2024年通信行业2025年投资策略:把握AI应用落地、算力技术迭代新趋势

  • 来源:国联证券
  • 发布时间:2024/12/23
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通信行业2025年投资策略:把握AI应用落地、算力技术迭代新趋势。从A100到H100再到GB200,从千卡集群到万卡集群再到百万卡集群,AI大模型训练一刻不停地快速演进,算力规模的增长也一直带来新的挑战。2024年我们看到了多DC分布式训练的落地,DCI新需求确认。我们看到了国内三大运营商利润增速超过收入增速,实现高质量发展。我们认为2025年网络建设已经进入到场景驱动的时代,继续沿着AI产业发展带来的技术变化寻找投资机会,看好自动驾驶、物联网等AI落地场景、看到硅光、DCI等新需求、看好国内算力基建、国产芯片、国内运营商高质量带来的投资机会。行业事件展望2025年,我们看到全球AI发展日新...

1. 5G 建设场景驱动新阶段,运营商盈利能力提升

1.1全球 5G 建设及用户发展成效显著

全球 5G 网络稳步发展,截至 2024 年三季度末,全球 5G 基站数量达到 620 万个,三 季度同比增长 28.9%,其中,中国 5G 基站累计建成 408.9 万个,占比达到了 66%。

截至到 2024 年三季度末,全球共有 130 个国家和地区的 348 个运营商推出了商用 5G 网络,季度新增 5G 商用网络 28 个。从地区分布来看,欧洲地区共有 130 个运营商 商用 5G,占全球的比例达到了 37.4%。

2024 年三季度,全球 5G 用户数达到 20.1 亿,三季度同比增长 41.5%。从地区分布 来看,东亚地区(中日韩)5G 用户规模最大,达到 11.0 亿,其中,中国 5G 用户数 达到 9.81 亿,占全球 5G 用户数的 48.8%。

按照工信部十四五规划:到 2025 年,我国每万人 5G 基站数 26 个,5G 用户普及率达 到 56%,千兆宽带用户数为 6000 万户。截至到 2024 年 10 月份,根据工信部统计数 据,我国每万人基站数为 29 个,5G 用户普及率为 55.6%,千兆宽带用户数为 2.03 亿 户,从网络覆盖和用户发展两个维度看,工信部十四五规划的工作目标已基本达成。

1.25G-A 时代开启,重点关注物联网、智能化应用场景

随着网络联接对象的扩展,业务需求的变化,未来 10 年,除了 5G 向 5G-A/6G、F5G 向 F5G-A/F6G、IPv6+向 Net5.5G/Net6G、自智网络从 L2 向 L4+持续演进之外,各种 新型的网络场景也将不断涌现。未来通信网络需要支持 XR、裸眼 3D、数字触觉、数 字嗅觉、AI Agent(智能体)等全新的人机交互体验,这对网络提出更高要求。

我们认为从 2G-5G,我国的无线通信网络建设基本是以网络覆盖规模作为关键指标来 驱动建设的,从 5G-A 开始网络建设将和各种新场景的成熟紧密结合,进入以业务场景为主要驱动的发展阶段。 5G-A 首个版本国际标准正式冻结,6G 标准制定开启。2024 年 6 月,Release18 标准 正式冻结,确立了 5G-A 第一个版本的国际标准。同时,作为 5G-A 的延续,Release 19 主要侧重于提高性能并满足 5G 商用部署中的关键需求,预计将在 2025 年底正式 冻结。此外,3GPP 的 6G 工作也在 R19 阶段同步开启,2024 年 9 月,3GPP 首个 6G 标 准项目(6G 场景用例与需求研究项目)获得通过,全球 6G 标准制定进入实质阶段。

全球运营商加速推进 5G-A 商用进程,目前已有 13 家运营商发布 5G-A 试点网络。截 至 2024 年三季度,中国移动 5G-A 商用城市已超过 330 个,T-Mobile 计划 2024 年底 在美国推出 5G-A 网络。 5G RedCap 已进入规模商用部署阶段,支持 RedCap 的 5G 基站超 60 万站。中国移动 已建成国内规模组最大的 RedCap 商用网络,支持 RedCap 的 5G 基站数超 43 万。中 国联通和中国电信已在全国多个省份实现 5G RedCap 连续覆盖,累计开通支持 RedCap 的 5G 基站超过 17 万站。

5G RedCap 性价比较高。其定位介于 5G 增强移动宽带与低功耗广域(LPWA)之间, 能够实现高于 NB-IoT、eMTC 等 LPWA 物联网技术数据的传输速率,终端成本和功耗 又远低于 5G eMBB,成本最高降低 70%,在传感器场景下,电池续航时间可超过两年。

根据 Omdia 的预测,5G RedCap 的大规模应用将从 2024 年开始。2G 和 3G 的连接数 在逐步减少,随着 5G RedCap、5G Massive IoT 和 4G LTE Cat-1bis 模块成为主要 关注点,Omdia 预计到 2030 年,蜂窝物联网连接数将达到 54 亿个。

国内物联网模组厂商移远通信和广和通均已推出 5G RedCap 模组产品,助力 5G 拓展 至更多的应用领域。5G RedCap 模组在商用初期价格约在 300 元左右,随着应用规模 的不断扩大,预计未来模组的价格会逐步下探。

此外,边缘 AI 兴起,AI 模组有望受益。边缘 AI 作为云端 AI 的补充和延伸,具备降 低成本、兼顾网络时延、保护隐私和安全的优势,AI 模组作为边缘 AI 所需算力的载 体,渗透率有望快速提升,国内头部厂商已加速布局 AI 智能模组,紧跟 AI 发展的时 代潮流。根据物联网智库统计,2023 年,支持 AI 功能的蜂窝物联网模组占比为 2%, 预计到 2027 年,这一比例将增至 9%,4 年出货量 CAGR 为 73%。 AI PC 作为边缘 AI 的重要应用领域,渗透率有望持续提升。根据群智咨询预测,预 计 2024 年 AI PC 的出货量为 1300 万台,渗透率为 7%;2027 年,AI PC 的出货量预 计将增加到 1.5 亿台,渗透率有望提升到 79%。

AI 拉动算力快速增长,大模型计算能力的提升将支持各类智能健康应用场景加速实 现。华为预测,到 2030 年,全球通用计算总量将达(FP32)3.3 ZFLOPS,同比 2020 年增长十倍,AI 计算(FP16)864 ZFLOPS,同比 2020 年增长 4000 倍;全球联接总 数达到 2000 亿,全球每年产生的数据总量达 1YB,相比 2020 年增长 23 倍。

全球万兆家宽和万兆 WiFi 渗透率持续提升。华为预测,到 2030 年,全球光纤宽带 用户数量达 16 亿,万兆家庭宽带渗透率达 25%;全球万兆企业 WiFi 渗透率达 84%。

1.3注重高质量发展,运营商盈利水平提升

2020-2022 年,为推动中央企业加快实现高质量发展,国资委探索建立了中央企业经 营指标体系。2023 年开始,国资委将中央企业 2023 年主要经营指标由原来的“两利 四率”调整为“一利五率”,提出了“一增一稳四提升”的年度经营目标,推动中央 企业提高核心竞争力,加快实现高质量发展,建设世界一流企业。

2024 年中期策略报告,我们对 2004-2023 年三大运营商的经营数据进行了回顾。并 得出结论:运营商进入到利润增速高于收入增速,资本开支占收比逐渐下降的阶段。

2024 年 H1,三大运营商净利润增速高于营业收入增速。三大运营商营业收入合计为 10130 亿元,同比增长 3.01%,净利润合计为 1158 亿元,同比增长 6.52%。

参照海外主要运营商,我国运营商资本开支占收比还有下降空间。我们选取海外运 营商 Verizon、NTT、AT&T 进行研究,2024 年前三季度,Verizon 的资本开支占比为 12.13%,2024 年 Verizon 的资本开支预计为 170 亿至 175 亿美元。

三大运营商整体资本开支下降,中期分红派息率提升。2024 年 H1,三大运营商的资 本开支合计为 1351 亿元,同比下降 10.29%。三大运营商持续进行中期分红派息,中 期分红派息率均同比提升,其中,中国电信的中期分红派息率达到 70.1%,同比提升 5.08 个百分点。

展望 2025 年,三大运营商积极布局 AI,打造第二成长曲线。5G 后半段资本开支有望 持续下降,有效提升行业盈利水平。

2. 光模块需求持续增长,关注新技术竞争格局

2.1AI 拉动光模块持续增长,北美云厂商资本开支增速较高

AI 拉动高速率光模块持续出货,光模块市场情景广阔。根据 LightCounting 数据, 预计以太网光模块的销售额有望在2024年增长近60%,预计明年也会有同样的增长。根据 Yole 的数据,预计光模块整体收入从 2023 年的 109 亿美元增长至 2029 年的 224 亿美元,6 年 CAGR 为 11%。数据中心光模块市场整体收入预计从 2023 年的 55 亿 美元增长到 2029 年的 118 亿美元,6 年 CAGR 为 14%,其增速或高于光模块整体增速。

国内光模块龙头公司进展显著。根据财联社报道,中际旭创 1.6T 产品已于 12 月 15 日小批量出货。此外,公司展望 2025 年,800G 产品需求依然强劲,新增 1.6T 预期 也会逐步带来增长。根据新易盛公司公告,公司 800G 产品已实现批量出货,1.6T 产 品验证工作顺利推进。

北美云厂商仍然维持较高增速的资本开支,利好高速率光模块的持续出货。2024 年 Q3,北美四大云厂商微软、谷歌、Meta 和亚马逊合计资本开支为 589.94 亿美元,同 比增长 58.93%,环比增速为 11.62%。

2.2降功耗降时延降成本,硅光/CPO 渗透率逐步提升

与传统的光模块相比,硅光模块具有集成度提高、体积大幅缩小、成本和功耗降低、 光衰减减少、抗干扰能力增强、提高传输效率等优点,是后摩尔时代的关键技术选择。 根据博通的数据,相较于传统分立模式,硅光方案节省 30%的器件,从而降低成本。

硅光市场规模持续提升,国内厂商在硅光领域取得显著进展。根据 Yole 的数据,2023 年,硅光芯片市场价值为 9500 万美元,预计到 2029 年将达到 8.63 亿美元,6 年 CAGR 为 45%。Yole 预计 2024 年中际旭创在硅光市场的份额位居第一,并在 2025 年持续 提升硅光市场的份额。

国内厂商推出硅光模块,引领硅光行业发展。2024 年 3 月光迅科技联合思科推出 1.6T OSFP-XD 硅光模块,以优异的裕度和效率实现了距离 500 米数据的传输。华工正源在 美国 OFC2024 上展出搭载自研硅光芯片的 1.6T 高速硅光模块,采用自研单波 200G 硅光芯片,并兼容薄膜铌酸锂调制器和量子点激光器。

国内光芯片厂商纷纷布局 CW 激光器芯片。根据源杰科技公司公告,公司 2024 年第 三季度已批量出货 CW 光源产品,目前主要以国内市场为主,同时积极拓展海外市场。 根据仕佳光子 2024 年中报,公司 50mW、70mW CW DFB 光源实现批量销售;100mW、 200mW CW DFB 光源实现小批量销售;900mW CW DFB 光源在客户送样中。

CPO(Co-packaged optics)是指把光引擎和交换芯片共同封装在一起的光电共封装, 能够使得电信号在光引擎和芯片之间更快地传输,缩短了二者间的距离,有效减少尺 寸、降低功耗、提高效率。根据 Cisco 统计,对比可插拔(Pluggable)方案,CPO 方 案可使 51.2T 交换机总功耗降低高达 25%-30%。

Cisco、Marvell 等行业内龙头企业均已推出 CPO 交换机。博通宣布已向客户成功交 付了 51.2Tbps CPO 以太网交换机 Bailly。新华三全球首发了 800G CPO 硅光数据中 心交换机,可以满足智算网络高吞吐、低时延、绿色节能的要求。

CPO 的市场有望快速增长,应用前景广阔。根据 Yole 预测,2022 年 CPO 的市场规模 为 600 万美元,预计到 2028 年市场规模为 2100 万美元,6 年 CAGR 为 23%;预计到 2033 年市场规模为 2.87 亿美元,从 2028 年到 2033 年的 5 年 CAGR 为 69%。

2.3多 DC 协同训练,DCI 需求有望高速增长

海外科技巨头积极布局多 DC 分布式训练。关于 AI 大模型训练在什么阶段需要 DCI 联接,需要多少 DCI 带宽,我们认为不同的互联网公司,因为 IDC 资源不同、业务模 型不同,会有较大的配置差异。但是 Meta 和 Google 已经开始了多 DC 分布式训练, 其中 Google 的 Gemini 1 Ultra 就是通过多 DC 的分布式训练实现的。

AI 训练步入十万卡时代,跨 DC 协同训练给网络带来挑战。(1)AI 训练对网络丢包 的敏感度高,即使是 0.1%的丢包率也可能导致训练效率降低 50%。(2)大象流会导致 网络中的传统基于五元组的负载分担方法失效,链路负载不均衡,降低网络使用率。 (3)在万卡集群中,业务高突发和高并发,极端情况下流量瞬时并发可达上千 Tbps。 目前,十公里的跨机楼并行训练算效损失可低于 5%,具备可行性,未来百公里级、 千公里级的跨地域并行训练欲将损失控制在 10%以下,除需建设长距离超宽 DCI 网络 之外,还涉及模型切分策略、集合通信算法、无损网络技术等。

MegaScaler 为谷歌的训练保驾护航。为了实现多园区训练,Google 目前使用功能强 大的分片工具 MegaScaler,它能够使用 Pathways 的同步训练将一个园区内的多个 pod 和一个区域内的多个园区进行分区。在扩大单个训练工作负载所需的芯片数量时, MegaScaler 为 Google 在稳定性和可靠性方面提供了强大优势。

根据 LightCounting 的预测,2024-2028 年,400G ZR,ZR+、600G、800G、1.2T、1.6T 的光模块保持增长,2023 年 400G ZR 的价格为 3230 美元,2024 年 800G ZR 的价格 为 4800 美元。

2.4OCS 之后,全光交换机有望再次破局发展

2024 年 7 月份,英伟达副总裁 Simona Jankowski 加盟芯片初创公司 Lightmatter 任 首席财务官。近期 Lightmatter 以 44 亿美元的估值,完成 D 轮 4 亿美元的融资,其 Passage 光互联网产品对 AI 算力网络的重要性得到了市场的高度重视。Lightmatter 的技术利用波导(wave guide)而非光纤在一个大的芯片间为各个不同种类的计算核 心互连并传输数据,这提供了极高的并行互连带宽。

Passage 把光学器件、波导都集成到芯片本身,可以在单根光纤的空间内安装 40 根 波导。它提供的高带宽 I/O 可以在单个 3D 封装中互连高性能的 CPU、GPU、FPGA、 DRAM 和 ASIC。在板卡级别的互连中,它使用光纤,可以让更多的计算节点互连在一 起。这一整套技术推动芯片内和芯片间的 I/O 带宽在未来几年实现超过 10 倍甚至 100 倍的增长。

Google 也是最早把 OCS 交换机规模引用的互联网企业。为了解决不同代际的网络基 础设施灵活互联的问题,在 Jupiter 网络架构中引入了 MEMS 型光开关(Optical Circuit Switch,简称 OCS)全光交换机应用。OFC2023 上,谷歌详细介绍了其全新内 部项目 Apollo,直接将 SP 层的 EPS 替换为 OCS,减少了网络中光电转换环节。

Google 的 OCS 内部结构的输入输出为两个光纤准直器阵列(fiber collimator array),光纤准直器包括光纤阵列和微透镜阵列,输入输出均为 136 个通道。光通过 光纤进入到 OCS 系统后,先后经过两个 2D 的 MEMS 阵列,每个 MEMS 阵列含有 136 个 平面镜,用于精确调节光的传播方向。此外,系统中还包含两个监控通道,监控通道 使用 850nm 波长的光。

OXC(Optical Cross Connect)基于集成式互连全光交换理念,是一种更为灵活的 全光交换调度方式。相比传统 ROADM 基于分离板件+板间跳纤的光交换方式,OXC 采 用集成式互连构建全光交换资源池,由全光背板、光支路板和光线路板组成,实现高 集成度、“0”跳纤的全光交换,避免人为跳纤操作失误,提升大颗粒业务的交换效率。

国内厂商前瞻布局全光交换机。华为推出数据中心全光交换机 Huawei OptiXtrans DC808,该全光交换机支持 256*256 无阻塞全光交换,超高集成度(6U 高)、超低功 耗(整机小于 200W)、超高可靠,预计将于 2025 年正式商用。光迅科技在 OFC 2024 推出 MEMS 系列最新产品 OCS,产品可支持最高 400×400 端口,采取全光透明传输。

海外厂商争相发布全光交换机。在 2024 年 3 月的圣地亚哥 OFC 上,Coherent(高意) 展示了基于 DLX 技术的 300 端口 x300 端口光交换机,预计将于 2025 年开始大规模 发货;HUBER+SUHNER 通信公司展示了全光交换机产品 POLATIS 576。576x576 无阻塞 光纤端口矩阵使运营商能够在网络安全和网络监控、测试实验室自动化和数据中心 交叉连接等应用中以紧凑的外形将更多的光纤远程连接在一起。

华为在《智能世界 2023》白皮书中指出:AGI 时代,数据中心的能耗将达 GW 级,需 要提升数据中心的能效;在总线互连层面,基于高速总线的超节点架构和资源池化提 升算力效率;在 DCN 层面,芯片出光、OXC 光交换技术的应用有望实现全光 DCN,结 合 3D Fullmesh/Dragonfly/Torus 等新型网络拓扑创新可减少 50%以上光模块的成 本和能耗;广域超宽无损 DCI 能力的突破,支持千公里级跨域并行训练,在区域电网 容量约束下,实现跨域训练成为可选方案之一。

3. 国产算力久久为功,关注国产化和算力基建

3.1国产算力有望逐步实现自主可控

中美两国政府同样高度重视 AI 产业发展。美国从 2022 年开始不断加强 AI 芯片对华 出口管制,限制中国用户对美国 IaaS 产品的访问。

中国科技产业迎难而上,寻求新的发展机会。在国内市场,以华为昇腾 Atlas AI 芯 片为代表的国产算力芯片,正在引领国产算力的发展。

华为积极打造国产算力生态圈,拓展合作伙伴数量。截至 2024 年 12 月,华为共有 14 家昇腾整机合作伙伴。

除华为之外,国内的寒武纪、景嘉微、海光信息、昆仑芯等其他芯片厂商也在持续推 进国产算力的自主研发,全力保障国内 AI 大模型的快速发展。我们从寒武纪 2024 年 Q3 的存货和预付款项也能看出国产算力正在发生积极的变化,2024Q3,寒武纪存货 为 10.15 亿元,预付款项为 8.54 亿元,与 2023 年底对比,二者均大幅增加。

随着国内 AI 产业发展,运营商逐步加大算力的建设投资,特别是智算方面的投资。 2024 年,中国移动的智算规模累计至少达到 17 EFLOPS,中国电信的智算规模累计 至少达到 21 EFLOPS。

2024 年 4 月 18 日,中国移动招标了新型智算中心集采项目,总中标金额约为 191.04 亿元,共有 7 家国产算力的服务器厂商中标,昆仑技术以 21.05%的份额获得第一。

3.2交换芯片和光芯片替代空间广阔

在 AI 和数字化转型的推动下,交换机市场稳步增长。根据中商产业研究院数据,2023 年全球交换机市场为 395.06 亿美元,2024 年预计将达到 416.44 亿美元,同比增长 5.41%;2023 年国内市场为 685 亿元,2024 年预计增至 749 亿元,同比增长 9.34%。

以太网交换芯片是交换机的核心部件,决定了以太网交换机的功能、性能和综合应 用处理能力,用于交换处理大量数据及报文转发。根据盛科通信招股说明书披露,灼 识咨询预测全球商用以太网交换芯片市场 2020-2025 年 CAGR 为 5.3%,增速高于全球 自用以太网交换芯片。数据中心网络所用交换芯片有望成为未来中国商用交换芯片 增长的主要驱动力,到 2025 年数据中心用交换芯片规模占比有望达到 70.2%。

交换芯片技术门槛较高,行业呈现寡头垄断。2020 年中国商用交换芯片市场格局: 博通、美满和瑞昱分别以 61.7%、20.0%和 16.1%的市占率排名前三位,盛科通信的排 名第四,占据 1.60%的市场份额,在国产厂商中排名第一。2020 年中国自用交换芯片 市场格局:主要参与者是华为和思科,分别以 88%和 11%的市场份额排名前两位。

数据中心交换芯片容量持续演进提升,博通于2022年8月推出Tomahawk5交换芯片, 交换容量达到 51.2Tbps,为 800G 交换机升级奠定基础。

国内厂商产品与海外巨头相比存在代际差异。从高端芯片性能角度,以交换容量为 例,博通、Mellanox、Marvell、思科均已推出 51.2Tbps 的高端产线,国产厂商产品 虽与之相比仍有代差,但积极布局。盛科通信目前已经量产 2.4Tbps 交换芯片,12.8T 和 25.6T 的产品已向客户送样,交换容量和端口速率等性能将达到国际竞品水平。

根据 ICC 预测,2021 年 2.5G 及以下国产光芯片占全球比重超过 90%,10G 光芯片方 面国产光芯片占全球比重约 60%,国产光芯片在低端市场展现出来较强的竞争优势。

随着 800G 光模块需求的不断增长,国产光芯片迎来进入数据中心光模块市场的良机。 其中包括用于 100G 光模块的 25G DFB、用于 400G/800G 的 53/56G/112G PAM4 EML 芯 片、用于硅光光模块的 CW-DFB 光源。

国内光芯片公司以国产替代为目标,以源杰科技、仕佳光子、光库科技、铌奥光电为 代表,研发成果显著,为算力自主可控提供有力保障。

3.3AIDC 有望快速发展,液冷技术优势显著

生成式 AI 助推智算需求增长。AI 大模型的蓬勃发展推动算力需求不断增长,根据 IDC 数据,预计 2027 年,中国通用算力规模达到 117 EFLOPS,2024-2027 年 CAGR 为 18%;2027 年中国智能算力规模达到 1117 EFLOPS,2024-2027 年 CAGR 为 31%。

IDC 行业的需求向“集群化数据中心+智算中心”转变。根据中国数据中心产业发展 白皮书,中国数据中心依次经历四个阶段:网络中心阶段(2000 年以前)、IT 中心阶 段(2000-2010 年)、云中心阶段(2011-2020 年)和算力中心阶段(2021 年至今)。 在算力中心阶段,需求呈现向“超大型 IDC+智能计算数据中心”转变。

供需错配增强 IDC 行业马太效应,资源向头部公司集中。IDC 行业供给侧过剩集中于 传统通算场景,新型智算需求尚未得到有效满足。AI 服务器具有功耗高,发热量大 的特点;只有满足配备高功率机柜、具有液冷技术的数据中心才能满足智算需求。

降低制冷系统能耗能够极大的促进数据中心 PUE 的降低。算力的持续增加,意味着 硬件部分的能耗也在持续提升;在保证算力运转的前提下,只有通过降低数据中心辅 助能源的消耗,才能达成节能目标下的 PUE 要求。制冷系统占比达到 24%,是数据中 心辅助能源中占比最高的部分。为了降低制冷系统电能消耗,行业内对数据中心制冷 技术进行了持续的创新和探索,液冷则利用液体的高导热、高传热特性,在进一步缩 短传热路径的同时充分利用自然冷源,实现了 PUE 小于 1.25 的节能效果。

相较于传统风冷技术,液冷技术具有低能耗、高散热、低噪声、低 TCO 的优势。冷技 术具有极佳的节能效果,液冷数据中心 PUE 可降至 1.2 以下,每年可节省大量电费, 能够极大地降低数据中心运行成本。相比于传统风冷,液冷散热技术的应用虽然会增 加一定的初期投资,但可通过降低运行成本回收投资。

在大模型客户对于智能算力需求不断增加的背景下,AI 处理器较传统处理器功耗大 幅提升。华为 Atlas 800 AI 服务器最大功耗为 5.6kW,Atlas 900 PoD 最大功耗为 46kW;2024 年 GTC 大会上英伟达发布的 NVL72 服务器功耗预计达到 120kW。

AI 服务器 IT 设备功耗提升,液冷技术价值量不断提升。从市场角度看,根据 IDC 数 据,2023 全年中国液冷服务器市场规模达到 15.5 亿美元,2028 年市场规模或有望 达到 102 亿美元。从技术角度看,华为 Altas 800 服务器已经完成液冷设计及配置, 搭配 8 块液冷散热器,有效保证 AI 服务器操作温度。

4. 发射能力加速提升,卫星出海迎新机遇

4.1Starlink 瞄准全球市场

Starlink(星链)是由 SpaceX 提出的一个巨型低轨卫星互联网星座项目,通过由约 1.2 万颗卫星组成的星链网络提供全球覆盖、大容量、低延迟的高速互联网接入服务。 根据 SpaceX 的计划,2033 年,Starlink 将扩展至拥有 4.2 万颗卫星,成为全球最 大的近地轨道卫星星座。截止 2024 年 12 月 14 日,星链卫星总数已达 7542 颗。

SpaceX 拟实现火箭的全重复使用,发射成本将实现数量级的下降。首先,研发制造 一次性小型火箭猎鹰 1 号;其次,研发制造一级可重复使用、二级一次性使用的中大 型火箭猎鹰 9 号与猎鹰重型,同时实现整流罩的重复利用;最后,研发制造一级和二 级均可重复使用的大型运载火箭系统星舰。据 SpaceX 估计,待星舰成功发射,每公 斤发射成本有望降到 200 美元以下,大大降低发射成本。

“一箭多星”的演进能力提升 Starlink 经济性,降低卫星发射成本。2021 年 1 月, 猎鹰 9 号火箭曾携带 143 颗卫星进入太空,创下单次发射卫星数量的世界最高纪录。 2023 年全年,猎鹰系列运载火箭共实施 96 次发射,发射次数分别占全球和美国的 43% 和 83%。据艾瑞咨询统计,其平均发射成本仅占俄罗斯联盟号火箭平均发射成本的 15%。

Starlink 聚焦全球市场,已成功实现商业模式闭环。2024 年 9 月,Starlink 宣称其 在近 100 个国家和地区市场的用户数已突破 400 万,相比 2024 年 5 月增长约 100 万。公司业务主要面向 C 端用户,采用终端(599 美元/台)+流量套餐(基础 120 美 元/月)的收费方式。2024 年 5 月,航天研究咨询机构 Quilty Space 称 Starlink 在 2024 年有望实现 66 亿美元的收入,同比增长 80%。用户数量增长或将推动 Starlink 从 2023 年的大幅亏损转为盈利。

4.2中国积极布局卫星通信网络

卫星互联网未来与地面网络加速融合,呈现“空天地一体”布局。低轨卫星将会成为 6G 的重要组成部分,6G 将整合地面和非地面网络,给未覆盖网络的区域提供信号。

轨道频谱资源稀缺性强,中国积极布局卫星通信网络。地球近地轨道可容纳约 6 万 颗卫星,且根据国际电信联盟的规定,卫星频率及轨道使用权采用“先登先占”规则。 鸿鹄三号也是国内继星网 GW 计划和 G60 星座实体计划后的第三个万颗以上的巨型星 座,鸿擎科技向 ITU 提交了 HONGHU-3(鸿鹄三号)的星座计划,其将在 160 个轨道 平面上发射 1 万颗卫星。

卫星互联网应用已逐步实现验证。2023 年 9 月,华为发布首款支持卫星通话的智能 手机 Mate60 Pro。2024 年 5 月,银河航天在泰国建成了试验星座“小蜘蛛网”的地 面试验站,用于观测毫米波频段卫星信号在当地气象条件下的通信能力。

4.3火箭发射能力提升,助力卫星加速出海

长征十二号火箭成功首飞,华为 Mate 70 系列全球首发卫星寻呼功能。11 月 30 日, 长征十二号运载火箭顺利将卫星互联网技术试验卫星、技术试验卫星 03 星送入预定 轨道。长征十二号火箭全长约 62 米,采用二级构型设计,是我国首型 4 米级运载火 箭,也是目前我国运载能力最大的单芯级运载火箭,近地轨道运载能力不少于 12 吨、 700 公里太阳同步轨道运载能力不少于 6 吨。 11 月 26 日,华为发布 Mate70 系列,该产品支持 120 度的超广卫星角度,在没有地 面网络信号覆盖也能随时接听电话,实现卫星寻呼,有呼必应,一次连星,持续在线。

垣信卫星互联网服务计划将于 2026 年在巴西正式商用。11 月 20 日,G20 巴西峰会 闭幕翌日,上海垣信卫星科技有限公司与国有的巴西电信公司正式签署合作备忘录, 垣信卫星将为巴西提供卫星通信服务,实现对巴西偏远和网络不发达地区的宽带互 联网接入,推动巴西国家数字包容公共政策执行落地。

编辑:火腿肠
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