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昨天又翻看了一遍微纳星空的招股说明书,作为科创板商业卫星第一股,公司的业务和战略,既是行业发展态势的映射,又会左右行业发展的态势。
招股书里有一句话,非常引发我的共鸣:“全球卫星制造正在从传统航天定制化的“工艺品” 模式,转向追求批量化、 低成本的“工业品” 模式。
可能很多人都没有意识到一个问题,中国是世界第一制造业大国,几乎所有的电子产品,我们占尽制造成本优势,纺织、家电、新能源等领域,更是是碾压级的存在。
结果到了卫星这个赛道,虽然也是电子装备,但形势完全反过来了,我们的制造成本竟然比美国还高。
这事儿,怎么想都让人第一反应觉得离谱。
所以我花了一点时间,翻了微纳星空这份400多页的招股书,也顺便整理了一下这个行业里的逻辑,希望对大家理解这个赛道有点帮助。
| 卫星的成本
先说第一个问题,为什么中国在卫星制造上,成本反而比美国高。
这个问题其实不是技术层面的,更多是产业阶段的问题。
美国的商业航天起步早。SpaceX从2002年成立到现在,星链已经打了几千颗卫星上去。当星座部署达到一定规模,量产的逻辑就自然跑通了。
星链卫星的单颗成本,公开数据估算在50到100万美元之间,这个成本是怎么砸出来的?
不是什么黑科技,就是最简单粗暴的工业逻辑,批量采购、自动化产线、模块化设计,三板斧下去,成本自然就下来了。
而中国这边,商业航天2015年才算真正起步,到现在满打满算也就十年出头。
这十年里,大部分民营卫星公司做的事情,本质上还是在“做项目”,一颗星一颗星地设计、一颗星一颗星地总装,每一颗都像是在“手搓”。
一颗低轨通信或遥感卫星,从总体设计方案到最终发射入轨,按传统模式往往需要数月甚至数年时间。这种模式下,人工成本极高,良率还不稳定,根本摊不薄固定成本。
更要命的是供应链。
传统航天用的是航天级元器件,一颗耐辐照的宇航级芯片,价格是工业级芯片的几十倍甚至上百倍。
以前大家不敢用工业级器件,觉得可靠性不够。但现在星链的打法已经证明了,用筛选+强化过的工业级器件,配合星座的冗余设计,单星可靠性可以降下来,但整个星座的可用性反而上去了。
这个思路的转变、打法的调整,正好呼应了开篇的观点,本质就是“工艺品思维”和“工业品思维”的区别。
| 从“工艺品”到“工业品”
工艺品是什么?每一件都是独特的,匠人手工打造,追求单件的极致完美,不接受瑕疵,成本极高,产量极低。
传统卫星制造就是这样的。每一颗卫星都是独立项目,总体设计重新来过,单机产品重新选型,总装集成一颗星一颗星地调,整个流程完全是非标作业。
这种模式下,卫星不是“被流水线制造”出来的,是“被匠人手搓”出来的。
商业卫星制造是一项复杂且高精密的系统性工程,具有投资金额大、研发周期长、技术壁垒高的特点,而且容不得半点风险。
正因为难,所以以前大家的做法就是,不计成本地把每一颗星做到极致可靠。毕竟一颗卫星上去,出问题基本就等于废了,几十亿打水漂,谁也担不起这个责任。
所谓最常态的就是,为了那1%的保险,为了那1%的性能提升,耗费了99%的成本。
但商业星座时代,这个逻辑变了。
低轨大型星座动辄要部署成千上万颗卫星。你不可能花几年时间精雕细琢每一颗星,然后发射。
等你精雕细琢完,轨道资源和市场早就被别人占了。
所以“工业品”模式的核心逻辑是,放弃对单星极致可靠的执念,转而追求整个星座的可用性和性价比。单颗星可以允许有更高的故障率,但只要星座整体可靠性达标,成本降下来,这事就成立了。
这个思维转变,是整个卫星制造业从“工艺品”走向“工业品”的分水岭。
| 卫星制造流程
接下来说说卫星到底是怎么造出来的。
以微纳星空的生产流程为例,一颗卫星从零到交付,大致分成四个阶段。
第一阶段是整星总体设计。这一步相当于画蓝图,根据客户对卫星功能、性能的需求,做总体方案论证,然后开展总体详细设计,以及分系统、单机的详细设计工作。这个阶段最吃研发能力,也最吃经验。
第二阶段是载荷及部组件生产。卫星上真正干活的部分叫有效载荷,比如光学相机、SAR雷达、通信天线,这些是卫星的“眼睛”和“嘴巴”。这个阶段要做星上产品的详细设计、投产、技术接口协调、联调联试、验收交付、测试等等。微纳星空的做法是,关键单机自己造,相对成熟的环节外协或采购。
第三阶段是整星AIT。AIT是Assembly(总装)、Integration(集成)、Test(测试)的缩写。这个阶段卫星才真正成型,把各分系统逐步组装为整星,然后做总装集成、整星测试、环境试验、老炼测试,最后整星出厂。环境试验特别关键,要在地面模拟太空的极端环境,振动、冲击、高低温、真空,一项一项过。
第四阶段是交付。根据客户要求,完成地面或在轨测试及交付。
这四个阶段走完,一颗卫星才算真正落地。
按传统模式,走完这一圈短则数月,长则数年。
| 卫星的“工业品”之路
那批量化、模块化、柔性制造,到底是怎么让卫星变便宜的?
先说批量化。
遍历微纳星空400多页的招股书,出现频率最高的一个词汇之一,就是“批量化”。
批量化生产的核心逻辑就是一句话,摊薄固定成本。当你的订单从几颗变成几百颗、几千颗的时候,很多以前不敢想的事情就变得可行了。
微纳星空在无锡建的卫星智能制造基地,设计产能是年产150颗卫星。这个产能规模放在中国民营商业航天里,算是第一梯队了。有了这个产线,单颗卫星的人工成本、设备摊销、管理费用,都可以大幅度降下来。
再说模块化。
模块化是解决“定制化”和“批量化”之间矛盾的关键设计思路。微纳星空现在已经自研了从10kg到500kg级的全系列低轨卫星平台体系,这些平台本质上是“标准化躯干”,结构和接口是统一的,但可以根据任务需求灵活换装不同的有效载荷。
这个思路类似于,你买一台电脑,主板(卫星平台)是标准化的,但你可以根据需求选配不同的显卡(卫星载荷)。卫星平台模块化之后,总体设计的工作量就大幅缩减了,以前每颗星都要重新设计,现在只需要在成熟平台基础上做适配。
微纳星空招股书里写得很清楚,“公司坚持卫星模块化低成本设计理念,自主研发涵盖10kg至500kg级卫星平台体系,可灵活适配于遥感、通信、导航等多元化卫星应用场景”。
最后是柔性制造。
柔性制造是批量化生产的升级版。
批量化解决的是“同一种卫星造很多颗”的问题,但现实里客户的的需求是多样化的,有的要遥感星,有的要通信星,有的要导航星,如果每条产线只能造一种卫星,产能利用率就会很低。
柔性制造的核心是通过模块化设计和自动化产线,实现多型号卫星的快速切换制造,在同一条产线上,可以按需切换生产不同型号的卫星。这样既保持了批量采购的成本优势,又兼顾了差异化的任务需求。
| 卫星制造的发展趋势
我把招股书里读到的信息,加上自己的一些判断,我针对未来卫星制造的发展趋势,梳理了几个方向。
第一个趋势,标准化平台和通用化接口会成为行业共识。以前每颗星都重新设计,未来会越来越像造汽车,平台是平台,载荷是载荷,各干各的,最后快速集成。这个过程会倒逼供应链成熟,当卫星平台的出货量达到一定规模,上游元器件自然会涌现出专门针对商业航天的供应商。
第二个趋势,工业级元器件的规模化应用。以前不敢用,现在敢了。星链已经证明了这条路走得通。用经过筛选和强化的工业级器件替代昂贵的航天级器件,光这一项就能把物料成本砍掉一大截。未来随着商业航天元器件供应链的成熟,这个成本优势还会进一步放大。
第三个趋势,自动化和智能化渗透生产全流程。现在卫星总装还有很多手工环节,未来随着产线自动化程度提升,从单机生产、总装集成到测试验证,都会逐步用自动化设备替代人工。微纳星空在自己的制造基地里已经在推这件事了,自动化AIT、数字化管控、数字孪生全流程追溯,这些是未来卫星工厂的标配。
第四个趋势,星上智能和“感算传用”一体化。以前的卫星本质上是数据采集器和转发器,把数据采回来,传到地面处理。但未来低轨星座的数据量是海量的,全部下传回地面处理,带宽不够,时延也高。所以星上AI算力会变成标配,卫星在轨道上直接做目标识别、数据处理、智能分发,只把有价值的信息传回来。这个方向微纳星空已经在自己的新一代卫星上做了尝试。
第五个趋势,超级工厂模式会成为主流。年产数百颗甚至上千颗卫星的生产线,会重新定义行业的成本曲线和部署速度。未来哪家商业航天企业先跑通超级工厂模式,哪家就掌握了这个赛道的话语权。
| 总结
卫星制造从工艺品到工业品的转型,本质上不是技术问题,是认知问题。
敢不敢用工业级器件,敢不敢让单星可靠性降下来,敢不敢把已经跑了几十年的航天质量体系往工业化方向改,这些决定背后的阻力,从来不是技术本身。
但趋势是不可逆的。
低轨轨道和频率资源是有限的自然资源,国际规则是先到先得,7年内要完成申报星座总量的10%、50%、100%部署。这个时间表摆在这里,慢一步,轨道资源就可能被别人占了。
所以中国商业航天必须快,必须便宜,必须能规模化部署。
从这个意义上说,卫星制造的工业化,不只是某家公司的商业命题,更是一个国家的战略命题。
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