卫星互联网发展迎来黄金期

2023-09-16 13:27韩健孙美玉
经济 2023年9期
关键词:空天卫星领域

韩健 孙美玉

党的二十大报告提出加快建设航天强国,实现高水平科技自立自强。当前我国卫星互联网发展已进入黄金期,市场规模稳步提升、政策环境持续优化、关键技术不断突破、企业发展逐步推进,但仍面临外部形势严峻和产业生态有待优化等问题,亟须进一步发挥科技创新的引领作用,通过持续优化顶层设计、强化核心技术攻关、优化产业生态体系、拓展行业服务模式、构建国际开放合作创新机制等方面加以布局,推动空天信息产业加速发展。

我国加快推进卫星互联网发展意义重大

从外部挑战来看,卫星互联网成为全球各国家和地区抢占空天信息竞争制高点的重要手段。

一是搶占日益稀缺的频率和轨道资源。据测算,地球近地轨道可容纳约6万颗卫星,2029年预计地球近地轨道将部署约5.7万颗卫星,同时低轨卫星主要采用的Ku及Ka通信频段资源也逐渐趋于饱和状态,空间卫星频率和轨道资源将更加稀缺。根据国际电信联盟《无线电规则》,近地轨道和频率按“先登先占”“先到先得”的原则协调分配,轨道和频谱成为各国加紧布局以期获得先发优势的重要战略资源。二是打造不可替代的“垄断”优势。卫星互联网作为一项开发有限资源的战略性产业,具有独特的“排他性”。少数企业可能在全球范围内形成垄断地位,控制着关键技术和服务,而后来者将付出巨大的进入成本,甚至不再具备入场条件。三是构建下一代弹性太空感知及作战体系。美国星链(Starlink)的表现让民用商业领域的卫星互联网的军事价值急剧凸显,卫星互联网星座将在通信、导航及遥感等领域拓展应用服务,极大增强战场实时信息交互和指挥控制能力。

从内部机遇来看,卫星互联网是我国建设航天强国的重要举措。

一是卫星互联网是我国新基建的重要组成部分。卫星星座及组网、地面设备等建设,促进了卫星通信的普及与深入,不仅为我国提供了高速、全球覆盖的网络连接,也为数字经济、智能制造等领域发展提供了强有力的支撑。二是卫星互联网助推天基互联网的落地。随着物联网、智能城市等应用的兴起,天基互联网作为新一代互联网基础设施的重要组成部分,填补了偏远地区通信空白,缩小了数字鸿沟,对于在“一带一路”沿线国家推广我国卫星应用服务具有重要意义。三是卫星互联网的兴起对空天信息产业的创新发展具有积极意义。卫星通信、导航和遥感等技术的创新与应用将带动相关产业的迅猛增长,不仅有助于提升我国在航天、电子、通信等领域的技术水平,同时将带动我国相关产业链的发展,为就业、投资和消费提供了新的机会。

我国卫星互联网发展迎来黄金机遇期

2020年卫星互联网首次纳入新基建范畴,上升为国家战略性工程。近年来,我国加强整体战略统筹部署,逐步构建完善的卫星互联网产业链,卫星互联网迎来了市场“破茧”和产业链“成蝶”的重要历史机遇,自身优势与政策红利将逐渐呈现叠加效应。

一是市场规模稳步提升。

我国卫星互联网作为国家新型基础设施建设的重要组成部分,在政策法规、技术升级、产业资本的多重驱动下,产业发展迅速。相关数据显示,2022年中国卫星互联网行业市场规模达到314亿元,预计2025年市场规模将达到447亿元,年复合增长率达到11%。此外,我国已经形成较为完整的卫星互联网产业链,地面设备制造和卫星运营及服务行业潜力巨大,未来市场空间将更为广阔。

二是政策环境持续优化。

我国高度重视和支持卫星互联网发展,近年来已出台多项政策措施鼓励推动卫星互联网规模化应用及商业化服务。2018年11月,国家统计局在《战略性新兴产业分类(2018)》中明确卫星互联网产业的战略性新兴产业地位;2020年4月,我国首度将卫星互联网作为重要通信网络基础设施纳入“新基建”政策重点支持方向;2021年3月13日发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出要建设天地一体、集成互联、安全高效的信息基础设施。同年12月,国务院发布《关于印发“十四五”数字经济发展规划的通知》,强调加快布局卫星通信网络,支持推动卫星互联网建设。2023年2月,工信部放开卫星互联网设备进网许可管理,天地一体化立体通信网络部署建设得以进一步推进。省市层面,已有10余个省市制定了推动卫星互联网产业的发展目标和具体措施,为促进卫星互联网的发展进一步释放政策红利。

三是关键技术不断突破。

我国在一箭多星、火箭动力系统及星上处理等方面取得重要突破。一箭多星方面,2023年6月,长征二号丁遥八十八运载火箭在太原卫星发射中心,成功将吉林一号高分06A星等41颗卫星准确送入预定轨道,创下我国航天发射一箭多星新纪录。火箭动力系统方面,2023年5月,西安航天动力研究所自主研究设计的130吨级重复使用液氧煤油补燃循环发动机在铜川大推力液体动力试验台试车取得圆满成功,为可重复使用运载器的发展应用奠定了重要技术基础。星上处理方面,2023年1月,哈工大自主研发的星上智能处理载荷随星升空,首次实现空间环境监测全自主智能处理。

四是企业发展稳步推进。

一方面卫星互联网领域相关企业数量稳步增长。相关数据显示,2020-2021年,我国卫星相关企业新注册量规模迅速扩张,新增量分别同比大幅增加105.7%、61.1%,并于2022年首次突破3万家。截至2023年3月底,我国已新增卫星相关企业9200家。另一方面企业核心技术创新不断提升。蓝箭航天、零壹空间、星河动力、银河航天等民营企业在低成本运载火箭、低成本卫星制造等领域储备了较强的技术实力。如中科宇航与多家战略伙伴签约“数量200颗,总质量40吨,签约金额达16亿”的合作协议,根据协议测算平均发射成本有望降低至4万元/kg。银河航天、吉利科技、九天微星等积极布局建设卫星产业基地,以实现卫星的批量化生产和低成本设计。

空天信息发展生态仍有待优化

空天信息是构建空天基础设施的新兴产业,能实现与各领域、行业的应用深度融合。近年来随着内外部发展环境发生复杂深刻变化,我国空天信息发展也将面临新的机遇和挑战,部分关键核心技术受制于人、星座建设进程仍需加快、创新场景系统设计不足、业务拓展及商业模式仍需优化等问题仍亟待解决。

一是部分关键核心技术仍受制于人。

卫星方面,对比欧美等发达国家,我国在卫星互联网关键芯片、器件及基础工具等方面仍存在一定差距,在卫星模块化设计、小卫星批量化生产、卫星通用化平台架构及卫星载荷设计、卫星星座可持续运维等方面的能力仍需进一步提升。火箭制造及发射领域,一箭多星、可回收运载火箭、重型运载火箭等领域对标全球领先水平尚存差距。

二是星座建设进程仍需加快。

目前我国GW、Galaxy等星座计划稳步推进。但对比美国SpaceX Starlink等部署,发射卫星数量及卫星组网进程仍需进一步提速。根据美国“太空”网站统计数据,2022年美国组织87次发射,运送793吨载荷,全球占比高达77%,其中SpaceX共计开展61次轨道级发射,发射成功率和火箭回收成功率均为100%,累计发射卫星数量超过2000颗,对比我国2022年商业卫星发射100颗的数据,存在明显优势。

三是创新场景系统设计不足。

根据行业调研,部分专家认为卫星互联网场景创新是制约其商业化的一个重要因素。相比于传统地面通信,卫星通信投入成本仍然较高,且应用场景较为单一,主要用于应急通信、抢险救灾等特定垂直行业用户,普通公众个人业务应用场景创新需要进行更深入的市场调研与挖掘,大规模商业化场景普及相比陆地移动服务还要一段时间。此外,鉴于全球6G技术路线尚不明确、关键指标和应用场景尚未形成统一定义,作为6G网络架構重要环节的卫星互联网,其场景创新需要长期持续探索。

四是业务拓展及商业模式仍需优化。

从业务扩展融资看,根据相关数据,截至2022年11月我国卫星互联网行业融资超过7亿元,但总体来看融资轮次是早期阶段;加之成功服务案例相对较少,对于技术研发、培育周期及发展前景无法做到更准确地研判,也影响整个行业的融资进度和规模。从服务对象看,我国空天信息目前的服务主要基于特定行业及政府部门,个人消费领域服务扩展不足。从商业模式看,我国空天信息各领域常态化合作机制尚不够健全,创新服务市场扩展、营收模式仍在持续探索和整合阶段。

加快培育我国空天信息产业的举措

首先,持续优化顶层设计。

一是加快推进我国商业航天立法进程,研究出台国家空天信息产业发展战略,明确重点发展方向、区域布局、重点任务、要素保障和监管要求等内容;制定重点领域的专项发展规划和技术路线图;进一步明确重点发展的细分科技领域和关键环节,出台更加具体的目录清单及发展指引,指导地方前瞻性开展产业布局。二是成立高级别的空天信息产业发展战略咨询机构,开展技术预见和技术调查,为国家统筹布局空天信息发展提供前瞻性、科学性、战略性的高质量支撑。

其次,加强核心技术攻关。

一是面向空天信息领域开展国家科技专项研究,优化和完善适应颠覆性创新的研发组织模式,探索关键核心技术攻关的创新机制。二是加快推动卫星、火箭、地面设备等领域关键核心技术攻关,开展空天信息关键芯片、器件、终端及设备研究及验证,加快推动我国空天信息装备产业化进程。三是强化空天信息标准生态研究和保护,鼓励龙头企业牵头组建空天信息领域全球性产业技术联盟,携手上下游企业共同制定一系列国际、国内及行业标准,积极推进相关标准“走出去”。

第三,优化产业发展生态。

一是强化金融支持力度。调动政策性金融、商业投资机构、社会资本等各类金融主体,搭建多元化融资平台,创新企业融资方式和金融服务模式。支持地方部门协作建立“种子基金”来撬动社会投资。二是完善产业公共服务体系。支持新型研发机构、科研院所等探索成立新型科技成果转化机构。围绕重点领域和重点方向,加快建成一批空天技术、数据及产业公共服务平台,提升中试和验证、检验检测、认证认可、交流合作等服务能力。三是创新人才机制。完善人才培养、引进、管理和评价等机制,加大对空天信息重点领域基础性研究、共性技术研究人才的支持力度,建立空天信息特殊人才选拔和评价机制,通过竞技竞赛、破格推荐等补充措施选拔特殊人才。

第四,拓展行业服务模式。

一是健全技术创新及场景互动机制。支持龙头及骨干企业组建场景创新联合体,搭建前沿技术中试平台,拓展行业场景挖掘渠道。二是打造一批行业示范样板。聚焦卫星通信、科学试验、太空经济等新领域,在新型工业化建设、重大太空科学研究、重大活动保障等领域形成一批示范性强、显示度高、带动性广的重大应用场景。三是完善空天信息终端及装备体系。统筹商业航天、电信、互联网等企业资源,开发软件定义卫星支撑产品,构建新一代弹性卫星互联网终端体系,加快“中国版星链”建设及商用化。

最后,构建国际创新合作机制。

一是主动融入全球科技创新网络。积极参与和主导空天科技国际大科学计划和工程,鼓励我国科学家发起和组织国际科技合作计划,积极利用国际创新资源。二是建立国际层面空天信息网络、产业及安全领域对话和合作机制,助推我国与全球各区域国家相关领域达成共识。三是加大国际规则制定的参与力度,产学研界要在ITU、3GPP等国际标准组织中围绕空天信息技术、产业及安全等议题输送高质量的研究成果,为我国重点领域技术和标准推广铺平道路。

韩健:现任工信部赛迪研究院无线电管理研究所(未来产业研究中心)所长,副研究员。兼任电子科技大学信息与软件工程学院特聘产业教授、中国科协“科创中国”专业科技服务团特约专家、工信部相关司局重大战略服务入库专家、中国知识产权研究会理事会员。

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