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從地表到太空:台灣航太產業鏈三大布局
台灣政府積極推動「五大信賴產業」,並將航太產業列為未來國防自主及科技發展的關鍵領域。根據統計,台灣航太產業產值目前達到新台幣1,336億元,已恢復至2019年的水準。
2020年至2022年間,受COVID-19(新冠肺炎)影響,航太產業受到重創,航空業者如亞航、長榮航太等維修相關業務經歷史無前例的嚴峻考驗。近兩年全球經濟逐漸復甦,航太產業產值也相應回升,國防自主催動台灣的航太起飛,但世界也需要台灣。特別是無人機與太空衛星科技產業的發展,已成為產業關注焦點。
台翔航太工業股份有限公司代理總經理呂宜諠,針對台灣航太產業的發展,包括無人機、低軌衛星及火箭發射服務等三大領域,全面剖析現況及挑戰。
一、無人機產業現況與挑戰
呂宜諠認為,無人機產業在策略上需朝向產業群聚發展(Clusters):「希望能建立一個無人機的聚落,就像新竹科學園區一樣,做一個產業的聚合,讓廠商聚集在一塊,集中產業能量。」透過集結相關企業資源,推動無人機的研發與生產。目前無人機產業主要集中在嘉義太保、民雄和義竹地區。
因應地緣政治變化,國防需求帶動民間產業與技術創新的發展。冷戰後台灣國防航太產業發展的黃金機遇期已經展開。2024年9月美國軍火商代表團訪台,拜會政府高層、中科院等單位,期望未來能將先進技術移轉給台灣廠商,同時加速台灣無人機產業的發展,特別是在軍用無人機方面。然而,中科院僅負責開發與設計規格,並不參與量產。台灣期望透過技術合作,推動無人機廠商參與大量生產,最終提升自製率。「國際間的技術移轉是我們無人機產業發展的關鍵,期待未來美國能夠將更多先進技術移轉給台灣,提升我們自製無人機的能力。」
目前無人機產業面臨自製能力的挑戰,尤其是關鍵次系統,包括馬達、航電系統、感測器、酬載、飛控等組件,技術門檻較高。呂宜諠指出關鍵零組件的技術門檻相當高,台灣廠商也在積極研發與突破,但現階段許多組件仍需外購。尤其是三光光學酬載系統(可見光、紅外線熱顯像、雷射測距),目前多向國際大廠購買,台灣熱顯像晶片技術預計還需2至3年才能成熟。
其他挑戰包括反制無人機技術,牽涉到系統工程、軟硬體介面、系統整合和實時軟體。由於中國解放軍無人機時常侵擾台灣空域,台灣國防部目前採購國內業者的反制無人機系統,多以干擾方式使其自動掉落或失去控制。然而,部分無人機因具備加密功能,干擾難度增大。這說明台灣無人機技術發展的迫切性,以及反制技術的必要性。
無人機產業的市場規模在2023至2032年間預估持續成長,軍用無人機市場金額將累計達540億美元,商用無人機則達585億美元。由於俄烏戰爭帶動無人機需求,台灣廠商正積極拓展國際市場,特別是東南亞各國如印尼、菲律賓、馬來西亞等地,這些國家並未生產製造無人機,但需求持續看漲。呂宜諠表示,日本廠商也有意願與台灣合作生產無人機,台灣有機會可成為東北亞及東南亞無人機主要供應國家。
9月底甫成立的「台灣卓越無人機海外商機聯盟」,成員總數超過50家廠商,由漢翔領頭,擔任與國外無人機廠商的接洽窗口,整合各家資源和核心技術,進軍國際市場。協同主席包含神耀科技、亞洲航空、雷虎科技、中光電智能機器人、經緯航太、長榮航太、佳世達集團等7家業者。
呂宜諠也建議,不妨運用既有通路推廣,拓展海外市場。「例如亞航結合MRO資源,在世界各國都有維修飛機的合作夥伴,擁有廣泛的合作網絡,不管是客戶端或供應商,對未來無人機拓展海外市場都是利多,這有助於無人機的推廣,尤其是商用無人機 。」
根據國發會的統計,未來各部會無人機約有4,500餘架的需求。政府部門的政策支持,對無人機國產化發展至關重要。俄烏戰爭每17分鐘平均耗損1架無人機,每月平均耗損7萬架,因此,除了高單價的無人機外,呂宜諠認為,應將無人機視為彈藥來管理、即耗即補;使用單位持續採購,無人機業者才得已繼續維持生產線。「政府要先點火,編列預算帶動產業持續發展,提供經濟民生需求,才能推動無人機技術的突破與應用。」
隨著軍方、民間的生產問題改善,國防部軍用商規6款無人機標案將釋商80%產值,並持續推動商規無人機進程,即長期無人機國產化比率將提升至80%以上,然而當前無人機標案的國產化比率不到40%。未來民間廠商受惠國防部釋商、國產化需求,將逐步改善外購,自製率不足的問題。
二、低軌衛星前景
「五大信賴產業推動方案」中的次世代通訊產業,目標是強化我國未來全域的通訊網路韌性,將研發自主技術6G基地台,其軟硬體自主率達80%,並將發展國產自主低軌衛星地面設備通訊系統,通訊關鍵零組件自製率80%。預計於2027年發射首顆後,逐步建立自主星鏈。同時投入30億元資金,發展衛星通訊網路整合技術與應用服務,期望累積產值300億美元。
2023年全球衛星產值主要集中在地面設備製造,份額為1,504億美元,佔比高達53%,這也是台廠的強項所在,尤其是ICT領域相關的電子零組件和太陽能板製造;但也免不了面臨國際大廠的價格競爭壓力,毛利率有限。衛星服務運用產值則是1,102億美元,佔全球市場的38%,這是由SpaceX的Starlink等衛星寬頻業務所帶動。
根據聯合國外太空事務廳(UNOOSA)統計,截至2024年6月為止,共計有11,780顆衛星繞地球運行,大多數位於低軌道。2024年衛星發射數量將在2,500~3,000顆,到2025年在星艦完成試驗有機會加入發射,以及亞馬遜(Amazon)衛星發射量的帶動下,預估整體低軌道衛星發射數量將上升至3,500~4,000顆。
在台灣衛星產業中,整體供應鏈的建構仍處於初期。各項次系統均由國際廠商主導,台廠尚不具備次系統、系統的整合能力,尚無地面設備整機驗測能量的業者,因此以供應零組件、模組供應層次為主。技術成熟度(TRL)指標尚未達到理想水平,如離子推進器次系統、星上高頻寬通訊模組、星上雷射光通訊模組等仍在研發中。
現在因應低軌衛星供應商機,目前如太陽能電池模組(如元晶)、通訊酬載零組件(如昇達科、同欣電)等,已成功打入國際市場,惟太空規格尚需嚴格驗證才能被採用,進入門檻高。目前在低軌衛星次系統技術較成熟包括航電、結構、熱控、通訊等廠商鎖定在衛星通訊酬載與衛星電力控制次系統,正在加緊急起直追。
在衛星環境測試上,由於太空環境極為嚴苛,包括太空輻射、極端溫差、低揮發性氣體散逸和碎片衝擊,衛星必須通過各項嚴格測試,驗證風險高、驗證期長,這對新創業者無異於天文數字般的負擔。呂宜諠建議,政府或可以考慮部分補貼太空零組件業者,運用自主衛星需求協助台灣業者建立關鍵技術並取得飛行履歷,協助其通過太空驗證,將有助於推動本土衛星產業量能。
國家太空中心計劃於2025~2026年,分2次發射由台灣廠商研製的8U立方衛星星系,期能建立完整通訊、遙測和物聯網衛星網路。此外,低軌衛星產業牽涉到國家安全,因地緣政治的不確定性,台灣欲掌握衛星技術自主,為確保在通訊及其他緊急應用的安全性,推動自製衛星成為必要。
台灣在一系列的福衛計畫中已累積相當經驗,目前正進行福衛八號衛星研製工作,預計2029年前發射8顆衛星;未來期望能在自主衛星的技術和應用上有所突破。
全球衛星通訊市場競爭激烈,主要由SpaceX、Eutelsat OneWeb、亞馬遜 Kuiper等公司主導。台灣廠商雖具備技術能力,但需積極尋找自身 在國際市場分工的角色定位,參與全球衛星營運市場進行服務。
三、自研火箭的機遇
國家太空中心計劃開發小型運載火箭,並具備運載200公斤酬載至近地軌道的能力,推動國內火箭技術的提升。
由於台灣火箭發射受限於飛彈技術管制協議(MTCR),射程範圍不得超過300公里,這對本土火箭產業的發展構成限制。為了突破桎梏,就有台灣企業選擇在國外場地進行,例如晉陞太空曾在澳洲發射火箭,並計規劃在2024年底、2025年初於日本進行發射測試。若發射順利完成,將證明台灣具備火箭發射的技術能力。
火箭載具為三級混合式,在技術上也面臨許多挑戰,特別是主次結構製作、推進系統與火箭引擎上的關鍵技術。但由於技術門檻高,台灣企業同樣仍處於研發階段。
目前當紅的AI,在衛星領域應用有限,特別是電源管理與太空輻射影響,仍是待克服的技術挑戰,目前市面上很難找到已經通過太空環境測試驗證的AI硬體。未來技術應用需結合衛星、無人機及地面通訊的整體系統。
總結來說,台灣在無人機、低軌衛星與火箭產業正逐漸崛起,面對著技術開發、自主生產及國際市場的挑戰,產業潛力不可小覷。在無人機領域,藉由產業聚落、技術移轉,力求在國防與商用市場中取得突破;低軌衛星則在政府政策的推動下,朝著自製通訊系統與地面設備產業的方 向邁進;火箭產業雖受國際技術管制限制,但台灣企業仍積極於國外發射測試,尋求技術突破。
然而,航太產業競賽態勢白熱化,台灣能否有效整合技術、產業及資源,迎接國際舞台的挑戰,為國防及科技發展開創新局?(資料來源:DIGITIMES)