【太平洋】通信行业深度报告：通信网络天地一体化，未来并不远.pdf

2023-09-06

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一、天地网络一体化走向已定，6G 行业演化方向明确

（一）天体一体化理论框架将定

传统的卫星通信系统和地面蜂窝网络互相独立。但全球通信生态系统中，卫星通信被认为将是 5G-Advanced 和 6G 的重要组成部分。第三代伙伴关系项目（3rd Generation Partnership Project，3GPP）已针对卫星与 5G 技术一体化开展研究，并将该一体化技术命名为“非地面网络（Non-Terrestrial Network，NTN）”。2019 年底，基于 5G 新空口的非地面网络和物联网非地面网络的第一个工作项目在 R17 获得批准。从 R17 至 R19，再生卫星和透传卫星预计均将支持 NR 基本特性。目前全球设备商已经开始围绕 NTN 网络进行新一轮的技术、产业布局。卫星互联网和地面网络系统的融合已经成为趋势。预计理论框架将在 2025 年彻底完成。

根据 3gpp-38821-g20 文件规定，卫星网络主要组成部分如下： 1.信关站：用于连接非地面网络和公共数据网络的若干个地面站。 A.地球同步轨道（GEO）卫星会同时覆盖若干个地面信关站。 B.非地球同步轨道卫星一次由一个或几个地面信关站连续服务。以此保证服务的连续性，星链一般一个地面站与 8 颗卫星连接。 2.卫星（或 UAS 平台）：用于实现透明或再生（带机载处理）有效载荷。 A.透明转发载荷：无线电频率滤波、变频和放大。因此，信号传输过程中的波形信号不发生改变； B.再生转发载荷：射频滤波、变频和放大，以及解调/解码、开关和/或路由、编码/调制。这实际上相当于在卫星（或 UAS 平台）上拥有全部或部分基站功能（例如 gNB）。

透明转发载荷对地面设备要求相对简单。仅需要在传统 5G 基站下挂在信关站即可保证卫星网络接入。但是，由于低轨卫星的视场范围不超过 1000 公里，实施过程中会需要建设大量的地面信关站以保证卫星的稳定接入。再生转发载荷让卫星拥有了星上处理能力，实质上拥有了部分甚至全部的基站功能。通过激光通信或传统无线通信，卫星间可以传递信息。数据可以在卫星间多次传导后接入地面信关站。理论上激光在真空中传播的速度约是光纤中的 1.5 倍，数据流可以更高效地传输。同时由于部分基站功能上升至卫星，信关站可以直接挂载在运营商核心网，极大程度上减少了地面信关站的建设成本。 3.卫星间链路（ISL）：卫星星座的一个可选组成部分。依赖于再生转发载荷。ISL 可以采用传统无线频段或光波段。可以实现卫星间的数据交换。

（二）卫星通信向一体化、高通量方向演进

1. 通导遥一体化

根据卫星的实际用途可以分为：通信卫星、导航卫星以及遥感卫星。传统的卫星方案是通导遥分离，卫星平台一次只会搭载一种载荷。在部分场景如应急救灾，需要三种卫星体系协同作业，效率非常低下。2008 年汶川地震时，获取第一幅卫星影像花了 36 个小时。2015 年天津港爆炸时，获取第一幅卫星影像的时间缩短到 12 个小时。 2017 年九寨沟地震时利用了无人机，获取受灾现场图像的时间缩短到了 4 个小时，却仍然远远不能满足快速响应的要求。此外，与国际相比，美国有秒级的空间网络和分钟级的处理服务, 响应时间在 12 分钟之内，而我国目前是小时级的过境传输网络和小时级的处理服务，两者差距较大。我国发现敏感事件的反应速度要几十个小时，境内需要 10 小时，境外需要 20 小时甚至 30 小时，与美国相比差距巨大。目前全球范围内，没有国家真正意义上完成通导遥一体化平台的设计-建设工作。但是可以预见这将是未来的发展方向。

2. 高通量化

根据传输带宽的大小可以将卫星分为宽带卫星/高通量卫星（HTS，High Throughput Satellite）和窄带卫星。传统卫星通常都是窄带卫星，其通量约为 1-2Gbps，而高通量卫星通量可达传统卫星的数十倍。主要原因在于： a. 频率：而高通量卫星广泛使用 Ku 波段（12-18GHz）和 Ka 波段（27-40GHz），频率资源丰富。b.卫星平台升级：由于电子科技的进步，卫星平台的负载能力有了大幅的提升。c.多波束技术，卫星平台升级后，卫星搭载天线的尺寸和数量增加。

3.低轨道化

根据赛迪顾问的《“新基建”之中国卫星互联网产业发展研究白皮书》，低轨通信卫星发展可以分为三个阶段：与地面通信网络竞争阶段（20 世纪 80 年代～2000 年）。以摩托罗拉公司“铱星” 星座为代表的多个卫星星座计划被提出，“铱星”星座通过 66 颗低轨卫星构建一个全球覆盖的卫星通信网。这个阶段主要以提供语音、低速数据、物联网等服务为主由于通信质量、资费价格等方面的缺陷，在与地面通信网络的竞争中宣告失败。对地面通信网络补充阶段（2000~2014 年）。以新铱星、全球星和轨道通信公司为代表，定位主要是对地面通信系统的补充和延伸。与地面通信网络融合阶段（2014 年至今）：以一网公司(OneWeb)、太空探索公司 (SpaceX)等为代表的企业开始主导新型卫星互联网星座建设。卫星互联网与地面通信系统进行更多的互补合作、融合发展。卫星工作频段进一步提高，向着高通量方向持续发展，卫星互联网建设逐渐步入宽带互联网时期。

（三）低轨通信卫星市场空间广阔

卫星通信市场空间广阔。赛迪智库发布的《中国卫星通信产业发展白皮书》显示， 2025 年我国卫星通信设备行业产值将有望超过 500 亿元，相关设备制造市场空间巨大；据通信产业报预计，小卫星产业迅速发展带动卫星制造市场，2025 年全球小卫星制造和发射市场规模将超过 200 亿美元，产业规模增长迅速，经济效益可观；Strategy Analytics 预测，到 2026 年，卫星通信系统市场规模（包括卫星有效载荷和卫星终端）将占军用通信市场规模的 37.2％，市场价值将达 137 亿美元。

截至 2023 年 7 月，全球范围内多个国家均提出了自己的卫星星座计划，共包涵卫星 69937 颗。其中，美国 SpaceX 公司的 Starlink（星链）星座计划卫星数量最高，达 42000 颗，占总数的 60.05%；其次为我国的星网计划（GW），卫星数量为 12000 颗，占比 18.58%。

据摩根大通测算，星链计划单颗卫星造价在 50万美金到 100 万美金之间（根据 NASA 官网数据，单星整备质量约 260kg）。若取中间值 75 万美金/颗，则星链计划总共将产生约 315 亿美金的市场。星链卫星的设计使用寿命约为 5 年。星链于 2019 年底开始建设卫星星座，2020 年一共发射卫星 833 颗，价值约 6.25 亿美金，预计在 2025 年开始进行替换。我国卫星制造成本相对较高，根据长光卫星招股说明书，和星链质量等级相同的卫星造价约为 5000 万人民币。以当前的卫星制造成本估算，将带来 6496 亿人民币的增量市场。

考虑卫星使用寿命到期后发射新卫星进行填补，同时，卫星制造成本将逐渐降至和星链相同数量级。截至 2030 年，预计将产生累计约 3122 亿的市场空间。市场空间计算基础假设：1. 成本占比：载荷/卫星 60%，平台/卫星 40%，TR 组件/ 载荷 30%，射频芯片/TR 组件 50%，激光链路/载荷 20%；2. 卫星发射计划基本按照 ITU 要求进行，2025 年完成 10%的卫星发射，2028 年完成 50%的卫星发射，2030 年完成所有卫星发射；3. 卫星各零部件制造成本下降环比速率相同且保持边际递减，2023-2025 年成本按照 0.3 比例递减，到 2028 年成本按照 0.2 比例递减，到 2030 年按 0.1 比例递减；4. 假设卫星质量与成本成正比，2023 年国内 200kg 级卫星成本假设为 5000 万，即 25 万元/kg，单颗卫星质量 2023-2025 年为 300kg，-2028 年为 800kg，-2030 年为 1000kg；5. 2023 年，我国完成卫星星座实验性组网，2024 年正式开始批量部署卫星星座，星座设计寿命为五年，2029 年开始增补 2024 年发射的卫星。

二、多因素共振，卫星通信前景明确

（一）资源短缺，大国竞争

卫星通信的限制性资源主要包括频段资源以及空间轨道资源。频段资源先到先得。当前国际电联申请卫星通信频段的原则为“先到先得”：ITU 接收到一个频段的申请，就会在一段时间内保留该申请，并为该申请者进行频谱协调和评估。如果在保留期限内没有其他申请者提交相同频段的申请，那么该申请者将获得该频段的使用权。当多个申请者都希望在某个特定频段内发射和运营卫星通信系统时，首先提交申请的申请者将优先获得该频段的使用权。一旦运营商申请一个低轨星座和通信频段后，必须在 7 年内发射一颗卫星并正常运行 90 天，然后在两年内发射卫星总量的 10%，5 年内发射 50%，7 年后将申请的卫星数量全部发射完毕。即运营商一共有 14 年的时间来完成整个星座的建设。卫星通信使用频段有限。根据国际电联的频谱划分，卫星通信能使用 1-110GHz 范围内的 11 个无线频段。传统卫星通信主要使用 4-8GHz 的 C 波段，新型低轨星座广泛使用 Ku、Ka 波段。

以美国公司 SpaceX 的 starlink 星链计划为例，第一期计划主要使用频段分布在为 Ku、Ka 以及 Q/V 频段。总共占据约 18.1GHz。Ku、Ka 以及 Q/V 频段带宽之和为 54GHz。星链计划共占据约 33.5%。第二期计划主要使用 Ku、Ka 频段，共占据 6.4GHz 占据 Ku、 Ka 频段总带宽的 33.7%。频段资源严重短缺。

除频段资源外，据央视引用专家信息显示，低轨空间仅能容纳约 6 万颗卫星。美国仅 SpaceX 公司的 Starlink 星链计划已经申请 42000 颗卫星。轨道空间资源余量短缺，全球各国竞争激烈。

（二）传统蜂窝网络覆盖不足，卫星网络应用弥补

我国地面网络建设水平再创新高，但离全面覆盖仍力有未逮。根据《中国宽带发展白皮书（2022 年）》，我国已经建成全球规模最大，技术最先进的 5G 独立组网网络，截至 2022 年 9 月底，我国累计建成并开通 5G 基站 222 万个， 5G 网络在实现全国所有地级以上城市覆盖的基础上，进一步延伸覆盖至全国所有县城城区和重点乡镇镇区。同时我国已经历史性实现“村村通宽带”。截至 2021 年 11 月底，全国 51 万个村级单位均已通宽带，行政村、贫困村通宽带比例全部提升至 100%，实现未通宽带行政村动态清零。同时，根据工信部发布的《2022 年通信业统计公报》，我国光纤接入（FTTH/O）端口达到 10.25 亿个，比上年末净增 6534 万个，占比由上年末的 94.3%提升至 95.7%。基本实现了光纤到户的目标。截至 2022 年底，具备千兆网络服务能力的 10G PON 端口数达 1523 万个，比上年末净增 737.1 万个。但是根据 CNNIC 发布的第 51 次《中国互联网络发展状况统计报告》，可知截至 2022 年 12 月，我国城镇地区互联网普及率为 83.1%，农村地区互联网普及率仅为 61.9%。虽然城乡地区互联网普及率差异较 2021 年 12 月缩小 2.5 个百分点。但是仍然存在较大差距。与之对应，截至 2022 年 12 月，我国非网民规模为 3.44 亿。

客观来讲，我国已经建成全球范围内最先进的互联网体系，但是仍存在未覆盖无线信号的地区。传统地面无线通信网络架构中，信号的覆盖依赖于基站以及配套的传输网，在建设中会受到客观条件的限制。此外，对于长途出行场景，传统地面网络难以有效覆盖如飞机和高铁的高速移动场景。同时，由于 5g 基站覆盖范围小，需要频繁的切换站点，对于自动驾驶领域也难以提供有效支撑。

卫星通信极致的网络覆盖能力和现行 5g 网络可以形成充分的互补。其优势在于：1. 可以省去地面基站以及传输网的建设成本。地面端仅通过投放对应的接收设备即可完成入网；2. 理论上可以无视地面遮挡物，实现对地面无死角覆盖；3. 单个卫星的覆盖面积均远大于地面基站，通过多卫星同时链接，可以保证移动场景下的无缝切换。在俄乌战争中，乌克兰大量地面网络基础建设遭到破坏，部分地区出现网络服务中断。星链为当地政府提供保障性服务，保证了当地网络的正常运行。同时，在无互联网覆盖区域，为乌克兰方的无人机提供网络接入服务，为乌克兰军方的无人侦察提供了支撑。实际应用已经证明卫星网络拥有几乎可以无视地面环境投放网络服务的能力。

（三）5g 兼容-6g 融合

随着移动通信走向万物互联，人类活动空间拓展、环境监测、军事应用、行业应用等需求强盛，引入卫星通信能够更好地满足通信需求。城市与乡镇通过蜂窝基站覆盖，发挥容量和规模成本优势，实现海量接入；偏远地区、海洋与空间通过卫星覆盖，发挥覆盖优势，可以节省建设成本。因此以较低成本构建卫星互联网，作为 5G／6G 地面覆盖的补充，形成星地融合组网，可支撑多样化的服务和应用。但是由于卫星通信和地面蜂窝通信存在较大差异，目前主要采用在卫星透明转发的模式。卫星终端将信号发送给卫星，卫星只对信息进行透明转发至地面信关站。卫星通信有自身独立的网路实体和结构，主要用作地面及移动互联网的补充，提供对边远山地即荒漠海洋的覆盖，可通过自身的核心网与地面通讯网络系统互联互通，但卫星通信网络与地面互联网之间并未完全融合。我国星地融合路线预计为 5g 兼容（体制融合）、6g 融合（系统融合）。 5g 兼容阶段主要分为三个步骤：1. 承载网融合；2. 核心网融合；3. 接入网融合。承载网融合阶段：卫星主要用于取代光纤、微波等传统传输介质，进行基站和核心网之间的信号传输；核心网融合阶段：卫星和地面蜂窝网络共用核心网服务器，省去了单独架设服务器的硬件成本；接入网融合阶段：卫星拥有完整的基站功能，可以直接向地面用户终端提供网络服务。

6g 融合-空天地一体化

6G 将整合地面蜂窝网络和非地面网络，提供无死角的全球覆盖。同时由于技术进步，低轨卫星系统的定位也将更加精确，时延也将低于传统长距离光纤通信。对自动驾驶以及地球感测与成像方面会发挥决定性的作用。除卫星外，无人机、高空平台站等新型的无线节点也会作为网络基础建设的一部分。当前，卫星系统和地面蜂窝网络的功能、运营、资源和移动性管理当前仍是分离管理。但在 6G 时代有望合为一体化系统。通过唯一 ID 标识每一台终端，统一计费流程，通过最优接入点持续提供高质量服务。

6G 网络五大应用场景中 eMBB+（增强型移动带宽）、URLLC+（炒高可靠性超低时延通信）以及 mMTC+（海量机器通信）是基于 5G 网络的进一步演进，AI 和感知是新引入的场景。对于 uMBB+场景卫星通信会实现未联网区域的无线带宽接入。同时实现手机直连非地面网络，可以确保用户在不同接入服务之间无缝切换。6G 一体化网络将会为汽车、火车、飞机和船舶上的人员提供体验优秀的场景化 MBB 覆盖。同时极大的增强网络服务在地面环境不确定场景（自然灾害、战争等）下的稳定性和连续性。对于 UURLLC+ 场景，低轨卫星导航的水平精度优于 10cm，高程精度优于 20cm（现行 GNSS 导航精度约在 10m）。将会极大的保证 L5 级自动驾驶的可靠性。对于 mMTC+场景，网络一体化带来的全球无缝覆盖能力使得广域物联的实现成为可能。一体化网络将从森林或沙漠中的传感器收集数据从而及时的预测并预防自然灾害。针对于感知场景卫星网络会在高精度定位与追踪上提供一定的物理支撑。

（四）星网招标伊始，星座建设全面追赶

截至 2022 年底全球共实施 186 次发射任务，发射航天器 2505 个，刷新历史纪录，发射航天器总质量 1041.16 吨，为本世纪以来最高值。其中，美国实施 87 次发射（星链计划发射 34 次），发射总质量 734.45 吨，超过其他各国质量总和。位居世界第一。中国实施 64 次发射，发射航天器总质量 197.21 吨，各项数据刷新本国历史最高纪录，居世界第二位。截至 2022 年底，全球在轨航天器数量达到 7218 个。其中美国 4731 个，占全球总数的 66%；中国 704 个，占全球 10%。

星链卫星星座计划预计按三期进行，其中第一期将保证 4408 颗卫星的正常运转保证基本的信号覆盖。截至 2023 年 8 月 17 日星链计划在轨卫星 4828 颗，其中 440 颗已经损毁，共有 4388 颗卫星正常运行。星链计划第一期建设基本已经完成。根据 SpaceX 公司官方推特信息，星链在全球范围内已经拥有 50 万用户。当前的卫星星座建设进程中，我国远远落后。

我国传统航天事业多服务于国家战略，追求成功率，成本较高。新型卫星星座建设追求低成本、快速部署卫星以及卫星产品的高速迭代。我国传统航天体系在新环境下面临“水土不服”的局面。我国国务院 2014 年，发布了《国务院关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》，提出“鼓励民营企业、民营资本参与国家空间技术基础建设”。并在后续持续推进支撑政策。我国商业航天发展正式拉开序幕，民营的卫星制造、运营及服务公司、运载火箭企业等商业航天公司涌现，并迎来快速发展。

截至 2021 年，我国航天相关企业注册数量由 4946 家提升至 16550 家，数量增长超过 3 倍。期间企业数量最多曾到达 44013 家。融资情况从 2014 年 16 次融资 2.62 亿元（平均每次融资 0.16 亿元）上升至 2022 年 100 次融资 113.13 亿元（平均每次 1.13 亿元）。融资次数和融资金额增幅分别为 525%、4217.94%，平均单次融资金额为 581.25%。截至 2022 年，民营航天力量已经取得长足发展，涌现出了如银河航天、时空道宇、蓝箭航天等优秀的民营企业。已经全面渗透到卫星研发、卫星批量制造、卫星载荷设计、运载火箭以及其他上下游配套环节。对国资航天企业形成了有效补充。

2021 年国资委注资 100 亿元（100%持股）筹建中国卫星网络集团（简称星网集团）在雄安新区落地。根据中国政府网信息，星网集团将在在中国卫星互联网建设过程中做好顶层设计、资源整合；并加强科技攻关、着力提高全产业链创新能力和整体效能；以确保卫星互联网系统安全稳定、自主可控。星网集团在有望被定为继位于中国电信、中国联通、中国移动之后的第四大通信运营商，负责中国卫星互联网的运营。 2022 年 2 月“星网工程”正式批复立项，中国星网计划建设一个包含 12992 颗卫星的庞大星座系统。从已公开的星座计划数量来看，星网计划将成为我国卫星互联网的主体部分。 2022 年 10 月根据中国招标投标公共服务平台信息显示星网集团旗下中国星网网络系统研究院有限公司的通信卫星 01/02 招标完成，中国卫星互联开启加速建设新征程。

我国主要有四大卫星发射中心：酒泉、太原、文昌、西昌。主要承载国家重要航天发射任务。此类任务通常具有较高的国家战略地位，同时研发周期长、单次任务价值量大、发射成功率要求高。和商业卫星高频次、快迭代的发展模式难以兼容。2022 年我国总共发射 64 次，同年，星链发射达 34 次。我国现有发射场存在发射能力不足风险。为满足未来的商业卫星发射需求，我国规划建设发展东方航天港、宁波商业航天发射基地以及文昌商业航天发射中心。其中宁波商业航天发射基地将提供 100 次/年的发射能力，将大幅缓解卫星星座建设的配套压力。

我国传统卫星主要服务于国家战略，多为定制化生产，单颗卫星生产成本较高、周期较长。卫星星座建设需要低成本批量生产卫星的能力做保障。目前全球范围内只有 SpaceX 公司拥有相对成熟的卫星批量化生产经验，其单颗卫星的生产成本约为我国的十分之一（对比长光卫星）。针对这一现象，我国多地开始建设卫星产业基地，进行卫星自动化产线的研发，以实现卫星的批量生产和降本增效。

2022 年 7 月我国星网计划已经发射实验星，意味着我国的通信卫星系统建设正式拉开序幕。

三、低轨卫星通信产业链明确，T/R 组件价值凸显

（一）产业链“三段式”格局明确：

卫星通信产业链可以分为空间段、地面段以及服务段。空间段包括：卫星平台和卫星载荷；地面段包括：地面接收天线、用户终端、信关站以及核心网；服务段包括：运营商、数据提供商以及服务提供商（定位、导航、遥感测绘、其他服务）。

空间段中的主要硬件载体——卫星通常由有效载荷和卫星平台两部分组成。有效载荷是指卫星上直接完成特定任务的仪器、设备和系统又称专用系统。卫星平台是由卫星结构平台配备上必要的服务和支持系统构成的。服务和支持系统是指用于保证和支持有效载荷工作的仪器、设备和系统卫星结构平台是指为了便于安装布置和满足不同要求的整个卫星结构体。卫星结构体一般分成几部分这些分成的部分称为卫星的结构舱简称为卫星舱。因此卫星平台也指由星载服务系统组合而成的一个舱段或几个舱段例如服务舱、推进舱等。卫星平台为有效载荷提供其所需的安装地位和足够的支撑并提供它们所需的环境和条件。卫星平台装载了卫星有效载荷之后就构成一颗卫星。

卫星平台通常采用通用化的设计，仅根据实际需求进行有效载荷的调整。当前阶段对于低轨通信卫星关键有效载荷主要包括：相控阵雷达、激光链路等。同时由于低轨卫星在运行过程中会面临更大的空气阻力以及地球引力，对于卫星平台的姿轨控制系统和推进系统以及轻量化的结构设计也有更高的要求。同时由于设计使用寿命为 5 年左右，存在定期替换需求。地面段设施可以分为用户端和基建端。用户端主要包括接收天线（静中通、动中通）以及可直连卫星的用户终端。基建端主要包括信关站、核心网。其信关站、接收天线采用和空间段配套的相控阵/激光通信技术。服务段主要包括运营商及部分特殊服务的提供商。

（二）相控阵 T/R 组件价值量占比高

相控阵雷达是由大量相同的辐射单元组成的雷达面阵，具有波束切换快、抗干扰能力强等特点，可同时跟踪多个目标，具备多功能、强机动性、高可靠性能力，其逐渐取代传统的机械扫描雷达，成为当今雷达发展的主流。针对于卫星通信领域，有源相控阵的高性能以及高可靠性将使其成为通信卫星和地面终端上下行传输的主流选择。“Starlink-星链”计划的第二代迷你卫星均搭载 4 个相控阵天线和 2 个抛物面天线，以提供更大的容量。

相控阵雷达的无线收发系统主要分为四个功能模块：数字信号处理模块、数据转换模块、发射/接收（T/R）组件和天线单元。相控阵雷达根据天线的不同分为无源相控阵雷达（PESA）和有源相控阵雷达（AESA）。PESA 所有天线单元共用一套中央发射机和接收机。AESA 的每个天线单元都配装有一个 T/R 组件，每一个 T/R 组件都能自己发射和接收电磁波，因此在频宽、功率、效率、冗余备份、负荷分担方面均比无源相控阵有巨大优势。但由于单个雷达会集成大量 T/R 组件，生产成本相对高昂。

由于相控阵信号强度很大程度上取决于单位面积集成的天线数量。为了在有限面积内集成更多的 T/R 组件，小型化、高度集成化是 T/R 组件的必然发展方向。目前 T/R 组件小型化方式主要为：一是通过 T/R 组件小型化技术，即多芯片组件加工技术、微组装加工工艺技术以及 SIP 封装技术等加工工艺技术；二是多通道 T/R 组件设计，通过在 T/R 模块上集成设计多个通道，来减少整个有源相控阵天线系统的 T/R 模块数量。一般主要通过两种方法降低 T/R 组件的成本：一是芯片的高度集成，通过 MMIC 技术使一块芯片能够集成多种器件的功能，并且在组件设计中，集成化设计减小 MMIC 芯片的体积和数量；二是可以直接使用裸芯片来降低组件的体积，尽可能减少 T/R 组件的层数，提高 T/R 组件中每个模块的集成度。

其中 T/R 组件中的关键核心功能全部采用芯片实现，T/R 芯片指的是内嵌于 T/R 组件内的核心功能芯片，其直接决定了 T/R 组件的各项性能。T/R 芯片通常以套件形式打包出售，客户可以根据需求对套片内的元器件进行定制。有源相控阵领域，主要提供商为中国电科旗下院所，包括中电科五十五所、十三所（国基北方）以及部分民营企业：铖昌科技、国博电子（五十五所控股）、雷电威力、天箭科技等。其中，铖昌科技主要生产 T/R 芯片；国博电子、盛路通信主要生产 T/R 组件；雷电微力主要产品为毫米波有源相控阵微系统，产品构成中除 T/R 组件外，还包括天线阵列、射频网络、电源及散热等部分；天箭科技主要产品为固态发射机，主要由固态微波功率放大器、电源、控制电路等组成。雷电微力、天箭科技的最终产品系在 T/R 组件或 T/R 组件核心器件的基础上进一步组装、加工。

根据国博电子招股说明书，T/R 组件成本约占有源相控阵系统总成本的 70-80%。截至 2030 年，预计将产生 1418 亿人民币的市场空间。

（三）激光通信：微波-激光复合数传新时代

卫星通讯链路按介质频率可以分为微波、毫米波、太赫兹以及激光四种类型。

微波以及毫米波频段技术相对成熟，可靠性高，但是带宽相对较低。激光通信技术带宽大、功耗低设备体积小，但是易受大气层影响。太赫兹技术兼具双方优势，信号稳定，不易受大气环境影响，同时带宽充足。但是相关技术仍不完善，有待进一步研究发展。以星链计划为例，当前低轨通信卫星单颗载荷约为 20Gbps，星链计划当前总带宽约为 7.85 万 Gbps，未来仍有约 112 万 Gbps 带宽待建。微波毫米波卫星通信链路难以满足后续的星座计划需求，星间激光链路已成必然选择。卫星激光通信按链路分布可以分为星间激光通信以及星地激光通信。两者结构类似，均可分为：光学系统、跟瞄（PAT）系统、通信系统三个主系统以及热控、供电等配套系统。

卫星激光通信按链路分布可以分为星间激光通信以及星地激光通信。两者结构类似，均可分为：光学系统、跟瞄（PAT）系统、通信系统三个主系统以及热控、供电等配套系统。光学分系统由光学天线、中继光路及各收发光学支路构成，共同实现激光信号的高质量收发。PAT 分系统由粗跟踪单元、精跟踪单元、提前量单元等构成，主要完成空间光信号的瞄准、捕获、跟踪。基于光路信号的计算，利用跟瞄转台，实现卫星间光学天线的精确对准。通信分系统由激光载波单元、电光调制单元、光放大单元、光解调单元等构成，主要完成卫星激光通信系统光信号的调制/解调、光放大及信号处理等功能。根据调制方式的不同，卫星激光通信较为成熟的技术体制分为非相干通信体制和相干通信体制两大类。非相干通信体制采用强度调制/直接探测（IM/DD）方式，分为开关键控（OOK）和脉冲位置调制（PPM）。相干通信体制采用相位调制/相干探测方式，分为二进制相移键控（BPSK）/零差（外差）相干探测、差分相移键控（DPSK）/ 自差相干探测、正交相移键控（QPSK）/零差（外差）相干探测等。

通过激光通信建立星间激光链路可以有效减少地面信关站的需求节省地面设施的建设成本。同时有助于数据流汇聚，进而简化卫星网络结构。SpaceX 公司的“Starlink星链”计划已于 2021 年测试通过全功能的光学空间激光器（ISL）。并在 2022 年更新的 v1.5 版本卫星上全线搭载激光通信模块。可以保证卫星在无法直连地面信关站的情况下传输数据。通过星间激光链路将数据最终传输至地面站，提供真正的全球覆盖。

2020 年，中国航天三江集团有限公司研制的行云二号卫星搭载 Laser Fleet t5 激光通信终端完成了星间激光链路技术测试。2023 年 6 月长光卫星自研卫星“吉林一号”完成了星地激光通信实验。实验单次通信时长超过 100s，带宽为 10Gbps，后续将开始 40Gbps 的技术研发。标志着我国星地数传技术开始由微波时代转向微波-激光时代。国际上知名的星载激光通信终端提供商包括 Mynaric、TESAT、Hyperion Tech、 Thales Alenia Space、NICT。 Mynaric 公司的旗舰产品 mk3 支持软件定义 0.313-2.5Gbps 数据速率。链接范围可达 6500 公里。市场单价 10 万美金。

国内主要为科研院所以及初创型公司，如航行光网、氦星光联等，终端价格在 100-200 万人民币之间。预计单台卫星装备 4 个激光通信终端。按照激光通信终端占卫星总成本的 12%核算，截至 2027 年会产生 936.68 亿元的市场空间。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）