綜觀全球衛星產業營收,2019年產值僅達2,707億美元,年減2.2%,是自2017年起至今表現最低的一年,主因是衛星製造成本較低、發射服務收入下降所致。其中,該年度發射服務收入為49億美元,以美國收入占17億美元(35%)為最高;此外,發射成本(意即衛星製造成本)也下降至125億美元。在低軌道衛星自SpaceX引領話題後,亦帶來更多衛星營運商相繼遞件發射衛星,未來整體衛星產業市場有望逐步攀升,據TrendForce數據顯示,至2022年全球衛星市場產值將有望達2,950億美元,年成長3.3%。
TrendForce進一步表示,全球衛星市場尤以低軌道衛星最具發展優勢,低軌道衛星(LEO)相較高軌道衛星(HEO)的差異在於距離地面較近,故具備資訊傳輸較低延遲性、資訊傳輸能量較低等特性;惟因低軌道衛星與地球自轉周期不同步,故須布局發射較多衛星,以確立維持訊號廣聯結而不間斷;此外,地面站天線追蹤低軌道衛星難度較同步軌道衛星(GEO)難度高,而台灣布局低軌道衛星產業恰巧以地面站為大宗,故為台廠未來商機之所在。
截至2019年全球衛星發射數量已逾2,000顆,且主要藉由美國與中國等地區主導全球逾半數衛星,且以美國營運商持有數最高逾1,000顆(占全球逾50%)、其次則為中國。目前全球主要低軌道衛星廠商分別為美國SpaceX、美國Amazon、英國OneWeb、加拿大Telesat;此外,中國廠亦結合其政策積極推動低軌道衛星產業。
依據聯邦通信委員會規定,倘低軌道衛星營運商申請生效後,須於六年內完成發射50%衛星,九年內則須發射申請的衛星數量。全球主要低軌道衛星營運商包含美國SpaceX Starlink計畫、美國Amazon的Kuiper Systems計畫、英國OneWeb計畫、以及加拿大Telesat計畫。上述廠商均有向FCC遞上衛星申請數量,尤以SpaceX申請數量為最大宗。
一、低軌衛星營運商
SpaceX傲視群雄
全球低軌道衛星主要營運商美國SpaceX在2021年5月4日於佛羅里達州發射Starlink計畫60顆衛星,距離前次發射僅往後5日;截至2021年3月統計至目前已發射Starlink計畫420顆衛星,且已接獲逾50萬筆訂單,故SpaceX因需求提升,須加緊腳步完成衛星數量發射供給。
美國SpaceX此次發射Starlink計畫60顆衛星使用Falcon 9,且該Falcon 9已重複使用過,截至目前提供美國、加拿大、英國、澳洲、紐西蘭、墨西哥共計六國廠商Bata測試版,有望於2021年使網路覆蓋全球。依據FCC規定,若低軌道衛星營運商申請生效後,須於六年內完成發射50%衛星,九年內則須發射其申請的衛星數量。
觀察SpaceX Starlink計畫,值得留意的是,因Starlink計畫維持Elon Musk對布局特斯拉(Tesla)電動車的態度,採取先上市而後逐步調整步調,且其預計發射衛星總數量逾萬顆,使得監管機關與競爭廠商包含One Web與Boeing紛紛提出建言,主因為此舉將使太空環境面臨危險,如首批發射衛星因故障脫離軌道往地面墜落、險些碰撞歐盟氣象衛星等,加繼未來面對Amazon、OneWeb、Telesat等衛星營運商紛紛發射衛星,也將使太空環境更加壅塞,須由衛星營運商共同解決。
二、低軌衛星爭奪戰
大廠謀略搶市占
全球主要低軌道衛星營運商Amazon發布Kuiper Systems計畫部署,更成立Kuiper Systems LCC子公司為執行低軌道衛星已執行開發任務,藉由ULA(聯合發射聯盟)負責載運火箭,且首發任務將由ULA旗下可靠度高的Atlas載運火箭,目前Amazon的Kuiper Systems計劃發射逾3,000顆衛星以向地面提供網路服務尚於規劃階段,Amazon已投資逾100億美元且逾500人,致力打造可為偏遠與極地區域使用者提供寬頻網路服務。
Kuiper計畫宗旨在於為世界用戶謀平價寬頻服務福利,且選擇ULA為優良合作廠,因該廠過去曾為政府客戶等進行多次發射任務,且Atlas已進行逾80次發射數。觀察Amazon的Kuiper Systems計畫共計送交1份NGSO(非靜止軌道通訊衛星)申請,Amazon Kuiper申請獲准日為2020年7月,2026年7月須累計發射1,618顆,2029年7月須累積發射3,236顆,須於Ka(K-above,即K頻段以上之26.5~40GHz)頻段進行操作。
Amazon專注於行動與家庭寬頻客群,規劃與旗下Amazon Scout(自動物流配送)與Amazon Prime Air(無人機配送)的整合;Amazon旗下AWS Ground Station更提供衛星數據收發與雲端數據服務,故相關衛星地面站多數設立於資料中心部分,表示結合AWS服務可鞏固布局較多區域地面站又可取得監管優勢,使地面站可以Kuiper計畫合作。
全球主要低軌道衛星營運商英國OneWeb於2021年5月發布收購總部位於美國State of Texas的TrustComm,以創立政府子公司,此項交易預估於2021年完成。TrustComm成立於1999年,為商業組織與政府提供託管衛星通信和專業服務的供應商,更提供多元服務關於寬頻接取、VoIP(IP電話)、語音、數據通信、視頻會議等,且TrustComm曾簽屬協議成為OneWeb分銷合作廠商,早期採用者包含美國海軍研究室、美國陸軍期貨研究實驗室,故有望成為OneWeb邁進美國政府市場的重要切入點。
OneWeb的Starlink計劃除了送交兩份NGSO申請之外,也規劃於2021下半年於北極地區提供商用,致力於2022年擴展至全球區域。事實上,英國低軌道衛星廠商與電信營運商是互利共生的關係,如Bharti Global曾於OneWeb破產時收購OneWeb,旗下擁有Airtel印度電信營運商,於非洲與南亞等區域均有布局地面網路,有望與OneWeb合作低軌道衛星服務,以提供地面與太空網路的互補。
而印度電信營運商大廠Jio亦曾表示光纖部署於成本與土地權力存在痛點,尤以丘陵與偏遠地區等複雜地形,即為衛星可補足之處;英國在地電信營運商BT的衛星解決方案VSAT(小型衛星地面終端設備),主要鎖定偏遠地區,該VSAT由BT聲明為企業如往來於海上的船舶、偏遠地區鑽油廠等提供解決方案,且BT亦與盧森堡衛星解決方案商SES合作,為拉丁美洲的銀行能源等應用領域提升網路覆蓋率。
三、降低成本為首務
台廠攻地面設備
全球主要低軌道衛星營運商加拿大Telesat於1969年成立,可提供具備高速寬頻衛星技術,與SpaceX相比,Telesat擁有價格優勢,且相較SpaceX聚焦消費性市場;Telesat則專注於企業客戶。此外,Telesat原為高軌道衛星營運商,截至目前擁有15顆衛星(14顆為高軌道衛星,1顆為低軌測試衛星)。Telesat亦與美國Loon合作(Loon隸屬Alphabet子公司,Loon吸引Telesat合作主要係因Loon網路連接軟體技術可客製化),故有望於多組衛星間保持訊不中斷訊號,使衛星可支援軟體定義,且得以減少零件;Telesat也在2020年底與Loral合併成立上市公司,規劃2021年公開發行上市。
Telesat計劃目前已送交1份NGSO申請,OneWeb Phase 1與Phase 2:其中Phase 1申請獲准日為2017年11月,2023年11月須累計發射59顆;2026年11月須累積發射298顆(經變更申請後的數量),更宣布其為Lightspeed計畫,須於Ka進行操作;且Phase 2新增1,373顆。此外,前述Lightspeed計畫亦受到加拿大政府重視,更投資2億加幣股與2億元加幣,有望藉由加拿大政府的製造與組裝,不僅做為衛星營運中心與據點,也期許能創造多個高薪資機會,以帶動加拿大經濟成長。
關於衛星頻段的資源配置有其限制,國際電信聯盟主要採取「先到先審」制度,此舉使得先前提出申請廠商如Space X、Amason、Telesat等具備超前部署優勢。此外,巨量星系營運商初期布局千餘顆小型LEO衛星,產品生命周期短於五年,建議創立具備低成本製造與發射方案,方可控制建置資本支出。
由於衛星星系組網,其單一個體於地面接收站提供的服務時間有限,主因是低軌道衛星與地球運轉不同步,故對衛星與衛星間自我管理碰撞防護、系統通訊管理、地面端接收與追蹤等均成為挑戰亦為轉機。因此,LEO地面設備為了與不能同步地球運轉的LEO維持聯結,故適用相位陣列天線解決方案,相較同步軌道衛星(GEO)的地面接收設備,GEO成本低於50美元有利於提高一般消費者滲透率;LEO廠商卻需要超過6倍價格,其滲透率推廣亦為一大考驗。
然觀察低軌道衛星自SpaceX引領話題,亦帶來更多衛星營運商相繼遞件發射衛星,未來整體衛星市場產值有望逐步攀升。
此外,綜觀台灣衛星相關廠商,過去大多專注於中軌衛星、高軌道衛星的相關設備與零組件發展,然伴隨LEO市場興起,包含台揚、啟碁、金寶、昇達科、同欣電、公準、穩懋、群電、台光電、華通、昇貿、維熹、聯德控股-KY、事欣科、系統電、康舒、瀚荃等台灣廠商均已成為SpaceX Starlink(星鏈計畫)供應商,且全球衛星產業營收以地面設備占最大宗,台灣廠商布局以地面設備為主將恰逢時點。