华为、苹果入局，全球星链竞赛开场

图源：摄图网

作者|知勇 来源|锦缎(ID：jinduan006)

在今年（2022年）之前，卫星通讯还是个小众的领域。直到9月2日华为余承东透露华为Mate 50将推出“向上捅破天”的全新通信技术，一夜之间，卫星通讯成了舆论热议话题。

9月6日华为新品发布会上，捅破天的技术如期而至——北斗短报文功能，在无地面网络信号覆盖的特殊环境下，华为Mate 50可以通过畅连App将文字和位置信息发往外界，并支持多条位置生成轨迹地图。

就在前后脚的功夫，老对手苹果也在秋季发布会上推出支持卫星通信的iPhone 14全系产品。通过手机内定制组件和软件，iPhone 14可连接到卫星的独特频率，并将求救信息发送给指定救援机构。

时隔两年，两大行业顶尖高手再次过招，不过侧重点变成了卫星通讯功能。华为作为通信行业的资深玩家，支持卫星通讯功能可以说水到渠成。但对于苹果手机，信号差已是公开的秘密，你连地面信号都没有优化好，怎么也能跟着“捅破天”？

具体再来看华为、苹果的卫星通信：

服务范围方面，目前华为的卫星通讯功能仅限中国大陆地区，而苹果的服务计划是从美国和加拿大两个国家开始。

费用方面，华为每月免费30条，苹果直接表示未来两年内不会收费。

功能体验方面，华为主要支持纯文本、地理位置信息；苹果支持发送的信息更加丰富，包括医疗ID、紧急问卷信息、地理位置和电池电量等，这意味着苹果发送的卫星急救信息需要更多的带宽。另外苹果手机上的求助信息发出去之后，还能够收到紧急求援机构的回复。

从公开信息比较，苹果的卫星通信功能相比华为毫不逊色，甚至某些方面功能更强。正所谓术业有专攻，为什么深耕通讯行业三十多年的华为却被苹果这个门外汉追上了？

01

苹果身后的星链生态圈

【1】什么是星链？

所谓星链是指用在地球轨道上布置一系列卫星来组成通信网络系统，将信号覆盖整个地球，每颗卫星相当于太空的大号基站。最为人所熟知的就是Space X的星链计划：发射1.2万颗通信卫星到地球轨道上，以实现能够覆盖全球的高速卫星通信网络。

话说回来，星链并不是一个新概念。最早可追溯到上世纪80年代摩托罗拉公司启动的“铱星计划”——11年时间，耗资50多亿美元，共发射66颗卫星。

不过由于时间跨度长，铱星系统建成之初也到了地面2G网络普及阶段，加上铱星手机售价高昂，销量惨淡，用户群的收入远不足以支撑铱星系统每年几亿美元的维护费。最终铱星系统投入商业化运营不到一年，就宣告失败——66颗卫星成了美丽的流星。

其实从技术角度讲，铱星计划最早采用星链的概念，率先打造出卫星通讯网络，在当时无疑是十分领先的。然而就是技术过于超前，实在无法商业化，最后成了令人惋惜的先烈。

【2】美国星链发展到什么程度了？

由于卫星通信投资大、技术壁垒高、开发周期长，在“铱星计划”之后的20年，一直没有面向普通消费者的卫星通信手机上市。不过人们从未停止对卫星通信网络的探索，最具代表性的就是马斯克在2002年成立的美国太空探索技术公司Space X。

2015年，马斯克再次提出了“星链”计划，让卫星互联网重新进入大众的视线。

2018年3月，Space X用猎鹰九号火箭成功发射2颗试验用小卫星并开展对地通信测试。

2019年5月23日，Space X用猎鹰9号运载火箭成功将星链首批60颗卫星送入轨道。

截至今年8月份，Space X已经发射了3208颗卫星，其在轨通讯卫星数量全球领先，马斯克的布局速度之快，实在令人乍舌。目前Space X在全球20多个国家拥有将近50万用户。如果一切顺利，Space X将在全球范围内提供更低成本的互联网连接服务。

图1：SpaceX星链发射计划，资料来源：偲睿咨询，首创证券

尽管马斯克的星链被定义成商业卫星网络，但其应用范围广泛，甚至适用于军事领域。比如今年的俄乌冲突，星链便展示了巨大的军事价值——在俄罗斯摧毁中断了乌克兰地面通信服务的情况下，马斯克很快为乌克兰部队提供了星链网络服务，帮助后者实现对外联系。这次“实战演练”不仅让马斯克名声大噪，也让世界各国认识到星链的战略意义。

对比当年的“铱星计划”，如今Space X的星链数据传输速率更快，覆盖范围更广，并且卫星的造价和发射成本也实现指数级下降。同时，SpaceX还在创造越来越多的纪录。在今年8月26日，马斯克在推特宣布，明年即将推出的第二代星链可以直连手机，即使所有的手机信号塔都瘫痪了，星链的通信服务也能正常进行。

图2：在移动应用程序上管理SpaceX的星链，资料来源：SpaceX官网

短短二十年时间，Space X从一家初创民营企业成为集卫星制造、火箭发射和回收、地面站建设、卫星运营和服务为一体的明星火箭公司，成为估值超千亿美元的独角兽。

其实说到底，Space X的成功与美国这片足够肥沃的航天土壤是分不开的。

首先，美国航天工业底蕴深厚，拥有上千家供应链配套企业以及数量可观的顶尖从业人员；第二，美国对卫星通讯网络的探索更早，并且较早开放了商业航天，允许民营企业涉足；最后海外拥有更加完善的资本市场，为Space X这种高风险、超长回报周期的高科技公司提供足够的“燃料”。

当然，美国除了马斯克的星链，还有全球星公司，即苹果14的卫星通讯服务商。不为大众熟知的是，全球星公司已经有超过30年历史了，早在1991年6月，美国Loral公司和高通合资成立了“全球星项目”，并在此基础上成立了全球星公司。在1998年2月，全球星就发射了第一颗卫星，并于2000年2月在48颗卫星和4颗备用卫星的基础上，开始全面提供商业服务。截止目前，全球星已经在10个国家取得了陆地许可证，覆盖大约7.5亿人口。

回到华为和苹果身上，这次高手对决并不是因为华为通信技术不如苹果，核心原因是双方背后的卫星通讯网络不同（国内北斗系统擅长的是精准的定位和导航等，对标国外的GPRS）。从另外一个角度讲，是苹果背后的更加成熟的星链生态圈帮扶着追上了华为。

02

中国“星链”还处于爆发前夜？

【1】中国“星链”开启加速度

回顾我国50余年的航天发展史，从第一颗人造地球卫星“东方红一号”到长征系列火箭，到神舟载人系列火箭，再到天和核心舱，取得的成就可谓举世瞩目。但在商业航天和通信卫星方面，其发展速度和规模相对滞后。

虽然从时间维度看，国内开展低轨通信卫星在轨试验并不比Space X的星链计划落后——早在2014年，我国就发射了“灵巧”通信试验卫星。但是发展至今，仅有为数不多的通信试验卫星发射，整体还处于试验验证阶段。

直到2020年4月，国家首次将卫星互联网纳入“新基建”政策支持的重点方向。同年9月，中国向国际电信联盟（ITU）递交了频谱分配档案，计划建设两个名为GW-A59和GW-2的宽带星座，其卫星数量达到12992颗。

2021年4月，国资委宣布成立中国卫星网络集团有限公司，专门负责统筹空间互联网建设的规划与运营。与此同时，中国航天科技集团、中国航天科工集团等“国家队”推出的鸿雁星座、虹云工程、行云工程等卫星网络工程也在加快进度布局中。

图3：中国星网申报星座信息，资料来源：新浪科技（创事记），国际电联

另一方面，在民营商业航天领域，我国同样也在加速构建完善商业生态。自从《国家民用空间基础设施中长期发展规划（2015-2025年）》发布以来，蓝箭航天、零壹空间、星际荣耀、银河航天等民间商业航天企业纷纷加入布局通信卫星行业，助力中国航天事业。

到了今年7月6日，海南商业航天发射场项目开工仪式在海南省文昌市举行，这是我国首个商业航天发射场，未来将进一步提升我国民商火箭发射能力，有效助力国内构建火箭链、卫星链产业生态体系。

【2】降低发射成本成为重中之重

跟当年的载人航天一样，中国“星链”正在快速追赶，但同时也要冷静地分析中外的差距。其中卫星发射成本是绕不开的话题。

以往在航天工业，重心在不惜代价确保产出高品质和可靠性的火箭，不用太在意成本，达成目标是第一任务，这也导致火箭发射成本高昂。而马斯克的第一性原理是要尽量降低成本，作为私营创业公司，Space X要求火箭的研发和制造不断追求成本极限，寻找安全可靠与成本效率之间的最佳平衡点。

2018年2月，Space X重型猎鹰火箭成功发射并回收了两枚助推器，一度震惊全行业。到去年年底，Space X完成第100次回收火箭，成为标杆民营航天企业。伴随着猎鹰9火箭重复回收的成熟应用，世界各国纷纷掀起火箭回收技术的研发热潮。

除了火箭的回收再利用，Space X还有一个颠覆行业的优势，就是采用“一箭多星”发射方式。其实我国也采取这种方式，不过一般是一箭三星、一箭四星。而SpaceX直接做到了一箭60星，这得益于猎鹰火箭惊人的运载能力——64吨，相当于一次可以将满载的波音747推入太空。

最终，火箭回收+一箭60星让Space X的卫星发射成本大幅度降低。相比传统火箭动辄上千万美元的发射费用，Space X的星链计划的单次发射成本仅120万美元左右。目前猎鹰火箭的商业报价比我们长征三号火箭的报价还低一大截。（注：长征三号是我国对外最便宜的报价）

虽然中国的可回收火箭项目始于2011年，和Space X公司提出的可回收火箭研发计划几乎是同一时间。不过我们至今还没有性价比较高的可回收火箭。

实际上，可回收火箭并非马斯克的独门绝技。马斯克既不是火箭回收概念的提出者，也不是最早进行可回收火箭发射试验的，但他却率先将这一理念投入商业化并且导入批量化应用，将火箭发射成本大幅拉低。除此之外，马斯克还在其他方面挖空心思省钱。

举例来说，Space X的猎鹰1号火箭采用一台梅林发动机，而猎鹰9号火箭采用9台梅林发动机“并联”，最新的猎鹰重型火箭则是将3个猎鹰火箭9号火箭“并联”在一起，也就是27个梅林发动机。简单来说，马斯克用一款发动机造出了猎鹰1号、猎鹰9号、猎鹰重型等一系列火箭，马斯克这种搭“乐高积木”的做法毫无疑问显著降低了火箭研发成本。

其实在特斯拉电动车上，我们同样可以看到上述降本理念的体现，比如使用宁德时代磷酸铁锂电池、采用硬件成本更低的纯视觉方案、研发4680电池和一体化压铸等。可以说，从车身到电池再到自动驾驶方案，马斯克都在试图把成本控制到极致。（特斯拉的内饰一直被诟病，与其说是简约设计，不如说是为了省钱。）

整体而言，民营企业在美国的航天活动中一直承担重要的责任，尤其是马斯克的Space X，很大程度上促进了航天商业化和供应链生态圈的发展。相较之下，我国的商业卫星开放时间相对较晚，卫星发射和研发长期由国家队主导，民营航天企业还处在初级成长阶段。

中国航天领域需要出现更多的供给和创新。不止是将火箭送上天再收回来，还要形成一套新的极为高效的研制模式、低成本的制造模式和成熟产业生态圈。未来我国也有望开启国家队带领，民营航空企业深度参与的新模式。

同时，随着航天产业链上的市场化突破，接下来也会吸引更多新的创业者和优秀资本进入，提升航天产业的活力和效率。

03

全球星链竞赛开场

【1】先到先得——星链布局已到紧要关口

虽然地球之外的空间浩渺，但是低轨通信卫星的理想高度是离地面550公里左右，太低或者太高都不适合。也就是说，在这个理想高度上能够容纳的通信卫星数量是有限的，业内专家推测大约可容纳6万多颗卫星，那么该怎么分配太空资源呢？

目前，国际电信联盟等机构基本上实行的是“先到先得”原则——谁先把这个地方占上了，这儿就归谁。而Space X一家就规划近70%的发射量，如果星链计划的4.2万颗卫星都上天，那其他后来者的卫星根本找不到落脚的位置了。夸张点说，星链计划是“走自己的路，让别人无路可走”。

当前中国在5G领域已取得全球领先水平，正在开启6G的探索。过去从1G到2G网络，其实都是基于地面基站通信的网络，而6G很有可能需要天地一体化的布局。假设6G需要融合卫星通讯，届时低轨道的通讯卫星将成为部署6G的关键，这意味着任何一颗通信卫星都将深刻影响中国6G网络的进程。

显而易见，低轨卫星通信网络已成商业航天技术、军事战略博弈和大国较量的必争之地。甚至可以说，未来谁控制了地球轨道，谁就拥有真正的主导权。正如当年的大航海时代，最终控制了海洋就成为最大的赢家。

【2】各国开启星链竞赛

总的来说，中国“星链”建设刚刚启动，还处于初级阶段。而在今年2月份，欧盟宣布投入60亿欧元来打造自己的卫星互联网，其余像俄罗斯、韩国、加拿大、印度、德国等国家也在紧锣密鼓地布局本国“星链”，星链竞赛开始进入白热化阶段。

更严峻的是，根据国际电联规定，在申请卫星轨道和频率后，必须在限定7年内发射卫星，否则超过有效期，申请的轨道就会作废。所以接下来的数年时间，中国的卫星制造和发射需要提速，势必迎来一波高峰期。

另外，考虑到低轨卫星寿命为5到7年，按照中国星链约1.3万颗计算，最长7年就要换一遍，相当于每年约更换2千颗卫星。如何打造一条完整的从卫星制造到卫星发射的产业链已是当务之急。

图5：各国星链规划，资料来源：浙商证券

【3】打造中国星链产业链

按照中国“星链”的规划，接下来几年时间中国将要发射近1.3万颗通信卫星，按照1000万元的单价估算，这就是一个全新的千亿级市场。而且部署完成之后，每年也有近200亿的更换需求。

当然卫星通讯是一个复杂的系统工程，对技术、可靠性、研发资金等要求都很高。其产业链主要可分为三大环节：上游的卫星制造、卫星发射、地面设备；中游的卫星运营及服务；下游的大众消费通信服务、卫星固定通信服务和卫星移动通信服务等。

在卫星的制造生产领域，主要由中国航天、中国卫星、中国空间、上海航天等少数企业主导。

在卫星制造元器件领域，值得关注的是相控阵天线，这是低轨通信卫星的核心系统，其中相控阵T/R组件成本占比超过了一半，主要有铖昌科技、国博电子等企业。另外值得关注的SoC/FPGA等数据处理芯片主要由复旦微电、欧比特和部分科研院所提供。

在卫星发射领域，过去主要由国家队主导，现在民营企业也开始大步入局，也出现一些被称为“中国版Space X”的民营火箭公司。比如前文提及的星河动力、蓝箭航天、零壹空间、星际荣耀等，九天微星等。虽然他们大多还未上市，但已经具备不错市场竞争力，值得我们长期跟踪关注。

在通信卫星地面设备领域，主要集中在天线、移动终端、地面接收站等产品研制和系统软件集成等领域，典型企业包括华讯方舟、海格通信、中国卫星等。

随着低轨通信卫星进入高频次批量发射阶段，各环节需求将迎来预期增长，将带动产业链相关公司将明显获益。

图6：中国通信卫星行业产业链，资料来源：浙商证券

整体而言，中国有着相对悠久的火箭和卫星研发历史，是全球为数不多的拥有航天工业禀赋的国家。虽然我们和美国还有一定差距，但是随着国家队和民营企业的不断协同创新，中国通讯卫星行业将很快进入一个空前繁荣的新阶段。

编者按：本文转载自微信公众号：锦缎(ID：jinduan006)，作者：知勇