♦LEO(低軌道衛星) 適合海&空運、離島、內陸、高山、郊區等傳統電信商無法服務區域
自二○○七年蘋果第一代智慧型手機iPhone問世以來,全球即進入「移動網際網路」時代。現代人生活中購買商品、餐館訂位、電話叫車、訂購機票,甚至向醫院掛號,均可透過手機連結行動網路方式順利滿足生活需求。人難以想像,現代人一旦斷離移動連網時,生活會有多不便。
社群恐慌症蔓延 突顯連網成癮現象
行動電子裝置目前已成為人們生活不可或缺的重要部品,其重要性竟然在向來注重放鬆、享受悠閒感的旅遊行程中,一舉打敗美景、美食。根據知名行動裝置旅遊網站-Hotels.com最新市場調查顯示,台灣旅客有高達六成左右比例,罹患「社群恐慌症(FOMO)」,於旅遊景點愛打卡的程度,高於全球平均的百分之二十,奪下另類全球第一紀錄(此項全球調查共計訪問多達三十一個國家、共九千兩百名旅客)。
另一項調查結果亦顯示,行動裝置也成為台灣人旅行必備用品第一名。
市場調查顯示,台灣人平均花四點二個小時進行觀光,但花在滑手機時間卻高達三小時之久,超過整體觀光時間一半之多。更令人驚訝的是,有超過一成以上的旅客,平均每天滑手機的時間長達五個小時以上。
調查指出,有高達六○%左右的台灣旅客表示,在整段旅途中,會頻頻回應周遭朋友於社群網站的貼文訊息,只為了不和朋友連繫出現脫節,回應比例高居全球第一,遠高於全球旅客平均值三二%。
另一方面,這似乎也已經成為全球趨勢。大規模統計數據顯示,比起在沙灘做日光浴的時間,全球旅客平均更多花半小時在察看、回覆手機訊息。
由前述日常生活相關連網應用黏著度實例中,已不難看出現代人的生活中,幾乎已經到達不可以沒有網路的高黏著度、網路成癮境界。
地球軌道衛星通信系統 實現「全球無覆蓋盲區」
為了滿足人類「陸、海、空『無間斷』移動連網」的高密度通訊需求,近幾年來,已有越來越多採用高頻無線電波通訊「Ka」頻段的「高通量通信(High Throughput Satellite,HTS)衛星」,陸續升空測試、構結連網、正式上線營運,提供高速網際網路接取服務。
在北美、歐洲等地,由於地廣人稀,許多家庭採行此種通訊方式連結上網(美國有多達二五○○萬網路用戶接入速度未高於二五Mbps,他們幾乎都位處農村)。
採用「點波束」覆蓋、連通方式,運行於地球上空低軌道(LEO,衛星高度於一千公里以下,繞行地球一周約一百分鐘)的HTS衛星,能夠提供低時延、數百倍於傳統衛星的通信容量,因此可大幅度降低整體衛星通訊成本。
使用低軌道衛星,就等同於將地面基地台,架設於一千公里左右高空,可覆蓋地球的地理通訊範圍因此大幅增加。未來十年內,全球低軌道寬頻衛星通信系統,將與地面移動通信系統協同連網,共同加構成「天地一體」寬頻通信網。
低軌道衛星建置成本較低 提高無線通訊覆蓋率發展潛力
由於5G高頻無線通訊時代,可說已正式來臨,消費者皆期待5G可帶來高速傳輸、低訊號傳輸延遲等便利特性,能夠完美實現各式各樣物聯網裝置連網應用。
5G儘管可以帶來便利的通訊應用,但對於一般5G基地台難以覆蓋的地形區域,例如海洋、高山、沙漠等,為了達成通訊無死角便利性,已有不少科技廠商因此將眼光鎖定衛星通訊應用市場。
昇達科(3491)總經理吳東義曾表示,5G連網搭配衛星通訊,將成為有效解決行動通訊網絡覆蓋率不足、有網絡覆蓋障礙的最佳解方。
人造衛星,依照其距離地球表面的不同運轉軌道高度,可區分為:低軌道衛星(LEO)、中軌道衛星(MEO)、高軌道衛星(GEO)。
其中,低軌道衛星的發射成本、訊號傳輸耗能、訊號傳輸延遲性,都相對較低,因此被市場人士認為,後續的應用發展潛力明顯高於其他另外二種衛星。
SpaceX展開Starlink計劃首批試用 點燃市場期待後市龐大商機
二○一九年,已有不少新興衛星營運商,先後發射低軌道衛星;預估三~五年內,全球將會有多達數千顆甚至上萬顆的低軌道衛星,發射升空進入太空軌道。
高頻微波通訊元件廠昇達科,於近幾次法說會中,也曾不斷強調低軌道衛星未來的應用發展潛力,也因此引起市場人士開始關注低軌道衛星市場商機,以及台廠相關供應鏈廠商於產業、市場中,所扮演的角色為何、後市商機規模。
事實上,衛星通訊早已於八○年代,即被應用於個人通信領域;當時,已有不少營運商認知到,衛星通訊將可用於地面通訊網路難以覆蓋的區域,同時,開始投入低軌道衛星無線通訊網絡的建設計劃,其中以摩托羅拉的銥星計畫(Iridium)最為知名。
但這些衛星通訊服務營運商,很快即遭遇困境。由於衛星研發費用高昂,且僅限於某些特殊應用環境,較難吸引一般市場消費者付費使用,加上與地面通訊型營運商之間,存在客戶群重疊的市場結構性矛盾,認為彼此之間,客戶只會「擇一付費」,因而加速低軌道衛星計畫的發展失敗。
衛星發射成本降低 特殊連網需求擴增
一直到近年來,隨著科技發展、製造技術的進步,大幅降低衛星發射成本。同時,伴隨物聯網應用的崛起,對一些特殊環境聯網的使用需求擴增,5G規格也包容更多技術型態,如:低軌道衛星、海底光纜等,使得營運商因此改變競爭策略觀點,認為5G、衛星通訊為互補關係,彼此可以合作。
根據SIA(美國半導體產業協會)所發布市調報告預估,全球衛星市場規模將於二○二二年成長達約五五○○億美元,二○二七年,將持續成長達八二○○億美元左右。
目前全球低軌道衛星的市場應用發展,以美系廠商推廣進度較快,新興衛星營運商如Space X、OneWeb、Telesat等為代表;另一方面,Amazon、Facebook、Google、軟銀等科技巨頭,也加入全球衛星通訊應用競局。根據調查,目前商業化衛星數量,約為一七○○~一八○○顆,預估未來十年內,將大幅成長達一.七萬顆。
加速無線通訊網絡全面覆蓋 十年內數千顆衛星將發射升空
這些商業化衛星,主要應用於無線通訊領域;同時,伴隨低軌道衛星的發射數量大增後,小型衛星地面站(VSAT)、地面接收設備的布建需求也將因此隨之擴增。
美國SpaceX(隸屬Tesla集團)、OneWeb知名衛星公司,已先後展開地球「低軌道Ka頻段」衛星網布局。兩家公司近幾年不斷發布,全球衛星通訊網布建相關訊息,預料於未來十年內,將有多達數千顆衛星先後發射升空,開始為全球提供更大應用範圍的衛星網際網路服務。
隨著數千顆以上衛星所組成的無線通訊網,成功覆蓋全球各個角落後,最終將實現「全球無覆蓋盲區」連網理想境界。
SpaceX二○一七年下半年,開始測試衛星功能,並於年底成功發射一顆原型衛星上太空,二○一八年初再發射另一顆。之後,SpaceX於二○一九年,開始啟動衛星發射正式計劃,剩餘衛星預計將於二○二四年底前全數發射完畢。
屆時,總計將會有多達四四二五顆採用Ka、Ku無線電波頻段的通訊衛星,於八三個軌道平面上同時運行,構建完成的「網狀太空網絡」,即可在不鋪設通訊光纜下,成功提供高速頻寬網通服務給全球人民、商業機構、政府單位使用,同時也將會有相關地面網通系統設施,包括地面控制設備、閘道基站、終端基站等系統布建。
同時,SpaceX近期宣布展開旗下「Starlink計畫」首批Beta版試用活動,目前已有不少試用的用戶皆指出,Starlink 的衛星寬頻無線連網服務相當好用,網速不僅快,訊號傳輸延遲時間也相當低。SpaceX CEO馬斯克(Elon Musk)曾說過,「Starlink計畫」的目標,是將訊號傳輸延遲時間控制於二○ms以下,因為 SpaceX衛星設定運行於五四○~五七○公里高空的低地球軌道,延遲時間遠低於繞行三五○○○公里高空軌道運行的地球同步(對地靜止)衛星。
截至今年七月底,SpaceX目前 已發射達六○○顆低地球軌道無線通訊衛星升空,計劃於二○二七年底,總計將發射多達一二○○○顆低軌道無線通訊衛星升空。同時,也預計於美國境內,為最多可達五○○萬戶家庭提供無線通訊連網服務,基本使用費用為每個月八○美元,每月連網速度為一○Mbps。
價格看似不菲,然而,對美國農村居民而言,就算是僅有一Mbps的寬頻連網速度服務,也需繳付九○美元月費,有些住戶甚至沒有網路可以使用。所以,Starlink才會仍備受不少農村居民、用戶期待,「Starlink計劃」後市發展因而逐漸獲市場人士看好。
衛星寬頻通信風潮方興未艾 星鏈計畫概念股蓄勢待發
另一方面,全球知名的衛星通信網絡營運商OneWeb公司,已啟動世界最大規模「衛星網際網路」布建計劃,規劃將發射達六四八顆衛星,布建完成一個可覆蓋全球範圍的低軌道衛星網路。後續更將陸續發射多達二四○○顆通訊衛星,順利提供全球寬頻網際網路無縫連網服務。
目前正在應用的典型衛星寬頻系統,主要以國際海事衛星公司(Inmarsat)Global Xpress全球移動衛星寬頻系統。Global Xpress為全球第一個「商用高速寬頻衛星通信網絡」,運用Ka頻段無線電波,由三顆GEO衛星構成通連網,每顆衛星可提供多達八九個Ka點波束。
伴隨未來七~八年間,全球Ka頻段衛星發射數量將達數千顆的大幅擴增,目前為「鴻海集團軍」旗下一員的無線網通設備廠台揚(2314),衛星通訊系統及器材(營收占比八四.○二%)、地面微波通訊系統及器材(營收占比一五.九八%),預料也將因此持續受惠Ka頻段衛星網所必需「VSAT(Very Small Aperture Terminal,極小口徑衛星地面接收站)」、「LNB(Low Nosic Block downconverter,低雜訊降頻放大器,『衛星集波器』,用以降頻、放大衛星訊號)」龐大的市場建置商機(台揚為全球衛星通訊系統「Ka頻段衛星地面站收發機」市場領導大廠,市占率高達九○%。除天上的衛星外,地面接收站數量更達數百萬規模,儘管地面站的造價遠低於衛星,一座約五千元新台幣,但百萬級數量規模,將可創造多達五○億元商機)。
切入衛星通訊零組件供應鏈 台廠挹注營收效應日益明顯
台灣有不少家科技業廠於衛星通訊產業耕耘已久,惟過去大多聚焦於中軌道衛星、高軌道衛星市場應用商機,如啟碁(6285,衛星天線廠)、台揚、百一(6152,衛星集波器廠)、兆赫(2485,衛星集波器廠)、穩懋(3105,無線通訊射頻元件晶圓代工廠)等相關零組件/元件/模組供應鏈廠。伴隨低軌道衛星市場商機開始發酵後,台揚、精測科技(6510,衛星PCB廠)、昇達科已先後投入相關產業鏈。另外,還有新切入科技電子廠同欣電(6271,收發模組封裝廠),亦同樣看好低軌道衛星市場商機未來發展。
近二年,昇達科才跨足衛星寬頻網路應用領域發展,主要供貨產品為「前端饋(輸)入模組」,應用於地面接收站的微波通訊被動元件。於高軌道、低軌道無線通訊衛星都有布局,產品目前已順利通過客戶認證,並已成功打入低軌道衛星四家知名客戶:G客戶、O客戶、C客戶、I客戶。
昇達科認為,低軌道衛星將成為未來市場應用重要成長動能。隨著低軌道衛星發射數量的增加,地面衛星接收站的設置數量,預料也將以倍數的速度快速成長。同時,低軌道衛星於傳輸頻寬、訊號延遲表現方面,都較4G為優,無論是商用或是消費性應用,都極具市場競爭優勢。
台揚打入多家衛星通訊大廠 明年將進入衛星發射加速期
台揚為台灣少數幾家微波、衛星通訊系統及器材製造廠商,於衛星應用相關領域布局時間已久,近年來積極拓展低軌道衛星終端通訊設備,整體資本支出重心,也自原本的高軌道衛星,大幅轉向至以低軌道衛星為主,同時也集中於通訊應用相關板塊。
台揚現階段已成功打入多家知名衛星通訊營運大廠零組件、模組供應鏈,如OneWeb。台揚表示,旗下產品已與相關供貨客戶步入整合測試階段,儘管對今年整體營收貢獻仍有限,市場商機須待時間發酵,但明年隨著往來客戶群陸續進入衛星發射加速期後,預料將對營收業績帶來挹助效益。法人機構預估,二○二二~二○二三年將可見到更明顯的營收挹注效益。
同時,同欣電也已成功切入衛星寬頻無線通訊網路相關供應鏈。由於同欣電產品早已通過航太廠商認證,也於近二年內嗅出市場應用商機,順勢切入低軌道衛星相關零組件領域,供貨客戶則以Space X為主,未來計畫進一步打入其他衛星通訊營運廠商供應鏈。同欣電認為,低軌道衛星所使用的「收發模組封裝廠」產品線,將成為公司未來營運成長主要動能。
另外,還有以PCB製造起家的精測科技,也已成功切入Space X供應鏈體系,已於二○一七年和Space X簽下十年長約,成為Starlink計畫PCB板合作供應廠商。
精測產品營收占比,以手機相關應用為主。不過,隨著全球智慧型手機銷售量日漸下滑、萎縮,為增加公司產品線廣度,精測早於二○一七年投資四億元,用以研發衛星用高精密PCB產品,已於二○一八年已送樣給SpaceX進行認證。今年營收占比雖然仍不高,預估二○二○年產品開始量產後,營收挹注效應動能可期。
整體而言,人造衛星因高軌道衛星發射、運轉、應用發展起步較早,目前商用衛星仍以高軌道衛星為主。其中,以衛星直播電視市場規模最大,台廠相關供應鏈業者以往多布局此類應用供應鏈。但伴隨衛星直播電視用戶逐漸受OTT(Over-the-top media services,透過網際網路直接向觀眾提供串流媒體服務)分食,供應鏈間價格競爭日益嚴重,因此導致相關供應鏈台廠,近幾年獲利表現普遍乏善可陳。
然而,伴隨低軌道衛星營運廠商發展加速下,今年已陸續有衛星廠商成功發射低軌道衛星升空,因此開始為相關台廠供應鏈、新加入者,帶來全新營運成長契機。