在今年（2022年）之前，衛(wèi)星通訊還是個小眾的領(lǐng)域。直到9月2日華為余承東透露華為Mate 50將推出“向上捅破天”的全新通信技術(shù)，一夜之間，衛(wèi)星通訊成了輿論熱議話題。

　　9月6日華為新品發(fā)布會上，捅破天的技術(shù)如期而至——北斗短報文功能，在無地面網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋的特殊環(huán)境下，華為Mate 50可以通過暢連App將文字和位置信息發(fā)往外界，并支持多條位置生成軌跡地圖。

　　就在前后腳的功夫，老對手蘋果也在秋季發(fā)布會上推出支持衛(wèi)星通信的iPhone 14全系產(chǎn)品。通過手機內(nèi)定制組件和軟件，iPhone 14可連接到衛(wèi)星的獨特頻率，并將求救信息發(fā)送給指定救援機構(gòu)。

　　時隔兩年，兩大行業(yè)頂尖高手再次過招，不過側(cè)重點變成了衛(wèi)星通訊功能。華為作為通信行業(yè)的資深玩家，支持衛(wèi)星通訊功能可以說水到渠成。但對于蘋果手機，信號差已是公開的秘密，你連地面信號都沒有優(yōu)化好，怎么也能跟著“捅破天”？

　　具體再來看華為、蘋果的衛(wèi)星通信：

　　服務(wù)范圍方面，目前華為的衛(wèi)星通訊功能僅限中國大陸地區(qū)，而蘋果的服務(wù)計劃是從美國和加拿大兩個國家開始。

　　費用方面，華為每月免費30條，蘋果直接表示未來兩年內(nèi)不會收費。

　　功能體驗方面，華為主要支持純文本、地理位置信息；蘋果支持發(fā)送的信息更加豐富，包括醫(yī)療ID、緊急問卷信息、地理位置和電池電量等，這意味著蘋果發(fā)送的衛(wèi)星急救信息需要更多的帶寬。另外蘋果手機上的求助信息發(fā)出去之后，還能夠收到緊急求援機構(gòu)的回復(fù)。

　　從公開信息比較，蘋果的衛(wèi)星通信功能相比華為毫不遜色，甚至某些方面功能更強。正所謂術(shù)業(yè)有專攻，為什么深耕通訊行業(yè)三十多年的華為卻被蘋果這個門外漢追上了？

　　01 蘋果身后的星鏈生態(tài)圈

　　【1】什么是星鏈？

　　所謂星鏈是指用在地球軌道上布置一系列衛(wèi)星來組成通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將信號覆蓋整個地球，每顆衛(wèi)星相當于太空的大號基站。最為人所熟知的就是Space X的星鏈計劃：發(fā)射1.2萬顆通信衛(wèi)星到地球軌道上，以實現(xiàn)能夠覆蓋全球的高速衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)。

　　話說回來， 星鏈并不是一個新概念 。最早可追溯到上世紀80年代摩托羅拉公司啟動的“ 銥星計劃 ”——11年時間，耗資50多億美元，共發(fā)射66顆衛(wèi)星。

　　不過由于時間跨度長，銥星系統(tǒng)建成之初也到了地面2G網(wǎng)絡(luò)普及階段，加上銥星手機售價高昂，銷量慘淡，用戶群的收入遠不足以支撐銥星系統(tǒng)每年幾億美元的維護費。最終銥星系統(tǒng)投入商業(yè)化運營不到一年，就宣告失敗——66顆衛(wèi)星成了美麗的流星。

　　其實從技術(shù)角度講，銥星計劃最早采用星鏈的概念，率先打造出衛(wèi)星通訊網(wǎng)絡(luò)，在當時無疑是十分領(lǐng)先的。然而就是技術(shù)過于超前，實在無法商業(yè)化，最后成了令人惋惜的先烈。

　　【2】美國星鏈發(fā)展到什么程度了？

　　由于衛(wèi)星通信投資大、技術(shù)壁壘高、開發(fā)周期長，在“銥星計劃”之后的20年，一直沒有面向普通消費者的衛(wèi)星通信手機上市。不過人們從未停止對衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的探索，最具代表性的就是馬斯克在2002年成立的美國太空探索技術(shù)公司 Space X 。

　　2015年，馬斯克再次提出了“星鏈”計劃，讓衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)重新進入大眾的視線。

　　2018年3月，Space X用獵鷹九號火箭成功發(fā)射2顆試驗用小衛(wèi)星并開展對地通信測試。

　　2019年5月23日，Space X用獵鷹9號運載火箭成功將星鏈首批60顆衛(wèi)星送入軌道。

　　截至今年8月份，Space X已經(jīng)發(fā)射了3208顆衛(wèi)星 ，其在軌通訊衛(wèi)星數(shù)量全球領(lǐng)先，馬斯克的布局速度之快，實在令人乍舌。 目前Space X在全球20多個國家擁有將近50萬用戶。 如果一切順利，Space X將在全球范圍內(nèi)提供更低成本的互聯(lián)網(wǎng)連接服務(wù)。

　　盡管馬斯克的星鏈被定義成商業(yè)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，但其應(yīng)用范圍廣泛，甚至適用于軍事領(lǐng)域。比如今年的俄烏沖突，星鏈便展示了巨大的軍事價值——在俄羅斯摧毀中斷了烏克蘭地面通信服務(wù)的情況下，馬斯克很快為烏克蘭部隊提供了星鏈網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，幫助后者實現(xiàn)對外聯(lián)系。這次“實戰(zhàn)演練”不僅讓馬斯克名聲大噪，也讓世界各國認識到 星鏈的戰(zhàn)略意義 。

　　對比當年的“銥星計劃”，如今Space X的星鏈數(shù)據(jù)傳輸速率更快，覆蓋范圍更廣，并且衛(wèi)星的造價和發(fā)射成本也實現(xiàn)指數(shù)級下降。 同時，SpaceX還在創(chuàng)造越來越多的紀錄。在今年8月26日，馬斯克在推特宣布，明年即將推出的第二代星鏈可以直連手機，即使所有的手機信號塔都癱瘓了，星鏈的通信服務(wù)也能正常進行。

　　短短二十年時間，Space X從一家初創(chuàng)民營企業(yè)成為集衛(wèi)星制造、火箭發(fā)射和回收、地面站建設(shè)、衛(wèi)星運營和服務(wù)為一體的明星火箭公司，成為估值超千億美元的獨角獸。

　　其實說到底，Space X的成功與美國這片足夠肥沃的航天土壤是分不開的。

　　首先，美國航天工業(yè)底蘊深厚，擁有上千家供應(yīng)鏈配套企業(yè)以及數(shù)量可觀的頂尖從業(yè)人員；第二，美國對衛(wèi)星通訊網(wǎng)絡(luò)的探索更早，并且較早開放了商業(yè)航天，允許民營企業(yè)涉足；最后海外擁有更加完善的資本市場，為Space X這種高風(fēng)險、超長回報周期的高科技公司提供足夠的“燃料”。

　　當然，美國除了馬斯克的星鏈，還有 全球星公司 ， 即蘋果14的衛(wèi)星通訊服務(wù)商 。不為大眾熟知的是，全球星公司已經(jīng)有超過30年歷史了，早在1991年6月，美國Loral公司和高通合資成立了“全球星項目”，并在此基礎(chǔ)上成立了全球星公司。在1998年2月，全球星就發(fā)射了第一顆衛(wèi)星，并于2000年2月在48顆衛(wèi)星和4顆備用衛(wèi)星的基礎(chǔ)上，開始全面提供商業(yè)服務(wù)。截止目前， 全球星已經(jīng)在10個國家取得了陸地許可證，覆蓋大約7.5億人口。

　　回到華為和蘋果身上，這次高手對決并不是因為華為通信技術(shù)不如蘋果，核心原因是雙方背后的衛(wèi)星通訊網(wǎng)絡(luò)不同（ 國內(nèi)北斗系統(tǒng)擅長的是精準的定位和導(dǎo)航等，對標國外的GPRS ）。 從另外一個角度講，是蘋果背后的更加成熟的星鏈生態(tài)圈幫扶著追上了華為。

　　02 中國“星鏈”還處于爆發(fā)前夜？

　　【1】中國“星鏈”開啟加速度

　　回顧我國50余年的航天發(fā)展史，從第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”到長征系列火箭，到神舟載人系列火箭，再到天和核心艙，取得的成就可謂舉世矚目。但在商業(yè)航天和通信衛(wèi)星方面，其發(fā)展速度和規(guī)模相對滯后。

　　雖然從時間維度看，國內(nèi)開展低軌通信衛(wèi)星在軌試驗并不比Space X的星鏈計劃落后——早在2014年，我國就發(fā)射了“靈巧”通信試驗衛(wèi)星。但是發(fā)展至今，僅有為數(shù)不多的通信試驗衛(wèi)星發(fā)射，整體還處于試驗驗證階段。

　　直到2020年4月，國家首次將 衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng) 納入“新基建”政策支持的重點方向。同年9月，中國向國際電信聯(lián)盟（ ITU ）遞交了頻譜分配檔案，計劃建設(shè)兩個名為GW-A59和GW-2的寬帶星座，其衛(wèi)星數(shù)量達到12992顆。

　　2021年4月，國資委宣布成立中國衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團有限公司，專門負責統(tǒng)籌空間互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的規(guī)劃與運營。與此同時，中國航天科技集團、中國航天科工集團等“國家隊”推出的鴻雁星座、虹云工程、行云工程等衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)工程也在加快進度布局中。

　　另一方面，在民營商業(yè)航天領(lǐng)域，我國同樣也在加速構(gòu)建完善商業(yè)生態(tài)。自從《國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長期發(fā)展規(guī)劃（2015-2025年）》發(fā)布以來，藍箭航天、零壹空間、星際榮耀、銀河航天等民間商業(yè)航天企業(yè)紛紛加入布局通信衛(wèi)星行業(yè)，助力中國航天事業(yè)。

　　2018年10月，藍箭航天在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射了全國首枚民營運載火箭。

　　2020年1月，我國首顆通信能力達10Gbps的低軌寬帶通信衛(wèi)星——銀河航天首發(fā)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進入預(yù)定軌道。

　　2020年11月，星河動力自主研發(fā)的“谷神星一號（遙一）簡陽號”商業(yè)固體運載火箭成功發(fā)射，順利將北京國電高科科技有限公司天啟11星精確送入預(yù)定軌道。

　　2022年5月，深藍航天自主研發(fā)的“星云-M”1號試驗箭完成了1公里級垂直起飛及降落（VTVL）飛行試驗，成為全球第二家完成液氧煤油火箭垂直回收復(fù)用全部低空工程試驗的公司。

　　2022年5月，藍箭航天完成80噸級液氧甲烷發(fā)動機整機試車，標志著中國民營企業(yè)首次掌握百噸級液體火箭發(fā)動機的全部關(guān)鍵技術(shù)。

　　到了今年7月6日，海南商業(yè)航天發(fā)射場項目開工儀式在海南省文昌市舉行，這是我國首個商業(yè)航天發(fā)射場，未來將進一步提升我國民商火箭發(fā)射能力，有效助力國內(nèi)構(gòu)建火箭鏈、衛(wèi)星鏈產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系。

　　【2】降低發(fā)射成本成為重中之重

　　跟當年的載人航天一樣，中國“星鏈”正在快速追趕，但同時也要冷靜地分析中外的差距。其中衛(wèi)星發(fā)射成本是繞不開的話題。

　　以往在航天工業(yè)，重心在不惜代價確保產(chǎn)出高品質(zhì)和可靠性的火箭，不用太在意成本，達成目標是第一任務(wù)，這也導(dǎo)致火箭發(fā)射成本高昂。而馬斯克的第一性原理是要盡量降低成本，作為私營創(chuàng)業(yè)公司， Space X要求火箭的研發(fā)和制造不斷追求成本極限，尋找安全可靠與成本效率之間的最佳平衡點 。

　　2018年2月，Space X重型獵鷹火箭成功發(fā)射并回收了兩枚助推器，一度震驚全行業(yè)。到去年年底，Space X完成第100次回收火箭，成為標桿民營航天企業(yè)。伴隨著獵鷹9火箭重復(fù)回收的成熟應(yīng)用，世界各國紛紛掀起火箭回收技術(shù)的研發(fā)熱潮。

　　除了火箭的回收再利用，Space X還有一個顛覆行業(yè)的優(yōu)勢，就是采用“一箭多星”發(fā)射方式。其實我國也采取這種方式，不過一般是一箭三星、一箭四星。而SpaceX直接做到了一箭60星，這得益于獵鷹火箭驚人的運載能力——64噸，相當于一次可以將滿載的波音747推入太空。

　　最終，火箭回收+一箭60星讓Space X的衛(wèi)星發(fā)射成本大幅度降低。 相比傳統(tǒng)火箭動輒上千萬美元的發(fā)射費用，Space X的星鏈計劃的單次發(fā)射成本僅120萬美元左右 。目前獵鷹火箭的商業(yè)報價比我們長征三號火箭的報價還低一大截。（ 注：長征三號是我國對外最便宜的報價 ）

　　雖然中國的可回收火箭項目始于2011年，和Space X公司提出的可回收火箭研發(fā)計劃幾乎是同一時間。不過我們至今還沒有性價比較高的可回收火箭。

　　實際上，可回收火箭并非馬斯克的獨門絕技。馬斯克既不是火箭回收概念的提出者，也不是最早進行可回收火箭發(fā)射試驗的，但他卻率先將這一理念投入商業(yè)化并且導(dǎo)入批量化應(yīng)用，將火箭發(fā)射成本大幅拉低。除此之外，馬斯克還在其他方面挖空心思省錢。

　　舉例來說，Space X的獵鷹1號火箭采用一臺梅林發(fā)動機，而獵鷹9號火箭采用9臺梅林發(fā)動機“并聯(lián)”，最新的獵鷹重型火箭則是將3個獵鷹火箭9號火箭“并聯(lián)”在一起，也就是27個梅林發(fā)動機。簡單來說，馬斯克用一款發(fā)動機造出了獵鷹1號、獵鷹9號、獵鷹重型等一系列火箭，馬斯克這種搭“樂高積木”的做法毫無疑問顯著降低了火箭研發(fā)成本。

　　其實在特斯拉電動車上，我們同樣可以看到上述降本理念的體現(xiàn)，比如使用寧德時代磷酸鐵鋰電池、采用硬件成本更低的純視覺方案、研發(fā)4680電池和一體化壓鑄等。可以說，從車身到電池再到自動駕駛方案，馬斯克都在試圖把成本控制到極致。（ 特斯拉的內(nèi)飾一直被詬病，與其說是簡約設(shè)計，不如說是為了省錢。 ）

　　整體而言，民營企業(yè)在美國的航天活動中一直承擔重要的責任，尤其是馬斯克的Space X，很大程度上促進了航天商業(yè)化和供應(yīng)鏈生態(tài)圈的發(fā)展。相較之下， 我國的商業(yè)衛(wèi)星開放時間相對較晚，衛(wèi)星發(fā)射和研發(fā)長期由國家隊主導(dǎo)，民營航天企業(yè)還處在初級成長階段 。

　　中國航天領(lǐng)域需要出現(xiàn)更多的供給和創(chuàng)新。不止是將火箭送上天再收回來，還要形成一套新的極為高效的研制模式、低成本的制造模式和成熟產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。未來我國也有望開啟國家隊帶領(lǐng)，民營航空企業(yè)深度參與的新模式。

　　同時，隨著航天產(chǎn)業(yè)鏈上的市場化突破，接下來也會吸引更多新的創(chuàng)業(yè)者和優(yōu)秀資本進入，提升航天產(chǎn)業(yè)的活力和效率。

　　03 全球星鏈競賽開場

　　【1】先到先得——星鏈布局已到緊要關(guān)口

　　雖然地球之外的空間浩渺，但是低軌通信衛(wèi)星的理想高度是離地面550公里左右，太低或者太高都不適合。也就是說，在這個理想高度上能夠容納的通信衛(wèi)星數(shù)量是有限的，業(yè)內(nèi)專家推測大約可容納6萬多顆衛(wèi)星，那么該怎么分配太空資源呢？

　　目前，國際電信聯(lián)盟等機構(gòu)基本上實行的是“先到先得”原則——誰先把這個地方占上了，這兒就歸誰。而Space X一家就規(guī)劃近70%的發(fā)射量，如果星鏈計劃的4.2萬顆衛(wèi)星都上天，那其他后來者的衛(wèi)星根本找不到落腳的位置了?？鋸堻c說，星鏈計劃是“走自己的路，讓別人無路可走”。

　　當前中國在5G領(lǐng)域已取得全球領(lǐng)先水平，正在開啟6G的探索。過去從1G到2G網(wǎng)絡(luò)，其實都是基于地面基站通信的網(wǎng)絡(luò)，而6G很有可能需要天地一體化的布局。 假設(shè)6G需要融合衛(wèi)星通訊，屆時低軌道的通訊衛(wèi)星將成為部署6G的關(guān)鍵，這意味著任何一顆通信衛(wèi)星都將深刻影響中國6G網(wǎng)絡(luò)的進程。

　　顯而易見，低軌衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)已成商業(yè)航天技術(shù)、軍事戰(zhàn)略博弈和大國較量的必爭之地。甚至可以說，未來誰控制了地球軌道，誰就擁有真正的主導(dǎo)權(quán)。正如當年的大航海時代，最終控制了海洋就成為最大的贏家。

　　【2】各國開啟星鏈競賽

　　總的來說，中國“星鏈”建設(shè)剛剛啟動，還處于初級階段。而在今年2月份，歐盟宣布投入60億歐元來打造自己的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，其余像俄羅斯、韓國、加拿大、印度、德國等國家也在緊鑼密鼓地布局本國“星鏈”，星鏈競賽開始進入白熱化階段。

　　更嚴峻的是，根據(jù)國際電聯(lián)規(guī)定，在申請衛(wèi)星軌道和頻率后，必須在限定7年內(nèi)發(fā)射衛(wèi)星，否則超過有效期，申請的軌道就會作廢 。所以接下來的數(shù)年時間，中國的衛(wèi)星制造和發(fā)射需要提速，勢必迎來一波高峰期。

　　另外，考慮到低軌衛(wèi)星壽命為5到7年，按照中國星鏈約1.3萬顆計算，最長7年就要換一遍，相當于每年約更換2千顆衛(wèi)星。如何打造一條完整的從衛(wèi)星制造到衛(wèi)星發(fā)射的產(chǎn)業(yè)鏈已是當務(wù)之急。

　　【3】打造中國星鏈產(chǎn)業(yè)鏈

　　按照中國“星鏈”的規(guī)劃，接下來幾年時間中國將要發(fā)射近1.3萬顆通信衛(wèi)星，按照1000萬元的單價估算，這就是一個全新的千億級市場。而且部署完成之后，每年也有近200億的更換需求。

　　當然衛(wèi)星通訊是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，對技術(shù)、可靠性、研發(fā)資金等要求都很高。其產(chǎn)業(yè)鏈主要可分為三大環(huán)節(jié)：上游的衛(wèi)星制造、衛(wèi)星發(fā)射、地面設(shè)備；中游的衛(wèi)星運營及服務(wù)；下游的大眾消費通信服務(wù)、衛(wèi)星固定通信服務(wù)和衛(wèi)星移動通信服務(wù)等。

　　在衛(wèi)星的制造生產(chǎn)領(lǐng)域 ，主要由中國航天、中國衛(wèi)星、中國空間、上海航天等少數(shù)企業(yè)主導(dǎo)。

　　在衛(wèi)星制造元器件領(lǐng)域， 值得關(guān)注的是相控陣天線，這是低軌通信衛(wèi)星的核心系統(tǒng)，其中相控陣T/R組件成本占比超過了一半，主要有鋮昌科技、國博電子等企業(yè)。另外值得關(guān)注的SoC/FPGA等數(shù)據(jù)處理芯片主要由復(fù)旦微電、歐比特和部分科研院所提供。

　　在衛(wèi)星發(fā)射領(lǐng)域， 過去主要由國家隊主導(dǎo)，現(xiàn)在民營企業(yè)也開始大步入局，也出現(xiàn)一些被稱為“中國版Space X”的民營火箭公司。比如前文提及的星河動力、藍箭航天、零壹空間、星際榮耀等，九天微星等。雖然他們大多還未上市，但已經(jīng)具備不錯市場競爭力，值得我們長期跟蹤關(guān)注。

　　在通信衛(wèi)星地面設(shè)備領(lǐng)域 ，主要集中在天線、移動終端、地面接收站等產(chǎn)品研制和系統(tǒng)軟件集成等領(lǐng)域，典型企業(yè)包括華訊方舟、海格通信、中國衛(wèi)星等。

　　隨著低軌通信衛(wèi)星進入高頻次批量發(fā)射階段，各環(huán)節(jié)需求將迎來預(yù)期增長，將帶動產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)公司將明顯獲益。

　　整體而言，中國有著相對悠久的火箭和衛(wèi)星研發(fā)歷史，是全球為數(shù)不多的擁有航天工業(yè)稟賦的國家。雖然我們和美國還有一定差距，但是隨著國家隊和民營企業(yè)的不斷協(xié)同創(chuàng)新，中國通訊衛(wèi)星行業(yè)將很快進入一個空前繁榮的新階段。

　更多信息可以來這里獲取==>>電子技術(shù)應(yīng)用-AET<<