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搶佔太空商機,台灣發展低軌衛星的「戰略意義」為何?

ISSUE #033

搶佔太空商機,台灣發展低軌衛星的「戰略意義」為何?

2022-02-22 16:17:00

低軌衛星不僅將補足人類通訊的「最後一塊拼圖」,也將成為國家「數據自主」的必要建置。過去因政治因素受限的台灣,太空技術能量大幅落後國外廠商,如今,我們該如何在短時間內,克服困境、掌握即將爆發的太空商機?

#破除政治,掌握太空商機 #數據自主的前提在於衛星? #科技島用「低軌」急起直追、絕地反攻

王明德

王明德 / 特約記者

採訪寫作

張育寧

張育寧 / 總編輯

審訂

圖片來源 - AURA Astronomy

questionquestion

發生什麼事?

Tesla 執行長馬斯克和 Amazon 創辦人貝佐斯,兩大富豪這幾年都大力爭奪低軌衛星商機。全球政府都緊盯這塊市場,台灣也不例外,但究竟低軌衛星在產業發展上的「戰略意義」為何?

  • 5G 和人工智慧的國際競逐,讓太空產業冷清數十年後,重新回溫。今年(2022)全球衛星市場總產值將達 2,950 億美元,其中低軌衛星尤其備受矚目。5G 剛開始,以低軌衛星補足「地面通訊傳輸不足的 6G」,就是熱潮的成因
  • 掌握衛星技術,等同掌握天際台灣若要掌握數據自主權、延續資通訊產業既有優勢,參與低軌衛星技術、產業發展勢在必行。(TrendForce
  • 國際間,負責制定行動通訊標準的 3GPP,將在 2022 完成的最新「Release 17」版本中,納入「非地面通訊」。(新電子
  • Release 17 版本標準底定後,以往分屬兩大體系的衛星與既有通訊,雙方產業鏈將開始合作。(科技新報


各國怎麼做?

低軌衛星被各國視為「補足現有通訊機制」的最後一塊拼圖,各先進國家已開始強化布局;其中美國、歐盟、中國三大強權的佈局,更受關注。

  • 美國總統拜登的基礎建設法案,將投入 1.2 兆美元,其中低軌衛星可望成為其中的重點建置。(Yahoo
  • 行事風格相對保守的歐洲太空總署、歐盟執委會,成立 SaT5G 聯盟,要推動「5G 與衛星通訊結合」,這會是「5G 過渡到 6G」的重要里程。(TRI 拓墣研究院
  • 中國航天科工的「虹雲工程」、中國航天科技的「鴻雁星座」,主導的低軌衛星計畫,將以國防為重,有別於歐美國家的通訊導向。(TrendForce
  • 台灣也將太空發展納入「六大核心戰略」中的國防產業。經濟部在 2021 宣布組成「台灣低軌道衛星地面設備旗艦團隊」。(經濟部


大廠做了哪些事?

全球低軌衛星產業鏈,在政府競爭的驅動力下大幅震動,歐美日等廠商動作頻頻

  • 低軌衛星布局動作最積極的有 StarLink、Kuiper、Oneweb、Telesat 四家廠商。StarLink 計畫在 2026 於低軌道部署 1 萬 2 千顆衛星;亞馬遜計畫在 2022 第四季,首次為 Kuiper 計畫發射衛星,未來還預計發射 3236 顆衛星;英印兩國合作的 OneWeb 目前批准的 648 顆衛星,發射進度已過半。Telesat 計劃透過 298 顆低軌衛星,提供全球企業用戶「光纖高速網路」 。(自由時報鉅亨網
  • 台灣網通廠已積極投入,目前以「衛星地面接收站」相關設備產品為主。(科技新報


為什麼發展低軌衛星對台重要?

未來的「無線通訊的基礎建設」不會僅止於地面基地台,將加上太空的低軌衛星,形成「立體通訊網路架構」,解決偏遠地區通訊覆蓋率不足的問題。這也是各國政府和大廠積極推動相關計畫的原因。

  • 資通訊是台灣重點產業,且「數據自主」將是國安重點能力,若要保持產業競爭力、國家資訊自主力,低軌衛星是必要之路。
  • 但台灣過去受制於政治力,太空科技的發展速度落後世界一大截。如要發射承載衛星的火箭,仍需仰賴國外公司;台灣廠商專為衛星研發電子零組件,卻因在太空驗證的實證案例不多,不易打入產業鏈。

未來,台灣業者要如何善用長期在科技領域的優勢,於低軌衛星發展中,取得一席之地?有哪些作法,能突破現在國際政治困境?請看以下的精采對談。

什麼是低軌衛星?

衛星依與地球地面的高度距離,可分為高軌、中軌、低軌與等三種,高軌衛星的高度為 35,786 公里,中軌衛星為 2,000~30,000 公里,低軌衛星為 300~1,500 公里,前兩者主要做為軍事、氣象觀測、導航之用,低軌衛星則因距離地表較低,只要搭配合適的技術就可滿足現在地面網通訊網路覆蓋率的不足,因此此類衛星未來將多做為通訊之用。

Release 17

深度專訪

question
全球政府、各大產業都緊盯低軌衛星市場,究竟其戰略意義為何?
曾巧靈

曾巧靈

MIC 資深產業分析師

低軌衛星對國家產業發展的戰略意義可以從硬體、服務和遙測這三個層面來看。

首先是硬體部分,一顆在太空中運行的衛星,所需要的硬體架構非常多,除了衛星本體外,發射系統、地面控管中心這些設備都是必要,另外還要加上各種新興通訊技術和儀器的開發,這整套系統的硬體成本非常高,另外相較於其他中、高軌衛星高達 10~15 年的生命週期,低軌衛星只有 4~5 年,高汰換率會帶來龐大產值,如果能順利切入,對國家的硬體產業的幫助很大。

question
多數人都以為,低軌衛星是為 6G 準備,不過照您的看法,它在 6G 實現前,就會發展起來?
曾巧靈

曾巧靈

MIC 資深產業分析師

沒錯,低軌衛星的商業應用會在 6G 之前就成熟,事實上現在已經有很多商機已經浮現。

question
對於太空科技的低軌衛星,台灣發展的必要性是什麼?
曾巧靈

曾巧靈

MIC 資深產業分析師

台灣發展低軌衛星的必要性可以從產業和國家兩個層面來看。在產業方面,衛星彙整了各類型產業技術,裡面需要大量的軟硬體,如今低軌衛星以消費性市場為主要應用,台灣如果要延續已往在資通訊產業的成績,就必須投入此一領域。

在國家層面,現在數據的戰略意義越來越高,如果仍然倚靠國外的衛星公司,台灣不只難以掌控數據自主權,網路資安也會受制於人,這也是歐洲各國這幾年積極發展低軌衛星的重要因素,過去衛星技術大多掌握在美國、加拿大這兩個北美國家,現在歐洲國家希望可以技術自主奪回主導權,因此從宏觀的國家角度,台灣發展低軌衛星有其必要性。


張書維

張書維

稜研科技創辦人暨董事長

低軌衛星補足了通訊的最後一塊拼圖,可以滿足許多纜線或基地台沒辦法覆蓋地區的通訊需求,不過衛星不會完全取代現有的通訊技術,加上成本相較之下還是高昂,我認為在下一代通訊架構中,它能有 20% 的佔比就算不錯。 

與其他國家相較,台灣的行動通訊的覆蓋率已經有 90%,衛星通訊不是強需求,國內市場對台灣電信廠商來說商機不夠、吸引力不大。台灣電信廠商要走的是透過我們地域狹小、資通訊技術發達的特色做沙盒,將衛星通訊與各種應用緊密連結,再將成功經驗後輸出到海外,這也是延續我們過去資通訊產業的必要策略,現在台灣資通訊產業鏈在低軌道衛星還有一定優勢,如果不趕快做,這股優勢會逐漸消失。 

當然除了產業外,通訊現在已經是國防重點,現在數據自主權的掌握越來越重要,所以台灣一定要發展這塊,就算沒有主導權也不能落後下。

question
台灣過去太空科技發展一直受限,導致技術落後先進國家。若要在未來 10 年內跟上,需克服哪些問題?
張書維

張書維

稜研科技創辦人暨董事長

台灣的太空科技之前沒跟上國際腳步,除了政治外,另一個原因也是之前政府對這塊領域還沒有制定完整政策,在產業環境尚未成熟的情況下,業者的投入意願自然不高。當然現在政府也開始有在規劃並投入資源,但以資源配置來看,主要還是環繞在既有的產業上,但是很多事情現在不做,10 年後我們的起跑線還是跟現在一樣落後其他國家,我建議政府在思考台灣未來經濟發展的佈局,在資源配置上能夠謹慎思考未來的目標,以長期投資為目標去進行。

曾巧靈

曾巧靈

MIC 資深產業分析師

衛星軌道、頻率使用權現在都還是掌握在 ITU 之類的國際組織手上,要發射的營運衛星的話必須向這些組織申請,台灣以前因為特殊國際地位因素無法用一般方式,只能走科研用途之類的管道申請,若要尋求商業布署,目前可能的的解方是透過國際間的第三方申請。 

除了行政部分,技術部分台灣也因為政治力的影響落後先進國家一截。就像前面提到,台灣的資通訊技術主要聚焦在消費性領域,這些產品無法在太空中順利運作,首先是在火箭發射的巨大震動,接著是進入太空後動輒攝氏一兩百度的溫差、太空輻射、電磁波,這些對衛星設備的耐震都是嚴苛考驗,這也是很多衛星公司在選擇零組件時,都要求對方有實證成果的原因,因為有實證成果才能確保產品在太空中的穩定度。

question
台灣要發展低軌衛星,業者的產品需具備太空科技的實際應用成效,才能順利切入供應鏈。對此困境有哪些解方?
曾巧靈

曾巧靈

MIC 資深產業分析師

對於台灣的太空科技發展政府和相關法人一直在做,像工研院就有驗測實驗室,可以幫有意投入這塊市場的廠商做驗證,另外太空中心在 2020 年也跟國內的長庚醫院、核研所、中研院、清大和產業界一起成立「台灣太空輻射環境驗測聯盟」,協助國內電子廠商技術升級。

在廠商技術方面,台灣科技產業大多以消費性零組件的設計生產為主,未來要進入太空產業鏈,不僅要提升規格,在耐震、寬溫、抗輻射、抗電磁波這方面的設計,還要化零為整將零組件整合成次系統,才有機會獲得衛星業者的青睞。前面提到台灣的火箭發射技術還在培養中,現在法人組織要發射衛星,還是必須透過台灣廠商媒合國外發射公司,現在這些媒合廠商也接受台灣業者的請託,將產品隨著衛星一併發射到太空,累積這些產品的太空驗證實績。

張書維

張書維

稜研科技創辦人暨董事長

對於台灣發展太空科技的解方,整合會是首要工作,我用我們稜研科技當例子。稜研科技從創業之初就確定以 Fabless 的形式,主攻設計以及市場。並從 2017 年就開始與通訊產業中關鍵的產業生態系和供應鏈進行整合,其中包括化合物半導體、液晶面板、陶瓷封裝、PCB 產業...這些在太空科技中會用到的技術,這些合作對象都有很好的技術與自有產線,我們則是負責設計。他們之所以願意跟稜研這樣一家中小型企業合作,除了技術研發能量外,另一個原因在於我們知道太空科技未來的應用發展、問題點甚至是規格需求,尤其是規格需求向來是 ICT 產業的關鍵,資訊業者要獲得這些資訊必須花錢花時間組建團隊,稜研則可以快速回饋從第一線客戶拿到的資訊,這對他們來說非常有價值,這些資訊不只可以幫他們即時掌握目前市場需求,還有助於瞭解趨勢走向,為之後的發展先做準備,這種橫向整合的資訊串連,對於台灣發展太空科技是必要的作為。


此次與談人

曾巧靈

曾巧靈

MIC 資深產業分析師

張書維

張書維

稜研科技創辦人暨董事長

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