牛旼 寧少杰 俱丹（北京未來宇航空間科技研究院有限公司）

2022 年1 月12 日，國務(wù)院正式印發(fā)《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》，當(dāng)中提到加快建設(shè)信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，積極穩(wěn)妥推進(jìn)空間信息基礎(chǔ)設(shè)施演進(jìn)升級，加快布局衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，推動衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。

可以清晰地預(yù)見，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈將迎來發(fā)展風(fēng)口，特別是民營衛(wèi)星相關(guān)制造廠商，如能抓住機(jī)遇則有望成為“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)”星座建設(shè)中的重要供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈涉及多個方面，包括衛(wèi)星制造商、衛(wèi)星發(fā)射商、衛(wèi)星接收設(shè)備制造商、衛(wèi)星地面終端設(shè)備制造商等，這些環(huán)節(jié)都需要進(jìn)行合理的選型和應(yīng)用，以確保整個供應(yīng)鏈的高效穩(wěn)定運(yùn)作。

1 引言

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈需求廣泛，為滿足其增長需求，衛(wèi)星研制和星載載荷方面需要先進(jìn)技術(shù)。在衛(wèi)星研制中，要有高速穩(wěn)定通信、多協(xié)議支持、高效數(shù)據(jù)處理、云技術(shù)應(yīng)用，提高平臺靈活性和擴(kuò)展性。在衛(wèi)星載荷方面，須保證穩(wěn)定信號、精準(zhǔn)性、耐久性、可靠性，與地面系統(tǒng)協(xié)作遠(yuǎn)程控制，確保安全性?？臻g高速數(shù)據(jù)傳輸涉及星間通信、星地通信、信關(guān)站與基站、終端與基站，對商業(yè)衛(wèi)星星座至關(guān)重要。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈通過通信衛(wèi)星、測控中心、信關(guān)站、終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)全球信息中繼、通信和數(shù)據(jù)交互。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈構(gòu)成如圖1 所示。

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈的未來發(fā)展將集中在低軌衛(wèi)星領(lǐng)域，這為航天供應(yīng)鏈企業(yè)提供機(jī)會，加強(qiáng)對整個衛(wèi)星產(chǎn)品的零部件質(zhì)量和性能控制。因此，近年來各國紛紛關(guān)注衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈中工業(yè)級器件的選擇和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化，這已成為研究和發(fā)展的關(guān)鍵趨勢之一，進(jìn)一步推動了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈的迅速發(fā)展。

2 衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈發(fā)展的現(xiàn)狀

傳統(tǒng)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈依托傳統(tǒng)的航天和軍工體系，企業(yè)各自負(fù)責(zé)提供衛(wèi)星的各個子系統(tǒng)和部件（包括：平臺、姿軌控、動力、結(jié)構(gòu)、測控、數(shù)傳、電源、儲存、導(dǎo)航等）。衛(wèi)星的組件構(gòu)成因其類型和大小而異，一般而言，一顆典型的衛(wèi)星包括數(shù)百個部件，涵蓋微處理器和轉(zhuǎn)發(fā)器，乃至太陽翼和天線等。這些部組件對衛(wèi)星的性能和運(yùn)行都至關(guān)重要。隨著航天和空間信息技術(shù)的迅速發(fā)展，低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需要滿足超高速數(shù)據(jù)傳輸、更低延遲、更廣泛頻譜資源的利用，以適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能（AI）等技術(shù)的需求。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈目前正在快速發(fā)展，已經(jīng)成為國家戰(zhàn)略，并在國際競爭中呈現(xiàn)出越來越激烈的態(tài)勢。

全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈近年來飛速發(fā)展。隨著衛(wèi)星技術(shù)的不斷進(jìn)步，越來越多的國家和企業(yè)紛紛加大在衛(wèi)星研發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域的投資，全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈得以蓬勃增長。美國、歐洲等地的企業(yè)和機(jī)構(gòu)在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈方面具備較高的成熟度。在全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈中，太空探索技術(shù)公司（SpaceX）、一網(wǎng)公司（OneWeb）、亞馬遜公司（Amazon）、通信衛(wèi)星公司（Telesat）和低軌衛(wèi)星公司（LeoSat）等企業(yè)處于領(lǐng)先地位。此外，日本和俄羅斯等國家也在技術(shù)和應(yīng)用方面取得了顯著進(jìn)展。

全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈涵蓋多個國家的衛(wèi)星器件供應(yīng)商，例如：美國的霍尼韋爾公司（Honeywell）、英國的科巴姆公司（Cobham）、法國的泰雷茲公司（Thales）等。與此同時，系統(tǒng)集成商在全球范圍內(nèi)設(shè)有多個生產(chǎn)基地和研發(fā)中心，包括美國的L3哈里斯公司（L3 Harris）、歐洲的空客防務(wù)與航天公司（ADS）、日本的三菱電機(jī)公司（Mitsubishi Electric）等。為滿足客戶需求，提高靈活性，一些衛(wèi)星制造商開始提供開放式衛(wèi)星平臺，使客戶能夠自由選擇配件，以實(shí)現(xiàn)快速、低成本的衛(wèi)星定制。例如，英國的衛(wèi)星制造商克萊德航天公司（Clyde Space）提供了多種開放式衛(wèi)星平臺，包括立方星和小衛(wèi)星。

“星鏈”（Starlink）是全球首個規(guī)模超過萬顆的巨型星座項(xiàng)目，建設(shè)進(jìn)度領(lǐng)先。初期規(guī)劃包括三期兩代系統(tǒng)，總規(guī)模達(dá)到4.2 萬顆衛(wèi)星。截至2023 年11 月，已成功發(fā)射超過5000 顆衛(wèi)星。

“星鏈”項(xiàng)目之所以能夠?qū)崿F(xiàn)高產(chǎn)速度，得益于一體化生產(chǎn)模式：首先，在全國建立多個分布式生產(chǎn)基地，以降低生產(chǎn)和運(yùn)輸成本；其次，大部分硬件由SpaceX 公司自主研發(fā)和制造，充分利用其技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢，同時實(shí)現(xiàn)更好的器件標(biāo)準(zhǔn)化；此外，采用商業(yè)化通信協(xié)議（如：TCP/IP 和Wi-Fi），以提高系統(tǒng)的兼容性和互操作性；更重要的是，“星鏈”的生產(chǎn)流程高度標(biāo)準(zhǔn)化，以確保每顆衛(wèi)星都達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

自2015 年起，我國隨著政策的扶持和社會資本的介入推動了中國航天進(jìn)入商業(yè)時代，開啟了對空天軌道資源的全面戰(zhàn)略布局。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈建設(shè)已被確立為國家戰(zhàn)略性工程，融入遙感和導(dǎo)航，成為我國天地一體化信息系統(tǒng)的重要組成部分。

我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈?zhǔn)加?0 世紀(jì)60 年代，經(jīng)多年發(fā)展取得顯著成就?，F(xiàn)已建立完整衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈，包含設(shè)計(jì)、制造、發(fā)射、控制等各環(huán)節(jié)。國有企業(yè)擁有豐富經(jīng)驗(yàn)與較強(qiáng)技術(shù)，逐漸實(shí)現(xiàn)從小型到大型衛(wèi)星的設(shè)計(jì)制造能力。在材料與電子元器件方面，多家企業(yè)擁有技術(shù)優(yōu)勢。民營企業(yè)（如：長光衛(wèi)星、微納星空、天儀研究院、航升衛(wèi)星、星眾空間、九天微星、賽德雷特、工大衛(wèi)星等）專注衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)與制造；還有其他衛(wèi)星材料配套供應(yīng)商（如：三超新材、睿創(chuàng)微納、云鋁股份、京濟(jì)通信、海格通信、柒星通信、程星通信、斯北圖、遨?？萍?、英田光學(xué)、氦星光聯(lián)、光珀智能等），擁有多次在軌驗(yàn)證經(jīng)驗(yàn)。

在衛(wèi)星制造中，上游高價(jià)值組件至關(guān)重要，如：相控陣TR 組件、星間激光通信、FPGA 信號處理、北斗三號芯片、測試仿真系統(tǒng)、微系統(tǒng)與控制部件和空間光學(xué)敏感器等。此外，還包括航天電子、航天電器、振華科技、鴻遠(yuǎn)電子、雷科防務(wù)、亞光科技等上游配套廠商。我國衛(wèi)星制造成本較高，衛(wèi)星制造成本約為每千克10 萬～20 萬元人民幣，與之對比，2020 年“星鏈”衛(wèi)星制造成本已低于50 萬美元，當(dāng)時v1.0 版本衛(wèi)星質(zhì)量為260kg，衛(wèi)星成本僅每千克1.25 萬美元。因此，我國需要不斷努力降低衛(wèi)星制造成本，衛(wèi)星平臺將成為未來成本控制的關(guān)鍵領(lǐng)域。

3 工業(yè)級器件在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈應(yīng)用的挑戰(zhàn)

工業(yè)級器件選型與應(yīng)用是指在工業(yè)領(lǐng)域中選擇和應(yīng)用符合高標(biāo)準(zhǔn)和可靠性要求的電子器件和組件的過程，這些器件通常需要滿足特定的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以確保其在嚴(yán)苛的工作環(huán)境下能夠穩(wěn)定運(yùn)行。工業(yè)級器件通常比一般消費(fèi)級產(chǎn)品更可靠、耐用，并且能夠在更廣泛的溫度范圍內(nèi)工作，但要用在航天還面臨著巨大的挑戰(zhàn)，器件選型過程需要根據(jù)特定的環(huán)境和應(yīng)用，滿足在航天設(shè)備中集成，以確保設(shè)備的可靠性和性能。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈的工業(yè)級產(chǎn)品舉例說明如下：①衛(wèi)星通信設(shè)備。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵部分是衛(wèi)星通信設(shè)備（包括：高性能的通信衛(wèi)星、衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器、射頻天線、數(shù)據(jù)鏈路等）。這些設(shè)備需要具備極高的可靠性和抗干擾能力，以保障衛(wèi)星通信的穩(wěn)定性。②衛(wèi)星地面站設(shè)備。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)需要地面站設(shè)備來與衛(wèi)星通信（包括：地面天線、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理設(shè)備等）。這些設(shè)備也需要符合航天領(lǐng)域的工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)，以應(yīng)對惡劣的環(huán)境條件。③航天電源系統(tǒng)。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)中使用的電源系統(tǒng)需要具備高效、可靠、長壽命的特點(diǎn)，以滿足衛(wèi)星的電力需求。這可能涉及高性能的太陽能電池、電池組件和電力管理系統(tǒng)等。④航天電子元件。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的航天電子元件需要具備高溫、高輻射、低壓等極端條件下的可靠性（包括：微處理器、存儲器、傳感器等）。

工業(yè)級器件選型與應(yīng)用在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈中扮演著重要角色，但也伴隨著一些挑戰(zhàn)。這些器件因其在成本、速度和可靠性等方面的優(yōu)勢而備受青睞，但也需要克服以下挑戰(zhàn)：

1）在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈中使用工業(yè)級器件，高可靠性是關(guān)鍵，這些器件必須能夠在極端環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，具備長壽命、抗輻射和耐高溫等特性，以確保衛(wèi)星系統(tǒng)持續(xù)性能；

2）需要滿足穩(wěn)定性，以確保衛(wèi)星能夠準(zhǔn)確定位和控制軌道，以及需要在廣泛的工作溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，提供精確的時序控制和良好的抗干擾性能；

3）工業(yè)級器件通常支持多功能，適用于多種應(yīng)用場景，這要求它們具備靈活性和適應(yīng)性，以滿足不同用戶的需求；

4）衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈中的成本一直是重要因素，在選擇工業(yè)級器件時，必須在保持性能的同時降低成本；

5）需要充分考慮安全問題。因?yàn)樾l(wèi)星傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可能涉及敏感信息，所以在選擇和應(yīng)用工業(yè)級器件時需要全面考慮多個因素，以確保系統(tǒng)具備可靠性和安全性。

4 探索與實(shí)踐——衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈平臺

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈企業(yè)需要長期投資和高成本，需要大量的設(shè)備、技術(shù)和人才，成熟的工業(yè)級器件選型與應(yīng)用則能夠快速滿足衛(wèi)星研制的低成本、短周期、高性能等特點(diǎn)。通過引入成熟工業(yè)體系產(chǎn)品，可以加速衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈的發(fā)展，減少成本，提高效率，并推動技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級。例如：引入艦船、彈載、車規(guī)級、航空級成熟產(chǎn)品，各種商用貨架產(chǎn)品（COTS）元器件及航天先進(jìn)制造工業(yè)品，在滿足空間環(huán)境設(shè)計(jì)要求的情況下可以大幅度提高衛(wèi)星的性能和穩(wěn)定性，同時降低生產(chǎn)和運(yùn)營成本，增加可靠性和透明度，提高整個供應(yīng)鏈的協(xié)同效率。

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈交易中，需考慮多個因素（如：制造商信譽(yù)、技術(shù)實(shí)力、產(chǎn)品質(zhì)量、交貨能力、經(jīng)驗(yàn)、產(chǎn)能）。發(fā)射商需滿足軌道及位置需求；接收設(shè)備和地面終端需考慮兼容性和可擴(kuò)展性；對工業(yè)級器件的選型和應(yīng)用需考慮性能、穩(wěn)定性、價(jià)格等因素，選擇在軌驗(yàn)證的器件。建立高效衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈平臺對企業(yè)競爭力和吸引力至關(guān)重要。供應(yīng)鏈平臺可以降低成本、提高效率、推動技術(shù)創(chuàng)新，并減少運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)，從而使衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈企業(yè)更具競爭力和吸引力。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈平臺“太空工廠”（見圖2）作為商業(yè)航天界的“阿里巴巴”，旨在整合衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈資源，針對相關(guān)企業(yè)開展認(rèn)證、供應(yīng)商生產(chǎn)能力審核、工業(yè)級器件質(zhì)量調(diào)查、在軌案例驗(yàn)證、實(shí)際銷售情況審查等，幫助企業(yè)規(guī)避供應(yīng)鏈采購風(fēng)險(xiǎn)和引入更多工業(yè)級產(chǎn)品的同時，專注衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈相關(guān)企業(yè)篩選，吸引超過3000+優(yōu)質(zhì)的企業(yè)參與。

圖2 衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈平臺“太空工廠”

通過平臺參與，能夠獲取更多供應(yīng)商和客戶信息，建立緊密合作關(guān)系。一是通過引入成熟工業(yè)級器件和相關(guān)供應(yīng)商資源，降低制造成本、周期，降低供應(yīng)鏈總成本；二是提高效率，借助供應(yīng)商評選、質(zhì)量控制、風(fēng)險(xiǎn)管理和市場競爭，提升供應(yīng)鏈效率和可靠性；三是推動技術(shù)創(chuàng)新，采用新工業(yè)器件、新的工藝和設(shè)計(jì)，從而提高衛(wèi)星性能、可靠性，降低成本。

5 結(jié)束語

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈的發(fā)展與工業(yè)級設(shè)備的選擇和應(yīng)用密切相關(guān)。工業(yè)級產(chǎn)品旨在在太空環(huán)境中高效、可靠地運(yùn)行，使其成為衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈應(yīng)用的理想選擇。此外，它們通常具有拓展功能，使其更容易集成到現(xiàn)有系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)中，并提供更高的安全性和隱私性。工業(yè)級設(shè)備通常比宇航級組件更具成本效益，從而使提供商能夠降低總體成本。

總之，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈的發(fā)展離不開高質(zhì)量、高可靠性的供應(yīng)鏈體系，而工業(yè)級器件則是構(gòu)建該體系的重要組成部分。正確選型和應(yīng)用工業(yè)級器件能夠提高衛(wèi)星平臺和載荷的性能和穩(wěn)定性，降低成本，提升市場競爭力。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈企業(yè)需要注重供應(yīng)鏈管理和技術(shù)創(chuàng)新，加強(qiáng)合作關(guān)系，利用成熟工業(yè)體系商品和商業(yè)航天互聯(lián)網(wǎng)平臺等資源，促進(jìn)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈的蓬勃、高效、穩(wěn)定發(fā)展。