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創辦人談衛星 10/分開來各自拚,合起來才會贏

提要

太空相關產業的經濟規模

低軌衛星示意圖。美聯社
低軌衛星示意圖。美聯社

本文共2293字

作者 李中旺

太空工業協會(SIA)在2023年發表的一篇報告指出:2022年全球太空經濟高達3,840億美元,其中最大宗的是衛星的地面設備,有1,450億美元。如圖一所示。

這張圖每每出現在宣導衛星工業的場合,預測著光明燦爛的產業錢景。

圖一:2022年衛星的地面設備就有1,450億美元的經濟規模。 取材自SIA
圖一:2022年衛星的地面設備就有1,450億美元的經濟規模。 取材自SIA

這1,450億美元的地面設備裡,有152億美元是網通產品。雖然占比不到10.5%,但這樣的規模也夠吸引全球和台灣的相關產業競相投入。

圖二:2022年全球衛星相關網路的地面設備規模為152億美元。 取材自SIA
圖二:2022年全球衛星相關網路的地面設備規模為152億美元。 取材自SIA

衛星地面設備產業的三大門檻

衛星通信本質上是無線網通的延伸。傳統的無線網通是透過行動基地台連上網際網路,基地台本身是靜止不動的,如下圖一所示。

而衛星通信的概念就是把基地台搬到在太空中的衛星上。同步衛星(GEO)上的基地台對地面很遠,但相對位置是靜止的,如下圖二所示。

低軌衛星(LEO)上的基地台離地面比較近,但對地面是高速移動。如下圖三所示。為了能夠與低軌衛星保持連線,地面天線發出的電磁波必須隨著衛星的移動而改變方向,這就有了「相控陣列」天線的需求。

圖一:地面的行動通信。基地台靜止不動,離用戶距離近。
圖一:地面的行動通信。基地台靜止不動,離用戶距離近。

圖二:同步衛星通信。衛星上的基地台對地面靜止不動,衛星高度35,786公里。
圖二:同步衛星通信。衛星上的基地台對地面靜止不動,衛星高度35,786公里。

圖三:低軌衛星通信。衛星上的基地台對地面高速飛行,衛星高度500~2,000公里...
圖三:低軌衛星通信。衛星上的基地台對地面高速飛行,衛星高度500~2,000公里。為了追蹤對準衛星,地面設備要配備相控陣列天線。

儘管衛星技術不斷進步,單顆同步衛星的流量不斷增加(已經到達500Gbps到1Tbps水準)。由於受限於同步軌道上的衛星數量,近年來衛星通信已轉向低軌衛星來發展。

從2019年開始,星鏈(Starlink)大規模的佈署低軌通信用衛星。相對於同步軌道衛星,低軌衛星有諸多的優點,已經成為通信衛星的主流。

台灣的產、官、學、研界,投入低軌衛星通訊的發展不遺餘力,網通產業也是台灣既有的強項。然而,相關地面產品的出貨量卻遲遲沒能達到「量產」的經濟規模。台灣的低軌衛星產業正面臨三大門檻,需要突破。

第一、技術與人才面:

低軌衛星通信採用的相控陣列天線,本身並不是很新的技術,但國內的相關人才太少,尤其是具有「大型」陣列天線技術與經驗的人才更少。近年來半導體與AI產業爆紅,吸走了原本願意投入衛星與天線相關領域的研究生,天線專業人才的培育期又比其他的科技長。一時之間,人才的供需無法平衡,更突顯了這類人才的稀缺性。

衛星產業短期內爆發式獲利的可能性仍不很高,公司無法承諾員工短期的豐厚紅利,衛星技術專才很容易會被同業或其他通信產業挖角。育才難,留才也難。

第二、營運面:

在台灣本地的實驗場域難覓。不論地面實驗室的配備得如何完備,產品的最終驗證一定要通過與實體的衛星連線測試才算完成。而今國外的衛星廠商並沒有完全向國內開放這一個服務,台灣還沒有自己的寬頻通信衛星可以驗證,導致台灣產業「缺星」可用,很難在本地完成產品的驗證。

本地產業沒有做完驗證,量產出貨的實績不足,就導致國外衛星廠不信任本國廠商的設計製造能力,不願意開放給國內廠商測試。這就形成了一個惡性循環。

第三、資金面:

高頻微波與天線的專用儀器設備、電波實驗室的建置與維護、以及各種模擬軟體,都非常的昂貴,導致資本支出負擔沉重。此外,製作相控陣列天線的專用的零件,諸如功率放大器、相移器、毫米波專用的PCB板材等,報價都令人卻步。加上數量不大,製作樣品費用也令人咋舌。

根據麥肯錫的報導[1],2015年起,美國新創太空公司獲得的研發經費暴增,將逐漸跟上政府的研發經費,如圖四所示。台灣沒有美國豐厚優渥的創投環境,新創衛星公司的資本額都不大,口袋不夠深的新創企業很容易就「前浪死在沙灘上」。

圖四:美國太空新創公司研發經費充裕。取材自麥肯錫網站[1]。
圖四:美國太空新創公司研發經費充裕。取材自麥肯錫網站[1]。

分才會拚 合才會贏

假設衛星在新創企業的發展:

台灣的衛星新創公司通常規模比較小,擁有獨特的技術,靈活、熱情和對未來有無限的憧憬。然而在營運的現實面卻因為知名度低、不易開展業務、未達經濟規模導致產品成本過高等因素,難以快速打入國外衛星供應鏈。

如果衛星在大企業裡孵化:

大廠為了押寶未來科技,通常會成立新的事業單位(BU)來探索衛星業務,一方面保持對產業的熱度,一方面等到時機成熟時再大規模投入或一舉併購新創企業。這樣做的優點是資金充足、資源豐沛,在全球有完整的的觸腳,但也會因為營收小、短期間不易彰顯投資效益而被提出來檢討或切除。此外,大廠的管理系統比較僵化,反應速度不夠及時,適應外在快速的節奏會有些難度。

分開來一起拚,合起來才會贏:

最佳的做法是:讓大廠與新創做策略結盟與分工。由大廠承接國際業務,並給予新創在研發與製造上的支持,讓新創專注在技術上的精進。如此才能讓新創快速推出產品,大廠儘快贏得國際訂單,在量產之後降低成本。

任何的新創事業都是充滿了風險,更何況衛星產業的回收期比一般產業更長。

等待黎明

根據Euroconsult預測[2],2023年~2032年的十年間,每年發射的小型衛星平均有2,610顆,也就是一星期就有50顆衛星上天。這麼多的衛星在太空裡,一定會迅速帶出地面設備的大量需求。

台灣有全球最堅強的ICT產業鏈。兩年之內,台灣一定能將ICT實力外溢到衛星產業來迎接這個風口浪尖,讓衛星通信從「高貴很貴」普及成「高貴不貴」。前提是在這段時間裡,大廠必須與新創企業攜手前進,一起迎接光明的未來。

註[1] https://www.mckinsey.com/industries/aerospace-and-defense/our-insights/space-the-missing-element-of-your-strategy?cid=other-eml-onp-mip-mck&hlkid=3ce5a00789d54a6094478aec51090bd2&hctky=14464336&hdpid=dd5212a8-2229-4d50-9fb1-6a0597532479

註[2] Euroconsult ”Prospects for the Small Satellite Market” July 2023 9th Edition

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友訊科技共同創辦人、明泰科技創辦人,現任職於創威訊科技

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