫星。

国内方面,1月16日,银河航天首发星搭载快舟一号甲运载火箭发射成功,成为中国首颗通信能力达10Gbps的低轨宽带通信卫星。

由中国航天科工集团主导的虹云工程、行云工程以及中国航天科技集团主导的鸿雁工程此前均已发射首颗试验星,目前行云工程已于2020年5月成功发射2颗低轨卫星,虹云工程计划于2020年左右发射4颗低轨卫星,。

图表18:2020年国内外低轨卫星入轨统计(截止2020年6月10日)星座名称发起企业时间2020年已入轨数量StarlinkSpaceX2020年1月7日、1月29日、2月6日、2月17日、3月18日(当地时间)每次60颗,共300颗OneWebOneWeb企业2020年2月6日、3月21日(当地时间)每次34颗,共68颗银河航天(或未公布)银河航天2020年1月16日1颗虹云航天科工待定预计4颗行云航天科工2020年5月12日2颗鸿雁航天科技待定预计30颗吉利天地一体化时空道宇(吉利)待定预计2颗资料来源:Spacenews,华泰证券研究所行业研究/深度研究|2020年06月15日14大家认为越早投入低轨卫星互联系统的建设,对于国家或者企业都具有重要的战略意义,目前海外以Starlink和Oneweb为首的低轨卫星建设商正大力发展低轨卫星系统,根据企业公告,国内以航天科工、航天科技、中电科为首的国内企业也将大力发展低轨卫星互联。

国内低轨卫星互联星座系统主要有:1)航天科工—宽带互联星座“虹云”工程和窄带卫星星座“行云”工程;2)航天科技--全球低轨卫星移动通信与空间互联网系统“鸿雁”工程;3)中电科—天地一体化信息网络。

航天科工—虹云工程,国内首个全球低轨宽带互联网星座系统。

根据航天科工集团官网信息,“虹云”卫星通信系统是中国航天科工集团“五云一车”的商业航天工程之一,致力于面向全球移动互联网和网络高速接入需求。

该系统计划发射156颗卫星,在轨高度约为1000km,工作频段为Ka频段,预计接入速率可达到500Mbit/s,将采用毫米波相控阵技术,利用动态波束实现更加灵活的业务模式,具备通信、导航和遥感一体化。

按照规划,整个“虹云”工程分成三步走:1、2018年发射第一颗试验卫星(已完成)。

2、计划2020年左右,发射4颗业务试验卫星进行小规模组网,使用户对业务进行初步体验。

3、到2025年左右,实现全部卫星的组网运行,完成星座系统的构建。

2018年12月,“虹云”卫星通信系统首颗技术验证卫星发射成功,标志着中国低轨卫星移动通信系统实现零的突破。

航天科工—行云工程,国内首个全球低轨窄带通信卫星星座。

根据航天科工集团官网信息,2017年12月,行云企业在武汉成立,由航天科工四院、航天科工火箭企业等10个股东共同出资组建。

2018年3月,企业正式揭牌并对外发布提案及物联网组建计划,致力于实现全球无盲区通信的“行云工程”正式启动。

行云工程计划发射80颗小卫星,也是分为三步走:1、计划发射“行云二号”01星和02星组成的系统,同步开展试运营、示范工程建设;2、将实现小规模组网;3、完成全系统构建,打造覆盖全球的物联网,并全力开拓包括“一带一路”的国内外市场。

2017年试验星发射成功,2020年5月,行云工程的01/02星用快舟一号甲运载火箭,以“一箭双星”的方式成功发射。

航天科技—“鸿雁”星座工程。

根据航天科技集团官网信息,“鸿雁”卫星通信系统是由中国航天科技集团研制的全球低轨卫星移动通信与空间互联网系统。

该系统计划由300颗卫星组成,一期系统将由60颗核心骨干卫星组成,工作频段为L/Ka频段,以星间链路技术实现卫星空间组网,具有全天候、全时段及在复杂地形条件下的实时双向通信能力,可为用户提供全球实时数据通信和综合信息服务。

按照计划,“鸿雁”一期预计投资200亿元,在2022年建成由60颗卫星组成的通信网络;二期预计2025年完成建设,构建“海、陆、空、天”一体的卫星移动通信与空间互联网接入系统,实现全球任意地点的互联网接入。

2018年12月,“鸿雁”星座首颗试验卫星--重庆号在酒泉卫星基地发射成功,企业预计在2023年完成骨干星座系统建设。

图表19:“虹云”卫星通信系统示意图图表20:“鸿雁”卫星通信系统示意图资料来源:《国内外卫星通信系统发展现状综述》宋奕辰2019,华泰证券研究所资料来源:《国内外卫星通信系统发展现状综述》宋奕辰2019,华泰证券研究所行业研究/深度研究|2020年06月15日15中电科—天地一体化信息网络。

根据中电科集团官网信息,天地一体化信息网络重大项目是中国电科设计出的解决方案——按照“天基组网,地网跨代,天地互联”的思路,以地面网络为基础、以空间网络为延伸,覆盖太空、空中、陆地、海洋等自然空间,为天基、陆基、海基等各类用户活动提供信息保障的基础设施。

通过融合天基卫星通信网络、空基飞行器通信网络、地基通信网络,实现天、空、地三网协同,达到全球覆盖、随处接入、按需服务、安全可信全球网络连通的目标。

天地一体化信息网络包含三张网:第一张网是由各类卫星组成的天基信息网络,将空间中的通信、导航、遥感卫星组成一张协同网络作为空间信息基础设施;第二张网是由各类飞行器组成的空基通信网络,包括各类飞机、飞艇、热气球以及无人机等,空基网络多用于中继来沟通天基和地基网络;第三张网是由陆地通信网构成的地基网络,包括陆地蜂窝网和无线局域网。

图表21:天地一体化天基信息网络体系架构资料来源:《天地一体化信息网络中天基卫星网络架构设计》冯建元2019,华泰证券研究所国内首家民营自主研发低轨卫星企业—吉利。

根据吉利集团官网信息,作为中国首家自主研发低轨卫星的民营企业,吉利于2018年战略投资航天科技企业时空道宇,开始布局天地一体化出行生态,目前时空道宇在技术与人才上具备丰富积累,核心团队人均拥有超过十年的项目经验,在航天系统工程、云计算、物联网、人工智能、量子通信、导航定位等领域聚集了国内最出色、最有影响力的行业专家。

由时空道宇自主设计完成的首发两颗低轨卫星目前已通过各项鉴定试验与测试,预计将于2020年内完成发射,预示着吉利开启天地一体化高精定位系统的商用验证阶段的开端。

同时集团计划2020年展开全球首个商用低轨导航增强系统验证,此商用系统的空间段、地面段、应用段所有核心技术全自主可控。

根据集团规划,未来低轨卫星布局形成后,将为高级别智能驾驶提供高精度定位服务,全面提升用户智能出行体验,还将与行业头部企业开展商业场景应用测试,推动中国商业航天商用化进程。

行业研究/深度研究|2020年06月15日16图表22:时空道宇(吉利集团)首发卫星示意图资料来源:吉利集团官网,华泰证券研究所国内民营航天企业领跑者,19年底银河航天估值超50亿。

银河航天成立于2018年,致力于通过敏捷开发、快速迭代模式,规模化研制低成本、高性能小卫星,打造全球领先的低轨宽带通信卫星星座,建立一个覆盖全球的天地融合通信网络。

2019年9月,银河航天完成最新一轮融资,由建投华科投资股份有限企业领投,顺为资本、IDG资本、君联资本和晨兴资本跟投,最新估值超过50亿元,成为国内商业航天赛道估值最高的创业企业之一。

银河航天低轨星座计划由上千颗5G通信卫星,在1200km的近地轨道组成星座网络,通过无缝拓展地面通信网络,实现对陆地、海洋及天空的全覆盖。

2020年1月16日,银河航天首发星搭载快舟一号甲运载火箭发射成功,成为中国首颗通信能力达10Gbps的低轨宽带通信卫星。

Oneweb破产不改行业前景疫情使全球经济承压,OneWeb陷入财务困境。

2020年初以来OneWeb企业致力于寻找新的融资方,但由于新冠肺炎疫情蔓延而带来的市场动荡、全球流动性不足,融资进程并不顺利。

美国时间3月27日,OneWeb按照破产法第11章的规定提交了破产保护申请。

此前,企业计划通过OneWeb星座在全球范围内布局数千颗低轨卫星,为全球用户提供太空互联网接入,弥合数字鸿沟。

在申请破产前一周,企业将34颗低轨卫星送入轨道,使OneWeb星座卫星数量达到74颗。

由于疫情影响经济下行,OneWeb主要投资方软银企业无意继续提供现金支撑,企业融资链断裂,不得已申请破产保护。

破产保护并非终点,未来有望继续经营。

其实早在上个世纪,在互联网商业化应用大背景下,卫星通信星座浪潮此起彼伏。

Iridium、Globalstar、Orbcomm、Teledesic等多家卫星通信企业相继亮相舞台。

然而受到互联网泡沫影响,这四家企业都陷入了财务危机,陆续申请破产保护。

其中除了Teledesic未能摆脱财务困境,Iridium、Globalstar与Orbcomm均得以持续经营。

美国破产法第11章的规定使申请破产保护的企业有机会摆脱破产债务而继续经营。

根据Spacenews资讯,OneWeb企业在寻求美国破产法院授权以支撑其正在进行的业务。

OneWeb卫星的持续运营使该企业在寻求出售业务的同时,仍有机会保留卫星通信频谱资源。

行业研究/深度研究|2020年06月15日17低轨卫通星空璀璨,巨头企业纷至沓来。

低轨卫星星座系统具备高稳定性、低时延、不依赖地面基础设施、轻量化终端以及全球覆盖等优点。

除了大家熟悉的Starlink星座与OneWeb星座,国内外众多科技巨头企业也纷纷涉足低轨卫星星座。

根据2015年8月,SAMSUNG企业发表的一篇论文《MobileInternetfromtheHeavens》表明其希翼发射4600颗微型卫星,为用户提供低成本的互联网接入。

根据CNET消息,2018年美联邦通信委员会(FCC)的一份申请文件披露了一颗造价数百万美金的实验卫星细节,该卫星来自FaceBook企业成立的一家子企业。

根据CNBC消息,AMAZON公布的Kuiper星座将由分布在367英里、379英里和391英里轨道高度的3236个Ka波段卫星组成。

尽管航天项目存在较高的财务风险,但互联网巨头们对低轨卫星星座的热情足以证明其前景广阔。

图表23:国外OneWeb与Starlink以外的低轨卫星星座先容(部分)发起企业星座名称概况AMAZONKuiper项目“Kuiper项目”将由三组运行在不同高度的近地卫星群组成。

首批计划发射784颗卫星,高度距地面367英里;第二批1296颗卫星,距地面高度379英里;第三批1156颗卫星,距地面高度为391英里。

FaceBook雅典娜星座雅典娜星座已经得到美国联邦通信委员会的批准。

卫星由劳拉空间企业研制,单星重量约150千克,将用欧洲阿里安企业的织女星火箭发射。

波音企业波音星座波音企业计划在低轨道上部署2956颗卫星,第一批次部署1396颗。

卫星轨道高度1200千米。

波音星座工作在V频段(40-75GHz),所能够提供的带宽比Ka和Ku频段更高。

加拿大电信卫星企业TELESAT星座TELESAT星座工作在Ka频段,用117颗卫星提供全球宽带服务。

加拿大开普勒通信企业开普勒星座建立一个由140颗立方体卫星组成,轨道高575公里的物联网星座。

资料来源:Spacenews,Fiercewireless,Cnbc,Cnet,Extremetech,华泰证券研究所行业研究/深度研究|2020年06月15日18中长期战略看好低轨卫星星座系统轨道频率资源为重要战略资源,必须先发制人轨道频率资源是空间互联网建设的先决条件。

国际上卫星通信系统可以使用的频段包括甚高频(VHF)、特高频(UHF)、超高频(SHF)和极高频(EHF)。

受限于无线通行特性、技术与设备等方面限制,目前低轨卫星主要包括UHF频段、L片段、C频段、X频段、Ku频段、Ka频段。

其中低于2.5GHz的L和S频段主要用于卫星移动通信、卫星无线电测定、卫星测控链路等应用;C和Ku频段主要用于卫星固定业务通信且已近饱和,Ka频段正在被大量投入使用。

图表24:卫星的频段划分情况频段范围下行频率GEO卫星可用频宽波段特点应用领域L1-2GHz1.5GHz15MHz利用LEO和GEO卫星提供语音和低速数据通信,建设成本高,通信费用高,终端售价较低,可用带宽窄,频率和轨位资源紧缺。

卫星电话、天文无线电,航空通信,数字声音广播S2-4GHz3GHz70MHz主要用于雷达系统,卫星通信主要是中继卫星,可用于与空间站、飞行器间的联系,有少量频段用于卫星电话;轨位资源紧缺宇航通信,卫星电话,卫星声音广播、转播C4-8GHz4GHz500MHz商用通信卫星从C频段起步,现多用于声音广播、视讯广播等,元用于卫星通信的C频段频率资源逐渐被店面通信业务侵占声音广播、视讯广播,声音、视讯转播X8-12GHz主要使用频段被军方占用,用于军事用途军用通信Ku12-18GHz12GHz500MHz主要用于卫星通信,分别为固定卫星业务FSS和广播卫星业务BSS,FSS点对点节目传送给地面广播台或有线电视台转播、互联网链路等,BSS是直接传递给终端用户声音、电讯广播,声音、电讯转播,互联网链路Ka26.5-40GHz20GHz3500MHz容易受降雨损耗影响,且因频率过高而不容易使用,现可使用密集点波速通信卫星电话,声音、电讯广播,声音、电讯转播,互联网链路Q33-50GHz40-50GHz>5MHz更高的频率,与Ka频段有频率重叠卫星通信,地面波速通信V40-75GHz更高的频率,与Q频段有频率重叠地面毫米波通信资料来源:C114、华泰证券研究所卫星轨道位置分配由ITU来协调。

1976年,8个赤道国家通过了波哥大宣言,宣称这些国家拥有其领土上空静止轨道的主权,但这个宣言从未被国际社会承认。

目前,轨位资源的分配是由国际电联(ITU)来协调的。

静止轨道卫星都必须分布在赤道上空的同一个圆环上。

在运行过程中,为了避免卫星受到不良的频率干扰,需要把静止轨道卫星分开来放置,这就意味着轨道位置是有限的,因此,静止轨道上运行的卫星数量也是一定的。

行业研究/深度研究|2020年06月15日19新卫星系统频率使用权申请条件—先到先得。

卫星频谱属于全球性资源,所有卫星系统在投入使用之前,都必须向国际电联(ITU)申报卫星网络的频率和轨道信息资料。

卫星频谱和轨道资源的申请遵循“先登先占”原则,即先申报、先登记者有优先权。

即使是2019年的国际电联通信大会卫星频段新规,也仅要求运营商向国际电信联盟申请一个低轨星座和通信频段后在7年内发射一颗卫星并正常运行90天,然后在两年内发射卫星总量的10%,5年内发射50%,7年后将申请的卫星数量全部发射完毕。

意味着运营商一共有14年的时间来完成整个星座的建设否则运营商所申请的频段资源将会按发射卫星数量的完成比,进行限制使用。

卫星通信频谱资源有限。

ITU的卫星频段新规虽然对低轨星座完成建设的时间提出了硬性要求,根据目前Starlink发射频率和卫星数量来看,对绝大多数卫星互联网运营商并不困难。

因此近年来,越来越多的卫星企业申请了数量庞大的低轨卫星星座计划。

随着低频段频谱资源的不断占用,现有的Ku、Ka等高频段资源也难以满足巨大的频谱需求缺口。

目前许多国家正在对频率更高的Q频段和V频段进行开发,计将成为下一代通信卫星的主要发展方向。

轨道频谱资源竞赛促使各国将发力低轨卫星互联。

与频谱资源相同,轨道资源也同样具有这样的特性,对于计划大力发展低轨卫星互联的国家或企业,频谱/轨道资源是他们大力发展低轨卫星互联的基础,就如同5G规模商用之前各家运营商需要工信部分发频谱资源和牌照一样。

因此,大家认为越早发力低轨卫星互联系统的建设,对于国家或者企业都具有重要的战略意义,目前海外以Starlink和OneWeb为首的低轨卫星建设商正大力发展低轨卫星系统,大家预计未来国内以航天科工、航天科技、中电科为首的国内企业也将大力发展低轨卫星互联。

低轨卫星弥合全球数字鸿沟低轨卫星互联网蓬勃发展,弥合数字鸿沟。

根据国际电信联盟(ITU)报告,2015年全球尚有54%的人口未接入互联网。

原因主要在于“最后一英里”的基础设施普及到农村或偏远地区的高成本。

当前互联网在发达国家的普及程度已趋于饱和,但在全球最贫穷的48个国家有90%的人口尚未接入互联网。

面对如此广阔市场,近年来波音、空客、AMAZON、谷歌、脸书、SpaceX等高科技企业纷纷投资低轨卫星通信领域,提出了OneWeb、Starlink等十余个低轨卫星通信系统方案,目标是实现全球互联网覆盖。

图表25:2015年全球超过一半的人口未接入互联网资料来源:ITU官网,华泰证券研究所行业研究/深度研究|2020年06月15日203GPP、ITU两大通信组织指出,相较于中高轨卫星,低轨卫星互联网星座具有eMBB(增强移动带宽)和MMTC(大规模物联网),也即低轨卫星星座系统可以向全球用户提供全覆盖高速带宽的移动服务。

低轨卫星星座将构建太空互联网,Spacex的Starlink星座将卫星作为网络传输节点,通过星间链路建立高速宽带通信网络,用户可直接接入卫星互联网络,不需经过地面系统。

对于全球目前无法接入互联网的区域而言,卫星通信未来将提供低成本通信服务,有效弥合数字鸿沟。

技术升级及开放的资本市场助力产业链做大做强一个产业的成熟离不开两个方面的支撑,一个是产业资本的支撑,一个是技术升级。

从产业资本层面来看,Starlink和OneWeb的成功使得低轨卫星星座的建设不再不可触及,大量的卫星被制造和发射,也带动整体卫星制造和发射边际成本的降低。

从技术升级方面来看,元器件和架构的升级使得卫星小型化集成化、App化定义能力不断提升,不仅有效地缩短了卫星制造和迭代周期,同时使得卫星兼顾效率的前提下体积不断缩小。

1)资本方面Starlink和OneWeb的成功极大地推动了卫星发射和制造成本的降低。

根据Starlink和Oneweb的官网信息,SpaceX计划在2020年发射20至24次Starlink火箭,每次火箭搭载60颗卫星,预计每天卫星产能需求(除去周末节假日一年按照22*12=264天)大约在4-6颗之间,而OneWeb也预计每天生产3-5颗卫星。

这两家合计每周预计生产35-55颗卫星,巨大的生产需求将有效吸引产业链有越来越多玩家加入,规模效应也将有效的降低卫星制造成本。

卫星发射方面,目前卫星发射企业研发了针对小卫星的诸多发射方案,例如SpaceX的“猎鹰9”火箭一次可搭载60颗卫星,且火箭可重复利用。

图表26:产业资本进入使得卫星产业链成本不断下降资料来源:艾瑞咨询,华泰证券研究所开放的资本市场正积极拥抱卫星产业。

国际方面,以Starlink和OneWeb为首两家低轨卫星星座厂商正通过融资不断充实资本完成产业布局。

其中OneWeb的股东主要有美国高通、日本软银、英国维珍银河等,最近的一次融资达12.5亿美金;SpaceX的股东有GOOGLE、美国银行等,最近的一次融资规模达10.22亿美金。

除此之外,2019年AMAZON也宣布了自己的低轨卫星计划--柯伊伯计划(ProjectKuiper),计划发射3236颗低轨卫星,为世界各地没有接入互联网服务和网络延迟的区域提供高速宽带网络服务。

国内方面,2014年国务院出台了《关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的引导意见》首次提出鼓励民间资本参与国家民用空间基础设施建设。

鼓励民间资本研制、发射和运营商业遥感卫星,提供市场化、专业化服务,引导民间资本参与卫星导航地面应用系统建设。

目前,国内众多企业家纷纷涉足商业航天领域,其中银河航天因其创始人徐鸣的影响力(曾担任互联网企业猎豹移动总裁),令银河航天具有强大的融资能力,截至2019年底银河航天估值超50亿元。

国内互联网巨头也在积极布局卫星领域,阿里在2018年的“双11”前发射了“糖果罐号”迷你空间站和“天猫国际号”通讯卫星。

行业研究/深度研究|2020年06月15日21图表27:中国头部商业航天企业融资情况所属产业链环节机构最新轮次最新融资时间累计融资金额卫星发射星际荣耀A++轮2019-078亿元蓝剑航天C轮2019-12超14亿元零壹空间B轮2018-08近8亿元星河动力PreA轮2019-10近3亿元卫星制造天仪研究院B轮2018-07超2.5亿元微纳星空A+轮2019-09超亿元零重空间PreA+轮2019-02数千万元卫星遥感长光卫星第3轮2018-1030亿元国星宇航A轮2019-01超亿元千乘探索PreA1轮2018-09数千万元卫星通信银河航天B轮2019-09超9亿元九天微星A+轮2018-092.5亿元资料来源:艾瑞咨询,华泰证券研究所2)技术方面毫米波芯片技术升级有效提高卫星集成度。

卫星通信要实现在低轨毫米波传输,并使得到达地面的波束拥有更高的增益,必须使用相控阵技术,主要通过控制发射波束的方式来集中能量,降低在大气传输过程中的损耗,Starlink低轨卫星底部安装了4套相控阵天线系统。

图表28:先进的半导体工艺使得器件体积不断缩小资料来源:Starlink,Qorvo,华泰证券研究所GaN工艺有助器件体积缩小、效率提升,将被毫米波芯片大规模采用。

TR组件为相控阵天线的核心部件,而TR组件为了实现波束控制和信号发射,需要在较小的空间内集成较多的发射天线,同时以较小的功率实现多波束的覆盖,这就对功率芯片工艺提出了很高的要求。

传统的毫米波单片集成电路主要采用化合物半导体工艺,砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)等,其在毫米波频段具有良好的性能,是该频段的主流集成电路工艺。

GaN作为第三代化合物半导体工艺,具有大禁带宽度、高电子迁移率和击穿场强等优点,根据Qorvo数据采用GaN工艺的芯片可在尺寸缩小82%的基础实现4倍功率密度的性能,因此可显著地提升输出功率,减小体积和成本。

行业研究/深度研究|2020年06月15日22图表29:GaN全球产业链分布图资料来源:Qorvo,华泰证券研究所立方星和App定义卫星技术架构提升卫星制造和迭代速度。

2019年3月,美国洛克希德马丁企业公开了其研制的新一代太空技术“SmartSat“技术,这是一种叫做App定义卫星技术架构。

该技术架构主要包括可调通信带宽、波束范围可调、高性能多核处理器、灵活的架构可适应小卫星到大卫星制造需求(立方星),通用标准化的架构使得制造时间周期更短。

App定义架构类似于把卫星当作计算机或者是小汽车批量快速的造出来,所有的App系统都可以进行在轨升级和测试。

这样不但缩短了研发周期、研制经费,还能迅速的修改卫星的故障问题、改变卫星的功能。

图表30:低轨卫星通信系统基本组成资料来源:洛克希德马丁,华泰证券研究所卫星通信或是6G核心技术之一卫星通信与5G之间是互补关系。

随着信息时代来临,需要联网的空间也越来越多,比如在飞机上、海洋上乃至戈壁荒漠,而卫星通信最大的优点可以以较低的成本解决全球信号覆盖的问题。

同时因为卫星通信频段较高,信号衰减较大,卫星信号无法完成对室内或者地下等区域信号的直接覆盖(可以通过盒子或者其他设备进行信号的间接转发)。

而基站在城市以及室内区域覆盖具有较大优势,可以说卫星通信和基站通信两者在信号覆盖上是互补的。

行业研究/深度研究|2020年06月15日23同时,卫星通信还要解决功率和天线的问题。

在发射功率不变前提下,距离近可以降低信号衰减,当信息传输距离扩大到海平面和近轨人造卫星的距离,要想实现信息的可靠传输,就必须提升下行功率(卫星信号到手机)和上行功率(手机信号到卫星),而要满足这一标准,会使电子元器件的体积大幅增加,这必然导致射频天线的尺寸根本塞不进当前以轻薄为主打要求的手机中。

事实上,卫星通信终端,尺寸都比较大,一般都安装在建筑物上面或者大型的车辆上。

随着半导体技术的发展,卫星通信终端的体积缩小了不少,能够放到小汽车上,但还是塞不进手机里,不适合普通人随身携带。

图表31:地面移动通信与卫星通信优劣势对比地面移动通信卫星通信发展格局5G商用临近,然而由于5G单基站造价高,基站覆盖范围降低(由于使用高频信号),未来相当长的一段时间内,都将是2G、4G、5G、WLAN等多网络制式并存的局面随着商业航天概念的兴起,众多互联网企业与参与到低轨移动星座的建设中。

未来高中低轨道卫星共存解决不同应用场景下的需求发展优势传输速率高,4G通信传输速率可以高达100Mbps,5G传输速率可达10Gbps。

通信费率低,数据流量费低至1元/G覆盖范围广;灵活性高:卫星通信系统的建立不受地理条件限制通信距离与成本无关;灾难容忍性强:在自然灾害如地震、台风发生时仍能提供稳定的通信局限性地表大部分区域如海洋、沙漠无法建立基站;用户稀少或人员难以到达的边远地区建立基站的成本极高;发生自然灾害时(如洪涝、地震、海啸等)地面网络容易被损坏GEO卫星传输时延大(600-1200毫秒);LEO卫星网络切换频繁;频率轨位资源有限,不能无限制地增加卫星数量;太空中的日凌现象和星食现象会中断和影响卫星通信;卫星发射成本高资料来源:艾瑞咨询,华泰证券研究所卫星通信技术正被3GPP讨论是否纳入5G标准。

在19年12月举行的3GPP(第三代合作伙伴计划,3rdGenerationPartnershipProject)会议上,3GPP围绕一系列新技术和能力进行了投票,这次会议中涉及的技术主要包括MIMO、动态频谱分享、Sidelink、71GHz频谱、Multi-SIM、卫星通信、5G定位、终端节能技术等,所有这些技术都计划在3GPPR17版本规范中发布(3GPP发布的第一批5G技术已于2017年R15发布,第二批5G技术标准R16预计将于2020年初发布)。

可以发现,作为长期5G技术路线演进,此次会议已经将卫星通信技术整合到5G架构中。

根据美国卫星产业协会(SIA)官网信息,由于美国光纤覆盖能力较弱,美国白宫正考虑将卫星通信技术应用于美国5G网络建设中。

行业研究/深度研究|2020年06月15日24图表32:3GPPR16和R17协议演进时间线资料来源:3GPP,华泰证券研究所长期来看,卫星通信或是6G核心技术之一。

过去移动通信技术(1G->5G),主要是面向陆地的公众移动通信系统,通过大量的地面基站来实现信号覆盖和传输,但受制于地理条件,基站无法在海域、沙漠、无人区等地理条件中形成有效覆盖。

5G相比4G无论在速度、延时还是连接能力上都得到了极大地提升,展望未来6G时代,除了时延、速度、连接能力提升的需求,覆盖需求正成为行业内关注的重点。

卫星通信,因为其全球覆盖的优点,正成为通信行业对未来6G技术演进的重要研究方向之一。

图表33:6G新构架-地面和卫星通信融合的网络资料来源:《ANEWHorizonbeyond5G》HUAWEI,华泰证券研究所行业研究/深度研究|2020年06月15日25卫星互联未来应用场景广阔低轨卫星通信具备广泛应用场景。

根据OneWeb已公布的应用领域,未来低轨卫星将应用于物联网、学校与医院、社区中心、偏远地区、油田开采、航空通信、交通运输、应急通信、紧急事件、车联网、高速公路、信令分流等诸多领域。

图表34:OneWeb星座应用场景资料来源:OneWeb官网,华泰证券研究所2022年全球低轨卫星互联服务市场约1100-2000亿美金2018年卫星服务业总收入1265亿美金,卫星电视占比最高达74%。

根据《卫星报告》,2018年卫星电视直播收入为942亿美金(YoY-3%),占卫星服务业收入比重约74%;卫星固定通信业务为第二大业务,占卫星服务业收入比重约14%,收入为179亿美金(YoY+0%);卫星音频广播收入为58亿美金(YoY+7%);卫星移动通信收入为41亿美金(YoY+3%);卫星宽带业务收入为24亿美金(YoY+14%);遥感领域(包括农业、变化检测、减灾、气象、资源等)收入为21亿美金(YoY-5%)。

低轨卫星的高通量、低时延特性在宽带业务、固定通信业务和移动通信业务中具有比较优势。

从业务属性来看,卫星电视直播和卫星音频业务多为单向传输,且对时延敏感性较低,低轨卫星在这两块业务比较优势较小,这块未来并不是低轨卫星的主流市场。

而宽带、固定和移动通信都是双向通信业务,低轨卫星的高通量、低时延特性在这三个业务具有突出优势。

其中宽带主要是C端客户上网服务;固定主要是针对B端客户,比如电视台租用卫星转播节目、移动联通等电信运营商租用卫星转发器做偏远地区的基站连接、各种飞机轮船汽车的连接服务;移动通信主要指用卫星电话打电话通信,以上三项加起来2018年规模约250亿美金,占整体卫星服务收入比例为19%。

行业研究/深度研究|2020年06月15日26图表35:2012-2018全球卫星服务业收入分布资料来源:SIA,华泰证券研究所2022年低轨卫星服务业收入规模约1100-2000亿美金。

根据智研咨询数据,2018年全球互联网服务市场约1.5万亿美金,而2018年全球卫星服务业收入为1265亿美金,约占全球互联网市场的8%。

展望未来,2022年全球互联网服务市场约2.5万亿美金,假设卫星服务占比不变,则对应卫星服务业收入约2000亿美金。

考虑低轨卫星星座在卫星电视和广播业务中优势不是很突出,而且这块市场每年呈下滑趋势,假设到2022年卫星电视和广播业务收入合计约900亿美金,那么保守看低轨卫星服务业全球市场规模为1100亿美金。

综上所述,大家认为随着低轨卫星星座建设上量并成功商用,到2022年低轨卫星服务业收入规模约1100-2000亿美金。

航空互联网尚处蓝海,市场待开发低轨卫星星座可提供广覆盖、稳定、快捷的航天互联网。

机载卫星通信系统由安装于飞机顶部的卫星天线和机舱内的基带设备组成,将机舱内Wi-Fi系统承载的数据通过通信卫星传至卫星地面站,同时还需建设专门的网络管理平台和业务拓展平台。

通过卫星连接的机载互联网网络架构如下图,业务设备既可使用乘客自有手机、PAD、手提电脑,也可定制专用接入终端。

卫星直联方式的主要优点包括覆盖范围广,可实现同一卫星网络下国际漫游;服务不间断,可提供登机至离机(GatetoGate)连续服务;网络较稳定。

2019年,美国空军研究实验室测试显示采用Ka/Ku频段的Starlink星座与军用C12双引擎涡轮螺旋桨飞机间的数据吞吐量达610Mbit/s。

图表36:机载卫星通信结构示意图资料来源:《机载互联网的卫星通信实现方式分析和展望》,华泰证券研究所88492695097897797094234384246505458164164171179174179179151718192022212426333436404102004006008001,0001,2001,4002012201320142015201620172018(亿美金)电视广播遥感固定宽带移动通信行业研究/深度研究|2020年06月15日27航空互联网尚处蓝海,市场亟待有效开发。

2017年9月交通运输部审议通过《大型飞机公共航空运输承运人运行合格审定规则》,自此民航乘客可在飞行模式下使用手机平板等便携式电子设备,为航空互联网的发展奠定了用户基础。

目前制约国内航空互联网发展的因素主要集中在供给端:1.政策支撑不足,电信运营资质很难获得审批;2.服务质量不高,目前国外成熟的航空网络供应商很难进入国内,本土供应商技术不成熟,导致用户付费也很难获得令人满意的服务。

根据艾瑞咨询预测,2028年可以在客机机上网络设备以及网络服务可以实现国产代替,同时改装价格以及流量成本将大幅下降,届时中国航空互联网仅流量收益可达300.64亿人民币。

图表37:2020-2028年中国航空互联网流量收入预测资料来源:艾瑞咨询,华泰证券研究所低轨卫星车联网具有相对优势目前车联网主流技术方案为LTE-V2X,大量依赖陆基基站设备。

车联网通信作为移动网络派生发展出来的新的分支,在通信技术要求和应用场景特点上有其独特性。

一般而言,车联网通信通常统称为V2X,3GPP对车用无线通信技术进行了一系列的研究和标准化规范工作,2018年6月支撑LTE-V2X增强(LTE-eV2X)的R15版本标准正式发布。

未来随着5G技术进步,支撑5GNR-V2X的R16版本预计2020年2季度左右发布。

总的来说LTE-V2X和5GNR-V2X都是蜂窝移动通信技术,底层硬件依赖陆基基站设备来完成车联网通信功能;对于一些无人区或者基站无法覆盖的区域,这种场景下就需要卫星车联网来完成通信或者定位功能。

图表38:V2X车载端产业链四大环节资料来源:《车联网白皮书(2018年)》信通院2018.12,华泰证券研究所61.9105.5150.2214.4249.3267.8280.4290.8300.60501001502002503003502020E2021E2022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E(亿元)行业研究/深度研究|2020年06月15日28Starlink有望为特斯拉汽车提供卫星网络服务。

Starlink具备高精度、高可用、高可靠优势,不仅能提供宽带互联网服务,可进行通信,也能用作厘米级定位增强、导航服务。

Starlink星座的卫星总数最终将达到1.2万颗,采用星际链路组网,不用依赖地面站即可实现通信;且卫星之间互为备份,及时少数卫星性能出现故障或失效,也不会影响整个星座运行。

特斯拉与Starlink共同属于马斯克创办,根据马斯克表示未来特斯拉的新能源汽车将配备卫星信号接收器,为车内提供高效、可靠的WiFi信号。

图表39:卫星通信能为车联网提供全球覆盖能力资料来源:Starlink,华泰证券研究所低轨卫星可作为基站回传解决方案基站回传网络主要依赖光纤网络和微波技术。

基站回传(Backhaul)指在移动网RAN层,通过多种物理媒介在基站和核心网之间建立一个安全可靠的传输网络。

由于所有客户终端通过RAN接入移动网络、获得移动业务,因此基站回传的网络质量直接影响运营商是否能够快速响应业务发展需求。

从物理层技术来看,未来5G网络回传主要依赖光纤和微波技术,其中光纤技术是目前无线接入网回传的主要物理层技术路线,根据IMT-2020(5G)推进组2018年发布的《5G承载网络架构和技术方案白皮书》,5G中回传网络主要采用SPN和M-OTN技术方案来部署。

而对于一些偏远地区或者光纤网络无法覆盖的地区,运营商会采用微波无线技术来完成基站回传任务。

图表40:5G对承载网络的连接需求和网络分层关系资料来源:《5G承载网络架构和技术方案白皮书》信通院,华泰证券研究所采用低轨移动星座作为中继是一种有效的“基站回传”解决方案。

部分偏远地区环境复杂、分布零散、地面光纤无法到达,基础通信设施建设普及难度大、费用高。

2019年上半年卫星运营商Telesat、英国萨里大学与比利时Newtec企业合作测试将卫星通信用于5G回传,实验结果显示,将低轨移动星座用于5G数据回传,往返时延为18-40毫秒,可以有效支撑要求低延时的5G应用程序(测试项目包括8K流媒体传输、互联网浏览和视频聊天会话)。

根据航天科技鸿雁星座通信负责人表示,利用鸿雁星座低时延宽带传输功能,行业研究/深度研究|2020年06月15日29将卫星链路直接连接到5G基站,能降低移动回传网络部署成本,支撑5G网络快速部署。

根据NSR(NorthernSkyResearch)预测,2028年全球卫星回传服务市场收入将超过320亿美金,其中5G通信相关业务将占据整个卫星回传服务市场的三分之一。

图表41:一种卫星通信基站回传的网络架构资料来源:艾瑞咨询,华泰证券研究所低轨卫星物联网具有广阔空间低轨卫星物联网具有广阔空间。

窄带物联网应用对宽带和实时性的需求并不高,部分物联网应用对通信的要求可能只需要一天通信一次。

从窄带物联网技术发展来看,未来LPWAN网络将占据主导地位,而LPWAN依赖于地面网络基础设施,运营商的网络仅能覆盖陆地面积的20%,物联网的许多应用场景却发生在地面运营商不能覆盖的80%的陆地及海上和空中,且终端常呈分散状分布,面对这些需求,低轨卫星通信星座恰好能解决这个痛点。

由于发射技术的改进以及低轨卫星本身的小型化(低地球轨道(LEO)设计现在仅重10公斤),使得进入卫星物联网市场的成本大大降低。

目前低轨卫星网络能够为终端设备提供更低的功耗,并且可以以模块化方式部署。

图表42:物联网专用低轨道卫星系统构架资料来源:《低轨道卫星通信与捂脸阿旺应用研究》,华泰证券研究所低轨卫星建设促卫星物联网市场快速增长。

根据RiotResearch市场预测,尽管低轨卫星物联网每台设备的硬件和连接收入更高,但低轨卫星物联网市场规模比地面LPWAN市场小3倍。

根据RiotResearch的预测,2021年卫星物联网设备将出现大幅增长,到2025年全球将部署约3030万台卫星物联网设备,复合年增长率不到40%;这种增长将在2027年左右开始趋于平缓,部分原因是地面竞争对手在卫星物联网连接方面的普及,以及固定和本地网络的改进,这些网络可用作全球卫星网络的替代品。

市场规模方面,Riot预测全球卫星物联网服务市场将在2011-2022迎来快速增长,到2025年市场规模增长至59亿美金。

行业研究/深度研究|2020年06月15日30海外卫星物联网案例--Orbcomm。

Orbcomm是一家提供机对机(M2M)和卫星物联网(IoT)解决方案提供商,企业提供蜂窝、卫星、蜂窝卫星双模式和卫星AIS四大网络连接服务,用户群横跨交通运输、重型装备、仓储、海事、石油和天然气、公用事业和政府等多个领域,是全球最大的卫星物联网服务提供商。

Orbcomm拥有大约60颗LEO卫星,其中第一代Orbcomm卫星系统(OG1)空间段由47颗LEO卫星(其中6颗用作备用)围绕7个轨道面组成;第二代Orbcomm卫星系统(OG2)空间段共计17颗LEO卫星。

相较OG1,OG2单颗卫星在容量(6倍)和速率(2倍)方面均有较大提升,此外OG2卫星配备自动识别系统(AIS)有效载荷,可接收与报告来自配备AIS的海上船只的信号。

Orbcomm系统在全球120多个国家和的确获得授权,目前全球已建成投入运营的Orbcomm关口站有16个,主网管站在美国。

Orbcomm于18年进入中国市场。

Orbcomm于2018年获得监管部门批准进入中国市场,并将在中国建立网关地面站,选定亚太导航通信卫星企业(APNTS,中国电信集团的控股子企业)作为中国本地合作伙伴,为中国提供卫星物联网服务及解决方案,主要涉及重型设备、运输和物流、以及海上运输等领域。

图表43:ORBCOMM中国网络拓扑图资料来源:中卫星空,华泰证券研究所国内卫星物联网处于起步初期。

2019年9月,中国卫星物联网产业联盟在无锡成立,产业联盟由中关村物联网产业联盟与北京国电高科科技有限企业(以下简称国电高科)等单位共同发起。

国电高科的天启卫星物联网系统已正式上线,开始为政府、行业客户提供服务,天启卫星物联网系统由星座、卫星地面站、卫星测控中心、天启运营支撑平台、天启物联网应用平台、卫星终端等组成,是一个完整的卫星物联网应用体系。

天启星座卫星物联网核心模块已于2017年11月15号成功发射并完成在轨验证,截至2020年5月底已成功发射5颗卫星(天启1-5号),并组网运行。

2019年全球物联网大会无锡峰会上,国电高科宣布计划2020年完成全部38颗卫星组网,实现全球覆盖的商业运营能力。

目前,国电高科的通信终端销售价格量产后能够控制在500元以内,资费标准与短信相当。

未来国电高科的目标是推出100元级别终端,量达到100万以上。

行业研究/深度研究|2020年06月15日31低轨卫星时代已来,掘金产业链新机遇卫星及其应用产业链总体分为四个环节:1)电子元器件、金属材料等卫星火箭配套厂商;2)卫星研制商、发射服务提供商以及地面设备制造商;3)卫星运营商与卫星应用服务提供商;4)B端/C端用户(政府、企事业单位、个人)。

图表44:卫星通信产业链结构图资料来源:艾瑞咨询,华泰证券研究所卫星研制和发射领域:虽然在整个卫星产业链中卫星制造和卫星发射业务两者收入加起来占比仅有9%,但受益于自18年起海外低轨卫星星座建设,2018年卫星制造业务和卫星发射业务收入同比增长了26%/34%。

相比较之下,2018年,卫星服务收入同比下滑1.7%。

因此,类比5G基站建设并结合卫星行业数据,大家认为,卫星研制和卫星发射是整个低轨卫星板块中最先受益的子版块,随着国内低轨卫星建设进入规模放量阶段,卫星研制和卫星发射子板块产业链企业将受益。

其中卫星和运载火箭的研制国内基本以军工企业为主,主要是以航天科技、航天科工、中国电科等为代表;卫星发射方面参与主体主要以军方和中科院为主,近期许多民营资本也进入卫星发射领域,比如国内的星际荣耀、蓝剑航天、零壹空间、星河动力等。

地面设备领域:地面设备因为其直接面向卫星运营和C端客户,导致需求量较大,占到整个卫星收入比例为45%;主要包括地面网络设备、卫星终端、导航设备等,其中导航设备在地面设备领域收入占比最高,根据《卫星报告》,2018年GNSS导航设备在整个地面设备收入占比约75%。

国内地面设备参与者数量较多,主要集中在天线、移动终端、地面接收站等产品研制和系统App集成等领域,典型企业包括中国卫星、海格通信、华力创通、华讯方舟、海能达、七一二等。

其中杰赛科技作为中电科通信子集团旗下唯一的资本运作平台,中电科通信子集团管理了54所、7所、50所、39所和34所,这些研究所技术能力出众,产品覆盖航天、卫星导航、微波与探测技术等。

电子元器件及配套领域:电子元器件及配套主要为卫星、火箭和地面设备提供基础元件和配套组件,产业链厂商涉及面广且分散。

目前国内企业规模较小,整体实力偏弱,尤其是芯片、板卡、天线和终端技术水平与国外顶尖仍有差距,国产替代需求较强。

卫星通信主要是基于毫米波通信频段,低轨卫星载荷主要为通信部分,毫米波通信的核心是毫米波通信组件及芯片,该领域中电科旗下研究所实力较强,民营企业中和而泰子企业铖昌科技的毫米波技术有一定稀缺性,中长期将受益低轨卫星建设。

行业研究/深度研究|2020年06月15日32运营服务领域:根据《卫星报告》,2018年卫星运营服务在整个卫星产业收入占比最高,约46%(第二是地面设备制造,占比45%)。

国内航天科技、航天科工、中国卫通、亚太卫星、星空年代、华讯方舟等传统国企和新兴企业均积极开展相关布局。

国内卫星通信服务属于高度管制行业,需要获得工信部运营牌照才能展开相关经营活动。

目前国内拥有第一类卫星通信业务牌照的仅有中国卫通、中国电信和中国交通通信信息中心;国内拥有第二类卫星转发器出租、出售业务牌照的仅有中国卫通、中国电信和中信数字媒体网络有限企业。

其中中国卫通作为航天科技子企业,是国内唯一拥有通信卫星资源且自主可控的卫星通信运营企业,行业龙头地位稳固。

图表45:卫星通信产业链主要标的一览表产业链环节主要上市企业电子元器件及配套电缆及连接器:航天电器、中航光电、金信诺;惯性导航:航天电子;时间同步:天奥电子;电容等被动元器件:鸿远电子、宏达电子、火炬电子、振华科技;毫米波组件:和而泰、亚光科技、盛路通信;数字芯片等:欧比特、振芯科技、雷科防务;材料:菲利华、光威复材;卫星制造中国卫星;火箭制造主要为非上市企业:中国运载火箭技术研究院(航天一院)、中国空间技术研究院(航天五院)、上海航天技术研究院(航天八院)地面设备中国卫星、海格通信、振芯科技、华力创通、华讯方舟、海能达、金信诺、七一二;运营服务中国卫通、中国电信、华讯方舟;资料来源:Wind,华泰证券研究所投资建议:卫星和运载火箭的研制建议关注中国卫星(华泰军工组覆盖);地面设备建议关注中国卫星,产业链企业还包括杰赛科技、海格通信、华力创通、华讯方舟、七一二;上游器件及配套重点推荐和而泰、菲利华(华泰通信、有色、军工联合覆盖),建议关注航天电器(华泰军工组覆盖),产业链企业还包括中航光电、天奥电子、鸿远电子、宏达电子、振华科技、亚光科技;国内卫星运营服务受制于牌照门槛较高,产业链企业主要有中国卫通。

图表46:重点推荐及关注企业一览表(以6月12日收盘价计算)证券代码证券简称收盘价(元)目标价(元)每股收益(元)市盈率PE(倍)19A20E21E19A20E21E002402.sz和而泰14.0216.37-18.290.330.380.5842.4836.8924.17300395.sz菲利华27.3122.58-23.990.570.710.8647.9138.4631.76600118.sh中国卫星33.18-0.370.400.4489.6882.9575.41002025.sz航天电器28.5636.50-36.940.941.081.2830.3826.4422.31注:盈利预测均为华泰预测,其中和而泰为华泰通信组覆盖,菲利HUAWEI通信、有色、军工联合覆盖,中国卫星和航天电器为军工组覆盖;资料来源:Wind,华泰证券研究所风险提示1、国内低轨卫星建设进度和规模不及预期。

由于低轨卫星属于国家战略资源,国内产业链标的主要受益国内低轨卫星星座建设,如若国内低轨卫星星座建设数量及进度不及预期,会影响产业链标的收入情况。

2、中美贸易摩擦加剧导致部分芯片断供。

国内企业在系统集成级中低端芯片具有一定优势,但半导体高端芯片及上游产品方面,国内实力仍较弱,而海外基本以日美为主导,如果中美贸易摩擦加剧,部分高端芯片供应受限将影响国内低轨卫星星座建设进程。

行业研究/深度研究|2020年06月15日33免责声明分析师声明本人,王林、陈歆伟、赵悦媛,兹证明本报告所表达的观点准确地反映了分析师对标的证券或发行人的个人意见;彼以往、现在或未来并无就其研究报告所提供的具体建议或所表远的意见直接或间接收取任何报酬。

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投资者应当充分考虑自身特定状况,并完整理解和使用本报告内容,不应视本报告为做出投资决策的唯一因素。

对依据或者使用本报告所造成的一切后果,本企业及编辑均不承担任何法律责任。

任何形式的分享证券投资收益或者分担证券投资损失的书面或口头承诺均为无效。

除非另行说明,本报告中所引用的关于业绩的数据代表过往表现,过往的业绩表现不应作为日后回报的预示。

本企业不承诺也不保证任何预示的回报会得以实现,分析中所做的预测可能是基于相应的假设,任何假设的变化可能会显著影响所预测的回报。

本企业及编辑在自身所知情的范围内,与本报告所指的证券或投资标的不存在法律禁止的利害关系。

在法律许可的情况下,本企业及其所属关联机构可能会持有报告中提到的企业所发行的证券头寸并进行交易,也可能为之提供或者争取提供投资银行、财务顾问或者金融产品等相关服务。

本企业的销售人员、交易人员或其他专业人士可能会依据不同假设和标准、采用不同的分析方法而口头或书面发表与本报告意见及建议不一致的市场评论和/或交易观点。

本企业没有将此意见及建议向报告所有接收者进行更新的义务。

本企业的资产管理部门、自营部门以及其他投资业务部门可能独立做出与本报告中的意见或建议不一致的投资决策。

投资者应当考虑到本企业及/或其相关人员可能存在影响本报告观点客观性的潜在利益冲突。

投资者请勿将本报告视为投资或其他决定的唯一信赖依据。

有关该方面的具体披露请参照本报告尾部。

本研究报告并非意图发送、发布给在当地法律或监管规则下不允许向其发送、发布的机构或人员,也并非意图发送、发布给因可得到、使用本报告的行为而使本企业及关联子企业违反或受制于当地法律或监管规则的机构或人员。

本报告版权仅为本企业所有。

未经本企业书面许可,任何机构或个人不得以翻版、复制、发表、引用或再次分发他人等任何形式侵犯本企业版权。

如征得本企业同意进行引用、刊发的,需在允许的范围内使用,并注明出处为“华泰证券研究所”,且不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删节和修改。

本企业保留追究相关责任的权利。

所有本报告中使用的商标、服务标记及标记均为本企业的商标、服务标记及标记。

针对美国司法管辖区的声明美国法律法规要求之一般披露本研究报告由华泰证券股份有限企业编制,在美国由华泰证券(美国)有限企业(以下简称华泰证券(美国))向符合美国监管规定的机构投资者进行发表与分发。

华泰证券(美国)有限企业是美国注册经纪商和美国金融业监管局(FINRA)的注册会员。

对于其在美国分发的研究报告,华泰证券(美国)有限企业对其非美国联营企业编写的每一份研究报告内容负责。

华泰证券(美国)有限企业联营企业的分析师不具有美国金融监管(FINRA)分析师的注册资格,可能不属于华泰证券(美国)有限企业的关联人员,因此可能不受FINRA关于分析师与标的企业沟通、公开露面和所持交易证券的限制。

任何直接从华泰证券(美国)有限企业收到此报告并希翼就本报告所述任何证券进行交易的人士,应通过华泰证券(美国)有限企业进行交易。

所有权及重大利益冲突分析师王林、陈歆伟、赵悦媛本人及相关人士并不担任本研究报告所提及的标的证券或发行人的高级人员、董事或顾问。

分析师及相关人士与本研究报告所提及的标的证券或发行人并无任何相关财务利益。

声明中所提及的“相关人士”包括FINRA定义下分析师的家庭成员。

分析师根据华泰证券的整体收入和盈利能力获得薪酬,包括源自企业投资银行业务的收入。

行业研究/深度研究|2020年06月15日34重要披露信息华泰证券股份有限企业和/或其联营企业在本报告所署日期前的12个月内未担任标的证券公开发行或144A条款发行的经办人或联席经办人。

华泰证券股份有限企业和/或其联营企业在研究报告发布之日前12个月未曾向标的企业提供投资银行服务并收取报酬。

华泰证券股份有限企业和/或其联营企业预计在本报告发布之日后3个月内将不会向标的企业收取或寻求投资银行服务报酬。

华泰证券股份有限企业和/或其联营企业并未实益持有标的企业某一类普通股证券的1%或以上。

此头寸基于报告前一个工作日可得的信息,适用法律禁止向大家公布信息的情况除外。

在此情况下,总头寸中的适用部分反映截至最近一次发布的可得信息。

华泰证券股份有限企业和/或其联营企业在本报告撰写之日并未担任标的企业股票证券做市商。

评级说明行业评级体系企业评级体系-报告发布日后的6个月内的行业涨跌幅相对同期的沪深300指数的涨跌幅为基准;-投资建议的评级标准-报告发布日后的6个月内的企业涨跌幅相对同期的沪深300指数的涨跌幅为基准;-投资建议的评级标准增持行业股票指数超越基准买入股价超越基准20%以上中性行业股票指数基本与基准持平增持股价超越基准5%-20%减持行业股票指数明显弱于基准中性股价相对基准波动在-5%~5%之间减持股价弱于基准5%-20%卖出股价弱于基准20%以上华泰证券研究南京北京南京市建邺区江东中路228号华泰证券广场1号楼/邮政编码:210019北京市西城区太平桥大街丰盛胡同28号太平洋保险大厦A座18层邮政编码:100032电话:862583389999/传真:862583387521电话:861063211166/传真:861063211275电子邮件:ht-rd@htsc.com电子邮件:ht-rd@htsc.com深圳上海深圳市福田区益田路5999号基金大厦10楼/邮政编码:518017上海市浦东新区东方路18号保利广场E栋23楼/邮政编码:200120电话:8675582493932/传真:8675582492062电话:862128972098/传真:862128972068电子邮件:ht-rd@htsc.com电子邮件:ht-rd@htsc.com法律实体披露本企业具有中国证监会核准的“证券投资咨询”业务资格,经营许可证编号为:91320000704041011J。

华泰证券全资子企业华泰证券(美国)有限企业为美国金融业监管局(FINRA)成员,具有在美国开展经纪交易商业务的资格,经营业务许可编号为:CRD#.298809。

电话:212-763-8160电子邮件:huatai@htsc-us.com传真:917-725-9702版权所有2020年华泰证券股份有限企业

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