垣信衛(wèi)星“千帆星座”（G60星鏈）首批18顆組網(wǎng)衛(wèi)星順利發(fā)射升空，標志著中國版“星鏈”正式拉開組網(wǎng)建設的帷幕。
根據(jù)規(guī)劃，G60星鏈今年將發(fā)射108顆星，2025年底實現(xiàn)648顆衛(wèi)星提供區(qū)域網(wǎng)絡覆蓋，第一個階段是1296顆星，到2027年提供全球網(wǎng)絡覆蓋。到2030年，G60星鏈將致力于打造一個擁有1.4萬多顆低軌寬頻多媒體衛(wèi)星的組網(wǎng)，大幅提升我國在全球衛(wèi)星通信領(lǐng)域的競爭力，為國內(nèi)用戶提供更廣泛、更高質(zhì)量的通信服務。
目前，全球最成功的低軌通信衛(wèi)星聯(lián)網(wǎng)星座是SpaceX的StarLink。截至2024年6月12日，StarLink已經(jīng)發(fā)射衛(wèi)星175批共6611顆，其中手機直連衛(wèi)星達到64顆，經(jīng)測試傳輸速率已達到17Mbps。
另外，美國星鏈還有Kuiper、銥星二代，英國星鏈有OneWeb。隨著中國版星鏈首批衛(wèi)星成功入軌，全球星鏈競爭將進入新階段，開啟低軌資源的爭奪戰(zhàn)。
三個規(guī)劃實施的中國“萬星星鏈”
G60星鏈的建設運營方為垣信衛(wèi)星，該項目由上海松江區(qū)牽頭，聯(lián)合多家資本共同打造。
據(jù)介紹，G60星鏈的技術(shù)特點包括采用先進的衛(wèi)星通信技術(shù)和多層、?多軌道星座設計，?可能更加注重衛(wèi)星的多媒體功能和寬帶通信能力，?以滿足不同用戶的需求。該項目于2021年啟動，采用上海格思航天自主研發(fā)的可堆疊型平板衛(wèi)星平臺，每顆衛(wèi)星重300kg。
上海格思航天總經(jīng)理曹金表示，G60星鏈衛(wèi)星制造采用智能化脈動生產(chǎn)線，每個工位固定完成特定的操作流程，如裝配太陽板、力學振動測試等，這條流水線每年可量產(chǎn)300顆衛(wèi)星。
除了G60星鏈，國內(nèi)目前還規(guī)劃了“GW星座”和Honghu-3（鴻鵠-3）另外兩大萬星級別的星鏈。其中，“GW星座”是由中國衛(wèi)星網(wǎng)絡集團有限公司（中國星網(wǎng)）牽頭，計劃打造一個由1.3萬顆衛(wèi)星組成的中國星鏈主體，總共包含2個子星座，軌道高度也分為兩組，GW-A59子星座的衛(wèi)星分布在500km以下的極低軌道，GW-2子星座的衛(wèi)星分布在1145km的近地軌道。
Honghu-3（鴻鵠-3）是我國規(guī)劃的第三個萬星級別的星鏈。根據(jù)國際電信聯(lián)盟（ITU）的API信息，鴻鵠-3星鏈將在160個軌道平面上總共發(fā)射1萬顆衛(wèi)星，為兩期建設。第一期預計投資200億元，在2022年建成由60顆衛(wèi)星組成的通信網(wǎng)絡；第二期預計在2025年完成，通過數(shù)百顆衛(wèi)星構(gòu)建“海、陸、空、天”一體的衛(wèi)星移動通信與空間互聯(lián)網(wǎng)接入系統(tǒng)。
低軌衛(wèi)星資源嚴重不足
雖然各國以及各家公司都在積極布局星鏈，并都希望打造萬星級別的大規(guī)模星鏈。不過，這些計劃可能都會受到資源的限制。
低軌能容納的軌道資源終究是有限的，按照國際電信聯(lián)盟制定的《無線電規(guī)則》，衛(wèi)星軌道和頻譜資源具有排他性，這就是為什么國際電信聯(lián)盟要制定“先到先得”的策略。
按照劃分，衛(wèi)星軌道分類共有五種，分別是低地球軌道（LEO）、中地球軌道（MEO）、地球同步軌道（GEO）、地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）以及太陽同步軌道（SSO）。其中，地球同步軌道（GEO）為35786千米只有一條，各國之間需要公平協(xié)商分配；低地球軌道（LEO）、中地球軌道（MEO）全部按照“先登先占”的原則。
然而，目前Starlink衛(wèi)星申報數(shù)量已達到46000顆，國際電信聯(lián)盟據(jù)悉已經(jīng)批準了7500顆，Starlink發(fā)射了6611顆。中國星網(wǎng)已經(jīng)申報了12992萬顆，計劃再次加申5656顆；上海垣信已經(jīng)申報了1296顆，計劃加申2.7808萬顆；另外，亞馬遜的Kuiper、英國OneWeb等公司申報的數(shù)量都是千顆級別。根據(jù)賽迪數(shù)據(jù)，地球近地軌道可以容納的衛(wèi)星數(shù)量為6萬顆，那么目前申報數(shù)量已經(jīng)嚴重超出了近地軌道的容量。
另外，時效性也非常重要，因此G60星鏈首批衛(wèi)星的發(fā)布具有非常重要的意義。按照國際電信聯(lián)盟的規(guī)定，衛(wèi)星運營商須在第一顆衛(wèi)星投入使用的監(jiān)管期結(jié)束后的2年內(nèi)發(fā)射10%的衛(wèi)星，5年內(nèi)發(fā)射50%，7年內(nèi)全部部署完成。在星鏈建設方面，我國起步比較晚，Starlink自2019年就開始了建設布局，目前Starlink已經(jīng)服務超過80個國家和地區(qū)，全球用戶超過了300萬。?
電子元器件面臨的重大歷史機遇
星河動力董事長劉百奇此前透露，低軌通信衛(wèi)星目前國內(nèi)平均造價為3000萬元，就以目前4萬顆的申報量來算，硬件價值也超過了1.2萬億，每一家入局的企業(yè)都需要在硬件方面投入數(shù)千億元。
不過，衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈不只是制造，總體包括衛(wèi)星制造、衛(wèi)星發(fā)射、地面設備、衛(wèi)星運營及服務、衛(wèi)星應用等多個環(huán)節(jié)。按照SIA 的估算，在衛(wèi)星服務產(chǎn)業(yè)鏈中，衛(wèi)星制造的產(chǎn)業(yè)規(guī)模只占總規(guī)模的5.62%，衛(wèi)星發(fā)射占比約為2.49%，地面設備占比約為51.59%，衛(wèi)星運營及服務占比約為40.30%。
在衛(wèi)星制造方面，使用到了大量的電子元器件，包括星載原子鐘、聲表面波濾波器、鋅銀蓄電池組、繼電器、連接器、射頻同軸開關(guān)、星用大功率射頻電纜組件、微波射頻T/R組件、功能性傳感器和數(shù)字信號處理器件等。在這些器件的設計制造方面，中國航天集團承擔著主要責任，比如在此前大家熱議的北斗衛(wèi)星中，中國航天集團承擔了星載原子鐘、聲表面波濾波器、鋅銀蓄電池組、電連接器、繼電器、晶體元器件、緊固件等多項產(chǎn)品的研制生產(chǎn)任務。
當然，中國航天集團下屬各個院所也有分工，比如航天二院提供原子鐘，該院能夠為衛(wèi)星設計、驗證、試驗、組網(wǎng)各個階段提供原子鐘，最新一代的原子鐘相比前代產(chǎn)品其體積更小、重量更輕。另外，航天二院在晶體元器件方面也很有優(yōu)勢。
再比如航天科工十院的電連接器、繼電器、鋅銀蓄電池組等產(chǎn)品，也都在北斗衛(wèi)星上得到了充分的質(zhì)量驗證，能夠順暢、準確地傳遞各種信號指令。
除了中國航天集團，目前國內(nèi)參與衛(wèi)星系統(tǒng)制造的還有：
·T/R芯片和組件企業(yè)：中國電科13所、中國電科55所、中國電科十三所、中國電科三十八所、鋮昌科技、雷電微力、國博電子、和而泰、亞光科技、無錫華測、臻鐳科技等；
·射頻芯片和器件：臻鐳科技、中瓷電子等；
·后端信號處理：創(chuàng)意信息、信科移動等；
·連接器：航天電器、陜西華達、富士達等；
·衛(wèi)星平臺部件：航天智裝、國光電氣、智明達、航宇微、振芯科技和天銀機電等。
根據(jù)太平洋證券研報《通信行業(yè)研究報告：通信網(wǎng)絡天地一體化，未來并不遠》，在衛(wèi)星系統(tǒng)中，相控陣T/R組件價值量占比高，因此從上述統(tǒng)計也能夠看出，這部分參與企業(yè)的數(shù)量也是非常多的。相控陣T/R組件包括數(shù)字信號處理模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、發(fā)射/接收（T/R）組件和天線單元，無論是無源相控陣雷達（PESA）和有源相控陣雷達（AESA）都需要集成大量T/R組件，因此生產(chǎn)成本相對高昂。根據(jù)國博電子招股說明書，T/R組件成本約占有源相控陣系統(tǒng)總成本的70%-80%。到2030年，國內(nèi)T/R組件市場規(guī)模預計將達到1418億元。
結(jié)語
由于低地球軌道（LEO）和中地球軌道（MEO）均按照先到先得的申報邏輯，且具有明顯的時效性，因此G60星鏈首批18星上天有著重要意義，也對國內(nèi)的衛(wèi)星系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈提出了很高的要求。在電子元器件方面，航天集團和中電科在國內(nèi)占據(jù)主導地位，但民營企業(yè)近幾年發(fā)展也非常迅猛，比如臻鐳科技、國博電子等。從器件類型來說，T/R組件的價值占比較高，是市場競爭的核心。
