【民生通信】2023年度重磅:卫星互联网,5G从地上“天”
导语
马斯克通过和NASA的深度合作,成功引入了商业航天。近期从“星链计划”衍生出“星盾计划”,平台侧从“星链”走向“星舰”。中国过去几年学习了特斯拉的成功经验,带动了中国新能源车的快速发展。通信领域与新能源车不同,中国在产业初期就拥有明显的优势,特别是当年提出网络强国后,中国的5G技术领先全球。经过与产业的沟通,我们认为卫星互联网后续组网及基础设施建设、运营等环节可能蕴含有价值的投资机会。当前尚处卫星互联网领域发展的早期阶段,行业推进的重要性和必要性已逐步得到印证,我们的观点是短期的驱动可能更多还是出于大国发展与安全的考量,中长期发展的核心动能还是在于后续通信技术的迭代和民用的演绎普及。当前节点更建议把握卫星生产制造环节的相关标的,同时建议关注后续卫星互联网组网进展
核心要点
通信技术迭代见证社会生活深刻变迁,6G接棒助力“万物智联”
移动通信技术历经五代发展,引领社会生活发生深刻变革,当前已经进入到5G-A阶段,正在向6G演进。6G性能较5G全方位提升,覆盖范围进一步扩展。全球国际组织已纷纷启动6G相关研究工作,预计2023年年底的世界无线电通信大会将讨论6G频谱需求,2027年底的WRC将完成6G频谱分配。目前中、美、日、韩及欧洲多国已陆续制定6G技术发展目标,推动移动通信技术进一步演绎
空天地海一体化通信建设势在必行,星网引领下组网进程有望提速
6G网络架构相较于此前技术体系,最深刻的变革之一在于从传统的地面接入向空天地海全方位多维度接入的转变。卫星互联网的发展将是太空、天空、地面、水面(水下)通信的有机联结。民用层面卫星互联网的发展可以最大限度的实现低成本的全域网络覆盖,节省非人口密集区域光纤光缆的铺设成本,同时提升长距离信息传输效率;大国发展与安全维度来看,卫星轨道及频段属稀缺资源,“先登先占+先占永得”原则下抢先布局迫在眉睫。“十三五“期间我国低轨通信卫星组网相对较为缓慢,但2020年底已集中向ITU申请12992颗卫星及相关频段,2021年我国成立星网集团统筹规划卫星互联网领域发展,加速低轨通信卫星组网进程
民用的星链是先行的探索,军事的赋能是长鸣的警钟
马斯克于2002年组建SpaceX,随后提出星链计划,拟在太空搭建由约4.2万颗卫星组成的网络,为全球消费者提供高质量互联网服务,目前已发射超3500颗卫星,可在36个国家和地区使用星链服务。在民用领域应用的同时,“星链”也于俄乌冲突中扮演关键角色,乌方的Delta Center指控系统,集成了“星链”卫星的通信能力,“星链”可在不需要大量基础网络设施的情况下,打造作战单位之间的无线通讯网络。我们认为SpaceX的发展及星链的铺设在民用领域为我国组网后的应用提供了宝贵的经验和模式,在国家发展与安全层面也指明了卫星互联网的发展要义
投资建议
我们认为当前我国卫星互联网的发展尚处早期起步阶段,6G发展及组网前后的基建与应用有望带来万亿市场。我们建议重点把握两条主线:短期新型基础设施建设环节有望率先受益,建议关注卫星生产制造环节中的创意信息、信科移动、铖昌科技、臻镭科技、国博电子;中长期维度卫星互联网终端应用环节有望受益,建议关注盟升电子、天奥电子
风险提示
我国卫星发射进程不及预期;6G通信技术迭代不及预期
报告正文
01
通信技术迭代见证社会变迁,
6G接棒引领未来
1.1 移动通信技术历经五代,引领社会生活深刻变革
广义的通信即信息的传输,人类社会活动中各类信息的传递和交换都属于通信,如古代使用的烽火台、驿马传令等,历经社会的发展与科技的变革,现代社会的信息传输方式主要以移动通信为主,传播的形式包括文字、语音、图像、视频等。
移动通信发展至今已历经五代,迭代历程见证社会生活体验跃迁。现代社会移动通信的发展已从“交流信息、简单通话”发展至如今“低延时、高可靠、大容量”的第五代通信技术,每一代的区隔在于技术革新、标准演进及应用领域:1G移动通信基于模拟技术,可支持语音业务,但容量有限、通话质量不高、不支持漫游及数据业务;2G以数字语音传输为核心,有效提升了语音质量和网络容量,引入用于文本信息的存储和转发、数据分组交换的业务,以欧洲全球移动通信系统(GSM)、美国数字式高级移动电话系统(D-AMPS)、日本公用数字蜂窝(PDC)及IS-95码分多址(CDMA)为代表;3G具有频率效率高、基站覆盖范围大、同频复用和跨小区软切换等优点,较2G新增图像传输、视频流传输及互联网浏览等移动互联网业务;此后2007年苹果公司推出第一款iPhone手机,标志智能手机诞生,助推3G向4G演进,4G新增提供移动带宽服务,应用领域包括移动互联网、游戏、HDTV、视频会议、云服务等;自2020年开始,5G逐渐部署,5G网络架构的设计兼顾实现高效的信息交互、功能平台划分更合理的统一的端到端网络的系统设计,目标是实现灵活和安全的组网。
图1:通信行业发展脉络
资料来源:《5G时代:经济增长新引擎》,有人物联网, 通信原理与信息论,民生证券研究院整理
5G技术发展着力推动重点产业数字化转型进程。5G 是培育数字经济发展的重要新型基础设施,开启了网络通信技术从消费互联网向产业互联网发展的趋势,推动了重点产业“5G+”的数字化转型,开拓了5G+AICDE(人工智能、物联网、云计算、大数据、边缘计算)的融合技术创新,为数字经济的发展奠定了基础,同时也正在逐步向工业制造、交通运输、医疗等诸多领域渗透和普及。
图2:5G应用场景
资料来源:搜狐,民生证券研究院
5G的蓬勃发展带来了新的机遇,同时当前存在投资成本较高、刚需场景较少等问题,影响 5G 在垂直行业的大规模落地应用,且 5G的网络性能尚不能满足产业数字孪生等全部需求,在网络覆盖层面仍不能实现部分地区的数字化普及,痛点仍存。
1.2 6G有望接棒5G,助力“泛在连接,万物智联”
6G性能较5G全方位提升,覆盖范围进一步扩展。5G峰值速率为10~20Gbit/s,而6G的峰值速率可达100Gbit/s~1Tbit/s,提升效果约在10~100倍;6G的时延指标大约为0.1ms,是5G的十分之一;同时6G具有超高可靠性,中断概率小于百万分之一。对于超大规模的连接场景,例如智慧城市群、智能工厂等,需要同时支持超海量的无线节点,6G最大连接密度需达到每平方千米亿个连接的级别;面对未来不断发展的能源消费压力,6G需要尽可能地提高网络能效。从覆盖范围上6G不再局限于地面,而是实现地面、卫星和机载网络的无缝连接,定位精度层面6G也可实现物联网设备高精度定位,同时6G将和人工智能、机器学习深度融合,实现智能传感、智能定位、智能资源分配、智能接口切换等。
表1:6G与5G网络性能指标的对比
资料来源:《6G网络按需服务关键技术》(廖建新,王晶,王敬宇,戚琦 著),民生证券研究院
6G有望接棒5G,助力“泛在连接,万物智联”。6G 是实现万物智联的关键底层技术,既是国际战略竞争的核心领域,也是数字经济创新发展的核心技术,对新一轮技术创新和产业变革至关重要。
数字经济的加速发展需要新一代网络技术的支持。一方面在消费侧,此前4G的发展带动了移动互联网的飞速普及,直播/短视频带货等成为当下主流引领消费的创新应用,5G在C端国民级应用尚在培育,而后续伴随着信息消费规模的不断扩张,消费的进一步升级也需要6G的进一步演绎,或将通过推动新型终端、沉浸式内容等产业链的发展催生数字消费第二增长曲线。另一方面在供给侧,需要 6G 深化行业应用效能,释放数字经济驱动力,协助传统行业降本增效。对于 2030+的中国来说,以信息技术为主导的“三新”(新产业、新业态、新模式)经济将不断拉动 GDP 增长,成为带动全国经济高质量发展的主力军。根据牛津经济研究院分析称数字技术投资每增加一美元,可撬动 GDP 增长 20 美元,并且数字技术投资的平均回报率是非数字技术的 6.7 倍。未来数智生产力的快速发展需要 6G 与算力网络、大数据等技术深度融合,共同推动新型信息基础设施的泛在部署,催生新型经济生态。
制造业的持续转型升级对 6G 提出新的需求。海量工业数据的实时采集,需要 6G 与物联网深度融合,通过构建工业数字孪生系统,使工业设计制造虚实结合以提升智慧工厂的生产效率。智能化工业控制系统需要 6G 提供低时延、超可靠的网络。智能机器人监测需要 6G 提供超高数据密度和基于边缘的计算能力。服务业规模增长需要 6G 与数字技术的拉动,催生更多创新应用,丰富数字化服务、数字金融、孪生医疗、全息教育、元宇宙媒体交互等服务业新场景,满足更多人群、更多领域的数字生活服务需求,推动服务业纵深发展。
6G 网络有望拓宽网络覆盖范围,及5G之所不能及。提升网络覆盖率是对6G的核心要求之一,可以让网络信号触达所有边远地区及欠发达地区,同时提升网络的可用性和易用性,提供所有人可无障碍获取、可靠且安全的数字通信技术和服务,为所有人提供平等网络接入条件,推动数字化成果以更公平的方式惠及普罗大众。
图3:6G的典型应用场景
资料来源:《6G典型场景和关键能力》白皮书,民生证券研究院整理
当前全球国际组织已纷纷启动6G相关工作,频谱需求有望于2023年确立。
目前全球国际组织已纷纷启动6G相关工作,其中最早的是ITU-T(国际电联电信标准化部门)。2020年2月ITU基本明确6G标准工作计划,2021年3月启动了6G愿景和技术趋势的研究,预计将有望于2023年6月完成,内容将包含面向2030年及未来的IMT系统整体目标,如应用场景、主要系统能力等。预计2023年年底的世界无线电通信大会将讨论6G频谱需求,2027年年底的WRC将完成6G频谱分配。
2023年3GPP将开启对6G的研究,或将于2025年开始6G的标准化工作。3GPP 6G技术预研与国际标准化预计于2025年后启动。面向2028-2029年ITU 6G标准评估窗口,3GPP预计需要在2024-2025年(即R19窗口)正式启动6G标准需求、结构与空口技术的可行性研究工作,并最快在2026-2027年(即R20窗口)完成6G空口标准技术规范制定工作。此前3GPP在2020-2023年完成R17与R18的5G演进标准制定,同时将于2023年开启对6G的研究,于2025年下半年开始对6G的标准化展开工作(完成6G标准的时间节点在2028年上半年),2028年下半年将会有6G设备产品问世。2022年3月,全球5G标准的第三个版本3GPP Release 17功能冻结。从3GPP R18开始,将进入到5G增强技术(5G-Advanced)的演进周期,为6G技术做准备。
图4:5G&6G发展时间表
资料来源:《6G总体愿景与潜在关键技术》白皮书,民生证券研究院
全球各主要经济体已开始明确6G研发目标计划。2020年4-6月,日本相继发布全球首个以6G作为国家发展目标的6G综合战略计划纲要和路线图,提出2025年要实现6G关键技术突破,2030年应用6G。2020年8月,韩国发布《引领6G时代的未来移动通信研发战略》,重点布局了6G国际标准,强化产业生态系统建设,旨在确保5G之后韩国成为全球首个6G商用国家,并明确了五个试点领域:数字医疗、沉浸式内容、自动驾驶汽车、智慧城市和智慧工厂。欧盟委员会2020年发布报告《全面工业战略的基础》,明确提出要大量投资6G技术。
表2:各国6G进展
资料来源:中国工信产业网、网络通信频道、中国经济网、参考网、CNMO手机中国、新浪财经头条、搜狐、腾讯网、民生证券研究院整理
中国IMT-2030(6G)推进组的6G业务、愿景与使能技术的研究和验证将与ITU-R的6G标准工作计划保持同步。据IMT预计2023-2027年中国也将完成6G系统与频谱的研究、测试和系统试验。
表3:中国6G相关政策表述
资料来源:信息通信技术与政策,民生证券研究院
02
空天地海一体化势在必行,
卫星互联网星辰大海
2.1卫星互联网:6G网络架构新增核心环节
6G网络架构相较于此前技术体系,最深刻的变革之一在于从传统的地面接入向空天地海全方位多维度接入的转变。6G所具有的网络架构具有支持多种异构网络智能互联融合的能力以动态满足复杂多样的场景和业务需求,整体网络架构需要支持天基、空基、地基多种接入方式,固定、移动、卫星多种连接类型,个人、家庭、行业多种服务类型,并实现网络侧的多接入、多连接、多服务融合。
图5:6G网络框架
资料来源:IMT-2030(6G)推进组《6G网络架构愿景与关键技术展望白皮书》,民生证券研究院
卫星互联网即利用人造地球卫星作为中继站转发或发射无线电信号,从而实现两个或多个地球站之间的通信联结。卫星互联网通过一定数量的卫星形成规模组网,从而辐射全球,构建具备实时信息处理的大卫星系统,是一种能够完成向地面和空中终端提供宽带互联网接入等通信服务的新型网络。卫星互联网是继有线互联、无线互联之后的第三代互联网基础设施革命。
图6:卫星互联网架构图
资料来源:华力创通,民生证券研究院
卫星通信优势主要体现在低时延、低成本、广覆盖、宽带化。目前主流通信手段是依托中继站进行信息传输,对地面基站数量要求较高,需考虑地形、用户密度等因素,5G时代下中继站覆盖区域小于4G,铺设密度要求更高;光纤通信方式,光纤本身成本低,但是光纤铺设及维护成本较高,对铺设环境要求较高。卫星通信脱离地面,受地形、移动速度、自然灾害等问题影响较小,虽然因远距离传输信号衰减较大,但优势体现在能够实现最大18100km通信距离、覆盖范围大、系统维护费用较低、容灾性较高等方面。
表4:卫星互联网的特点
资料来源:前瞻产业研究院,民生证券研究院整理
“新基建”将卫星互联网建设定义为算力技术设施中核心环节之一。2020年4月,卫星互联网被国家发改委划定为“新基建”信息基础设施之一,卫星互联网与5G、物联网、工业互联网一并列为新基建中的通信网络基础设施。在卫星互联网空间段原材料双边市场建设、卫星互联网地面段通信网络间融合运营、卫星互联网用户段“通导遥”数据共享等方面,进一步激发各类信息网络“新基建”之间的协同集群作用,将有助于形成行业合力,共同推动卫星互联网高质量发展。这标志着2020年成为我国卫星互联网建设元年,并预计其将成为贯穿“十四五”的重要投资阵地。
图7:“新基建”中信息基础设施
资料来源:人民网,民生证券研究院
国家多部委提出明确指引,多政策出台扶持卫星互联网产业发展。其监管单位为工信部,同时受到国防科技部门、财政部、发改委等部门监督。2016年以来国家相关部门出台多项关于卫星互联网的支持政策,顶层设计上,《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》提出加快空间互联网的部署;《“十四五”信息通信行业发展规划》提出推动高轨卫星和中低轨卫星协调发展,推进卫星通信系统与地面信息通信系统深度融合,初步形成覆盖全球、天地一体的信息网络;各省市层面,多项扶持商业航天行业发展的规划陆续发布。这些政策推动卫星互联网规模化应用及商业化服务,行业有望实现跨越式发展。
表5:卫星互联网相关表述
资料来源:中商产业研究院,民生证券研究院
2.2 大国发展与安全之基,空天地海全域覆盖势在必行
当前我国基于卫星互联网着力打造空天地海一体化通信体系。
空天地海一体化网络是以地面网络为基础,以空间网络为延伸,覆盖太空、天空、陆地、海洋等自然空间,为天基(卫星通信网络)、空基(飞机、热气球、无人机等通信网络)、陆基(地面蜂窝网络)、海基(海洋水下无线通信及近海沿岸无线网络)等各类用户的活动提供信息保障的基础设施,目标是扩展通信的覆盖广度和深度,即在传统蜂窝网网络的基础上分别与卫星通信和深海远洋通信(水下通信)深度融合。
图8:空天地海一体化网络
资料来源:民生证券研究院整理
卫星互联网可作为地面基站与光纤光缆的有效补充,覆盖传统通信所难以触及的地域和场景。
2.2.1 地面通信高质量补充,有望解决“覆盖率+传输速率”痛点
卫星互联网可作为地面基站与光纤光缆的有效补充,覆盖传统通信所难以触及的地域和场景。
当前通信方式多依赖基站与光纤光缆,但覆盖区域存在盲点痛点仍存。根据 铖昌科技招股说明书援引Internet World Stats的统计数据,截至 2020年12月 31日,全球互联网人数覆盖率仅64.2%,其中非洲地区仅43%的人能够使用互联网。从全球地理环境维度来看,传统地面通信网络在海洋、沙漠、山区等偏远环境下铺设难度大、运营成本高,大部分地区依然存在大量盲点区域未被移为通信服务覆盖。通信骨干网络在人口与互联网渗透率低的地区实现全球互联难度较大,体现在缺乏基础设施,如能源网络、光纤骨干网;在人口密度低的地区,运营商投入产出比较低,难以盈利;受固有特性限制,5G/6G的基站铺设密度需求远高于传统3G/4G网络,全面铺设成本过高,短期范围内基本只能保障城市覆盖。
图9:接入宽带覆盖地图:很多区域并无实现通信骨干网覆盖
资料来源:ITU(国际电联基础设施发展和连通性门户网站),民生证券研究院
通信卫星可以简单分为高轨卫星和低轨卫星,能够做到各区域/地形无差覆盖。高轨卫星覆盖面广,最少三颗卫星便可辐射到整个地球,单星设计容量较大,容量效率非常高,所需关口站少;低轨卫星相对高轨覆盖能力较弱,但是可以通过星座实现全球覆盖,同时时延更低、链路损耗更小。高低轨联合组网,进行互补,优势显著。
图10:高低轨卫星组网
资料来源:黑马观点,民生证券研究院
卫星互联网减少传输时延,满足低延时敏感应用场景需求。在长距离传输的情形下,低轨卫星传输跳数相比地面光纤网络更少,能减少几十毫秒的误差,对于进行高频量化交易的金融交易所、外汇交易商、投行、个人等具有极大优势。除此之外,VR/AR、视频会议、云游戏、云支付等云端业务同样对低时延的卫星通信具有较高需求。以星链为例,马斯克称Starlink通过新卫星进行激光数据传输,比光纤快约40%,SpaceX的互联网服务可以以180832英里/秒的速度传输数据,真空中的光速是186282英里/秒,Starlink的真空数据传输速度大约相当于光速的97%。
当自然灾害来临时,短暂的网络中断可能酿成较大的经济损失和人员伤亡,而如果受灾现场通信设备被毁,通过卫星互联网提供的高速备份链路,形成稳定的网络环境,可以实现图像、数据、语音的实时传输,为指挥中心科学决策提供及时、可靠、准确的信息。
图11:卫星互联网应用场景
资料来源:中国电子学会,民生证券研究院
2.2.2 信息化建设是大国发展与安全的必然选择
军工信息化是当代战争的“神经网络”。大力发展信息化建设逐步成为全球各国军力建设的共识,围绕C4ISR体系为核心的现代化军事体系是为各国提升军事信息化水平的关键:集指挥(Command)、控制(Control)、通信(Communication)、计算机(Computer)以及情报(Intelligence)、监视(Surveillance)与侦察(Reconnaissance)功能于一体的高度集成的现代军事信息控制体系平台。其中,通信系统承担着所有人员、计算机与武器(系统)之间信息传递的“神经网络”角色,是信息化的底座和基石。
图12:信息化水平成为现代战争成败的关键要素之一
资料来源:观研报告网,民生证券研究院
全球C4ISR市场逐年增长,我国也将军工信息化建设列为重要发展方向。据新思界产业研究中心出具的《2021年全球及中国C4ISR系统产业深度研究报告》显示,全球C4ISR系统产业市场规模将从2021年的1480亿美元增长到2026年的2150亿美元,复合年增长率为7.8%。据WIND数据显示,我国国防支出已由2011年的0.6万亿元增长至2021年的1.38万亿元,每年均逐步走高,2011~2021年CAGR达8.6%;近年来我国国防支出在我国公共财政支出的占比逐步提升,已由2019年的5.1%提升至2021年的5.6%。“十四五”规划中也明确指出要将军工信息化建设列为重点发展对象,我们认为后续伴随我国国防支出继续提升叠加军工信息化重视程度增强,我国军工信息化支出有望进一步提升。
图13:2011年至今我国国防支出逐步走高
资料来源:wind,民生证券研究院
在军工通信中卫星互联网扮演重要角色。低轨卫星通信网络在全球通信和互联网接入、5G、物联网、太空军事能力应用等方面极具潜力,是商业航天技术和主要大国太空和军事战略博弈的必争之地。以全球军事强国美国为参考,美国近年来积极参与和布局低轨卫星通信网络,其背后有明显的军事意图和考量。2019年底,美国空军1架C-12侦察机使用“星链”数据下行速度达到610兆/秒,是美军现行通信标准5兆/秒速度的102倍。一旦高弹性抗毁的巨型低轨卫星通信网络部署完成,将极大拓展战场实时信息交互和指挥控制能力,或彻底改变信息化战争模式。除潜藏的较大的军事价值外,先行者还将掌握对全球信息的上游规则制定权。根据美国太空发展局(SDA)构想的下一代太空体系架构,巨型低轨通信卫星星座将作为整个太空信息获取的底层传输层,成为服务于太空信息的基础网络,将深刻影响未来国家信息安全格局。卫星互联网时代将给国家信息主权及监管带来严峻挑战,建立自主可控的低轨卫星通信网络十分必要。
图14:美军希望利用卫星群监视高超音速武器
资料来源:枢密院十号,民生证券研究院
卫星轨道属稀缺资源,“先登先占+先占永得”原则下各主要经济体卫星互联网建设进程提速。轨道和频段是稀缺资源,亦是卫星互联网组网建设的瓶颈环节。地球近地轨道约可容纳6万颗卫星,且当前Ku、Ka频段逐渐饱和。当前国际卫星频率及轨道使用权采用“先登先占”竞争方式获取,同时若发射的卫星寿命到期可重新发射进行补充,造成“先占永得”的局面,如能抢占先机则能在后续竞争中优势尽显。
表6:卫星通信使用无线电频率概况
资料来源:世界科技研究与发展,民生证券研究院
目前美国、加拿大、俄罗斯、日本等国纷纷制定产业利好政策,加快低轨卫星互联网部署,抢占轨道资源。由于卫星轨道和频谱资源十分有限,世界各国已充分意识到近地轨道和频谱资源的战略价值,以及低轨卫星通信系统的较大的商业价值,近年来悄然开展卫星发射争夺战。根据目前国外已公布的低轨通信方案中,卫星轨道高度主要集中在1000~1500km 之间,频段主要集中在 Ka、Ku 和 V 频段。Space X 在 2015 年推出 StarLink 计划,计划发射约 1.2 万颗通信卫星,频段为 Ka、Ku 和 V,系统将用于为全球个人用户、商业用户、机构用户、政府和专业用户提供各种宽带和通讯服务,建成后,星座总容量将达到 8-10Tb/s 。2021 年 5 月 27 日,Space X 完成第 29 批星链卫星发射,至此,StarLink 计划已累计发射 1,737 颗卫星。英国通信公司 Oneweb 推出 Oneweb 星座计划,初始星座将由 648 颗 Ku 波段卫星组成,第二、三阶段将发射 2,000 颗 V 波段卫星。据中国电子科技集团第五十四研究所发布的《非静止轨道宽带通信星座频率轨道资源全球态势综述》,截至 2020 年1 月 17 日,全球中轨、低轨卫星通信星座数量共计达到 37 个,共涉及至少 12个国家 30家企业,计划发射卫星总数已超过 34235颗。
表7:各国主要卫星互联网星座部署计划
资料来源:铖昌科技招股说明书,民生证券研究院整理
二十大提出明确布局方向,剑指卫星互联网建设。二十大提出集聚力量进行原创性引领性科技攻关,坚决打赢关键核心技术攻坚战,加快实施一批具有战略性全局性前瞻性的国家重大科技项目,增强自主创新能力,卫星互联网作为前瞻性的军事、经济重要战略领地,应该先发布局、增强自主可控能力;同时提出研究掌握信息化智能化战争特点规律,创新军事战略指导,发展人民战争战略战术,打造强大战略威慑力量体系,增加新域新质作战力量比重,加快无人智能作战力量发展,统筹网络信息体系建设运用,实施国防科技和武器装备重大工程。我们认为卫星互联网作为重要军事通信建设环节,对建设信息化智能化国防体系有重要作用。
2.3 卫星互联网未来可期,成长空间广阔
卫星产业链主要包括卫星研制、卫星发射、地面设备、卫星运营等环节。从产业链上下游划分,卫星制造环节作为前端率先发展。类比地面基站通信,产业首先在制造端起势,如5G基站建设,逐步发展到运营侧,建议首先关注卫星研制环节。随着上游建设完成,卫星发射到位后,关注产业链后端的运营服务环节。
图15:卫星互联网产业链概览
资料来源:中投产业研究院,民生证券研究院
商业卫星主导全球航天产业,卫星产业链价值量集中在应用侧。根据卫星工业协会(SIA)卫星行业报告,2021年全球航天产业以4%的速度增长,规模达到3860亿美元,其中,商业卫星达到2790亿美元,占比72%。截至2021年底,共有4852颗卫星环绕地球。卫星产业主要分为四部分:空间段运营(卫星服务)、地面设备、卫星制造和火箭发射,其中卫星制造和火箭发射属于新基建卫星生产制造研发设计侧(市场规模占比约7%),而卫星服务、地面设备属于卫星通信应用侧(市场规模占比93%)。
· 卫星制造:21年收入137亿美元(占比4.9%),同比增长12%,得益于需求端的增长以及卫星制造和发射成本稳步下降。
· 火箭发射:21年收入57亿美元(占比2.0%),同比增长8%,2021年发射了1713颗商业卫星,创下历史新高,同比增长40%。
· 空间段运营(卫星服务):21年收入1180亿美元,同比增长0.4%。
· 地面设施:卫星价值量最大的部分(占比50.8%),2021年总收入为1420亿美元,同比增长5%,现在有超过65亿部支持卫星的全球智能手机在使用中。宽带终端、全球导航卫星系统(GNSS)和卫星无线电的市场规模在稳步增长中。
图16:2021 年卫星产业链价值量分布
资料来源:艾瑞咨询,民生证券研究院
我们认为当前我国卫星互联网的发展尚处早期起步阶段,短期伴随卫星组网环节加速推进下以卫星生产制造和地面设备建设为主的新型基础设施建设环节将率先受益,后续随着技术设施建设的逐步完善,中长期维度下游卫星互联网应用侧相关环节将迎来黄金发展阶段。
生产制造环节中平台与载荷为卫星核心零部件。卫星制造指卫星设计与制造,属于卫星系统的空间段,作为通信中继站,提供网络用户与信关站之间的连接。细分卫星生产制造,可以分为设计、生产、测试、组装等部分。1)卫星平台主要包括卫星本体和服务系统;2)卫星载荷指卫星入轨后发挥其核心功能的部件,定制化程度较高,成本占比差异性较大。
图17:卫星生产制造中平台与载荷为核心零部件
资料来源:艾瑞咨询,民生证券研究院
地面设备同样是卫星互联网中必需环节。在空间段的建设之外,地面设备建设也是卫星互联网建设中的重要组成部分,主要由固定地面站、用户终端和移动站构成。其中固定地面站涵盖天线系统、发射/接收系统、信道终端系统、电源系统等;用户终端设备包含生产生活中的电视终端、移动终端、无线电设备、物联网移动终端等;移动站主要由集成式天线、调制解调器和其他设备组成。
图18:卫星地面设备概览
资料来源:火石创造,民生证券研究院
2.4 星网集团成立吹响组网集结号,卫星发射有望提速
“十三五”期间,以中国航天科技和中国航天科工为主的两大央企分别提出了“鸿雁星座”和“虹云工程”低轨卫星互联网计划,并发射了试验卫星。其中,“鸿雁”星座是国内首套全球低轨卫星移动通信与空间互联网系统,可在全球范围内实现宽带和窄带结合,为用户提供实时双向通信。“虹云工程”星座则致力于满足全球移动互联网的高速接入需求,由156颗低轨卫星组成,每颗卫星最大支持速率为4Gbps。目前虽然国内多家企业已经开始积极布局卫星互联网产业,但整体布局进程相较于海外SpaceX、Oneweb、O3B等厂商仍相对较慢。
表8:国内主要卫星星座计划
资料来源:铖昌科技招股说明书,民生证券研究院整理
中国星网应运而生,统筹规划我国卫星互联网领域发展。经国务院批准,新组建的中国卫星网络集团有限公司(简称“中国星网”)由国务院国有资产监督管理委员会代表国务院履行出资人职责,列入国务院国有资产监督管理委员会履行出资人职责的企业名单。中国星网是中央直接管理的唯一一家从事卫星互联网设计建设运营的国有骨干型企业,致力于打造卫星互联网产业发展的核心力量和组织平台,成为具有全球竞争力的世界一流卫星互联网公司。公司董事长为张冬辰,曾任中国电子信息产业集团总经理。从国资委官网目前中央企业名录中可以看到,中国电信排列序号为23,中国联通排列序号为24,中国移动排列序号为25,中国卫星网络集团排列序号为26,虽然中国星网集团组建时间晚,但是依旧与三大运营商处于同一定位,有望在未来成为第四大运营商。目前中国星网集团已经在北京、上海、重庆、成都等四地建立了七家所属企业,涵盖了网络系统、创新、应用多方面维度,未来将继续加快产业布局,进一步完善卫星通信领域的研究与应用。
图19:中国星网集团所属企业
资料来源:国务院国有资产监督管理委员会,民生证券研究院
2020年底我国已集中向ITU提交了两个星座的频谱申请,总计卫星数量为12992颗,分为GW-A59Q和 GW-2两个分星座。其中GW-A59星座包括3个子星座,共计6080颗卫星,GW-2星座由4个子星座组成,共计6912颗卫星。根据ITU规则,申请相关频率的单位,必须在7年内完成卫星发射和信号验证,才能真正拥有该频率的使用权。因此,GW星座必须在2027年完成发射及信号印证。
中国星网的战略意义在于抢夺轨道和频率资源。
轨道资源争夺刻不容缓。目前Starlink已规划约4.2万颗卫星,未来将占用大量的地球极低轨道和近地轨道,而我国此前的“行云”、“虹云”、“鸿雁”等星座规划尚处在早期布局阶段,尚未形成大规模的组网和应用。我们认为此次星网集团的入局或有望在国家层面统筹规划我国卫星互联网组网进程,已规划的GW-A59和GW-2星座卫星与部分Starlink卫星轨道高度相近,两者轨道高度均为两组(一组极低轨道和一组近地轨道),轨道倾角也大多分布在30-85°间,都是可以覆盖全球的卫星通信网络。
表9:中国 GW 卫星星座计划
资料来源:腾讯新闻,民生证券研究院整理
表10:Starlink 星链系统
资料来源:民生证券研究院整理
频率资源的布局亦是关键。由于卫星通信必须采用微波频段以上频率的信号才能实现星地通信,因而获取频率使用权也是卫星互联网发展的必备因素。通常在卫星信号传输中0.3-10GHz频段损耗最低,30GHz频段附近损耗也相对较小,因而C频段(4GHz~8GHz)、Ku频段(12GHz~18GHz)和Ka频段(26.5GHz~40GHz)是目前卫星通信系统中使用最广泛的频段,而ITU制定的《无线电规则》中对信号频率的占用采用“先到先得”的原则,因而频谱资源亦是卫星互联网布局关键之一。星链卫星所申请的频率分布在10.7~30GHZ(即Ku、Ka频段),GW卫星所申请频率分布在37.5~51.4GHZ(即Ka、Q/V频段),当前对于频段的争夺也较为激烈。
表11:对比 GW 与 Starlink 申请的频率数据
资料来源:腾讯新闻,民生证券研究院整理
我国目前已有四大卫星发射基地,全新发射场地正在筹备。中国四大卫星发射基地为甘肃酒泉卫星发射中心、山西太原卫星发射中心、四川西昌卫星发射中心和海南文昌卫星发射中心。国内第五大卫星发射基地为东方航天港,是中国唯一一个运载火箭海上发射母港,位于山东省烟台市海阳市。2019年6月5日长征十一号从这里发出,完成了我国运载火箭首次海上发射。东方航天港致力于成为全国首个集海上发射、卫星应用、星箭产研、配套集成航天文旅为一体,高附加值、低成本、全产业链的商业航天产业化基地;国内正在筹备第六个卫星发射场地,预计宁波发射场“十四五”期间投资120亿元,该中心主要面向商业卫星发射,并且具备一年100发,约3.6天就发射一发的能力。
表12:中国四大卫星发射中心概览
资料来源:慧聊地理,民生证券研究院整理
图20:中国四大卫星发射中心地理位置
资料来源:慧聊地理,民生证券研究院
图21:四大卫星发射基地特点
资料来源:慧聊地理,民生证券研究院
自2018年12月22日“虹云工程“的第一颗试验发射的4年时间以来,我国共发射了149颗卫星,其中有42颗为通信类卫星,通信互联网类型的试验卫星达到22颗,我国卫星互联网通信的进程正在加速推进。2022年9月25日,我国在太原卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭,以“一箭双星”方式,成功将试验十四号和试验十五号卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。试验十四号卫星主要用于开展科学试验、新技术验证等领域,试验十五号卫星主要用于国土普查、城市规划和防灾减灾等领域。我们预计伴随发射场的进一步布局和运载火箭技术的发展,后续我国卫星发射有望提速。
图22:我国卫星的发射进程(截至 2022 年 11 月)
资料来源:中国运载火箭技术研究院,民生证券研究院
03
他山之石:SPACEX发展的启示
SpaceX:太空探索先驱者。SpaceX(太空探索技术公司)是马斯克成立的民营航天制造商和太空运输公司,于2002年在洛杉矶成立,目标是降低太空运输成本并实现火星殖民,不仅是一家航空航天制造商,也是一家火箭发射服务商。在成立的过去20年间,SpaceX创造出了低成本商业火箭发射模式,推动了全球私人航天的崛起,其研发了可重复使用的猎鹰9号运载火箭、第一艘私人公司研制的航天飞船——龙飞船,并实现了首次的在私人公司资助的太空载人飞行任务,推动了商业航天的发展,并利用自身的火箭发射任务逐步实现“星链”计划,继续推动着人类太空发展的进步。
图23:SPACEX 发展历程概览
资料来源:百度百科,中新网,新华国际,民生证券研究院
在美国政府、军方及社会资本支持下,SpaceX研制了猎鹰9号、猎鹰重型火箭、龙系列航天器、星舰SN15飞船等商业航天产品,2011-2021年间,SpaceX总共进行了141次发射,其中,100次成功回收火箭、78次助推级复飞。
图24:2011-2021 年 SpaceX 火箭发射次数
资料来源:美国联邦航空管理局,民生证券研究院
星链计划:全球最大低轨卫星星座计划。美国SpaceX公司提出了星链计划,是一项透过近地轨道卫星群,提供覆盖全球的高速互联网接入服务。计划在2019年至2024年间,在太空搭建由约4.2万颗卫星组成的星链网络,为地球上所有地方的消费者提供高质量的互联网服务,特别是为偏远地区提供可靠高速的宽带质量连接。SpaceX最近于10月28日将第65批53颗Starlink卫星送入了地球轨道,这一任务使已发射的Starlink卫星总数增加到3,558颗,其中有1614颗是在2022年的1-10月之间发射的,SpaceX加快了其星链的实施计划,并且随着未来的产能扩大,将会进一步加快发射节奏,抢占低轨空间。
图25:StarLink 卫星发射节奏概览
资料来源:starwalk,民生证券研究院
目前星链计划在2020年开始了在多个海外国家进行测试,目前已经在多个国家完成了公开测试并取得了营运许可,开始向客户进行开放预定,2021年11月,根据SpaceX公司发布的消息,星链卫星互联网服务再次达成了优于同行的性能测试成绩,根据英国用户的实测,星链卫星的最大下载速度为404.36Mbps下行,最高的上传速度为18.60Mbps,而延迟只有27ms,以上星链卫星数据均优于传统卫星互联网接入服务提供商的平均水平,因此星链计划在海外的发展已经初步具备现实条件。截至2022年7月23日,星链服务已经可以在36个国家和地区使用。
表13:星链计划的业务落地进展
资料来源:银河航天,民生证券研究院整理
SpaceX率先发起与传统运营商的商业合作,致力携手结束移动通信盲区。目前SpaceX除了自身进行运营服务以外,也已经宣布与美国三大运营商之一的T-Mobile开展合作,T-Mobile在2022年8月宣布将使用SpaceX公司的星链卫星互联网服务,为美国部分地区的移动用户提供网络接入,其中包括目前没有无线服务的偏远地区。计划在2023年底前在选定的市场开始测试短信服务,其最终目标是在任何地方提供语音和数据服务,包括尚未被无线网络覆盖的地区。
图26:SpaceX 与 T-Mobile 合作
资料来源:Science,民生证券研究院
星链资费构成复杂但性能稳步提升,有望成为5G覆盖范围外的有力补充。
目前星链计划的资费主要由固定设备费用和服务费用组成,据2021年在英国向试用用户发出的试用邮件中显示,星链计划在英国每月的费用为89英镑,设备套装费用为439英镑,目前以英国的Plusnet为例,其宽带费用为每月18-26英镑不等,星链资费较固定宽带资费仍相对较高。而在北美地区星链未来计划向3%的美国偏远地区用户提供服务的预计资费为80美元/月。
在星链计划的性能方面,据Speedtest报告数据显示,星链卫星互联网的网速已接近固定宽带:2021Q2星链卫星互联网服务在美国市场的平均下载速度为97.23 Mbps,接近美国固定宽带的平均下载速度115.22 Mbps;加拿大星链网络的平均下载速度为86.92 Mbps,高于固定宽带的4.24 Mbps;新西兰星链互联网的平均下载速度为127.02 Mbps,远超宽带的8.85 Mbps;英国星链网络的平均下载速度为108.30 Mbps,是固定宽带的近一倍。我们认为性能的提升有助于弥补在海外国家资费上的劣势,同时星链的高覆盖率可以大大降低电信基建的成本,也将在基建设施落后的地区迎来更大的应用。
表14:2021Q2 星链卫星服务性能比较
资料来源:Ookla Insights Articles,民生证券研究院
俄乌冲突中“星链”扮演关键角色。星链大量低轨卫星可率先抢占近地轨道资源,且星链”卫星搭载了多种光学观测仪器,可实现24小时不间断光学监控分析,通过大数据系统自动识别、分类追踪使得任何国家军队的调动将对美军单方面透明。同时“星链“卫星具有一套自动轨道规避系统,处于不断动态调整及轨道变化之中,可以进行蓄意攻击,因此可以利用密集的星链卫星网掌控太空。成体系的星链卫星也能够提供低成本、全球覆盖的高精度高速互联网服务,借此美国无人机的军事威胁大大增加。在俄乌冲突中“星链”卫星助力了乌克兰的军事行动。乌方的delta center指控系统,集成了“星链”卫星的通信能力。“星链”设备是固定使用的,无法安装在战斗机或无人机上直接接收卫星信号,因此是由“星链”终端接收到情报和命令后通过设备本身的无线局域网转信给用户,以无线网络的形式传播,可以在不需要大量基础网络设施的情况下,打造作战单位之间的无线通讯网络。
图27:俄乌冲突中乌克兰 delta center 指控系统示意图
资料来源:远望智库,民生证券研究院
SpaceX的发展及星链的铺设在民用领域为我国组网后的应用提供了宝贵的经验和模式,作为率先实现商业应用的系统,组网的节奏及与运营商的合作均是开拓性的指引,同时在国家发展与安全层面也展示了重要的军事战略作用,指明了卫星互联网的发展要义。我们认为后续我国对于军事信息化建设重视程度将有望进一步提升,卫星互联网的发展建设也将加速演绎。
04
投资建议
我们认为当前我国卫星互联网的发展尚处早期起步阶段,建议重点关注两条主线:新型基础设施建设环节和卫星互联网终端应用环节。我们认为短期来看前端卫星生产制造环节将有望依托卫星发射进程提速率先受益,中长期维度随着技术设施建设的逐步完善,下游卫星互联网应用侧相关环节将迎来黄金发展阶段。
4.1 创意信息:卫星通信载荷延伸成长曲线
创意信息是国内领先的大数据产品及综合解决方案提供商。目前创意信息已形成数据采集汇聚、数据处理、数据挖掘分析及数据应用的大数据全栈核心能力,构建了以大数据、数据库为核心的自主可控产品及解决方案,服务于政府、能源、通信、交通、金融等众多行业。
图28:创意信息业务布局概览
资料来源:创智联恒官网,民生证券研究院
创智联恒成立于2018年3月,座落于成都高新区,注册资金5000万元,是上市公司创意信息孵化的面向新一代通信的创新型企业。创智联恒拥有基于5G的全自研无线通信核心技术,提供5G基站、低轨卫星通信载荷等系列自主产品,是专业从事5G通信和低轨卫星通信业务的设备商。公司以卫星互联网作为核心业务方向,是低轨卫星宽带演进体制通信领域的先行者。从2020年开始,公司在5G技术基础上,重点研发宽带演进体制的低轨卫星通信核心技术,致力于打造超低成本、快速迭代的低轨卫星通信产品,在低轨卫星宽带演进体制的通信载荷研发上处于国内领先水平。
创智联恒技术实力雄厚,行业地位显著。公司在无线通信核心技术、国产化平台以及通信载荷核心技术上,已经完成积累,技术领先明显;同时创智联合浙江清华长三角研究院成立了联合研发中心,定位为低轨宽带卫星通信载荷的研制单位 。由于低轨卫星通信载荷的标准及技术门槛的限制,除国家总体单位之外,国内实际投入该类产品研制的仅2家。我们认为创智联恒技术实力雄厚,同时已获行业内核心企业及研究院高度认可,后续有望依托优质研发能力及产品力进一步拓展更多优质客户。
图29:公司技术实力雄厚,资质认证全面
资料来源:创智联恒官网,民生证券研究院
风险提示:卫星发射进程不及预期;下游客户拓展不及预期。
4.2 信科移动:强劲移动通信实力赋能卫星互联网建设
信科移动是从事移动通信国际标准制定、核心技术研发和产业化的唯一一家央企控股的高新技术企业。成立至今公司始终专注移动通信技术的开发、应用、服务,面向5G新生态、面向数字化转型,坚持自主创新驱动价值创造,持续掌握核心技术,打造移动通信领域的“创新高地”和“国之重器”。
公司行业地位显著,技术实力雄厚。公司是我国拥有自主知识产权的第三代移动通信国际标准TD-SCDMA和第四代移动通信国际标准TD-LTE的主要提出者、核心技术开发者及产业化推动者,也是我国在第五代移动通信技术、标准和产业化的重要贡献者。公司目前拥有的已授权国内外专利超1.2万件,累计提交的5G标准提案超1.5万篇,累计参与制定 400 余项国内外行业标准: 截至 2021年9 月30 日公司的5G同族专利数量及5G技术标准贡献度全球排名第七位和第八位。
背靠中国信科,有望充分受益5G推进。公司控股股东为中国信科,国务院国资委为公司实际控制人。中国信科是由邮科院和电科院重组而成,居于我国无线通信领域领军位置,同时也是信息通信产品和综合解决方案核心提供商。公司是中信科旗下移动通信业务承载主体,是集团唯一从事 4/5G 移动通信系统设备、天馈设备及室分设备以及移动通信技术服务的企业。2020年起我国 5G 已进入到规模化商用,我们认为后续伴随5G建设稳步推进,公司作为行业领军企业有望充分受益。
风险提示:卫星发射进程不及预期;公司客户拓展不及预期。
4.3 铖昌科技:相控阵T/R芯片稀缺标的
铖昌科技是我国相控阵 T/R 芯片主要厂商之一。公司主营业务为微波毫米波模拟相控阵 T/R 芯片的研发、生产、销售和技术服务,主要向市场提供基于 GaN、GaAs 和硅基工艺的系列化产品以及相关的技术解决方案,是国内少数能够提供相控阵 T/R 芯片完整解决方案的企业之一。公司产品主要包含功率放大器芯片、低噪声放大器芯片、模拟波束赋形芯片及相控阵用无源器件等,频率可覆盖 L 波段至 W 波段,产品广泛应用于探测、遥感、通信、导航等领域,并逐步拓展卫星互联网、5G 毫米波通信等领域。
星载应用领域具有运行环境恶劣、发射成本高、技术难度高和维护难等特征,因此对相控阵 T/R 芯片的性能、稳定性、可靠性要求极高。公司基于在星载领域的技术积累,公司积极拓展产品应用领域,目前产品已批量列装至地面、车载相控阵雷达等领域。同时,公司加快拓展新兴领域业务。在卫星互联网方面公司充分发挥技术创新优势,成功推出星载和地面用卫星互联网相控阵 T/R 芯片全套解决方案,目前已与多家科研院所及优势企业开展合作,从元器件层面助力我国卫星互联网快速、高质量、低成本发展;5G 毫米波通信方面,公司已经和主流通信设备生产商建立了良好的合作关系,完成芯片多轮迭代开发,支撑 5G 毫米波相控阵 T/R 芯片国产化。
4.4 国博电子:TR组件龙头,军民两用布局
国博电子主要从事有源相控阵 T/R 组件和射频集成电路相关产品的研发、生产和销售,产品覆盖军用与民用领域,是目前国内能够批量提供有源相控阵 T/R 组件及系列化射频集成电路产品的领先企业,核心技术达到国内领先、国际先进水平。公司产品覆盖射频芯片、模块、组件。在高密度集成领域公司开发了 T/R 组件、射频模块等产品;在射频芯片领域,公司基于核心技术开发了射频放大类芯片、射频控制类芯片等产品。
军用领域,国博电子是参与国防重点工程的重要单位,长期为陆、海、空、天等各型装备配套大量关键产品,确保了以 T/R 组件为代表的关键军用元器件的国产化自主保障。国博电子研制了数百款 T/R 组件,其中定型或技术水平达到固定状态产品数十项,产品广泛应用于弹载、机载等领域。除整机用户内部配套外,国博电子产品市场占有率国内领先,是国内面向各军工集团销量最大的有源相控阵 T/R 组件研发生产平台。
民用领域,国博电子主要产品的性能指标已处于国际先进水平。国博电子作为基站射频器件核心供应商,在国内主流移动通信设备供应商的供应链平台上与国际领先企业,如 Skyworks、Qorvo、住友等同台竞争,系列产品在 2、3、4、5 代移动通信的基站中得到了广泛应用。依托于雄厚的研发实力,国博电子承担了发改委“移动通信用砷化镓射频集成电路产业化项目”、工信部“2020 年产业基础再造和制造业高质量发展专项”、工信部“面向 5G 通信的射频前端关键器件及芯片”等国家重大专项,以及江苏省工业和信息化厅“集成电路 PA、LNA 等射频有源器件攻关项目”、 江苏省科学技术厅“4G 移动通信用射频集成电路的研发和产业化”等省级项目,核心技术及产品在业内具备竞争优势。
4.5 臻雷科技:特种射频芯片领先厂商
臻雷科技自成立至今始终专注于集成电路芯片和微系统的研发、生产和销售,并围绕相关产品提供技术服务,主要产品包括终端射频前端芯片、射频收发芯片及高速高精度 ADC/DAC、电源管理芯片、微系统及模组等,为客户提供从天线到信号处理之间的芯片及微系统产品和技术解决方案。公司产品及技术已广泛应用于无线通信终端、通信雷达系统、电子系统供配电等特种行业领域,并逐步拓展至移动通信系统、卫星互联网等民用领域。我们认为后续随着低轨卫星互联网的布局逐步完善,公司有望充分受益。
风险提示:下游需求波动的风险,新产品研发进展的风险,行业竞争格局变化的风险。
4.6 盟升电子:卫星导航与卫星通信双核布局
盟升电子是一家卫星导航和卫星通信终端设备研发、制造、销售和技术服务的高新技术企业,主要产品包括卫星导航、卫星通信等系列产品。公司自成立以来持续专注于卫星应用技术领域相关产品的研发及制造,公司卫星导航产品主要为基于北斗卫星导航系统的导航终端设备以及核心部件产品,如卫星导航接收机、组件、专用测试设备等,目前主要应用于国防军事领域;卫星通信产品主要为卫星通信天线及组件,包括动中通天线、信标机和跟踪接收机等产品,目前主要应用于海事、航空市场。
我国卫星互联网建设有望在各政府部门支持下迎来黄金发展阶段。工业和信息化部发布《“十四五”信息通信行业发展规划》,提出加强卫星通信顶层设计和统筹布局,为陆海空天各类用户提供全球信息网络服务。2021 年 4 月,中国卫星网络集团有限公司正式揭牌,成为我国第五家电信运营商。中国星网的成立具有服务国家重大战略、保障安全通信、深化军民应用结合、促进经济社会发展、带动卫星产业发展等多方面的意义。新基建计划实施以来,北京、上海、广东、四川、湖南等地纷纷出台相关产业政策,支持卫星通信等空基信息产业发展。2021 年 1 月,北京市出台《北京市支持卫星网络产业发展的若干措施》,提出打造科技创新新高地等 8 个方面 26 项任务和 3 项工作保障措施。同时民航局提出推进新一代航空宽带通信应用。2021 年 5 月,民航局发布《中国民航新一代航空宽带通信技术路线图》,提出要大力推进新一代航空宽带通信的应用。2022 年 1 月,民航“十四五”规划印发,提出加快扩大 5G、大数据、区块链、人工智能、北斗系统等技术民航应用。卫星通信在民航领域的应用需寻找更加合适的突破点,以及探索与 5G ATG 的互补融合。
风险提示:订单量不及预期,新客户拓展存在一定周期。
4.7 灿勤科技:5G通信商业射频器件核心企业
灿勤科技主要从事微波介质陶瓷元器件的研发、生产和销售,产品涵盖介质波导滤波器、TEM介质滤波器、介质谐振器、介质天线等多种元器件,并以低互调无源组件为现有业务和产品体系的重要补充,产品主要用于射频信号的接收、发送和处理。公司目前已经成为国内 5G 通信产业链上游重要的射频器件供应商。
5G 通信基站的大规模建设和升级需求,为微波介质陶瓷元器件带来了广阔的市场前景。一方面,大规模天线阵列技术将给介质波导滤波器等宏基站射频市场带来较大的成长机遇。另一方面,TEM 介质滤波器等其他小型介质陶瓷产品可应用于 5G 小基站、室内覆盖等场景,市场前景广阔。
传统的宏基站在 2G/3G/4G 建设中占据主导地位,但仍然存在盲点和热点地区覆盖不足等问题,小基站和室内分布系统成为移动通信网络广度和深度覆盖的有力补充。随着 5G 通信频谱向高频段发展,单一宏基站覆盖半径进一步缩减,依靠单一宏基站实现全面覆盖的难度更加凸显,小基站可以有效改善覆盖深度和广度、增加网络容量,是 5G 网络部署的重要组成部分,从而带动公司 TEM 介质滤波器产品的市场需求快速增长。
根据中国信通院,5G 通信将使用“宏基站+小基站”超密集组网的方式实现基本覆盖,预计5G 小基站数量为 5G 宏基站的 2-3 倍,小基站将以灯杆站、室分站的形式进行深度覆盖。根据工信部预计,2021-2027 年,国内运营商会聚焦城市和县城及发达乡镇进行 5G 覆盖,将建设数百万量级宏基站和千万级小基站。
除此以外,5G 通信所催生出的 VR/AR、4K/8K 视频等数据流量预计将大多数来自室内场景。5G 信号的室内覆盖将是未来提升 5G 通信深度覆盖和容量的必要手段,成为与 5G 宏基站建设并重的通信设备投资热点。
4.8 天奥电子:时间频率&北斗终端应用双轮驱动
公司主要从事时间频率、北斗卫星应用产品的研发、设计、生产和销售,拥有国家企业技术中心,拥有多项专利和核心技术,致力于成为世界一流的时间频率创新型企业。公司主要产品涵盖时间频率产品及北斗卫星应用产品等。
公司时间频率产品分为频率系列和时间同步系列两类。频率系列产品通过产生和处理频率源信号,生成电子设备和系统所需的各种频率源信号,主要产品包括原子钟、晶体器件、频率组件及设备。公司拥有从“器件-部件-设备”完整的频率系列产品,长期积累了铷原子钟、高稳晶振等核心频率源研制生产的优势,产品技术性能国内领先。时间同步系列产品通过接收、产生、保持和传递标准时间频率源信号,为各应用系统提供统一的时间和频率源信号,公司是军用时间同步产品的主要供应商,主要产品包括时频板卡及模块、时间同步设备及系统,形成了从“板卡-模块-设备-系统”完整的产品线。公司时间频率产品主要应用于航空航天、卫星导航、军民用通信及国防装备等领域,为国家载人航天、探月工程、北斗卫星导航系统、火星探测、空间站等国家重大工程提供重要保障。
公司北斗卫星应用产品基于北斗卫星导航系统,融合通信、互联网等技术,用于满足客户在授时、定位和应急预警通信方面的需求,目前的主要产品是北斗卫星手表。北斗卫星手表是目前我国军方认可的军用标准时间表,在联合作战、一体化作战中可实现更好的同步效果。在民用领域,主要应用于运动休闲、军事文化、时尚等消费领域。
4.9 万通发展:战略布局卫星互联网带来增长新动能
万通发展成立于1991年,2020年之前业务主要包括房地产开发与销售、城市更新与运营。2019、2020年公司立足房地产主业进行战略转型布局,对传统房地产业务进行战略性收缩,增加通信与数字科技作为业务第三大板块。
公司加码布局通信技术领域,推进建设数字科技驱动力。公司通过在通信与数字科技行业版块优质公司投资,建立了两个重要的战略技术支点:2022年4月参与投资设立万通盛安,致力于探索在5G基站相控阵天线和低轨卫星基站相控阵天线方面的应用,公司重点产品“Ka波段超稀疏非谐波相控阵天线”达到国际先进水平;2022年7月公司通过增资方式控股知融科技,切入民用卫星互联网、5G毫米波及国产化替代芯片研制赛道,目前知融科技拥有多种工艺毫米波射频芯片开发能力,发布数十款芯片产品的同时也具备阵列天线的专业化设计能力,可提供业界领先的、可规模化普及的毫米波相控阵天线的芯片级解决方案,助力卫星互联网与5G/6G毫米波的产业推进和应用落地。
布局T/R芯片等卫星互联网核心环节,商业化逐步落地。我们认为后续我国卫星互联网组网进程推进下卫星生产制造环节和地面侧基础设施建设环节有望率先受益,其中T/R芯片及组件是相控阵系统核心。公司波束成形芯片(BFIC)特指用于有源相控阵天线中用来实现精确的相位控制的核心器件,在T/R芯片功能基础上对射频信号的相位和幅度进行精确、快速的控制和切换。公司目前是国内很少数可自主提供量产化毫米波相控阵天线的芯片级解决方案的公司之一,具先发优势,并已经发布了Ku、Ka频段的多款卫星通信BFIC产品,延伸公司成长曲线。
风险提示:传统业务受政策影响波动较大;新技术研发不及预期。
4.10 奥普光电:商业运载火箭结构件助力公司成长
奥普光电是从事研制光机电一体化产品的高新技术企业,从事的主要业务为光电测控仪器设备、新型医疗仪器、光学材料和光栅编码器等产品的研发、生产与销售。公司主导产品为光电经纬仪光机分系统、航空/航天相机光机分系统、新型雷达天线座、精密转台、光电瞄准系统、光电导引系统、新型医疗仪器、光栅编码器、k9 光学玻璃等。
公司拟控股子公司长光宇航从事高性能碳纤维复合材料研发生产,主要产品涵盖箭体/弹体结构件、空间结构件、固体火箭发动机喷管等。公司以复合材料制品为核心,往原材料端上游覆盖,已形成树脂配方研制、预浸料制作、火箭舱段成型、空间结构制造、超大尺寸复合材料喷管成型等关键技术,处于国内领先。公司下游客户涵盖光机所、航天科工及航天科技集团下属单位,三大客户合计占比超过 95%。
风险提示:
我国卫星发射进程不及预期;6G通信技术迭代不及预期
具体报告内容请参见完整版报告:卫星互联网深度报告:天似穹庐,笼盖四野(2022-12-5)
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团队介绍
马天诣
■ 民生证券研究院通信行业首席分析师;北京大学数学系硕士,证券从业7年,曾任职于安信证券/国泰君安证券/中关村科技园区管委会/北京股权交易中心;2018-2020年财经国际最佳top3通信分析师。研究领域:前瞻研究改变人类工作/生活/通信方式的伟大科技企业,重点研究符合中国制造业发展方向的硬科技企业。
执业证号:S0100521100003
马佳伟
■民生证券研究院通信行业研究员,上海交通大学材料科学与工程学学士&博士,曾任职于东方证券股份有限公司,2021年加入民生证券,重点覆盖IDC、光模块等领域。
执业证号:S0100121100028
于一铭
■ 民生证券研究院通信行业研究员;香港中文大学会计学硕士,上海财经大学财务管理学士,曾任职于信达证券、华为技术有限公司,2021年加入民生证券,重点覆盖主设备、运营商、华为产业链、工业互联网等领域。
执业证号:S0100121090001
崔若瑜
■ 民生证券研究院通信行业研究员;新南威尔士大学金融硕士,西安交通大学电气工程学士,曾任职于德邦证券,2021年加入民生证券,重点覆盖汽车智能网联、车载高精定位、物联网、汽车连接器、卫星互联网等领域。
执业证号:S0100121090040
谢致远
■ 民生证券研究院通信行业研究员;上海交通大学工业工程硕士,2022年加入民生证券,重点覆盖电子测量、虚拟人、数字版权等领域。
执业证号:S0100122060027
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