馬斯克拚「衛星罩地球」!
失敗無所謂,搶快升空實測最重要
國家太空中心主任吳宗信解釋,過去太空應用以國防、國安戰略為主,很少有民間公司,且一顆高軌衛星要在太空中運作十五到二十年,數量少,容許失敗率低、要求的工藝技術高,光衛星製造就要歷時三到四年;低軌衛星邏輯卻大不相同,在太空的生命週期,一般要求三到五年,就像是價格高很多的消費電子產業,隨成本變低、數量增加,「讓國家戰略科技變可持續性的太空經濟」。
又因軌道較低,為克服地心引力,「飛行」速度相當於二十倍音速、每秒七.五二公里,九十分鐘就能繞地球一圈。而為了要讓通訊要不間斷,業者必須要布建大量星群,才能提供完整覆蓋地球通訊的服務。
截至今年八月十二日,SpaceX累計發射二九九五顆衛星,這數目遠遠超過過去三十年來地球發射的所有衛星數;且SpaceX發射的衛星中,有逾八%、也就是兩百多顆衛星是燒掉、宣告失敗的。「這在過去高軌衛星是不可能發生的,高軌的失敗率要求是『萬分之幾』,而在低軌衛星,近一○%的失敗率是允許的。」廖榮皇觀察:「搶時機,趕快送上去測試,才是重點。」
在金屬中心代執行長林志隆眼中,馬克斯帶給產業的真正改變,是SpaceX火箭發射主體可精準回收、重複使用,且一次可發射超過五、六十顆以上衛星。廖榮皇補充,二十年前,從地面要送到太空中某個軌道,每發射一公斤物體,可能要花超過十萬美元,現在,可以降到一千美元。
馬斯克已向美國FCC(聯邦通信委員會)申請,要在二○三○年前,發射四萬兩千顆低軌衛星。當量變帶動質變,規模的需求自然會驅動產業加速發展。
全球太空商機,比想像中更大!
關切低軌衛星產業的立委鍾佳濱形容,一五二二年,麥哲倫航行世界一周,開啟海上運輸的大航海時代;五百年後的現在,太空時代來了,「距離地表五百公里將形成『衛星層』,且衛星資訊交換將主宰二十一世紀經濟活動。」
去年九月,和碩董事長童子賢也曾對外指出,包含天上飛的衛星和地上建置的基地站在內,未來五年衛星通訊整體產值不會輸給半導體,應會超過筆記型電腦,為生活帶來更高的便利性和品質,帶動更多應用,是台灣產業界的新機會。
再依據摩根士丹利的研究報告,二一年全球太空產業產值超過三八六○億美元,並以五.一%的複合成長率成長,到四○年則會突破一兆美元。
包括星鏈,目前全球還有亞馬遜創辦人貝佐斯(Jeff Bezos)旗下的Kuiper、波音、加拿大Telesat Lightspeed、英國OneWeb及法國的Eutelsat等六大衛星網路服務商。
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有了馬斯克「星鏈」(Starlink)的神救援,讓戰火下的烏克蘭得以維持網路暢通,也讓低軌衛星在全球一夕暴紅。圖中圓形物體為星鏈衛星訊號接收器。(圖/取自Віталій Кличко Telegram)
SpaceX炒熱太空戰!
亞馬遜跟進,Sony也開搶30兆商機
六月初,日本Sony也宣布,計畫透過子公司太空通信(SSC)進軍太空市場,鎖定衛星與衛星間的雷射通訊服務;七月底,OneWeb、Eutelsat宣布將合併,成全球規模第二大的衛星營運商,今年目標發射六四八顆低軌衛星。至於動作較慢的Kuiper,也計畫在今年下半年發射兩顆試驗衛星……。美國衛星工業協會也預估,二九年,在軌的商業衛星將超過十萬顆。
這些在在都顯示,一場三十兆新台幣的太空爭霸戰,已經悄悄開打。
外界好奇,一顆顆低軌衛星,將如何改變全世界?
最立即帶來的改變,便是其訊號覆蓋,可不受山區、海上、沙漠等地形限制。「但,現在對星鏈還不能有錯誤期待,」美西太太觀察,以加州來說,目前大概只有一○%、住在山區的消費者開始使用相關服務,「整體來說,目前還不能取代既有的電信服務。」
「這個(低軌衛星)的確會是未來的一個主流,」晶片打進馬斯克星鏈的穩懋半導體董事長陳進財觀察,低軌衛星可補足地面上那些基地台的死角,不受地形影響,不但是補足,而且還會是功能更加強,將來的速度會更快、傳輸的資料量也會更大,還有很多應用可以產生,例如,智慧家庭和智慧城市,再來就是自駕車,「變成達到一個真的是無所不在的網路。」
更進一步,也有專家指出,低軌衛星未來不是不可能威脅到電信公司。
「在成本還沒降下來之前,衛星通訊當然沒辦法跟既有服務比。」林志隆認為,衛星通訊初期雖僅在偏遠、難以架設基地台的地方較有競爭力,「但當基礎設備逐步完整後,業者必然會開始在價格競爭上思考策略,進一步跟現有系統比價。屆時,當然有可能取代電信公司。」
「馬斯克現在還不敢得罪大型電信公司,話講得相對保守,但如果低軌衛星布得夠密、火箭發射成本持續下降,對電信商將是很大的威脅。」獲邀投資SpaceX的美國安卓樂資本(Andra Global)合夥人林家振觀察。
「與電信公司的關係是互補,而非競爭」,這確實是馬斯克現階段對SpaceX的基本定調,強調低軌衛星是為非洲、印度等沒有電信訊號覆蓋之處提供解方;另一面,如臉書、Google、Netflix等業者,為了要加速打開缺乏通訊服務的市場,也積極委託SpaceX發射衛星。林家振則推演後續,「如果連非洲用戶都付得起的價格,拿到其他國家更沒問題。」
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低軌衛星掀通訊革命,
B5G、6G、元宇宙都要它!
他更指出,5G毫米波(MMV)穿透性低,基地台布建要比4G密,而基地台建設又需要搭線、挖路,或進到建築物內架設,勞民傷財費時間,反觀低軌衛星可以完全解決這些問題,且衛星訊號從上空直接覆蓋,可以直接從太空打到地下室四、五樓。
事實上,與目前電信業者高度相關的手機通訊,也已有了連結低軌衛星的進展。除了蘋果開始研發相關手機之外,聯發科八月中宣布,搭載自家晶片具5G NR NTN(非地面網路)晶片的智慧型手機,全球首次在實驗室環境測試中,成功打通衛星連線。這趟成功的實驗,敲開了5G手機也能兼衛星手機使用的可能。「將來一般的手機,一定也會變成一個(衛星連線)載體。」陳進財預告。
在往更遠的未來看,在熱熱鬧鬧的「元宇宙」想像中,要讓廣大參與者建立數位分身,不論對網路訊號的傳輸量、速度和即時性等,需求都很嚴格,「未來B5G、6G也要搭配低軌衛星,元宇宙才有辦法實現。」林家振篤定地說。
此外,低軌衛星也跟自駕車有關。由於過去的GPS地圖,精密度約距離地面一到兩公尺,但自駕車卻需要蒐集地面十公分的高精密地圖,低軌衛星便可無縫接軌傳輸資料。
「對星系營運商來講,衛星發射、製造、地面設備都要花錢,要賺錢,就得盡量開展各種應用服務。」廖榮皇說,除了最主要的通訊功能,其他獲利來源還包括各種偵測和資料加值運用,例如偵測森林火災、海洋魚群。林家振觀察,「運用在農業上,連農作物上的蟲都能看得一清二楚。」低軌衛星的威力,可見一斑。
只不過,NCC對衛星通訊有資安、通訊監察(須有資料儲存,供國安、刑事調查,追蹤恐怖分子、犯罪者)及外資比率等三大天條,因此目前SpaceX無法獨資來台落地。但據了解,台灣星鏈服務最快二○二三年內就將開通,目前中華電信和台灣大哥大都有意和SpaceX合作。
外界熟知,台灣在特斯拉電動車供應鏈中舉足輕重,SpaceX的台灣供應鏈現況又是如何?
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台灣現年產值92億!
主打地面設備,將成下個半導體產業
吳宗信不諱言,六月到美國SpaceX參訪,簡報直接列出台灣業者,顯見星鏈早就用了不少台灣的零組件。林家振也透露,SpaceX澳洲分公司團隊已常駐紮台灣,且不時跟供應鏈洽談合作協議,也和國發基金有接觸。
依照金屬中心統計,台灣二○年直接跟衛星發射、製造及地面接收設備有關的產值為九十二億元。其中,又以地面設備、衛星製造分別占八十一億和十億元最高。「台灣在地面設備已經比較早切進去,未來商機來自低軌衛星,可以再努力放大衛星製造。」林志隆指出,一旦SpaceX或亞馬遜未來發射上萬顆,形成商業化產業,未來國際間的衛星產業製造商為了更具競爭力的價格,「台灣就是提供關鍵零組件的絕佳選項。」
目前,台廠約有數十家太空相關廠商,其中台揚、啟碁、金寶、昇達科、同欣電、公準、穩懋、群電、台光電、華通等十家廠商,則已成功打進星鏈供應鏈。
其實包括天線、高頻晶片、路由器等用來接收低軌衛星訊號的地面設備,本就是台灣網通廠的強項。近年,星鏈除了從最早的地面設備,近期也慢慢下單給台廠製造衛星零組件,但廖榮皇觀察,以普遍現況來說,台灣目前進入星鏈的供應商,多數營收占比其實都只在一%上下,還有很大成長空間。
所幸,台灣供應鏈已開始壯大。例如,供貨品項擴及地面站、天線等的毫米波元件大廠昇達科,是現階段低軌衛星相關營收占比最高者。去年,公司來自衛星的營收已逾四千萬元,今年更上看成長十倍到四億元,營收占比約可達兩成,居台灣上市櫃公司之冠。而CMOS影像感測器(CIS)封測廠同欣電,則是SpaceX高頻無線通訊模組(RF)主要供應商,由於星鏈用戶狂飆,預期今年相關產品出貨量能也會有明顯成長。
上市櫃公司之外,台灣在此領域也不乏隱形冠軍。掌握火箭輕量化碳纖維材料結構技術的益材科技總經理翁冠群透露,公司獨家研發、用在小型太空船動力引擎的離子推進器,去年六月已飛上太空,「飛了一年……,這類產品有太空實績的,只有我們。」
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協助台灣業者做到地面設備甚至衛星製造系統的設計與整合,國家太空中心主任吳宗信身負重任。(攝影/唐紹航)
穩懋董座看好趨勢
「低軌衛星商機3年內必爆發!」
之所以強調「飛了一年」,是因為相較地面設備,衛星所在的太空環境較嚴苛,也必須先取得足夠的「太空履歷」,才有躋身衛星製造供應鏈的機會。受訪的前一天,益材科技才剛出貨給美國知名衛星服務商數十件離子推進器產品,進帳數百萬元。
至於台灣「太空產業夢」的下一步該怎麼走?「低軌衛星商機三年內一定會爆發!」公司產品跟著SpaceX第一顆衛星飛上太空的陳進財直言,台灣在半導體及地面接收端的產業鏈很強,「但是如果能補上系統設計及整合製造兩大塊,產業鏈才會更完整,商機更大。」
對此,林家振透露,包括「電子五哥」等級的電子代工大廠和國內半導體業者,「已透過我們基金投資SpaceX,」他指出,這些台灣業者希望跟SpaceX建立正式關係,著眼點不只是卡位代工商機,更看重的是有共同參與設計、開發新規格的機會。
如同鴻海董事長劉揚偉在今年股東會首度揭露,將進軍低軌衛星,且不僅鎖定地面接收站,更喊出「明年可能看到鴻海製造的衛星飛在天空上!」廖榮皇直言,目前台灣相關供應鏈多是中小企業,「台灣太空產業要往上走,確實得靠電子五哥的參與。」他強調,「不只參與地面設備,而是衛星製造,甚至發射、應用服務都要參與。」
吳宗信也預告,二三年一月一日,太空中心升格的行政法人將正式掛牌。除正式員工會從目前二七○人,逐步擴大到六百位員工,明年就會招收一百名工程師,也準備新增太空事業部、成立衛星製造系統部門,由太空中心帶頭,協助台灣業者做到地面設備甚至衛星製造系統、次系統設計的整合製造。
但,為何貢獻太空產值最低、技術難度最高的「火箭發射」,也被專家認為是台灣應該挑戰的領域?
「火箭發射,儘管最有挑戰性,但衛星零組件可以藉著短時間內高頻率發射,進行飛試驗證,取得飛行履歷(flight heritage)。」吳宗信指出,台廠早就切進去地面設備,要進階到讓產品上太空,必須先飛過,才知道你行不行,「就像海水退了,看你有沒有穿褲子。」當然可以委託別人發射,但現在各家火箭發射排程都很滿,如SpaceX已滿單到二四年,產品上太空驗證的進度、速度就會更慢。
由於火箭發射,愈靠近赤道愈好,台灣發展火箭發射其實頗具地利優勢。而隨著台灣《太空發展法》通過,明訂由政府設置國家發射場域,吳宗信也透露,未來衛星載具發射,可能設在台東或屏東,補足太空科技上游產業,「太空中心,也會往這方面(火箭發射)規畫。」
不論如何,正當一顆顆低軌衛星將改變全世界,看在廖榮皇眼中,「這是一個二%到二六.二%的新機會!」
他解釋,目前台灣太空產業產值約只占全球二%,至於二六.二%則是台灣半導體產業的全球占比數字;他以四○年衛星產業產值一兆美元計算,假設地面設備占一半的五千億美元,若台灣市占可達二六.二%,換算下來約等同現在台灣半導體產值四兆元台幣。
「如果台灣太空產業能從二%,拉到二六.二%,二十年之後,衛星產業就是下一個半導體!」語氣中,廖榮皇滿是期待,「用過去二十年半導體發展的脈絡看,假如現在半導體是護國神山,我們未來就會有一群護國群星!」
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