低軌衛星發展十年磨一劍!3大關鍵因素帶動商轉起飛,台灣機會在哪裡?-科學人雜誌
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低軌衛星發展十年磨一劍!3大關鍵因素帶動商轉起飛,台灣機會在哪裡?

2021/10/08 數位時代
低軌衛星發展已有數十年歷史,但過去並未普遍發展,主因在於成本與技術上的挑戰。不過隨著成本逐漸下降,現在迎面而來、將要爆發的太空商機,台灣機會在哪呢?


低軌衛星發展已有數十年歷史,但卻在近期受到各界關注與業者相繼投入,原因有三:高通量衛星技術(HTS)突破、火箭發射成本降低,以及衛星小型化與結構簡單化。


資策會MIC產業分析師曾巧靈表示,高通量衛星指的是「單一衛星訊號能覆蓋更多區域,且具備更大資料傳輸」。高通量衛星技術的突破,是受惠於多點束波技術的運用,讓整個衛星不管在容量、傳輸速度都有大幅升級,加上衛星通訊朝更高頻發展,增加更多的使用頻寬,且應用範圍更加廣泛。


其次,在火箭發射成本上。1981年火箭發射成本每公斤約85,216美元,隨著火箭技術陸續演進與重複技術導用的發展下,使得火箭發射成本逐年降低,至2020年時每公斤可發射成本降至951美元左右,大幅降低衛星通訊門檻。


除火箭運載費用過高,衛星產業的另一挑戰為衛星造價,過往發展衛星事業的單位通常為政府,衛星生產多採小批量訂製,造價高達數億美元,形成相當高昂的成本門檻。但隨著天線、射頻前端、電池、製程技術演進,衛星零組件可以更高度整合與小型化發展,間接讓衛星製造成本大幅下滑。


以衛星營運商Oneweb為例,其所生產的微型通訊衛星重量約150Kg,單次火箭發射可承載36顆衛星,造價一顆約1萬美元。


▲ 衛星通訊無論是發射或衛星本身的成本都有大幅下降,舉例來說,OneWeb單顆衛星約1萬美元,比起過去上億美元的費用有明顯的降低。


技術、成本門檻下降,四大衛星營運商積極推商轉

綜合上述趨勢,帶動全球科技大廠陸續安排大規模低軌衛星星系的布建。曾巧靈也分析,若要維持地區通訊服務不間斷,或者要將服務涵蓋全球網路,就需要非常大規模的低軌衛星布建才能達到目的,這也為新一代低軌衛星營運商所規劃的營運服務規模,都達到數千、上萬顆的衛星星系規模布建。


目前主要四大低軌衛星營運商分別是美國Starlink、英國政府與印度電信合作的OneWeb、加拿大Telesat,以及Amazon底下的Project Kuiper。其中就屬Starlink最為積極,現已向國際電信聯盟申請高達1.2萬顆的衛星規模,且於2020年Q3在北美地區提供試商用的服務,目前已向全球15個國家提供服務,其累積用戶數高達10萬戶。


▲ 大規模低軌衛星星系服務商陸續邁入商用。

OneWeb預計在2021年底在北緯50度以上,包含英國、加拿大、挪威等國家提供寬頻上網服務;其他包含Telesat、Project Kuiper他們分別會在2023年與2025年以後開始為它們的服務提供商用服務。

2024年以後包含Starlink、Oneweb、Telesat等三大低軌衛星通訊服務在全球正式商用,甚至在全球範圍底下拓展服務,預期將推動衛星寬頻服務消費端與企業端用戶新一波成長,預期2029年之後,全球衛星通訊整體服務產值將達187億美元。


台灣商機以地面設備為主、衛星製造為輔

面對如此龐大的商機,台灣當然不容缺席。曾巧靈分析,全球低軌衛星星系在應用服務商與國家政策推動有一定程度發展,但對台灣廠商而言,最大商機仍在低軌衛星製造與地面終端這兩大區塊,在這之中也存在著機會與挑戰。



▲ 台灣衛星供應鏈集中於地面設備與衛星製造端,且以硬體製造和零組件供應為主。

低軌衛星製造端,雖說台灣過去有本體製造發展經驗,但多聚焦於科研部分,商用研發相對較少,且航太需要有嚴格的驗證才能被採用,形成台灣進入相關零組件的門檻。

而地面終端設備未來會有較大規模市場成長,但由於現在領導業者大多採用專有技術而非統一規格,相關產品出貨偏向客製化方案,難以形成經濟規模。但長遠來看,仍可關注3GPP國際組織標準發展,是否可以在未來形成一個標準規模產生後,進一步拓展規模市場成長,並與現有的行動通訊產品進行整合與應用。

另外,在地面設備新興零組件而言,則是有相當程度的機會。四大低軌衛星營運商,皆使用相位陣列天線設計,不論採用怎樣的設計,其中所採用的材料與技術都與台灣資通訊產業有相當程度的商機產生。

再者,衛星地面設備也朝高頻發展,台灣過去在行動通訊已耕耘相當長時間,所累積的5G毫米波技術與產品化經驗,將有機會轉移到低軌衛星進而產生綜效。


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