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首頁國際經貿共創衛星產業商業化的下一個榮景

共創衛星產業商業化的下一個榮景

文/呂宜諠 台翔航太工業公司副處長

過去一年來,新的技術潮流引領國際企業快速數位轉型,數位技術相關之創新服務與產品帶來全球廣大的迴響。隨著美國國家太空總署(NASA)完成獵鷹九號火箭商業計畫、太空探索技術公司(SpaceX)低成本火箭發射並推出星鏈計畫(Starlink),英國維珍軌道 (Virgin Orbit)以波音747為平台利用LauncherOne火箭將多顆微型衛星送入軌道,敲響了新世紀的太空革命鐘聲,太空技術競賽已成為世界各國競逐的新戰場,也將帶來衛星供應鏈無限想像的商機。小型化與輕量化成為衛星產業的主流趨勢,身處半導體及ICT供應鏈翹楚的台灣,應可依循半導體成功模式,凝聚優秀的技術人才,研發先進創新的技術,引領全球衛星市場。

衛星產業布局首重提升衛星元件自製率

台灣衛星產業布局將以自主衛星製造為方向。國家太空中心主任吳宗信說,「台灣要發展太空產業商機,最大的關鍵就是衛星。除了做代工外還要做系統,台灣應該要在製造衛星與發射火箭上都能獨立自主,目標在2025年衛星元件自製率達100%。」

如何達到提升衛星自製之目標,可循半導體模式,建立在地製造的完整衛星產業供應鏈,進行垂直分工達到產業群聚效益。於地利與人和的優勢下具備彈性高、速度快、可客製化服務、成本控制及國防資安風險低的國際競爭優勢。在半導體供應鏈的優勢基礎下,台灣將具更有利的條件發展衛星產業。

根據我國第三期太空科技發展長程計畫(2019-2028年),福衛十號規劃發射高解析度及全天候的SAR(合成孔徑雷達,Synthetic Aperture Radar)酬載之衛星星群,主要應用於地球觀測與遙測。最佳解析度可達0.7公尺、刈幅至少50公里,布建於地球513公里之太陽同步軌道形成星群。元件與酬載將採商用電子零件為主。台灣目前在衛星部分的零組件供應鏈已具有自製能力,如能掌握衛星關鍵元件技術,未來台灣可在SAR衛星的自製研發上建立完整供應鏈,甚至可外銷衛星元件至國際市場的能力。

SAR衛星商業化潛在效益龐大

目前傳統觀測地球的成像感測器大部分以可見光為主,如遇地球雲層覆蓋及夜晚無光區域或霾害之情況,將無法全天候執行地表影像擷取。SAR的儀器透過電波接收回波數據後,從而量測出地形地貌,且能全天候監測,解析度甚至優於光學衛星,可解決光學感測器無法全天候執行的缺點。SAR目前主要被應用在軍事和情報領域較多,但因具全天候、即時性、高解析、低成本之優點,未來在商用應用領域 (如導航、漁業、農業、災害管理等)將隨著創新服務的發想而越廣。

加拿大是全球首先推動SAR商業化國家,在1995年發射升空的地球觀測衛星,應用SAR技術獲取地表圖像,監測全球氣候與自然資源。芬蘭ICEYE微型SAR,是唯一實現廣域掃描成像的商業遙測衛星供應商,目前運作X頻段的星群解析度可達0.25公尺,數據對接到地面站僅需5分鐘,經證明在農、林業等應用環境監測是有效的。Capella Space為美國第一家提供商用SAR圖像公司,2019年該公司與美國空軍簽署合約,將其圖像用於虛擬實境軟體、飛彈防禦與預測情報等領域,目標在2023年於軌道上運行36顆雷達成像衛星,圖像解析度可低於0.5公尺。

而隨著SAR全球商業化發展,其市場規模也不斷擴大,根據Market Insight Reports 2021年12月統計,截至2020年全球SAR市場產值約為33.2億美元,年複合成長率(2021~2027)為11.6%,2027年市場產值將達到72億美元。但基於與國家安全保密合約關係而不能公開者,其實際市場產值應為更高。顯現SAR未來有望取代光學感測技術的衛星,成長性可期。

軟實力結合衛星產業將成台灣強項

台灣產業在高頻無線通訊、物理演算法、精密機械等領域的雄厚實力基礎,具備可獨立發展及製造小型化、高性能的SAR衛星硬功夫。物理工程特性對太空產業而言依然為首要,SAR是高密度整合的衛星應用,演算軟體技術在太空領域扮演愈來愈重要的角色,優異的軟體可帶來更穩定的衛星營運、更佳的衛星成像效果、或衛星系統獲得更多效益。而SAR合成計算牽涉到諸多物理原理、演算法以及龐大資料運算量,包括高頻電波量測、高精度空間定位、無線數據傳輸、AI物件辨識引擎、物件3維定位、訊號整合處理(成像)、地面站服務(GSaaS)、及雲端運算管理等。每個項目皆屬高度新興技術領域,對於本國衛星產業核心技術發展與專業人才養成將帶來推波助瀾的效果。

推動衛星產業商業化事不宜遲

隨著技術不斷革新,國際上新興創新服務也陸續進入商用領域。從衛星產業四個市場面向來看,除本體製造、發射技術有待突破之外,在地面接收設備、衛星圖資應用服務等方面,早已具有優勢基礎,民間廠商以及相關學術單位由被動逐漸轉為主動參與衛星產業,破除衛星研發是國家隊專屬的迷思。未來若能在政府政策及相關法人引領下,集結台灣內的相關能量,透過政策規劃、法人研發機構之核心技術移轉、成立衍生公司(Spin-off)或併購關鍵元件技術、結合國家級投資公司與民間力量之財務支援,研擬具體可行商業模式,協助推動衛星產業全球性商業化發展,促進太空技術產業化與融合,應有機會培養民間可自主衛星本體製造及發射之初始火苗。

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