行业焦点 | 目标星辰大海,商业航天正在催生“独角兽”
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中国商业航天在2015年以后迎来快速发展时期,产业集聚初步显现,并通过借力资本市场助推发展,逐渐做大做强,商业航天的产业体系和市场体系初步形成。
全文共计:5505字
2002年3月14日横空出世的SpaceX公司,创立已20年。SpaceX凭借火箭回收等技术重塑了全球火箭发射行业。
其中,SpaceX载人龙飞船最初是为NASA“商业宇航员”计划开发的,自2020年以来,SpaceX已经利用载人龙飞船将五批NASA宇航员和私人乘客送入太空,并成为NASA接送宇航员往返国际空间站的主要工具。
20年间,它完成了大约150次轨道发射任务,实现了火箭重复使用的常态化,去年更是开启了商业太空旅游的新阶段,未来朝着移民火星的目标一步步接近。
产业成闭环
市场规模高速增长
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传统的航天主要以火箭发射、空间站及卫星为主,应用包括通信、导航、遥感、科研四大方向。随着商业航天的兴起,航天应用产生了新的方向:在卫星通信领域出现了卫星互联网,以及太空旅行、太空采矿、 深空探测等,更长期的如建设太空基地、移民火星等,也是人类航天技术未来可能的发展方向。
商业航天的发展
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国家战略
美国历届政府一贯视太空为其战略竞争的制高点,始终以维护美国太空霸权为目标,打压潜在竞争对手。
近期,美国参议院拟通过立法将航天领域列为关键基础设施行业,予以保护和支持。2021年6月22日,欧洲航天局(ESA)宣布启动“欧盟太空计划”(EUSP),计划拨款148.8亿欧元,深化欧洲在卫星导航、地球观测、空间态势感知和安全通信等领域投资。
法律政策
日本通过太空资源立法,加入美国、卢森堡、阿联酋太空资源争夺行列。2020年12月,美国国家航空航天局(NASA) 授予4家私人公司收集月球样本的合同,为私营机构和国家共同开发地外天体打开政策通道,开启以商业手段购买外太空资源的先例。
商业发射场
国际上,通常将发射场作为政府或军事设施管理,使用条件较为严格,新西兰、美国等率先允许私人投资建设商业航天发射场,美国还通过租借空闲发射工位给太空探索技术公司(SpaceX)等商业公司,极大促进了其商业发射活动的开展。
在国际上,航天市场的民营化、商业化已经进行了数十年。1984年,美国政府发布《商业航天发射方案》,允许私营企业有偿为政府提供货运发射服务,自此打开了商业火箭市场的大门。
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2015年
长光卫星、蓝箭航天、天仪研究院和零壹空间先后诞生并获得融资,以火箭、卫星为主营业务的民营公司不断出现。
2018年
我国共开展39次航天发射,超越美国,排名世界第一。行业迎来了“天仪研究院在轨10星”,“九天微星一箭7星”,民营公司试射亚轨道火箭引起了不小的关注。蓝箭航天在酒泉卫星发射中心完成全国首枚民营运载火箭“朱雀一号”的首次发射任务,这也成为国内火箭民企第一次走通设计、控制、测量及发射场支持的全流程。
2020年
“新基建”成为重点议题,而“新基建”中的“信息基础设施”,明确提出了包括“卫星互联网”为代表的通信网络基础设施属于新基建之列。全球共进行了114次火箭发射,中国开展39次航天发射,中国发射次数位居世界第二位。
2021年
“十四五”规划指出打造全球覆盖、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,进一步促进商业航天的发展。目前,北京、西安、深圳等多个城市均在相关产业政策中提及了商业航天发展的布局。
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商业航天的产业链
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上游:基础设施
上游是商业航天的基础设施,简单可以分为火箭制造发射、卫星制造运维,以及相关的配套服务。
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火箭制造发射
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商业航天火箭的回收与复用是实现低成本、高效发射的关键因素。
1
研发
实现低成本的关键在于合理的推力与箭体结构设计,可重复使用且成本可控的液体燃料,在大范围变推力、姿态与导航控制、着陆支撑等火箭回收复用的技术难点实现突破。
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2
制造
国资控股的火箭公司以及一些优秀的民营火箭企业已建成自己的生产总装基地,随着商业航天的快速发展,未来将会有更多生产总装基地建造投产,以满足不断增长的商业市场需求。
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3
发射
陆基固定发射场仍将是载人航天发射及大型、重型运载火箭发射的唯一方式。我国目前火箭发射的出发地包括陆海空三种方式,其中陆上基地主要有酒泉、太原、西昌和文昌发射中心。
各国卫星发射场地数据
(来源:BryceTech)
卫星制造运维
2014 年之前,全球每年发射卫星数量约百颗。随着低轨星座的兴起,卫星年发射数量经历了100 → 300 → 1000颗的迅速增长。
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卫星需求的增长必然带来生产模式和产业链的变化。卫星生产也从“定制化”时代走向“工业化”时代。
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1
研发
除航天两大集团等传统研发企业外,科研机构和高校的研究中心以及民营卫星公司也构成了我国卫星研发的重要力量。目前我国主要有大容量、通用型大卫星和高可靠、低成本小卫星两个卫星研发方向。大卫星的制造主要依靠国有企业,而小卫星因为在商业领域中的广泛应用。研制周期短、成本低、体积小、装备快、易发射等优势的小卫星,组网后商业应用广泛,是卫星研发的主流方向。
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2
制造
在生产模式上,主要有模块化设计、柔性生产线、快速AIT、供应链优化四个主要影响要素,卫星研制生产周期也将从传统的30 个月缩短到数周/天时间。
一个典型的卫星产业链
(点击查看大图。来源:万联证券、放大灯)
3
运维
卫星运维即卫星测控,主要通过使用专业设备和软件管理卫星,对卫星进行跟踪,上传下载卫星数据,并对数据进行一定处理后交付用户。小卫星组网对传统卫星运维能力提出了挑战,互联网、人工智能、大数据等技术与卫星运维的结合将是未来一大趋势,将有助于降低卫星运营成本、提高卫星运营效率。
中游:产品集成
商业航天产业链的中游为软件平台、数据产品、系统集成和终端集成。
下游:应用服务
商业航天市场的客户需求主要有卫星组网、点对点运输、太空旅游、深空探测等方面。
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卫星组网
按用途主要分为通信、导航、遥感三类,应用前景广泛,市场潜力巨大。
(点击查看大图。制表:放大灯)
卫星通信
主要应用于广播电视传输、邮电、公众通信、远程教育、远程医疗、应急救灾、应急通信网络电话等方面;与遥感、定位相比,我国卫星通信的基建要弱一些。
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卫星导航
以北斗导航为例,主要应用于陆海空交通运输、个人位置、精准农业、应急救援、气候变化监测等方面,此外,利用互联网、无线电通信等手段,未来在居家智慧养老、电动自行车安全综合治理等方面也将有创新型应用。目前,全球范围内,能实现全球覆盖的卫星导航系统主要包括美国的GPS,中国的北斗,欧盟的Galilio 和俄罗斯的GLONASS。
卫星遥感
广泛应用于农业、林业、地质、海洋、气象、水文、军事、环保等领域,在地理数据、资源信息、应急灾害资料等信息获取上有着极为重要的应用。
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点对点运输
未来空间站商业补给需求旺盛,将成为商业航天的一大市场来源。
太空旅游
太空旅游目前主要有高空飞行、零重力游、亚轨道太空旅游、低地球轨道太空旅游和低地球轨道远太空旅游等多种项目,将会是商业航天的另一大潜力市场。
深空探测
资源开采是深空探测有较大商用价值的部分,我国预计2024年前后完成小行星探测,2028年前后火星取样返回;美国NASA计划2024年重新送人类登上月球。
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商业航天的市场规模
在政策的扶持和商业模式驱动下,民营航天企业通过自主研制和降低生产成本,逐步实现了产品的商业化,产业慢慢形成闭环,我国商业航天行业也呈现大幅增长态势。
中国商业航天市场规模及同比增长率
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(数据来源:中国航天工业质量协会,创业邦研究中心整理)
随着我国航天技术逐步提升以及下游应用场景更加丰富,我国商业航天市场将逐步完善,预计到2024年我国商业航天市场规模将达到24060亿元。
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商业航天产业链条绵长,但下游的各类应用场景都要依靠卫星,因此未来市场对卫星制造与发射的需求清晰可见。根据国家航天局预测数据,中国卫星互联网中游产业(地面设备及终端、运营及服务)市场规模将迎来持续高速增长。
在航天基础设施类业务中,地面站和设备类业务收入最多,占商业航天总收入27.75%;在航天产品与服务业务中,卫星电视类业务收入最多,占商业航天总收入26.92%。
2020年全球商业航天收入结构占比情况
(数据来源:创业邦研究中心整理)
一般而言,在商业航天的业务链条中,越接近普通民众、贴近终端用户的业务收入就会越高,同时地面设施设备高于非地面的收入。
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赛道百花齐放
资本助力“独角兽”成长
企业百花齐放
民营企业百花齐放,使得商业航天呈现出主体多元、模式多样的竞争格局。
公开信息显示,到2020年底,全国有注册航天企业318家,其中卫星应用领域134家、卫星制造领域84家、卫星运营领域48家、卫星发射领域47家。
赛道持续火热
2020年虽受疫情影响,商业航天依旧热度不减。融资金额大幅增加,首次突破100亿元人民币,相较2019年增长了61.21%。2020年约46%的商业航天融资流向卫星发射领域,约33%的商业航天融资流向卫星制造领域。
2016年-2021年4月商业航天领域融资趋势
(点击查看大图。数据来源:创业邦)
商业航天投融资事件之“最”
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2020-2021年4月中国商业航天领域千万级以上融资案例(已披露)
(点击查看大图。数据来源:创业邦)
根据胡润研究院《2021全球独角兽榜》,2021年全球有1058家独角兽企业。商业航天作为新兴产业,全球共有8家企业上榜,全部来自美国或中国。
资料来源:北大纵横、TMT投资、中国科学报、腾讯研究院、《卫星应用》、中金公司、柠檬股权、上海北斗、泰伯智库、36氪、创业最前线、艾瑞咨询、国际太空、创业邦、中国科学报等。
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