獨家專訪九天微星創始人謝濤:做衛星界的華爲
《逐夢星空》是本站科技記錄航天逐夢人和航天里程碑事件的新欄目,“逐夢星空,向上探索”,讓我們向着星辰大海不斷挺進。
文 | 崔玉賢
出品 | 本站科技《逐夢星空》欄目組
精彩觀點:
1、商業衛星領域投入大,週期長。能夠活下去,並且越活越好,其實挺難的。
2、九天微星的衛星工廠就是要解決“發衛星燒錢”的難題,像生產汽車一樣生產衛星。通過模塊化設計和柔性化生產,把研製週期縮短一半。
3、衛星互聯網納入新基建,指明瞭未來主戰場、主賽道。行業即將進入規模化爆發期。
4、無論現在還是未來,衛星產業都與通信密切相關。3G、4G基建期,誰最先受益?通信設備商。當前五年,是衛星互聯網的基建階段。九天微星希望能夠像華爲一樣,成爲產業鏈的核心供應商。
“忙着生存。”會議室對面,這位忙碌卻看不出焦慮的CEO如此答道。
這個回答有點出乎意料,畢竟就在採訪前不久,九天微星剛剛獲得了中國互聯網投資基金億級戰略投資。要知道,中網投是財政部和網信辦發起的基金,對九天微星來說是強有力的背書。
“商業衛星領域投入很大,週期又比較長,能夠活下去,並且越活越好,其實挺難的。”完成7輪融資之後,謝濤仍然有着初創時的危機感。
謝濤,九天微星CEO。2015年,他與同樣從體制內出來的兩位同事,創辦了這家公司,這一年被稱爲商業航天元年。謝濤曾經參與過嫦娥一號等國家項目,也從事過航天技術應用轉化。
2018年,九天微星兩次發射共8顆衛星,全部成功運行,並率先實現民營企業百公斤級衛星的自主研製以及在軌驗證;2020年,九天微星的衛星工廠在唐山動工,也成爲全國首個由國家發改委覈准建設的民營衛星工廠。目前一期工程主體完工,生產設備陸續進場,即將啓動試運行。
謝濤說,建廠就是要解決“發衛星燒錢”的難題,像生產汽車一樣生產衛星。通過模塊化設計和柔性化製造,把衛星的研製週期縮短一半。據透露,工廠一期可以實現年產100顆衛星的產能。
屆時,九天微星不僅能夠響應自己的訂單,而且會向第三方開放產能。
目標定位:做衛星界的華爲
2021年5月26日14時59分,佛羅里達州卡納維拉爾角太空軍基地,SpaceX第29批“星鏈”衛星搭乘獵鷹9號火箭發射升空。至此,其已累計發射1737顆“星鏈”衛星。按照規劃,至2027年,SpaceX將發射約12000顆衛星,組成一個覆蓋全球的衛星互聯網,爲全球提供網絡服務。這也就是引人注目的“星鏈計劃”(Starlink)。
就在“星鏈計劃”迅速向前推進的同時,中國也在去年(2020年)將衛星互聯網納入了“新基建”範疇,與5G、物聯網、工業互聯網共同列入信息基礎設施中的網絡基礎設施。中國版的“星鏈”呼之欲出。這一措施讓謝濤感覺,行業的春天要來了。
“這意味着衛星互聯網產業開始真正形成了。”謝濤認爲,“過去大家各自講各自的故事,有些人相信,有些人不相信。新基建一出,指明瞭未來主戰場、主賽道。”
2021年4月底,中國衛星網絡集團公司揭牌成立,將代表國家統籌衛星互聯網的建設。
在這樣的背景下,謝濤給九天微星的定位是:做衛星界的華爲。爲衛星通信運營商、數據運營商提供星座設計、建設和運營等核心服務,包括衛星批量研製、星座方案論證實施和應用集成服務。
“衛星互聯網本身與地面通信密切相關。當前五年,是衛星互聯網的基建期。3G、4G基建階段,誰最先受益?通信設備商和服務商。”因此,在行業都在以SpaceX爲榜樣,誓做中國版SpaceX時,謝濤卻認爲:“我們可以學習馬斯克極致控制成本的理念,但模式又不能完全學他,畢竟兩個國家的國情有很大區別。”
在降低成本方面,九天微星已經摸索出了一條可行的路線。謝濤介紹,九天微星從設計、元器件選型、核心單機自研和批量化生產等四個環節進行了優化,可實現成本的最優。
首先在設計理念上,要有“大局觀”,遵循系統整體性原則。從衛星的整體功能和性能出發,避免局部優化替代整體優化的傾向,以最小的代價滿足客戶需要。
其次,從市場化程度更高的行業,尋找宇航級器件的替代品。比如汽車行業的一些器件,在經過試驗、改造、加固、篩選後,能夠滿足商業衛星的性能要求,成本也大大降低了。“這也就是馬斯克一直在運用的思考框架,第一性原理。將問題解構到最小單元,不被既有經驗束縛。”
第三,是核心元器件的自主研發。對於卡脖子的,以及成本佔比較高的元器件,九天微星都在自研。
“比如業內賣三四百萬一套的,我們發現自己也可以研發出來,成本可能也就五六十萬,而且性能可靠,那我們就自己做。”謝濤舉例道。
在最後一步,生產製造環節。九天微星採用脈動式產線,可以極大提升效率,降低成本。
公開資料顯示,目前SpaceX單星造價在50萬美元左右,國內同等規格衛星的製造成本超過3000萬元。九天微星希望未來3-5年,通過核心技術自研、批產化及產業鏈共同努力,將這一數據降到千萬元。
(九天微星互聯網衛星在軌效果圖)
以下爲本站科技《逐夢星空》欄目與九天微星創始人兼CEO謝濤的部分對話內容:
商業衛星即將進入規模化爆發期
《逐夢星空》:近期主要在忙什麼?
謝濤:忙着生存。這個行當其實投入很大,週期又比較長。要緊跟國家戰略,也要開拓行業應用。我覺得把技術和市場平衡好,能夠活下去,並且越活越好,其實挺難的。
《逐夢星空》:所以融資也會花費一些精力吧?
謝濤:融資花的時間越來越少。因爲有個底層邏輯,當整個技術路徑、產品方向找準了,團隊組織好了,融資是順其自然的。因爲錢很聰明,你做好了自然會找你,只要你不是藏得那麼深。
《逐夢星空》:今年年初,九天微星獲得了中國互聯網投資基金的億級戰略投資,咱們也完成了七輪融資。對您來說,這輪融資意味着什麼?對企業自身,對行業來說分別意味着什麼?爲什麼我們可以拿到中網投的投資?
謝濤:中網投應該說是“很國家隊”的,投資都是要經網信辦籤批的。最近,衛星網絡相關的頂層設計越發明朗,政策紅利不斷釋放。行業得到國家在戰略層面的重視和投入,意味着進入規模化爆發的階段。
《逐夢星空》:衛星互聯網納入新基建對整個航天來說是意味着什麼?
謝濤:意味着這個產業真正開始形成了。過去大家還是各自講各自的故事,各自在說自己的邏輯,有些人相信,有些人不相信。但是新基建一出,指明瞭未來主戰場、主賽道,以及企業可以做什麼。一下子就豁然開朗了。
《逐夢星空》:您怎麼看待發射這麼多衛星上去會造成太空垃圾的看法?
謝濤:有這個擔心是很正常的,很多國家都在研究空間碎片清除技術。現在發射衛星,都要安裝離軌裝置,在軌失效後,需要在一定年限內墜入大氣層燒燬,避免停留在軌道上成爲太空垃圾。這是衛星通過發射許可審查的前提。
解決燒錢痛點 四大關鍵手段降低造星成本
《逐夢星空》:在降低成本方面,我們是如何做的?唐山建造的衛星製造工廠是降低成本的一種有效方式嗎?
謝濤:產線是降低成本的一個顯性方式,但是背後真正降成本的環節很多,到產線其實是最後一個階段。
實際上可以分爲四個階段。首先在設計衛星的時候,理念就要發生變化,以衛星總體性能可靠爲核心目標,對分系統的一些冗餘設計進行減配。另外,研發設計要和產線工藝交互反饋。
第二,在此基礎上,進行元器件的選型,用商業器件代替昂貴的宇航級器件。比如對汽車或者ICT行業的器件,進行試驗、改造、加固、篩選,作爲原有器件的備份,一起用在衛星上,如果上天之後它能通過試用期,慢慢就可以轉正。其實這也就是馬斯克一直在提的第一性原理,把事物拆解到最小單元,不受既有經驗干擾,求解最優路徑,然後通過實驗去驗證。
第三個階段是核心元器件的自主研發。卡脖子的元器件、供應鏈週期比較長的、成本佔比較高的,這些都要實現自主研發。比如我們已經完成了星載計算機的研發,後續還會把測控、數傳以及電源控制器等集中開發,做成功能更多、更輕、更小的綜合電子。ICT行業也是這麼降成本的嘛。
原來三四百萬一套的,我們發現自己也可以研發出來,而且成本可能也就五六十萬,相當於原來的1/8到1/10,那我們就自己做。
最後一步就是生產製造的環節,也可以極大地提升效率,降成本。傳統的衛星是怎麼組裝的呢?衛星擱在那不動,不同工種的人陸續過來,今天把載荷裝上,明天再裝綜合電子,按照線性步驟一點一點裝配,這樣耗費的週期時間會比較長。
現在換一種生產製造方式,衛星移動,工人不動。我們可以把衛星看成是六面體,它有六塊面板,那麼我們就分六條線,按照固定節拍同時進行裝配,之後再將六個部分向前移動,進行合裝。這樣多顆衛星可以同時組裝,效率不就提高了嘛。這種移動裝配方式叫做脈動,最早誕生於汽車工業,後來也用於飛機制造。
《逐夢星空》:這樣一套生產流程,九天微星算是首個實現的嗎?
謝濤:民營裡面是首個,國家發改委覈准立項的時候我們是第一個。
《逐夢星空》:我們知道商業航天存在一個很大的問題就是供應鏈體系,此前都是供應給體制內,現在商業企業獲取這些元器件還是有一定難度的。目前來說,衛星的供應鏈體系是怎樣的一個現狀?九天微星如何去解決這個問題?
謝濤:其實這也是一個很重要的難題。我們從通信設備製造領域引進了供應鏈高管,一位有幾十年經驗的“老供應鏈”,跟我們父輩年齡差不多。
同時要放下思想包袱,打破傳統航天供應鏈的封閉性。既要有一些核心部件保證可靠性,也要從工業化程度更高的行業,尋找新型的供應鏈。比如衛星使用的固態硬盤,在ICT行業裡或許就存在替代品。再比如衛星的熱控系統。因爲衛星處於一個很複雜的熱環境中,又是真空條件下的熱傳,另外,朝着太陽的一面溫度會很高,揹着太陽的一面溫度會很低,中間差二三百度,熱控系統非常關鍵。我們有沒有可能從ICT和汽車行業中得到一些啓發,形成更具性價比的熱控方案?
《逐夢星空》:那您感覺如果把這個供應鏈去走通的話,大概還需要多長時間呢?
謝濤:三到五年。在這個過程中,我們的衛星首先滿足客戶的可靠性要求,採用原來比較傳統的供應鏈。同時再加一個“備份”,這個備份會用新型的技術和供應鏈來實現,如果在軌測試沒問題,以後我們就逐步替代。
《逐夢星空》:那大約可以實現多大程度的降低?
謝濤:有可能實現數量級的降低。
像造汽車一樣生產衛星 交付時間可縮短一半
《逐夢星空》:您剛纔提到核心自研技術,目前九天微星在自研這方面有一些什麼樣的進展?
謝濤:圍繞批量化生產的要求,我們現在首先在做智能化,減少硬件設計的比重,用軟件去實現相應功能,以及在軌升級。以後交付出去的衛星,不再是一塊昂貴的“裸金屬”,它的智能程度越來越高,並且可以持續更新軟件版本,甚至像5G基站那樣,在星上處理數據。
再者是模塊化設計。可以從兩個維度做。
一是做減法。任何一顆衛星,必備的配置包括供配電、數據管理、測控數傳、姿態控制和熱控之類。把這些功能結合起來,做成一個標配的平臺艙。原本分頭實現這些功能的重疊硬件就合併掉了。傳統衛星的子系統得有幾十個單機,模塊化合並後,數量可以壓到1/3。
我們還可以繼續往下拆解。比如100-500公斤的衛星,不管遙感衛星還是通信衛星,它們的姿控系統都可以逐步實現模塊化,代碼達到80%的高複用率,另外20%根據需求進行差異設計。星務系統也是一樣。
二是做加法。把這個平臺艙的功能擴大,往上集成更多硬件。讓它全面發展,具備各種擴展接口,接得住不同載荷的要求。
模塊化可以提高設計的複用率和通用性,縮短交付週期。衛星作爲高科技產物,過去停留在少批量、多型號的階段。模塊化程度低,定製程度高,這樣研製週期就會比較長,至少要12個月。但有些客戶可能要求得比較急,如果使用模塊化設計,只需要按照個性化的需求,改動一小部分,響應起來就快多了。
《逐夢星空》:智能化、模塊化之後,我們可以最快多長時間完成衛星的製造?
謝濤:最快的話五六個月就能將需求變成一個產品出來,交付給客戶。能縮短一半的時間也是很不容易的。
《逐夢星空》:九天微星的衛星製造工廠會考慮給第三方服務嗎?
謝濤:沒問題的。而且我們也有這個產能,一期可以達到每年100顆。除了消化自己的訂單,也共享給合作伙伴。
《逐夢星空》:您曾經提到要做航天領域的華爲,我不知道您當時是怎麼想的這個理念?學習華爲什麼?
謝濤:我們是做不了中國的SpaceX,不能夠直接簡單去對標。
衛星網絡由衛星通信進化而來。並且多數觀點認爲,6G會在5G基礎上集成衛星網絡,形成天地一體的覆蓋。因此,無論現在還是未來,衛星產業都與通信密切相關。3G、4G基建期,是誰最先受益?通信設備商。當前五年,是衛星互聯網的基建階段。我們希望能夠像華爲一樣,成爲產業鏈的核心供應商。
互聯網衛星製造成本三五年降到千萬
《逐夢星空》:有些人說中國的企業只能學習馬斯克,如果不學的話就是死。這個觀點您認同嗎?您怎麼看待這個觀點?
謝濤:稍微有一點極端,但是我能理解他的意思。SpaceX兩年發射1700多顆衛星,這是什麼概念?佔到全球在軌活躍衛星的一半。我覺得學馬斯克要學他的快速迭代、顛覆式創新、極致控制成本。但在模式上又不能完全學他,畢竟兩個國家的國情有很大區別。
SpaceX自己製造衛星,用自己的火箭發射,自己負責星座的運營,從上游到下游全都整合完了。中國的衛星互聯網會由國家統籌,民企和國家隊發揮各自優勢參與其中,可以理解爲新型舉國體制。
《逐夢星空》:中國的衛星製造成本與SpaceX相比大概是個什麼水平?
謝濤:根據SpaceX公開的數據,200多公斤的星鏈衛星,研製成本大約50萬美元。個人推測可能150萬美元差不多,中國可能要高三四倍。我們想把同等衛星的成本控制在千萬人民幣,但是現在還有點距離。
《逐夢星空》:未來是多久的未來?
謝濤:三到五年吧。現在還比較難,整個產業鏈還有大量的工作要去做,有很多路要走。
《逐夢星空》:如果總結一下中國商業衛星行業的特點或現狀,您一句話兩句話給我總結一下唄。
謝濤:我覺得已經從黑暗的摸索中看到了曙光。