从全球卫星通信产业发展看台湾面临的挑战与机遇

国际卫星通信发展趋势:

据统计，到2022年，全球卫星产业总产值将达到2950亿美元。再加上全球卫星发射数量逐年增加，预计2021年至2030年，每年将发射1700多颗卫星。无论是在发射端、接收端，还是在服务端，都有巨大的商机，其中低轨卫星(LEO)增长最快。近年来，由于高通量卫星(HTS)技术的突破，火箭发射成本的降低，以及卫星结构的小型化和简化，过去限制低轨卫星发展的条件得到缓解。卫星在对外通信中发挥着重要作用，引起了全球的关注，低轨卫星的发展也逐渐起步。

低轨卫星比高轨卫星(HEO)更接近地面，因此具有低信息传输时延和低传输能量的特点。在过去，它们被用于地球观测任务。比如SpaceX, One Web等等。该行业计划扩大低轨卫星系统，使其更广泛地应用于通信应用(卫星电话和窄带数据传输业务、卫星物联网业务、卫星宽带网络业务)。低轨卫星不需要设置基站的优势，加上其信号覆盖范围广，有利于与目前的5G地面网络融合，用于补充地面不足的通信服务，提高带宽和全球网络覆盖。

航天事业带来的无限商机受到各国政府和企业的高度重视。随着全球产业技术研发的日益成熟，资源和热钱的不断投入，航天事业的发展进入了新的航天时代。改变以往卫星锁定在科研观测、军事防御等应用领域，创造新的商业应用价值。由于低轨卫星的寿命最多只有3 ~ 5年，因此有必要不断发射新的卫星来取代它们。再加上卫星遥测等领域，航天产业产值增速相当高，这意味着投资回报很大。

电动汽车与低轨卫星密切相关。比如，最快将硬件设备与电动汽车连接起来的SpaceX，早就看中了商机，提前做好了计划。在卫星发射成本和卫星有效载荷成本大幅降低的驱动下，推动商业卫星通信市场在规模效应下从利基市场向消费市场转变是一个机遇。而台湾互联网通信产业在这一波发展热潮中的挑战。

人类发展卫星通信技术已经有半个多世纪了。卫星制造和发射的成本已大大降低。随着乌俄战争的深入，人们发现当地面通信被战争破坏时，卫星通信可以提供通信备份的优势。随着全球低轨卫星的蓬勃发展，从美国、英国、加拿大到日本、韩国和亚洲台湾，各国政府和制造商都在努力在空间通信市场上占据一席之地。

随着资本和人才进入市场抢占航天经济的热潮，航天产业逐渐从过去国家安全和国防市场的局限性向商业市场驱动的普适性转变。其中一个最重要的原因是成本下降。火箭可以回收和重复使用，卫星设备组件不用于太空/军事规格，而是用于商业组件。在卫星发射成本和有效载荷成本大幅降低的推动下，卫星通信商业市场在规模效应下从利基市场向消费市场转变。

根据卫星产业协会(SIA)发布的《卫星产业现状报告》(SSIR)， 2020年和2021年的数据均显示，全球卫星产业的产值集中在地面设备和卫星服务。比重高达90%以上，而卫星制造和卫星发射比重不到10%。这表明，地面设备和卫星服务仍然是各国制造商投资的主要目标。目前，低轨卫星通信频率多为Ku频段(12 ~ 18GHz)和Ka频段(26.5 ~ 40ghz)，其中Ka频段与5G毫米波移动通信频段(24.25 ~ 71 GHz)部分重叠。所需的组件、软件和硬件、网络单元和专业知识有机会与5G技术或产品供应链共享。

航天工业软硬件系统集成:

航天卫星产业汇集了各类具有前瞻性的研发和软硬件技术，包括卫星本体制造、发射、地面设备和应用服务四大发展领域。在低轨卫星技术领域，台湾在信息通信领域拥有完整成熟的产业链，如芯片、pcb、无源元件、组装、封装、测试等。这些基础与人才，有利于台湾厂商复制过去成功的研发，在生产制造方面的经验，对于投资发展卫星产业链，有相当程度的有利利基。

如果5G供应链和研发布局扩展到低轨卫星地面设备行业并掌握技术，将成为拓展卫星商机的利基点。此外，低轨卫星通信还需要终端设备。除固定地面终端外，还可安装在飞机、大型货车、船舶等各种车辆上。与传统移动通信网络相结合，可以提供互补性强、更加多样化、无所不在的通信业务。在卫星高度为600公里至2000公里、移动速度为7.4公里/秒、地面设备之间通信的要求下，使卫星能够支持卫星有效载荷与地面设备之间的稳定通信，大型相控阵天线技术起着关键作用。

波束形成算法、上下电路、锁相环电路、数字控制电路、电源电路，甚至相控阵芯片架构等核心技术和制造都是独立的。目的是协助和加强台湾制造商独立开发卫星通信组件和系统。

台湾卫星通讯产业发展:

过去，台湾在信息通信领域拥有完整成熟的产业链，如芯片、PCB板、无源元件、组装、测试等。这些基础和人才有利于台湾制造商复制成功的研发和制造经验，并参与全球竞争。LEO卫星商机。另一方面，台湾发展卫星通讯仍面临许多挑战。通信系统就像人的神经传导系统，负责接收和传输信号，其中的数据恢复取决于通信协议。目前，Space X、One Web、亚马逊等大公司开发的低轨卫星的通信协议是自定义的，没有全球标准，彼此之间无法通信。

观察台湾在手机、电脑等全球市场的成功，都是因为全球市场正在走向标准化和开放结构。因此，目前低轨卫星市场上的通信协议尚未标准化。占领高附加值利基市场的挑战之一。为了低轨卫星系统的长远发展，并通过开放的框架吸引更多的参与者。台湾业界也应积极参与3GPP，倡导集移动通讯与低轨卫星通讯于一体的通讯协议能成为全球标准，越开放、越多人参与，有助于LEO卫星生态链的完整与高效。台湾产业可以专注于标准化产品的高附加值核心。