卫星通信：推动智能终端设备技术创新升级

卫星通信技术带动智能终端设备技术创新升级。2022年9月6日，华为宣布推出全新旗舰手机HUAWEI Mate50系列，引领多项技术创新，最引人注目的是其“逾山越海，通天彻地”的“向上捅破天”功能，即依托于北斗卫星导航系统支持短报文通信功能。这一技术能够突破地面网络限制，帮助用户获悉自己所在的方位，或者让其他人了解用户的方位，从而满足广大普通用户的应急通信、紧急搜救等需要。随后苹果于2022年9月推出了IPhone14系列，发布了卫星通信功能包括“通过卫星发送SOS紧急联络”和“查找”App，这两项功能均依托低轨卫星通信技术，技术支持则来自美国卫星服务商Globalstar。同时在SOC端，2023年2月27日-3月2日，世界移动通信大会上高通带来了Snapdragon Satellite计划的最新进展 ，正式宣布与荣耀、 摩托罗拉 、Nothing、OPPO、vivo等厂商合作开发具备卫星通信功能的智能手机。联发科技带来了3GPP 5G非地面网络（NTN）技术，为智能手机提供双向卫星通信应用支持，并公布了首批采用联发科技卫星通信技术的智能手机——摩托罗拉defy 2和CAT S75。 消费电子经历2022年需求端疲弱，有望在未来两年迎来换机周期修复。据Statista预估，2023年全球消费电子市场规模将达到1.11万亿美元。据IDC预估，2023年智能手机、可穿戴设备和平板电脑三类主要消费电子的出货量将分别为11.92亿/5.39亿/1.42亿 ， 同比分别为-1.1%/9.5%/-12.6%。我们认为，2023年智能手机和平板电脑的出货量或将继续呈现下行趋势，而可穿戴设备的出货量具有较大的增长潜力。 卫星通信技术迭代将推动以智能手机为代表的消费电子设备创新升级。 据SIA数据测算，2021年全球卫星通信行业的市场规模约1816亿美元，同比增长24.28%。据Technavio预估，中国卫星通信行业的市场规模将在2021-2025年间以9%的年复合增长率增长。距离华为和苹果推出搭载卫星通信功能的智能手机仅过去半年，卫星通信技术持续迭代优化——高通和联发科技在MWC上公布双向卫星通信新方案，三星加入卫星通信竞争格局。卫星通信功能或将成为2023年新发高端智能手机的标配，并逐步应用于智能手表等其他消费电子产品。 投资建议：手机卫星通信技术处在行业智能终端萌芽期，未来随着全球手机卫星通信技术不断发展，智能终端设备的整体用量将不断增长。随卫星通信应用场景的不断延伸，在手机及智能终端设备的应用渗透率也将进一步提升。从单机角度来看，我们认为未来无论是国内安卓阵营或苹果阵营，手机卫星通信技术及硬件芯片技术的的应用量将逐步提高。 经历2022年智能终端设备出货量疲软后，我们认为未来几年将迎来智能手机及智能终端设备市场的新一轮换机潮，卫星通信技术在智能终端渗透率提高同时搭配手机及终端设备行业的换机周期降临，我们相信未来卫星通信技术在消费电子行业的崛起将会非常迅速。 重点关注：华力创通、电科芯片、海格通信。 风险提示：宏观经济下行风险、智能电子设备出货量不及预期、卫星通信芯片市场规模不及预期、行业空间测算不及预期。 一、卫星通信：技术持续迭代，解锁无限可能 1.1 2023年MWC召开，高通和联发科技带来双向卫星通信新方案 2023年2月27日-3月2日，世界移动通信大会（Mobile World Congress，简称MWC）于巴塞罗那顺利召开。继2022年9月华为和苹果先后推出搭载卫星通信功能的智能手机HUAWEI Mate 50系列和IPhone14系列后，在时隔半年的本次大会上，两大通信厂商高通和联发科技分别公布了最新的双向卫星通信解决方案，为卫星通信未来的发展与应用解锁了无限可能。 大会上，高通带来了Snapdragon Satellite计划的最新进展，正式宣布与荣耀、摩托罗拉 、Nothing、OPPO、vivo等厂商合作开发具备卫星通信功能的智能手机 。 Snapdragon Satellite计划由高通于2023年国际消费电子展（CES）期间推出，是全球首个基于卫星的、为旗舰智能手机提供双向消息通信的解决方案。这一技术正率先应用于骁龙8 Gen 2移动平台，该移动平台集成了骁龙5G调制解调器及射频系统和Iridium卫星星座系统，预计将在2023下半年正式发布。目前高通已在搭载内建骁龙X70基带的骁龙8 Gen 2原型机上完成卫星连线，实现双向收发信息。除智能手机以外，Snapdragon Satellite计划也将在未来扩展至其它类型的终端，包括平板电脑、汽车和物联网终端等。 联发科技带来了3GPP 5G非地面网络（NTN）技术，为智能手机提供双向卫星通信应用支持，并公布了首批采用联发科技卫星通信技术的智能手机——摩托罗拉defy 2和CAT S75。这两款智能手机均采用MT6825 3GPP NTN芯片组，支持Bullitt卫星通信服务，由Bullitt持续为全球用户提供双向卫星通信信息传输、位置共享和紧急SOS功能。未来几年内，联发科技的卫星通信产品组合将基于3GPP 5G R17标准，发展IoT-NTN和NR-NTN技术。IoT-NTN技术为低速率连接而设计，是传输信息的理想选择。NR-NTN技术则允许更高的连接速率，可支持视频通话等应用程序。 图表1：高通推出Snapdragon Satellite双向卫星通信计划 图表2：联发科技推出基于MT6825的5G NTN双向卫星通信技术 此外，在MWC召开前夕，三星宣布在现有的Exynos 5300 5G调制解调器平台上成功模拟3GPP标准化NTN通信，目前正计划将这一技术整合到Exynos调制解调器解决方案中，加速5G卫星通信的商业化，为6G驱动的万物互联时代铺平道路。 距离华为和苹果推出搭载卫星通信功能的智能手机仅仅过去半年，卫星通信的解决方案已然被进一步丰富和优化。不同于HUAWEI Mate 50系列的短报文通信技术和IPhone14系列依托Globalstar的低轨卫星通信技术，高通的Snapdragon Satellite计划和联发科技的5G NTN技术均支持双向卫星通信，超越了仅支持信息接收的第一代卫星通信技术。 同时，随着三星的入局，卫星通信功能或将逐渐成为高端旗舰机的标配。 近期，华为常务董事余承东2023年3月16日发文称，新一代折叠旗舰华为Mate X3及华为P系列将以更领先的创新技术，讲在通信上带来了“有去有回”的卫星通信重大升级，同时此项技术将会支持华为智能手表终端。我们认为，华为2023年3月发布会中的三款智能终端设备将首发搭载新一代卫星通信技术，实现双向卫星通信技术，带来全新的技术升级体验。 图表3：华为WATCH Ultimate智能手表搭载卫星通信技术 1.2近年卫星通信前端发展回顾 2022年9月6日，华为宣布推出全新旗舰手机HUAWEI Mate50系列，引领多项技术创新，传承Mate十年基因，为用户带来超越期待与想象的巅峰体验。除了搭载超光变XMAGE影像系统和鸿蒙操作系统3.0，采用华为“昆仑玻璃”之外，HUAWEI Mate50系列最引人注目的是其“逾山越海，通天彻地”的“向上捅破天”功能，即依托于北斗卫星导航系统，支持短报文通信功能。这一技术能够突破地面网络限制，帮助用户获悉自己所在的方位，或者让其他人了解用户的方位，从而满足广大普通用户的应急通信、紧急搜救等需要。搭载北斗短报文通信技术的HUAWEI Mate50是全球首款支持北斗卫星通信的大众智能手机，在荒漠无人区、近海遇险、地震救援等无地面网络信号覆盖的极端情况下，用户能够通过畅连App发送文字和位置信息,使救援人员知悉，且用户的多条位置信息能够生成轨迹地图，为用户本人及救援人员清晰指引方向。这项“一生用一次，一次续一生”的功能使得用户“与世界安心畅联”，保障用户安全，提高救援工作实施效率，减轻救援人员工作负担。 图表4：支持北斗卫星通信的HUAWEI Mate 50系列 而在紧随其后的9月8日，苹果宣布推出全新旗舰手机IPhone14系列。除了搭载Photonic Engine光影引擎和车祸检测功能之外，IPhone14系列最引人注目的同样是其新增的卫星通信功能。这一技术支持用户在没有蜂窝网络和无线局域网信号的情况下使用“通过卫星发送SOS紧急联络”功能给紧急服务发送短信，或使用“查找”App来通过卫星与他人共享自己的位置，为徒步、露营和紧急救援等需求场景提供了诸多便利。 然而，由于苹果开发的卫星通信功能主要依托于美国卫星服务商Globalstar的低轨卫星通信技术，目前仅有美国和加拿大地区的用户能够正常使用。 图表5：支持低轨卫星通信的IPhone14系列 除了卫星通信迈入以智能手机为代表的消费电子行业这一突破性进展之外，SpaceX公司于2018年正式启动的星链计划在近几年完成的迭代升级也值得关注。 2021年9月14日，星链计划发射了51颗Starlink V1.5 G2-1卫星，V1.5版卫星与先前的1700多颗V1.0版卫星不同，不仅在容量等设计上有所优化，还携带了激光通信装置，重量从260公斤增至277公斤。从发射V1.5版卫星开始，后续发射的星链卫星均将加装激光星间链路。星间链路的作用是实现卫星间的信息传输和交换，由于信息在真空中的传输速度优于光纤的传输速度，激光星间链路可以降低信息传输延时，提高卫星间通信的效率。此外，激光星间链路能够减少星座对地面信关站的依赖，削弱地缘政治、建设成本等因素带来的限制，大幅降低地面段的复杂程度和投资成本。 2022年底，SpaceX获得第二代网络（Gen 2）授权，开始研发升级版星链卫星，直至2023年2月27日，SpaceX宣布开始部署V2.0版星链卫星。V2.0版卫星包含两个独立版本，一个与猎鹰9运载火箭兼容，另一个与星际飞船兼容，其中前者的卫星体积稍小，并非全尺寸，因此也被称为V2.0 Mini。然而，无论是否为Mini版，V2.0版卫星的性能相比前代都有着飞跃性的提升，单颗卫星的容量约为V1.0版的4倍。 与此同时，V2.0版卫星还进一步优化了亮度和离子推进器。在天文观测中，星链卫星产生的轨迹被称为条纹，大量亮色条纹会严重干扰天文研究。因此，在V2.0版卫星的研发过程中，SpaceX与天文学家和科学家积极合作，在继续使用和改善低反射率的深色涂料和遮阳板（VisorSat）之余，还采用了介电镜膜等新技术改进反射镜，降低反射，从而降低星链卫星在抵达轨道时的亮度，减弱条纹对天文观测造成的负面影响。此外，V2.0版卫星还搭载了SpaceX最新研发的氩气霍尔推进器，这是人类首次在太空中应用氩气霍尔推进器，这种离子推进器的推力是V1.0版的2.4倍，比冲是V1.0版的1.5倍。 图表6：V2.0 Mini版星链卫星 图表7：不同亮度处理技术的双向反射分布函数（遮光效果） 对于V2.0版星链卫星的应用，马斯克曾于2022年8月发文称，V2.0版星链卫星能够直接连接手机，向手机发送卫星信号，致力于消除全球范围内的移动信号盲区。然而，具体细节信息目前并无披露，仍待密切关注V2.0版星链卫星的部署和应用测试情况。 二、卫星通信在消费电子中的应用 2.1消费电子行业情况回顾 2.1.1行业整体情况 在互联网技术不断发展、消费电子产品制造水平提升、居民收入水平提高等因素的驱动下，近年消费电子行业呈现相对稳定的发展态势。虽然2020年在大环境影响下，全球消费电子行业市场规模有所下跌，但并未改变消费电子行业市场规模长期向上的发展趋势。随着5G、物联网、卫星通信、人工智能、虚拟现实等前端技术与消费电子行业的不断融合，未来将催生更多新的产品形态，加速产品迭代优化，推动消费电子行业保持增长态势。据Statista预估，2027年全球消费电子市场规模将达到1.2万亿美元。 图表8：2019-2022年全球消费电子市场规模变化预估 据IDC预估，2023年智