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我国目前卫星研发和制造成本大约为星链的5-10倍左右

目前我国亚米级卫星研制成本约10-20万人民币/公斤:国企长光卫星“吉林一号”高分03星重量400公斤、研制成本大约8000万元,折合20万/公斤;民营卫星互联网企业银河航天02卫星重量190公斤、研制成本约3000万元,折合15万/公斤

SpaceX星链研制成本约0.2万美元/公斤,折合1.5-3万人民币/公斤:星链卫星目前的v1.0型重260千克,根据马斯克介绍卫星研制成本约50-100万美元,即0.2-0.4万美元/公斤;星链2.0卫星重约1250kg,制造成本预计为150-250美元左右,即0.1-0.2万美元/公斤

目前国内低轨通信卫星公布的参数接近星链一代,下一代卫星产品研制成本有望接近星链一代的水平

Starlink 4.2万个卫星网络建成后,较为理想情况下每年成本预计在150-200亿美元左右

基础数据/假设

• 1)星链卫星轨道较低(3.7万个在330-580km、4400个在550-1300km),单个卫星在轨寿命为5年(大气摩擦),总共发射量为42000颗。

• 2)星链1.0卫星重250kg,最大信道容量为20Gbps,制造成本50W美元;星链2.0卫星重约1.25t,信道容量100-200Gbps,批量生产后制造成本100W美元。

• 3)星链1.0卫星用猎鹰9发射,一次发射60颗,用复用火箭的发射成本为3000万美元,即单星发射成本50W美元。星链2.0用猎鹰重型火箭发射,单星发射成本约200万美元,如果使用星舰成本大约为30万美元。

单个卫星发射成本

• 星链1.0+猎鹰9 = 50+50 = 100万美元,星链2.0+猎鹰重型 = 150+180 = 280万美元,星链2.0+星舰 = 100+30 = 130万美元

按照4.2万个2.0卫星计算

• 每年维持卫星数量的资本开支:130×4.2÷5=109亿美元,考虑到发射失败、卫星提前失效、超额研发支出等,按照1.5-2倍系数计算,理想情况下星链维持4.2万个卫星成本每年需要支出150-200亿美元

• 按照单个卫星200Gbps的通信能力、主要覆盖地球表面积5.1亿平方公里的80%计算,每平方公里的通信能力大约为0.02Gbp(2.5Mbit/s)。相比之下单个地面5G基站通信能力约为每平方公里30Gbps(半径300米),4G基站为每平方公里0.3Gbps(半径1公里)

成本盈亏平衡

• 目前星链的住宅版、房车版、商用版和海事版价格为110、135、500和5000美元/月

• 如果乐观计算未来每个终端平均价格为100美元/月,即1200美元/月,则需要1200-1500万个终端才可以实现盈亏平衡

• 使用效果方面,在盈亏平衡点上单个用户最理想平均分到的带宽为0.5Gbps,即100Mb/s。考虑卫星带宽波动,实际用户最理想体验为为30-50Mb/s,与当下家用平均带宽持平,但稳定性更差

• 如果卫星建设成本更高、或者用户数量更多,则效果更差

我国星网建成后,较为理想情况下每年维持星网成本预计在250-350亿人民币左右,按照目前可预见技术并缩减卫星通讯能力仍需要675-1000亿元,对于偏远村镇用户地面网络更加实用

基础数据/假设

• 1)我国“星网”计划的通讯卫星单公斤研发和制造成本和星链2.0相当,按照100Gbps、500kg/个、50万美元/个计算——研发和制造成本降低80%-90%

• 2)商业卫星发射价格在实现可回收火箭技术后从5000美元下降至1000美元/kg——发射成本下降80%

• 3)卫星在低轨因大气摩擦寿命和星链相同,即5年

单个卫星发射成本:50+50=100万美元,火箭发射成本占一半

按照1.2万个卫星计算理想情况

• 每年维持卫星数量的资本开支:100×1.2÷5=24亿美元,即168亿人民币/年,按照1.5-2倍系数计算每年资本开支需要250-350亿元

• 如果按照目前我国下一代卫星批量发射和制造成本计算,200kg卫星制造成本(通讯能力30Gbps)约为1000万元,发射成本(不可回收火箭)为700万元,单个卫星成本大约1700万元,每年维持卫星数量的资本开支需要450-500亿元,按照1.5-2倍系数计算每年资本开支需要675-1000亿元

• 如果按照每个终端1万元/年的收费水平计算,盈亏平衡的用户数需要达到数百万个

相较于目前我国已有的地面网络技术,卫星互联网的成本劣势显著

主要观点:我国低轨大规模卫星互联网建设可能在2027年后,晚于券商研报/市场预期

• 卫星互联网的建设未来以低轨为主,具有经济/航天/科技能力的国家只有中国和美国

• 卫星互联网建设驱动力主要来自于:1)占领低轨轨道/通讯频段;2)政府应急和军事需求;3)客机/船舶通讯需求;4)偏远地区通信需求。

• 建设驱动力前两点决定了我国必然建设建设卫星互联网,是中国和美国的博弈均衡结果。后两点决定了卫星互联网的盈利能力和商业模式闭环,但是我国地面网络建设进展好、成本低、通讯效果好,同时其他国家可借由国家安全禁止中国的卫星互联网在本国领空上提供服务,因此我国卫星互联网盈利模式能否跑通还需观察,由国企牵头推进概率较大

• 星链4.2万个卫星较为理想的硬件维持成本为150-200亿美元/年。我国目前单位质量载荷发射成本为美国2-4倍、卫星单位质量研制成本为美国5-10倍,我国星网最理想情况下成本预计在250-300亿人民币/年,按照目前可预见技术需要675-1000亿人民币/年

预计2027-2035年为我国低轨卫星互联网建设高峰:1)需要重型火箭、可回收火箭、卫星研制成本降低,目前国家队进展比民企更顺利,预计2026/2028年可回收火箭和重型火箭将首发;2)2027年为我国向ITU申请轨道和频率规定的开始建设最后期限,2034年为结束建设最后建设期限;3)越晚建设卫星的通讯技术和效率越高,也可以对建设规划进行调整;4)我国已经有高轨卫星互联网并面向政府和企业提供服务,覆盖全球主要地区和航线

中国“星网”卫星互联网计划盈利可能有待观察:1)对于国内,需求主要来自于政府、客机和轮船,偏远地区宽带通信领域地面网络已经建设完成、成本优势显著;2)对于国外由于ITU规定卫星不得干扰其他国家通信信号、申请频段只受本国保护,如果当地政府没有同意则卫星过境该地区需要关机,因此欧美国家可能以“国家安全”为借口禁止中国卫星互联网在本国提供服务