第三代合作伙伴计划（3GPP）近期首度发布，将于2022年完成Rel-17版本，并首度纳入非地面网络（NTN，Non-terrestrial Network）通信。移动通信与卫星通信过往为两个独立发展的产业，自3GPP纳入NTN后，未来两大产业可望有更多合作机会。从2021年起，低轨卫星服务商陆续迈入商用，全球卫星通信产业将摆脱Covid-19疫情影响，预估2022年全球卫星市场产值将达2,950亿美元、年增长3.3%。

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全球宽带上网仍存在服务缺口，2019年仍有49%的人口（37亿人）无法上网，即使在已开发国家中，亦有13%的人口没有网络，显见地面通信网络无法满足所有联网应用场景，而卫星的应用将能补足地面通信网络的缺口。

被设计来绕行地球的卫星，依轨道高度（离地面距离）可分成三种：低地球轨道（Low-Earth Orbit，简称LEO）、中地球轨道（Medium-Earth Orbit，简称MEO）或高地球轨道（Geostationary Orbit，简称GEO）。低轨卫星因为距离地球的物理距离较短，低延迟和覆盖范围广的特性，在讯号覆盖范围上有着较大的优势，其覆盖范围依照布建的卫星数量，最终可达到全球覆盖的目标。如巴西电信商利用Telesat的低轨卫星，实现4G地面移动数据回传作业，作为地面通信的补充；低轨卫星通信还可作为特殊用途的地面通信备援，像是灾难通信备援、国防战地通信等紧急应用。

全球卫星通信服务产值将于2022年恢复增长

2020年全球卫星产业产值达2,710亿美元，卫星产业供应链包含卫星制造、卫星服务、卫星发射和地面设备等四大次产业领域，其中以地面设备占整体产值50%，其次为卫星服务，占总体产值44%。

图一、2020年全球卫星产业产值比例

数据源：SIA，MIC整理，2021年9月

根据卫星顾问公司Euroconsult统计数据， 2020与2021年受到Covid-19疫情影响，全球卫星通信服务产值（包含航空、船舶等领域之连网需求）皆大幅下滑，整体产值较2019年下降4.5%。2024年以后包含美国Starlink、英美合作的Oneweb，以及加拿大Telesat等三大低轨卫星通信服务商，将在全球正式商用，预期将推动卫星宽带服务在消费端与企业端用户的新一波增长，届时整体产值将达187亿美元。台湾地区资策会产业情报研究所（MIC）产业分析师曾巧灵指出，从2021年起，大规模低轨卫星服务商陆续迈入商用，Oneweb预计于北纬50度以上地区提供网络覆盖，规划2021年底提供商用服务；卫星网络服务星链（Starlink）宣布全球拥有10万用户，并已接下14个国家、50万笔预购订单。

图二、2019~2029年全球卫星通信服务产值

数据源：Euroconsult，MIC整理，2021年9月

市场动向一：传统卫星业者亦加入高通量低轨通信卫星发展

看好低轨卫星在宽带服务市场的商机，法国Eutelsat、美国Viasat等传统高轨卫星通信业者亦投入发展。今年4月，全球三大固定卫星营运商之一的Eutelsat，斥资5.5亿美元投资OneWeb，获得OneWeb 24%的股权。高速卫星服务供货商Viasat则把高轨卫星发射计划改成低轨，Viasat计划在2022年发射300颗低轨卫星，配合新一代高轨卫星组成卫星网络，为全球飞机提供Wi-Fi服务。

此外，中国、欧盟等亦整合国家资源发展低轨卫星通信网络。中国去年向国际电信联盟（ITU）申请12,992颗的卫星频谱，今年成立中国卫星网络集团有限公司，整合国内资源建立卫星通信网络；欧盟将打造一个结合LEO、GEO 和MEO 轨道的卫星通信网络，为整个欧洲提供高速宽带网络，目前进行商业可行性研究，预计在今年底提出规划。

市场动向二：导入Inter-satellite通信技术，进一步提升卫星网络效能

曾巧灵指出，许多卫星营运商都规划在自家卫星上搭载卫星间（Inter-satellite）通信功能，德国Mynaric和美国Bridgecomm等Inter-satellite通信模块厂成为关注焦点。低轨卫星将透过Inter-satellite减少地面站的数量，今年1月，SpaceX先在经过南北极圈的极地轨道上，发射10颗搭载Inter-satellite通信设备的低轨卫星，藉由Inter-satellite通信串联多颗低轨卫星，以在无法设置地面站的极地提供服务。SpaceX表示，自今年9月开始，发射的每颗Starlink卫星都将配备Inter-satellite功能。此外，像是Telesat、Kuiper的卫星都有搭载Inter-satellite通信，OneWeb也将在未来几代卫星中加入Inter-satellite。

在高轨卫星方面，英国卫星通信公司Inmarsat透过高低轨卫星间的inter-satellite通信，增强其现有的电信服务，除了原本的11颗高轨卫星外，Inmarsat计划发射约150颗低卫星，过去这些低轨卫星必须到地面站的范围内才能接收和发送讯息，但透过高低轨卫星间的inter-satellite通信，可将此类数据传输的等待时间，从几个小时减少到只需几分钟。OneWeb也计划以低轨卫星与Eutelsat的高轨卫星结合，透过高低轨卫星间的inter-satellite通信，打造结合GEO与LEO的网络。

市场动向三：相位数组天线受到低轨卫星业者采用

过去卫星采用机械式转轴天线，但因转向慢、物理尺寸大、长期可靠性差等缺点，加上低轨卫星快速移动造成卫星覆盖范围变化，需要特殊天线技术因应，相位数组天线波束具快速转向的特性，且可同时发射多个波束、追踪多个目标，SpaceX、OneWeb、Telesat和Kuiper等四大低轨卫星营运商，目前皆使用相位数组天线，透过可操控的无线电波束改变讯号接收方向，使天线于静止状态，追踪高速移动LEO卫星，在切换过程中达到平稳传递讯号。

低轨卫星周边产业的两大看点

市场研究机构TrendForce认为，全球卫星市场目前以低轨卫星（LEO）最具发展优势，由于低轨卫星距离地面较近，相较于高轨卫星与中轨卫星，更具备「低延迟、低辐射、低成本」等特性，且低轨卫星毋须架设基地台，可于偏远地区接收讯号，讯号覆盖不受山区、海上、沙漠等地形限制，可弥补5G与地面移动通信未能传输地区。自SpaceX引领话题后，亦带动更多卫星营运商相继递件发射卫星，预估至2022年全球卫星市场产值将有望达2,950亿美元、年增长3.3%。

由于卫星对于地面站接收与发射时间有限，故卫星星系间的防撞、管理、通信、地面与卫星接收等四大技术为厂商可切入的四大层面。然而，在各卫星运营商角逐下，预期未来低轨道卫星达到全球组网时，恐将面对卫星可能产生光害的议题，进而影响其它星球与星体研究。TrendForce认为，能提供降低卫星反射材料的业者可望因此受惠；此外，因小型低轨卫星生命周期小于五年，亦有航空垃圾问题，如何有效回收至地球也是欲攻进太空产业的另一商机。

曾巧灵则认为，卫星造价是发展卫星产业的门坎，过往通常都是由各国政府发展卫星事业，卫星生产多采小批量订制，造价即高达数亿美元。伴随移动通信产业发展，天线与射频前端技术已有长足进步，硬件组装能力、电池及处理器组件等技术进步，亦让微型卫星发展具备可行性，并带动成本下滑。

数据源：

1. 2021/9/28【34th MIC FORUM Fall】，曾巧灵简报

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