韓健 孫美玉

黨的二十大報告提出加快建設航天強國,實現高水平科技自立自強。當前我國衛星互聯網發展已進入黃金期,市場規模穩步提升、政策環境持續優化、關鍵技術不斷突破、企業發展逐步推進,但仍面臨外部形勢嚴峻和產業生態有待優化等問題,亟須進一步發揮科技創新的引領作用,通過持續優化頂層設計、強化核心技術攻關、優化產業生態體系、拓展行業服務模式、構建國際開放合作創新機制等方面加以布局,推動空天信息產業加速發展。
我國加快推進衛星互聯網發展意義重大
從外部挑戰來看,衛星互聯網成為全球各國家和地區搶占空天信息競爭制高點的重要手段。
一是搶占日益稀缺的頻率和軌道資源。據測算,地球近地軌道可容納約6萬顆衛星,2029年預計地球近地軌道將部署約5.7萬顆衛星,同時低軌衛星主要采用的Ku及Ka通信頻段資源也逐漸趨于飽和狀態,空間衛星頻率和軌道資源將更加稀缺。根據國際電信聯盟《無線電規則》,近地軌道和頻率按“先登先占”“先到先得”的原則協調分配,軌道和頻譜成為各國加緊布局以期獲得先發優勢的重要戰略資源。二是打造不可替代的“壟斷”優勢。衛星互聯網作為一項開發有限資源的戰略性產業,具有獨特的“排他性”。少數企業可能在全球范圍內形成壟斷地位,控制著關鍵技術和服務,而后來者將付出巨大的進入成本,甚至不再具備入場條件。三是構建下一代彈性太空感知及作戰體系。美國星鏈(Starlink)的表現讓民用商業領域的衛星互聯網的軍事價值急劇凸顯,衛星互聯網星座將在通信、導航及遙感等領域拓展應用服務,極大增強戰場實時信息交互和指揮控制能力。
從內部機遇來看,衛星互聯網是我國建設航天強國的重要舉措。
一是衛星互聯網是我國新基建的重要組成部分。衛星星座及組網、地面設備等建設,促進了衛星通信的普及與深入,不僅為我國提供了高速、全球覆蓋的網絡連接,也為數字經濟、智能制造等領域發展提供了強有力的支撐。二是衛星互聯網助推天基互聯網的落地。隨著物聯網、智能城市等應用的興起,天基互聯網作為新一代互聯網基礎設施的重要組成部分,填補了偏遠地區通信空白,縮小了數字鴻溝,對于在“一帶一路”沿線國家推廣我國衛星應用服務具有重要意義。三是衛星互聯網的興起對空天信息產業的創新發展具有積極意義。衛星通信、導航和遙感等技術的創新與應用將帶動相關產業的迅猛增長,不僅有助于提升我國在航天、電子、通信等領域的技術水平,同時將帶動我國相關產業鏈的發展,為就業、投資和消費提供了新的機會。
我國衛星互聯網發展迎來黃金機遇期
2020年衛星互聯網首次納入新基建范疇,上升為國家戰略性工程。近年來,我國加強整體戰略統籌部署,逐步構建完善的衛星互聯網產業鏈,衛星互聯網迎來了市場“破繭”和產業鏈“成蝶”的重要歷史機遇,自身優勢與政策紅利將逐漸呈現疊加效應。
一是市場規模穩步提升。
我國衛星互聯網作為國家新型基礎設施建設的重要組成部分,在政策法規、技術升級、產業資本的多重驅動下,產業發展迅速。相關數據顯示,2022年中國衛星互聯網行業市場規模達到314億元,預計2025年市場規模將達到447億元,年復合增長率達到11%。此外,我國已經形成較為完整的衛星互聯網產業鏈,地面設備制造和衛星運營及服務行業潛力巨大,未來市場空間將更為廣闊。
二是政策環境持續優化。
我國高度重視和支持衛星互聯網發展,近年來已出臺多項政策措施鼓勵推動衛星互聯網規模化應用及商業化服務。2018年11月,國家統計局在《戰略性新興產業分類(2018)》中明確衛星互聯網產業的戰略性新興產業地位;2020年4月,我國首度將衛星互聯網作為重要通信網絡基礎設施納入“新基建”政策重點支持方向;2021年3月13日發布的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》提出要建設天地一體、集成互聯、安全高效的信息基礎設施。同年12月,國務院發布《關于印發“十四五”數字經濟發展規劃的通知》,強調加快布局衛星通信網絡,支持推動衛星互聯網建設。2023年2月,工信部放開衛星互聯網設備進網許可管理,天地一體化立體通信網絡部署建設得以進一步推進。省市層面,已有10余個省市制定了推動衛星互聯網產業的發展目標和具體措施,為促進衛星互聯網的發展進一步釋放政策紅利。
三是關鍵技術不斷突破。
我國在一箭多星、火箭動力系統及星上處理等方面取得重要突破。一箭多星方面,2023年6月,長征二號丁遙八十八運載火箭在太原衛星發射中心,成功將吉林一號高分06A星等41顆衛星準確送入預定軌道,創下我國航天發射一箭多星新紀錄。火箭動力系統方面,2023年5月,西安航天動力研究所自主研究設計的130噸級重復使用液氧煤油補燃循環發動機在銅川大推力液體動力試驗臺試車取得圓滿成功,為可重復使用運載器的發展應用奠定了重要技術基礎。星上處理方面,2023年1月,哈工大自主研發的星上智能處理載荷隨星升空,首次實現空間環境監測全自主智能處理。
四是企業發展穩步推進。
一方面衛星互聯網領域相關企業數量穩步增長。相關數據顯示,2020-2021年,我國衛星相關企業新注冊量規模迅速擴張,新增量分別同比大幅增加105.7%、61.1%,并于2022年首次突破3萬家。截至2023年3月底,我國已新增衛星相關企業9200家。另一方面企業核心技術創新不斷提升。藍箭航天、零壹空間、星河動力、銀河航天等民營企業在低成本運載火箭、低成本衛星制造等領域儲備了較強的技術實力。如中科宇航與多家戰略伙伴簽約“數量200顆,總質量40噸,簽約金額達16億”的合作協議,根據協議測算平均發射成本有望降低至4萬元/kg。銀河航天、吉利科技、九天微星等積極布局建設衛星產業基地,以實現衛星的批量化生產和低成本設計。
空天信息發展生態仍有待優化
空天信息是構建空天基礎設施的新興產業,能實現與各領域、行業的應用深度融合。近年來隨著內外部發展環境發生復雜深刻變化,我國空天信息發展也將面臨新的機遇和挑戰,部分關鍵核心技術受制于人、星座建設進程仍需加快、創新場景系統設計不足、業務拓展及商業模式仍需優化等問題仍亟待解決。
一是部分關鍵核心技術仍受制于人。
衛星方面,對比歐美等發達國家,我國在衛星互聯網關鍵芯片、器件及基礎工具等方面仍存在一定差距,在衛星模塊化設計、小衛星批量化生產、衛星通用化平臺架構及衛星載荷設計、衛星星座可持續運維等方面的能力仍需進一步提升。火箭制造及發射領域,一箭多星、可回收運載火箭、重型運載火箭等領域對標全球領先水平尚存差距。
二是星座建設進程仍需加快。
目前我國GW、Galaxy等星座計劃穩步推進。但對比美國SpaceX?Starlink等部署,發射衛星數量及衛星組網進程仍需進一步提速。根據美國“太空”網站統計數據,2022年美國組織87次發射,運送793噸載荷,全球占比高達77%,其中SpaceX共計開展61次軌道級發射,發射成功率和火箭回收成功率均為100%,累計發射衛星數量超過2000顆,對比我國2022年商業衛星發射100顆的數據,存在明顯優勢。
三是創新場景系統設計不足。
根據行業調研,部分專家認為衛星互聯網場景創新是制約其商業化的一個重要因素。相比于傳統地面通信,衛星通信投入成本仍然較高,且應用場景較為單一,主要用于應急通信、搶險救災等特定垂直行業用戶,普通公眾個人業務應用場景創新需要進行更深入的市場調研與挖掘,大規模商業化場景普及相比陸地移動服務還要一段時間。此外,鑒于全球6G技術路線尚不明確、關鍵指標和應用場景尚未形成統一定義,作為6G網絡架構重要環節的衛星互聯網,其場景創新需要長期持續探索。
四是業務拓展及商業模式仍需優化。
從業務擴展融資看,根據相關數據,截至2022年11月我國衛星互聯網行業融資超過7億元,但總體來看融資輪次是早期階段;加之成功服務案例相對較少,對于技術研發、培育周期及發展前景無法做到更準確地研判,也影響整個行業的融資進度和規模。從服務對象看,我國空天信息目前的服務主要基于特定行業及政府部門,個人消費領域服務擴展不足。從商業模式看,我國空天信息各領域常態化合作機制尚不夠健全,創新服務市場擴展、營收模式仍在持續探索和整合階段。
加快培育我國空天信息產業的舉措
首先,持續優化頂層設計。
一是加快推進我國商業航天立法進程,研究出臺國家空天信息產業發展戰略,明確重點發展方向、區域布局、重點任務、要素保障和監管要求等內容;制定重點領域的專項發展規劃和技術路線圖;進一步明確重點發展的細分科技領域和關鍵環節,出臺更加具體的目錄清單及發展指引,指導地方前瞻性開展產業布局。二是成立高級別的空天信息產業發展戰略咨詢機構,開展技術預見和技術調查,為國家統籌布局空天信息發展提供前瞻性、科學性、戰略性的高質量支撐。
其次,加強核心技術攻關。
一是面向空天信息領域開展國家科技專項研究,優化和完善適應顛覆性創新的研發組織模式,探索關鍵核心技術攻關的創新機制。二是加快推動衛星、火箭、地面設備等領域關鍵核心技術攻關,開展空天信息關鍵芯片、器件、終端及設備研究及驗證,加快推動我國空天信息裝備產業化進程。三是強化空天信息標準生態研究和保護,鼓勵龍頭企業牽頭組建空天信息領域全球性產業技術聯盟,攜手上下游企業共同制定一系列國際、國內及行業標準,積極推進相關標準“走出去”。
第三,優化產業發展生態。
一是強化金融支持力度。調動政策性金融、商業投資機構、社會資本等各類金融主體,搭建多元化融資平臺,創新企業融資方式和金融服務模式。支持地方部門協作建立“種子基金”來撬動社會投資。二是完善產業公共服務體系。支持新型研發機構、科研院所等探索成立新型科技成果轉化機構。圍繞重點領域和重點方向,加快建成一批空天技術、數據及產業公共服務平臺,提升中試和驗證、檢驗檢測、認證認可、交流合作等服務能力。三是創新人才機制。完善人才培養、引進、管理和評價等機制,加大對空天信息重點領域基礎性研究、共性技術研究人才的支持力度,建立空天信息特殊人才選拔和評價機制,通過競技競賽、破格推薦等補充措施選拔特殊人才。
第四,拓展行業服務模式。
一是健全技術創新及場景互動機制。支持龍頭及骨干企業組建場景創新聯合體,搭建前沿技術中試平臺,拓展行業場景挖掘渠道。二是打造一批行業示范樣板。聚焦衛星通信、科學試驗、太空經濟等新領域,在新型工業化建設、重大太空科學研究、重大活動保障等領域形成一批示范性強、顯示度高、帶動性廣的重大應用場景。三是完善空天信息終端及裝備體系。統籌商業航天、電信、互聯網等企業資源,開發軟件定義衛星支撐產品,構建新一代彈性衛星互聯網終端體系,加快“中國版星鏈”建設及商用化。
最后,構建國際創新合作機制。
一是主動融入全球科技創新網絡。積極參與和主導空天科技國際大科學計劃和工程,鼓勵我國科學家發起和組織國際科技合作計劃,積極利用國際創新資源。二是建立國際層面空天信息網絡、產業及安全領域對話和合作機制,助推我國與全球各區域國家相關領域達成共識。三是加大國際規則制定的參與力度,產學研界要在ITU、3GPP等國際標準組織中圍繞空天信息技術、產業及安全等議題輸送高質量的研究成果,為我國重點領域技術和標準推廣鋪平道路。
韓健:現任工信部賽迪研究院無線電管理研究所(未來產業研究中心)所長,副研究員。兼任電子科技大學信息與軟件工程學院特聘產業教授、中國科協“科創中國”專業科技服務團特約專家、工信部相關司局重大戰略服務入庫專家、中國知識產權研究會理事會員。