【进深篇】抓住投入产出的性价!别让中国的商业航天机遇跑了

【进深篇】抓住投入产出的性价!别让中国的商业航天机遇跑了
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    近日 ,据外媒消息,Spacex完成了一轮8.5亿美元的新一轮融资,估值约740亿美元。


    2020年当地时间5月30日15时24分,美国SpaceX载人龙飞船发射成功。这是自2011年以来,美国首次有航天员从美国本土进入太空,也是史上首次商业载人航天发射。它证明了载人航天这项此前只有国家级力量才能实现的工作,也可以被民营企业实现,并实现商业化运作。


    在中国,商业航天也以越来越多样化的方式走进大众视线。2020年4月1日主播薇娅在其“淘宝”直播间里出售“快舟一号甲运载火箭发射服务”,报价4000万元。50万定金的链接上架后,瞬间售出。“薇娅直播卖火箭”一度成为热门话题。


    中国的商业航天浪潮开始于2015年前后,短短数年时间,商业航天企业已初步完成了从卫星设计研制、火箭研制发射到卫星在轨运营及商业化应用的从0到1发展过程。


    到2019年年底,国内注册的商业航天领域公司达194家,市场总规模达8362.3亿元,商业航天已成为带动全球经济增长的重要引擎,只有超前布局,才有可能抢占先机。


    2015—2019年中国商业航天市场规模情况(单位:亿元 ,%) 


    近几年来,随着航天技术的不断发展和航天产业规模的日益扩大,商业航天快速发展,以商业运载火箭、低轨互联网星座、亚轨道旅游、商业遥感等为代表的商业航天各领域得到迅速推进,航天产业呈现新的发展态势。在技术进步和市场需求的驱动下,航天规模化生产和大众消费成为可能,发展商业航天产业、提升航天技术水平,对支撑航天强国建设具有重要意义。


    发展形势利好:政策关注+资本支持


    2014年11月,《国务院关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》(国发〔2014〕60号)提出“鼓励民间资本参与国家民用空间基础设施建设……引导民营资本参与卫星导航地面系统建设。”开启了民间资本参与国家民用空间基础设施的大门,拉开了中国商业航天序幕。


    2015年起,国家发改委、财政部、国防科工局等多个部门陆续出台了《经济建设和国防建设融合发展“十三五”规划》、《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015~2025年)》、《2016中国的航天》白皮书、《中国北斗卫星导航系统》白皮书等政策文件,均明确表示支持商业航天产业发展。


    2019年5月30日,国家国防科技工业局、中央军委装备发展部联合发布了《关于促进商业运载火箭规范有序发展的通知》是我国第一个专门针对商业航天发展的政策文件。


    2020年4月,国家发改委首次就“新基建”概念和内涵做出正式解释。“卫星互联网”被纳入“新基建”范围。在新基建的推动下,我国商业航天企业的发展有望进入快车道,同时会带动中国卫星(卫星总装),航天电子(航空测控等),航天电器(宇航连接器),海格通信(北斗地面设备),中国卫通(卫星通信)等产业链上下游企业实现快速发展。


    2021年1月,为进一步快速培育壮大卫星网络新业态,鼓励商业航天企业在京发展,市经信局联合市发改委、市科委等26个市级单位和相关区政府,共同编制了《北京市支持卫星网络产业发展的若干措施》,(以下称若干措施)明确了“南箭北星”产业布局,创新了财政支持方式,实施保费补贴和政府基金收益让渡,引导社会力量支持产业创新和发展。值得注意的是,北京将在大兴区、经开区建设商业航天产业基地以及商业火箭创新中心,做强“南箭”;同时,在海淀区建设商业卫星产业基地和星座运控、运营平台,做强“北星”;丰台区则发挥央企、军工优势,承接溢出项目,其他各区错位发展,形成协作互补。


    商业航天发展也需要政策加持也离不开资本的支持。目前,我国的商业航天企业无论是规模还是效益, 与国际上都存在较大差距。根据《2020年资本机构商业航天赛道投资布局报告报告》显示, 2020年全年国内商业航天领域发生的投融资事件共32次,融资总额达90.13亿元。虽然在融资次数上较2019年减少36%,但在融资金额上相较2019年增长了78%,我国商业航天各领域逐渐涌现出头部企业,马太效应明显。


    北京仍然是国内商业航天市场产业资本的聚集地,在2020年的32起投资事件中,有19起发生在此,北京市的商业航天公司也以50.92亿元的融资额远超其它地区,绝大多数地区的商业航天公司累计融资额均过亿元。

       

    北京是航天单位的核心聚集区,拥有航天科研机构全国最多,包括航天科技集团、航天科工集团、中科院的研究机构等,这样的航天背景也孕育出众多商业航天企业。据统计,目前北京地区的商业航天公司约有90家,约占国内商业航天公司总数的1/2,远超其它地区。值得注意的是,随着国内商业航天产业规模不断扩大,越来越多地区相继推出优惠政策来吸引商业航天企业落地。


    2020年9月,北京市海淀区相关负责人宣布,将在中关村科学城北区规划建设一个千亿级的空天产业集群。该项目名为“星谷”,计划建设卫星互联网源头创新区、北斗及空间信息服务产业升级区、场景应用示范区三大功能区。


    “星谷”计划落地的中关村科学城北区,该区域以航天城为核心,集聚科研机构和创新型企业。与之相应,北京推出的“星谷”项目不仅体量大,且覆盖通、导、遥全产业链。从全国范围来看,该商业航天项目都难有可比者。



    事实上,从火箭制造与发射,到卫星及其通信系统制造,再到地面测控系统,乃至最终卫星互联网的运营和服务,一条相对完整的产业链已在北京逐渐成型。


    中关村e谷与合众思壮双方积极响应海淀区委、区政府关于空天产业聚集区建设的倡议,联合打造“中关村科学城星谷(创新园)”,充分利用海淀区在空天领域的资源优势和政策优势,最大限度地提升园区对空天领域的孵化、加速效能。


    打造全国领先的空天产业集聚区 中关村科学城星谷(创新园)为“星谷”建设项目助力



    迎来加速阶段:技术创新+市场空间+商业模式驱动


    我国航天产业在多个领域已经步入了商业化进程。近年来,伴随国家大力推动军民融合以及“互联网+航天”的产业升级变革,在全球新一轮工业革命的大背景下,中国航天领域在商业航天方面发展取得了突破性进展。


    我国商业航天行业产业链中地面设备制造和卫星应用及运营环节各占行业总规模的45%,卫星制造和卫星发射占行业总规模比重较小,分别为7%和3%。



    中国商业航天行业产业链各环节占市场规模比重(单位%)


    我国商业航天行业上游主要为卫星制造企业,代表企业有智星空间、零重力实验室、深圳航天东方红海特卫星有限公司等;行业中游主要有卫星发射企业及地面设备制造企业;行业下游主要为卫星应用及运营企业,代表企业有航天世景、华力创痛、北斗星通及中海达等。



    商业航天行业产业链代表企业


    如果简单的描述一下航天市场,其实上中下游是这样分布的:造火箭的是上游、造卫星的是中游、运营卫星服务的是下游。


    但这只是技术意义上的上下游,商业意义上可能是相反的。


    20世纪50年代以来,人造地球卫星发展形成了通信、气象、导航、资源环境、军事侦察及科学研究等多个领域,随着卫星功能的综合提升,卫星的质量也不断增加,而火箭运载能力的不断提高,又为大卫星的发展提供了技术基础。


    与之同时,随着卫星技术与应用的不断发展,人们对“小卫星”的需求同样在增加。现代小卫星发展独具优势,它们开发周期短,易制造,功能相对单一,便于采用先进成熟的技术。研发成本低、发射灵活是其又一大特色。现代小卫星造价一般只有几十万至几百万美元,由于它们体积小、重量轻,易采用先进成熟技术,而且可以实现一箭多星发射,因而具有良好的综合效用。


    然而,对于中国的商业发射市场来说,传统火箭发射的特点是大载荷和高成本,传统卫星的重量多在吨级以上,成本多在数千万元甚至数亿元,研发周期多在数年。


    但是,小卫星时代到来,对于这一切提出了挑战。由于技术的进步,小卫星在商业上的价值凸显带来的市场空间出现了,小卫星带来的创新想象空间也非常大。


    小卫星特点



    其中,遥感和卫星互联网是对卫星快速组网需求最突出的领域,这也意味着要求更多大推力、低成本的商业载荷发射能力。


    比如,“吉林一号”卫星星座是长光卫星技术有限公司在建的核心工程,是我国重要的光学遥感卫星星座。


    更受关注的还属卫星互联网,这是一个对星座组网需求明确的领域,基本上全球范围内的下一代卫星互联网、卫星通信计划都是基于快速卫星组网而设计的。


    2020年5月,由“快舟一号甲”搭载的两颗卫星被成功送入地球低轨道。这两颗名叫“行云”的卫星发射成功,标志着我国商业航天卫星物联网领域建设的新篇章。


    卫星技术专家、哈尔滨工业大学教授张世杰指出:卫星互联网风口已至,各国纷纷加快太空战略资源部署,中国的卫星互联网也迎来了重大的战略机遇期。


    除了卫星互联网,5G通信、遥感、物联网和无人驾驶等都对星座组网充满兴趣,因此中国目前存在数千颗卫星工程建设需求。



    数千颗这还仅仅是“国家队”的数据,而中国商业航天企业TOP6公布的计划显示,在2023年之前,仅这六家企业计划发射的卫星就高达1830颗,其中绝大多数都属于标准的“小卫星”。


    火箭作为进入太空的唯一载具,其实和卫星是互相成就的。


    在这个动态的过程中,火箭研发机构和卫星研发机构会进行市场化的动态适配——卫星企业会考虑大致把卫星定在一个什么样的质量上才能取得功能、技术和发射成本的最优,火箭企业也会根据卫星的质量来决定开发多大推力的火箭,才能够既最经济的完成任务,又不至于运力不足。


    2020年被认为是中国商业航天的第二个“五年”的开始。即在第一个五年完成发展方向和技术路线的探索后,下一个五年重点在于如何与市场接轨。


    中国民营火箭的关键指标之一,还是看运力水准。星河动力创始人、CEO刘百奇此前曾预测,预计2021年中国将有20吨的商业发射运力缺口。而截至2020年2月,航天科技集团官网披露的2021年长征火箭搭载余量来看,仅有约5吨。据此初步测算,20吨的运力缺口将亟待商业发射新力量来形成有效补充。


    大量的组网卫星亟待发射、运力缺口明显等客观存在,使得中国民营航天的头部公司都在大运力火箭上发力,低成本但技术含量并不低的大中型液体火箭的市场前景十分开阔。其中,蓝箭航天的“目标”最为宏大,甚至绕过了小火箭,直接从中型以上开始规划。


    但是,中大型火箭属于航天技术中的上游,考验的是一家从设计、研发、生产到发射各个环节的综合能力。也正是因为如此,为了掌握核心能力,头部火箭公司基本都有计划或已经在构建火箭研发系统性能力。


    根据媒体报道,蓝箭航天已形成北京研发中心、西安研发中心、湖州智能制造基地的产业布局,星际荣耀等赛道前列的企业也陆续建成了各类试验设施和制造基地,并形成了一定规模的产业链配套。只有具备了全产业链能力,才能保证产品的交付效率,中国的民营商业火箭作为工业化商品才有被量产的可能性,而量产的规模则又将进一步摊薄成本。


    而此前,星河动力“光年”系列固体运载火箭65吨级热试车成功,标志着民营火箭在固体赛道上也出现了技术逐渐成熟的中大推力产品。



    截至2020年,国内商业航天已累计融资超过30亿,融资金额排序第一、第二的两笔分别花落中大型火箭和小型火箭的民营企业,这是资本市场对行业前景最直接的反映,而从行业格局来看,超过10亿级别的融资或将成为行业的一道重要分水岭。


    某种程度上说,这也使得第一梯队公司在累积融资中已经与第二梯队公司拉开了距离,未来差距会越来越大。竞争是残酷的,中国的民营航天必须在这种压力下高速前进。



    期冀与展望:创新是商业航天实现长远发展的关键途径


    在不断发展的需求牵引下,随着技术自主创新并不断成熟,航天产业规模将持续壮大,商业航天将进一步走进大众生活、提供多样化服务,将进一步在进入空间、利用空间等航天任务中发挥重要作用。


    高可靠是商业航天生存与发展的核心基础。航天产品只有具备很高的可靠性之后,才能进一步在提供大众化服务中发挥重要作用,因此高可靠是决定商业航天立足和发展的核心基础。对运载火箭而言,任何一次飞行失利都值得吸取教训。当地时间3月3日,美国太空探索技术公司SpaceX旗下的星际飞船原型SN10发射升空,在距地6英里(10公里)的高空进行了飞行测试。最终,在一片爆炸火光之中,SN10化为了一堆废墟。


    此次是SpaceX的星际飞船原型进行的第三次高空飞行测试。此前,星际飞船原型SN8和SN9曾在2020年12月9日和2020年2月2日相继进行过类似的飞行测试。但不幸的是,这两个星际飞船原型都在着陆时发生爆炸。


    商业运载火箭在突破传统研制模式存在的元器件等级高、加工制造工艺难、过程管控成本高等问题的同时,须建立健全在商业新模式下的可靠性设计和质量管控体系,通过技术和管理创新实现成本和可靠性的充分平衡。例如,采用控制重构创新技术提升应对飞行故障的适应能力,通过发动机等关键产品通用化设计减少产品种类和薄弱环节,确保低成本工业级元器件的系统可靠性。


    低成本是商业航天满足大众需求的重要特征。航天产业的发展应遵循高效益的发展模式,低成本的航天产品才能更好地满足大众需求、走进社会生活。对运载火箭而言,目前单位重量载荷进入空间成本依然较高,如何降低成本实现经济高效地进出空间将决定其是否能够更好地提供大众化服务。


    商业运载火箭既要利用社会资源,将基础投入大、费效比不高的产品通过社会化生产和采购,最大程度地提高性价比;更重要的是必须进行技术创新,通过设计制造一体化提高产品生产效率和固有经济性,通过发动机等关键产品复用从而降低单次使用成本。


    快响应是商业航天赢得市场竞争的内在要求。商业市场瞬息万变,时间成本是商业活动中的关键要素,有时候甚至是决定因素,往往“抢先一步、领先一路”。


    创新是商业航天实现长远发展的关键途径。商业航天绝不是现有产品的简单重复和包装,而是自主创新驱动下的技术跨越和产业升级,创新是商业航天实现长远发展的关键途径。对商业运载火箭而言,其创新不仅仅是技术创新,而是包括技术、产品、管理在内的多种手段综合创新。


    随着政策的进一步开放和新的市场需求的提升,中国在商业航天的突破或将在近期进一步展现。实现中国人的商业航天之梦,需要的更多的踏实努力、勤奋探索和务实创新。




    参考文章:

    [1]前瞻经济学人·十张图了解2020年中国商业航天市场发展现状 规模达8362.3亿元;

    [2]各地纷纷布局商业航天,未来如何值得期待!

    [3]商业航天资本涌动,未来前景几何?

    [4]王小军. 中国商业航天的发展与未来[J]. 导弹与航天运载技术,2020(01):1-6.

    [5]肖学培. 我国商业航天产业发展现状分析[J]. 企业改革与管理,2020(16):223-224.

    [6]李春莲. 马斯克刷屏背后[J]. 宁波经济(财经视点),2020(07):32+60.

    [7]星星之火 中国商业航天发展研究报告 2019年[A]. .艾瑞咨询系列研究报告(2019年第11期)[C].:,2019:60.