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和记娱乐研究院

【天上的星星参北斗|大国重器,北斗产业链如何投资?】

2018年07月11日

卫星导航系统是重要的空间信息基础设施。美国的全球定位系统(Global Positioning System,GPS)经过几十年的发展,已经全球普及,份额占全球应用的90%以上。中国高度重视卫星导航系统的建设,一直在努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。


2000年,我国首先建成北斗导航试验系统。如今,中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS),作为中国自行研制的全球卫星导航系统,和美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”(GLONASS)和欧盟“伽利略”(GALILEO),共同成为联合国卫星导航委员会已认定的供应商。


作为我国大力支持的重要战略性新兴产业,北斗卫星导航产业在军事、民用、科技等方面已经形成了庞大产业链。在当前中美贸易摩擦加剧的逆全球化背景下,发展自主知识产权的卫星定位系统,关乎国家安全。大国重器,北斗卫星导航产业链发进入加速轨道。


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我国为什么要搞“北斗”?
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美国有了GPS

1957年,苏联发射了人类第一颗人造地球卫星,美国海军随即着手卫星定位方面的研究工作,研制了子午仪卫星导航系统(Transit),这就是GPS的前身。20世纪70年代,美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS,为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,经过20余年的研究实验,现有卫星30颗,分为军用和民用两种定位模式,其中民用方式免费向全球开放。


那么问题来了:美国的GPS对全世界开放,而且还是免费使用的,咱们还有必要花巨资去做这样一个系统吗?况且我们做的很可能还不如人家的好,这不是费力不讨好吗?这种观点在北斗项目启动之初就有人提出过,至今还有不少人以北斗不如GPS为由,一再提及这一论调。因此,有必要回顾中国北斗系统发展的由来和历史。


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中国北斗的诞生

1970年4月,“东方红一号”人造卫星发射成功以后,通信卫星、气象卫星、定位导航卫星等就都进入了决策层的视野。1983年,无线电电子学家、中科院院士陈芳允提出了双星定位方案,试图以较少的卫星资源建立中国自己的“GPS”。当时,陈芳允的提议因经济条件所限被搁置。


1991年,海湾战争爆发,当时美国GPS 系统还未完全建成,但美军果断地提前将其投入使用。仅由15颗卫星组成的GPS 系统,给与美军攻击系统重要的支持,极大地提高了美军的作战指挥通讯能力、多兵种协同作战和快速打击能力。海湾战争之后,美国便用GPS取代陆基无线电导航系统,将其作为海、陆、空军事力量的主要导航手段。


海湾战争后,卫星定位导航系统所具有的军事价值及其潜在的商业价值得到全世界的关注,新一轮利用外层空间的竞争开始了。俄罗斯在继承前苏联强大技术力量的基础上,加紧研发“格洛纳斯”;西欧各国联合起来,共同研发“伽利略”;研制属于中国自己的卫星定位导航系统也被紧急提上日程并立即启动,2000年,我国成功建成北斗导航试验系统。


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没有免费的午餐

回到前面的问题:尽管GPS信号免费,但使用GPS的产品可不是免费的。这套“免费”的系统催生出一个庞大的国际性产业,美国与之相关的高科技产业显然是受益者。另外,GPS免费给美国带来的强大国家软实力,显然也是符合美国国家利益的。

如果我们只图省事和便宜,在中国的军事系统上安装美国GPS,后果则是灾难性的。因为美国GPS开放的只是民码,定位精度比美国军方使用的军码差了十倍。而且历史上出现过美国针对其他国家曾部分关闭GPS信号服务的事件。因此,中国除了自主发展本国的定位导航系统,别无选择。

北斗导航试验系统,也被称为北斗一代,就是陈芳允提出的双星定位系统。这是根据当时国情,在极度缺乏资金和经验时的选择,然而,双星的局限性很快就显现出来了。双星覆盖面积小,必须使用高轨道,而高轨道卫星的定位精度又不高。相较GPS,北斗一代因性能不强而受到诟病。于是,我国启动建设北斗二代:北斗卫星导航系统。2017年,北斗三代卫星成功发射,并计划在2020年形成全球覆盖能力。下图显示了我国北斗发展过程中的核心事件。

图1:北斗发展过程中的核心事件

资料来源:公开资料,和记娱乐研究院


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北斗系统的市场空间有多大?
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政策东风助力

政策东风频吹,国家大力支持北斗基础产品研发和行业应用推广。首先,国家保护进行基础产品研发的国内企业,规定北斗系统B1、B2、B3三个频段仅同时对内资企业开放,B3频段不对外资企业开放权限。2013年的《国家卫星导航产业中长期发展规划》提出统筹建设国家统一的多模连续运行参考站网,为各类用户导航增强服务提供支撑。

2018年1月交通运输部与中央军委装备发展部联合印发《北斗卫星导航系统交通运输行业应用专项规划(公开版)》,推动北斗卫星导航系统在铁路、公路、水路、民航、邮政等交通运输全领域实现应用。国家发改委、住建部、国土部、工信部等部门也相继出台北斗系统应用与产业化政策,助推北斗系统发展。此外,北京、上海、深圳、湖北等地也先后提出各地区北斗政策法规建设的具体举措。

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放眼全球市场

2018年北斗卫星系统将迎来密集发射期,计划共发射18颗左右“北斗三号”组网卫星,系统性能、卫星寿命和服务精度大为提升,提供服务的地区范围更广。对于亚太地区和“一带一路”沿线国家,北斗系统的覆盖密度相对GPS更有优势,有望带来更多增量需求。

根据《2018中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》的数据显示,2017年我国卫星导航与位置服务产业总体产值已达到2550亿元,较2016年增长20.4%,与卫星导航技术直接相关的芯片、器件、算法、软件、导航数据、终端设备等在内的产业核心产值占比为35.4%,达到902亿元。北斗对产业核心产值贡献率达到80%。

《国家卫星导航产业中长期发展规划》提出到2020年,我国卫星导航产业规模将超过4000亿元,北斗卫星导航系统对国内卫星导航应用市场的贡献率达到60%,重要应用领域达到80%以上。

图2:北斗卫星导航产业规模(亿元)及在国内卫星导航产业占比

资料来源:中国产业信息网,和记娱乐研究院


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北斗产业链的发展趋势如何?
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产业链的划分

卫星导航产业按照产业链划分,包括卫星研制和卫星应用两大领域。其中卫星研制包括卫星制造与发射;卫星应用包括卫星服务和地面设备。卫星研制和卫星应用业务收入的比例从全球范围来看大致为1:9。卫星应用部分可以看作是狭义的卫星导航行业,其产业链环节分为上游、中游和下游三部分,上游包括芯片、天线、板卡、算法、地图等基础产品,中游包括车载、手持、船载或其他行业应用的终端设备,下游包括面向应用的系统集成与运营信息服务。


图3:卫星导航产业链的划分

资料来源:Wind,和记娱乐研究院

产业链上游产品的国内市场份额被外资品牌占据了不少,国际知名厂商包括博通、高通、Trimble、Garmin等;中游终端设备市场,国际与国内企业都有参与;下游行业应用市场按服务内容可划分为专业应用市场和大众应用市场。专业市场中,部分行业应用市场具备政策壁垒,国外企业尚难进入,大众市场则大部分市场份额被国外企业抢占。

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告别“有机无芯”


芯片作为卫星导航定位产品的核心部件,决定了终端产品的性能差异。从2000年发射第一颗北斗导航试验卫星起,八年间我国北斗接收机芯片都为美国企业提供。直到2008 年2 月,我国第一颗自主研发的完全国产化的北斗卫星导航基带处理芯片“领航一号”才在上海研发成功,宣布告别“有机无芯”的时代。


目前国内北斗基带芯片和射频芯片已具备自主研发能力,已有60家左右的企业从事北斗导航芯片的研发业务。基带芯片主要生产商包括和芯星通、中科院微电子研究所等,射频芯片生产商包括海格通信、华迅电子等企业。


2018 年国产北斗芯片已实现规模化应用,工艺已由0.35 微米提升至28 纳米,最低单片价格不到人民币6元但是和国际厂商相比,国内企业的差距主要体现在基带设计经验不足、芯片工艺落后、基带芯片集成度低以及缺乏大规模量产的经验。


北斗芯片产业依然任重而道远。


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中游初具实力

产业链中游,特别是高精度终端产品市场经历了“进口-国产替代-出口”的发展历程。早年市场份额由国外厂商Trimble、拓普康、徕卡等公司所垄断。2000年前后,部分国内企业开始涉足卫星导航测绘仪器的研发和生产,随着技术水平的创新以及持续积累的成本优势,国内产品逐渐成为主流。


目前,国内厂商已基本占据了国内高精度终端产品市场的制高点。市场主要由华测导航、中海达和南方测绘三家公司主导,三者合计占有市场约80%的份额。随着应用领域不断拓展,一些新入厂商也开始聚焦特定细分市场,如星网宇达(驾考应用)、司南导航(农机导航)等,但市场份额较低。


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下游潜力无限

参考美国GPS应用的“军用-行业-大众消费市场”的渗透顺序,(军用市场主要应用于军队,行业市场主要包括测量测绘、精准农业和建筑施工等;大众消费市场则主要以汽车导航和移动终端位置服务为主),北斗系统目前在国防军工市场已经稳定应用,行业应用市场的快速发展就在眼前。


目前我国卫星导航产业链各环节营收占比,由中游占比最大,已经逐步转为下游运营服务占比上升,中游占比持续下降的发展趋势,这与国外成熟产业链发展趋势也相吻合。据中国卫星导航定位协会的数据显示,2012年产业链上、中、下游营收占比分别为16%、72%、12%,到2016年比例已经发展为15%、56%、31%。参考《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》的预测,到2020年我国卫星导航下游运营服务产值占比将快速扩大到50%。


图4:2006-2016年我国卫星导航产业链产值及分布情况



资料来源:中国卫星导航定位协会,和记娱乐研究院


随着北斗芯片技术的逐步成熟和全球组网加速,北斗产业链将逐步成熟,上中下游将呈现1:4:5 的较为稳定的产业链产值分布结构。


近年来,北斗逐渐由“高大上”转为“接地气”,日益走近百姓生活。世界主流手机芯片大都支持北斗,国内销售的智能手机北斗正成为标配。共享单车也通过配装北斗实现精细管理。


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北斗产业链有哪些投资机会?
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军工刚性需求

军工需求是北斗系统的刚性需求,随着军工信息化快速推进,具备核心军用北斗技术的企业仍将持续受益。军工北斗设备为了能够顺利受益于北斗三代更好的性能,也急需质量的提升。

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北斗+车联网

北斗系统未来将承载新兴技术对于高精度、高频次时空信息的需求。根据易观智库的数据,目前我国车联网的渗透率只有6%,市场规模有900亿元,预计到2019年,车联网市场规模会超过4200亿元,其中2015-2019年的复合增长率达到37%,产业发展速度较快。


“北斗+”将催生出越来越多的应用新模式在可穿戴设备、新零售、智能驾驶和智慧城市建设等应用领域,市场潜力巨大。

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我们的“中国芯”

芯片为王,国产化替代是中美贸易战背景下永恒的主题。突破核心芯片关键技术的瓶颈,促进国产北斗芯片的应用推广与产业化规模,是国内芯片企业的重中之重。重点关注获得国家集成电路产业大基金入股的芯片企业。


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总结

卫星定位系统关系国家安全,贸易战背景下,国产化替代势在必行。基于此,北斗系统产业链投资在未来一段时间内极具确定性。无论在一级市场还是二级市场,军工板块都是当下收益风险比较好的投资方向,其中北斗产业链尤其值得您的关注。未来我们还将继续带来军民融合、国产大飞机产业链的相关介绍,期待您的阅读。