下個兆元產業，低軌衛星正值關鍵時刻——工研院廖榮皇期許台灣「彎道超車」！
｜焦點探索

日期 2022-08-29
文／謝平平
 
 
2021年，全球太空產業規模達 3860 億美元，成長幅度最大的是地面設備與應用服務，此為台灣產業強項；政府近年將太空產業提升為六大戰略產業，而工業技術研究院即是台灣低軌衛星（Low Earth Orbits；LEO）產業的推手；產業服務中心產業顧問服務組副組長廖榮皇表示，雖然台灣太空產值目前僅佔全球 2%，但歐美衛星運營服務大廠 Aerkomm 去年底已經與工研院合作，希冀在台找尋完整供應鏈，而廖榮皇也對台灣產業給出了「五顆星」的滿分評價。
 

產業服務中心產業顧問服務組副組長廖榮皇，右為「星鏈計畫」第二代地面接收器設備，目前全台唯一一座。（攝影：廖招佑）

低軌衛星 V.S. 高軌衛星
 
自有人造衛星以來，各種跳脫陸地的設備與服務，隨著精密工具、電腦技術的發展，不斷演進。目前人造衛星若以高度而論，可分為三種，其運轉速度、應用範圍都不同。
 
・高軌衛星（GEO）距離地球約 35786公里，主要應用於政府與企業的衛星通訊、廣播電視訊號發送、輔助定位系統等。
・中軌衛星（MEO）距離地球超過 1200 至 35786 公里，主要應用於導航設備。
・低軌衛星（LEO）距離地球超過 100 至 1200 公里，主要應用於地面通訊。
 
 
低軌衛星的發展，是站在幫助偏遠、無法設置 4G、5G 網路的地區所發展的技術，但近年因俄烏戰爭而聲名大噪。今年二月，SapreX 開放烏克蘭使用「星鏈計畫（Starlixnk）」，讓烏克蘭在地面作戰能力強大的俄國挾持下，能維持前線烏東地區與首都基輔的通訊聯絡。
 
除了烏克蘭，全球約有 40 萬人（註1）申請使用星鏈計畫服務。
 
註1：〈Starlixnk surpasses 400K subscribers worldwide〉，Jeff Baumgartner，2022年6月22日，《Light Reading》。

 
全球低軌衛星發展現況
 

目前全球共有四家公司致力發展低軌衛星服務，包括 SpaceX（2002）、OneWeb（2012）、亞馬遜的 Kuiper 子公司（2019）、加拿大 Telesat（1969） 等。目前進展速度最快的是 SpaceX。
 
2022 年 8 月 11 日，SpaceX 發射了第 3000 顆低軌衛星，位居第一名； 8 月 25 日，美國電信商 T-Mobile US 與其簽署合作協議，將透過星鏈計畫提供手機上網服務，2023 年底發布測試版本。
 
而目前發射 428 顆衛星（2022.07）的 OneWeb 二年前被印度電信集團 Bharti Global、英國政府收購（日商軟銀、韓企韓華集團、歐洲通訊衛星公司 Eutelsat 均有持股），今年 7 月 26 日，Eutelsat 再宣布併購 OneWeb，將以其打造法國自有的低軌衛星。
 
而 Amazon 子公司 Kuiper Systems 則在今年 4 月與三家航太公司簽約，預計 Q4 發射第一批低軌衛星，未來該公司如何規劃衛星星系，目前仍在觀望中。
 
唯一的加拿大公司 Telesat 過去專注高軌衛星的營運，近年發展「Lightspeed 低軌衛星」計畫，預計在 2025 年發射第一顆低軌衛星，日前已向英國遞出寬頻終端設備與低軌衛星訊號的連結申請，預計今年九月將可獲知結果。
 

德國 Raisting 的衛星地面接收站，目前為世界最大接收站。（圖：pixabay）


馬斯克以「快速太空」搶佔新興市場

 
SpaceX 成功發射火箭，推動低軌衛星的發展，而星鏈計畫在多個國家積極推進，其他營運商恐怕也是望塵莫及。
 

SpaceX 獵鷹九號（Falcon 9）第 100 次的成功發射。（圖：「SpaceX」Instagram）


「Elon Musk 本身是破壞式創新者，他是跳出框架去解決產業的問題。」本身是動力機械博士的廖榮皇 2001 年進入工研院航太中心工作，他表示，過去發射一顆同步衛星成本相當高，「從延滯到發射，超過 5、6 年。」而 SpaceX 所發射的上千顆低軌衛星，速度快，且失敗率僅 8.6 %，簡直匪夷所思。
 
廖榮皇表示，馬斯克採用「快速太空（Fast Space）」的概念搶佔新興市場，因此做法也不同。「快速太空」不僅是指頻寬流量的快速，也跳脫了過往研製一顆衛星曠日費時的概念。 
 
「他用商業元件，透過系統整合放在衛星上，所以成本就很低。」20年前，一公斤的物品發射到外太空，需要 10 萬美元。但在可回收火箭攤提發射成本之下，現在 SpaceX 發射一公斤的物件，不超過 1000 美元，不旦促使其坐上低軌衛星的老大寶座，也開啟了低軌衛星的發展年代。
 
台灣通訊信號密集 需要低軌衛星嗎？

 
2022 年 6 月，台灣開放低軌衛星通訊頻譜申請，預計明年服務落地。而許多人疑惑的是，台灣固網或無線通訊的覆蓋率都很高，政府推動低軌衛星的主要目標為何？
 
廖榮皇指出，透過生活應用，有助產業全方位瞭解低軌衛星發展面向，而真正的重點在於幫助企業切入全球衛星產業鏈，包括衛星製造、衛星發射、地面設備、應用服務，其中又以地面設備占比最大，應用服務居次。
 
而應用服務面除了民生領域，也有擴大應用的範圍，「過去森林發生火災，往往發現的時候，已經燒得很嚴重了。未來，台灣森林上空有很密集的衛星拍照、遙測，在森林開始發出火光的時候，遠端就能掌握到是火災。」
 
台灣下個兆元產業

 
2021 年，台灣半導體產值全球佔比 26.2%，達 4.08 兆新台幣。

2021 年，台灣太空產業產值全球占比 2%。
 
台灣半導體去年的產值（4.08 兆台幣），竟與全球太空產業產值（4 兆台幣）不相上下，而台灣太空產業在全球卻僅占 2 %（98 %為地面設備）。

根據美國衛星產業協會（SIA）預估，2030 年太空產業將上看 3706 億美元，廖榮皇表示，屆時若地面設備仍與今日一樣，仍佔有全球太空產業一半產值，台灣太空產業在 20 年後，就有可能達到與半導體相同的產值，成為「護國群星」。

過去，「護國神山」由台積電披荊斬棘，走了罕見的代工之路，而下個兆元產業「護國群星」又將開拓出什麼新路呢？
 
 

工業局與衛星展參展廠商共同出席台灣低軌衛星商機分享沙龍（圖：工研院產服中心）


「護國群星」的發展藍圖

 
「從半導體產業切入低軌衛星產業，是台灣最大的優勢。再從關鍵零組件切入系統端，台灣就有機會彎道超車。」
 
全球太空產業中，以地面設備占比最大，廖榮皇表示，低軌衛星因為運行速度快，傳統碟型天線難以追蹤訊號，須用陣列天線（平板天線），陣列天線的製造需要 IC、基頻IC、BIM-foamin IC等關鍵電子元件，都是台灣強項。其他諸如資通訊、高頻材料、IC設計跟製造，都能對低軌衛星產業的地面設備有所助益。
 

「我們已經不甘於去做單一元件，或者是次系統供應商，我們開始有 MIH（Mobility In Harmony Open EV Platform；電動車開放平台），甚至是從系統商切入，甚至從品牌角度切進去。」
 

 
低軌衛星產業平台 媒合國際大廠

 
太空產業與航空產業的客戶都具有某種神秘性質，因此「低軌衛星產業平台」扮演了媒合、傳遞、諮詢的角色；與過去一對一的企業媒合相比，該平台以打造國家隊為旨，「單一公司技術無法滿足國際客戶需求，我們就會去找兩、三家企業，幫國際客戶做整合。」
 
2021 年底，歐美衛星運營服務大廠 Aerkomm 即與工研院產服中心簽署 MOU，該備忘錄主要協助其在台建構完整供應鏈。
 
低軌衛星的發展不只企業著眼的地面設備開拓、衛星 5 年一換的前景，其可跳脫電纜、地面設備、傳統衛星價高難發的限制，這也是法國強力併購 OneWeb 、中日韓積極發展低軌衛星的主因。而台灣未來是否可能從供應商成為系統商，甚至發展出自用低軌衛星通訊網路？也是民眾所期待的。

OneWeb從創立以來，歷經二波的收購，也見證低軌衛星的重要性。（圖：OneWeb）

---