衛星互聯網組網提速 協同降本共拓商業航天新藍海
圖1:銀河航天靈犀03星太陽翼展開狀態 銀河航天/供圖 圖2:9月20日,太原衛星發射中心成功將吉林一號寬幅02B01—06星發射升空。該衛星由長光衛星技術股份有限公司出資自研。中新社發 鄭逃逃/攝
證券時報記者 周春媚
11月30日晚,位於海南文昌的海南商業航天發射場,長征十二號運載火箭在漆黑的海域噴射出一朵狹長的烈焰,成功將衛星互聯網技術試驗衛星送入預定軌道。這裡是我國的首個商業航天發射場,這一首發任務的圓滿完成,意味着我國補齊了商業航天發射場這一產業鏈上的“最後一塊拼圖”,高密度發射衛星成爲可能,我國商業航天事業由此按下“快進鍵”。
隨着海南商業航天發射場的投用,我國組建衛星互聯網的步伐將不斷加快,而井噴的需求所牽引出來的,是一條巨大的商業衛星產業鏈。
證券時報記者採訪瞭解到,我國商業衛星產業的核心技術基本實現自主可控,且在部分領域已達到國際領先。但是,商業航天以盈利爲目標,相比於造出一顆衛星,行業當前更多的關注點在於如何更快速地擴大供給、更大程度地降低成本。
中國商業航天必須邁過技術、成本、盈利這三道關卡。這是一個蘊藏着無數細分賽道投資機遇的廣闊市場。
技術關:
產業鏈十年實現從無到有
海南商業航天發射場首發任務發射的衛星互聯網技術試驗星,背後是我國衛星互聯網領域的第一家獨角獸企業——銀河航天。
在銀河航天位於北京的方舟實驗室,證券時報記者見到了公司研製的我國首款衛星主體使用一體化成型技術的平板式可堆疊衛星——靈犀03星的模型。一塊巨大的平板上,相控陣天線、載荷管理單元、蓄電池等核心零部件有序排布其中。“衛星疊放在一起可以節約空間,讓火箭發射一次能運載的衛星更多,也有助於衛星的批量研製。”銀河航天供應鏈總經理羅興睿表示,公司的合作伙伴涵蓋精密加工、鑄造、電子集成、能源、機電、材料等領域,供應鏈廠商已從成立初期的100餘家拓展到1300餘家。
作爲整星企業,銀河航天供應鏈夥伴的不斷增加,正是中國商業衛星產業鏈發展完善的縮影。過去很長一段時間,航天產業以國家爲主導,主要發射北斗、嫦娥、風雲等系列的高軌衛星。自2014年《國務院關於創新重點領域投融資機制鼓勵社會投資的指導意見》發佈,明確鼓勵民間資本參與商業航天,中國商業衛星產業開始起步,以市場爲主導,主要發射低軌小衛星。
在這十年間,商業衛星也在逐步構建自己的產業鏈。“從航天層面來說,商業衛星企業乃至國家航天都沒有被卡脖子。”另外一家整星企業微納星空創始人高恩宇告訴證券時報記者,公司自成立以來就從事衛星研發製造業務,在部分技術領域已達到國際領先,不僅持續圍繞衛星載荷、衛星平臺關鍵單機等核心技術與產品加大投入力度,而且針對星載AI載荷、輕量化相控陣雷達載荷技術、平板式構型+多星堆疊發射等領域進行了衛星技術體系和設計理念的先進革新。“據我們自身觀察,大部分公司都基本擁有相對成熟的技術方向和策略,接下來需要將其更好地實踐和落地。”
以衛星產業鏈的星載芯片爲例,這一基礎零部件在各分系統中幾乎無處不在,是衛星安全性和可靠性的核心節點。“早期,國內的星載芯片主要依賴進口,但隨着國家對航天事業的重視和技術投入的增加,國內企業開始自主研發星載芯片,逐步實現了從無到有、從弱到強的轉變。”國科環宇董事長張善從告訴記者,目前我國在星載芯片領域已較成熟,傳統型號任務的星載芯片已基本實現國產化。
推進系統是衛星極其重要的一個分系統,核心功能是保證衛星準確入軌並維持在軌位置和姿態,推進系統性能的好壞,直接影響衛星的入軌精度和在軌壽命。作爲航天器動力系統研發生產公司,易動宇航致力於爲衛星提供高效、可靠的動力解決方案,公司系列產品和服務已成功應用於國家重點型號及商業衛星任務,霍爾、電弧、電阻推力器產品均已成功在軌使用,截至目前手持訂單超過300餘套,在軌數量70餘套。
公司創始人兼CEO沈巖告訴記者,目前我國衛星推進系統的發展已達到一定的成熟度,以前衛星要帶很重的燃料,動力系統佔據很大的空間,發射成本高,完成編隊組網需要幾個月時間,現在通過大量的在軌應用,不斷地技術創新,可以將動力系統做到質量更小、成本更低、效率更高,能夠幫助衛星在幾天內完成軌道機動和相位分佈,衛星的商業價值也能快速凸顯。
成本關:
上下游聚力實現多快好省
“低軌衛星互聯網星座規模大,低成本批量生產至關重要。因此,商業衛星的角色就是快速批量化低成本的生產能力。”高恩宇表示。
在全球商業航天領域,埃隆·馬斯克創辦的SpaceX公司是最受關注的一家公司。這家全球商業航天“領頭羊”於2014年提出低軌互聯網星座計劃——“星鏈”,計劃發射4.2萬顆衛星,取代地面上的傳統通信設施。據摩根士丹利估算,“星鏈”衛星製造成本在100萬美元/顆,摺合成人民幣爲720萬元左右。然而,據浙商證券研報,目前我國低軌通信衛星的平均造價約爲3000萬元/顆。
產業鏈成本居高不下,是目前我國推進商業航天事業的最大阻礙。未來幾年,我國將有蓬勃的低軌衛星發射需求,如何多、快、好、省地生產和發射更多商業衛星是行業最大的優先級。無論是核心零部件廠商還是衛星整星企業,只有每個環節都最大程度壓縮成本,才能聚合成產業鏈的總體優勢。
供應鏈方面,還是以星載芯片爲例,技術創新在降本方面發揮着重要作用。張善從告訴記者,傳統的宇航專用抗輻照芯片由於可靠性要求高、批量小,導致價格昂貴,難以滿足商業航天的經濟性要求。“我們將航天芯片抗輻照工藝和方法與高安全等級車規芯片要求相結合,通過跨行業融合應用,在國內率先推出了一系列價格在百元級別的商業航天專用芯片。”張善從說。
整星企業貫穿產業鏈上下游,往往也是鏈主企業,是推動衛星生產製造走向低成本、批量化的關鍵角色。“銀河航天自成立之初,就本着通信載荷、核心單機、衛星平臺的自主研發與低成本量產的發展思路,開始探索開拓新的供應鏈。”羅興睿告訴記者,不少過去爲汽車等行業提供零部件的生產製造型企業,在銀河航天的牽引下,其針對航天產品的生產製造能力不斷提升,逐步進入商業航天供應鏈配套體系。
例如在衛星製造的電裝環節,銀河航天從汽車配套企業中遴選了一家做工業計算機電裝的廠家。在前期培育階段,銀河航天的技術人員與供應鏈企業工作人員一起辦公,共同打磨產品,促進產品快速定型。“這種模式在前期探索階段非常耗精力,但一旦定型後,即可延伸開拓新的供應鏈,實現模式複製。”羅興睿說。
盈利關:
鏈主需加快實現商業閉環
在全球太空爭奪戰中,SpaceX正全力打造“星鏈”計劃,將更多衛星發射進太空。由於太空的軌道和頻率具有稀缺性和排他性,遵循“先佔先得”的原則,比拼的正是產業鏈整體的實力,誰有更強的產能、更優的成本,就將佔據更多太空資源。
我國也正加速打造自己的低軌衛星星座項目。例如,垣信衛星主導的“千帆星座”,預計於2030年完成約1.5萬顆星座建設;中國星網主導的“GW星座”預計要向太空發射近1.3萬顆衛星。一邊是井噴的需求,另一邊則是國產微小衛星的龐大缺口,這意味着,若企業能夠擴充產能、平衡成本,則將不愁訂單。然而現實情況是,商業衛星具有高技術、高投入、高風險、高回報、長週期的特點,企業尤其是鏈主企業,一邊面臨着高昂的成本投入,另一邊由於應用場景及需求牽引的不足而難以形成大規模的收入,普遍沒有形成商業閉環,面臨盈利難關。
最近,長光衛星撤回科創板IPO,上市暫告折戟。作爲我國第一家集衛星研發製造、運營管理和遙感信息服務於一體的全產業鏈商業遙感衛星公司,長光衛星早在2015年就將自主研發的“吉林一號”組星發射上太空,開創了中國商業衛星應用的先河。但是,長光衛星始終未能實現盈利,2019年至2022年上半年的淨虧損分別爲3.91億元、3.91億元、2.2億元和2.1億元。公司表示,主要原因系每年需要承擔較大的衛星折舊成本及較高的研發投入,且銷售規模較小,不能覆蓋同期發生的支出。
長光衛星面臨的難題,也是我國整星企業普遍存在的現狀。“SpaceX成立於2002年,經過20年才實現盈利。中國商業航天2015年才真正起步,離商業化還有較長的一段路要走。”高恩宇表示。鏈主形成商業閉環、實現穩定盈利,對於整個產業鏈而言非常重要。以SpaceX作爲參照,作爲美國商業航天產業鏈的鏈主,“星鏈”項目成爲公司最大的收入來源。SpaceX在需求的牽引下擁有了自我造血能力,不僅爲產業鏈公司持續提供訂單,也主導打造了高效完備、自主可控的產業鏈。
業內的共識是,商業航天作爲硬科技,需要較長的發展週期,離不開企業和資本的耐心與堅守。接下來的幾年,在“千帆星座”和“GW星座”等星座驅動下,應用需求將迎來井噴,帶動企業加快實現盈利。“想要推動商業航天成爲一個全面市場化的繁榮產業,需要火箭、衛星、行業上下游共同深度參與的每個單位。屆時,中國製造將顯現出結構性優勢,我國商業航天產業將有機會通過運載環節的升級帶動衛星產業實現真正的爆發。”高恩宇說。