【探索29-1】臺灣在全球太空產業轉型下的切入關鍵

2023 年 05 月 29 日2023 年 07 月 04 日 CASE PRESS

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第29期「探索」系列講座「The New Ocean——太空時代再起」由工研院的廖榮皇博士揭開序幕，以「臺灣在全球太空產業轉型下的切入關鍵」為題目，帶領觀眾們認識全球整體太空產業興起的關鍵，以及臺灣在這波浪潮中的機會，如何從現在的「護國神山」發展為「護國群星」！

講者、審定｜工業技術研究院產業服務中心綠色數位經濟組組長廖榮皇博士

彙整、撰稿｜許世穎

衛星早已是生活的一部分

太空科技看似離我們非常遙遠，但其實，人類的生活早已離不開衛星。使用手機地圖功能時，「衛星導航」能讓我們知道自己的所在位置，幫助我們找出移動的最佳路徑。而我們所看的天氣預報，也不能少了「氣象衛星」的資料。

「衛星遙測」是利用衛星來拍照，具有災害防治的功能。舉例來說，今年的土耳其大地震，「福衛五號」所傳回來的影像，讓救災團隊能快速掌握該地的情況。另外，澳洲每年都有因氣候乾燥產生的森林大火，如果能藉由電腦自動分析衛星傳回來的影像發布警示，就能在最短的時間內做出應變，將傷害控制到最小。

「通訊衛星」則讓我們能不受到地域限制連上網際網路。不管是在高山上、飛機上、船隻上、離島上都能藉由太空中的衛星，與全世界相連接。今（2023）年二月初，2條臺灣與馬祖相連的海底電纜先後遭到經過的船隻扯壞，馬祖的網際網路服務幾乎徹底中斷。若能直接使用衛星通訊，就能減少帶來的衝擊。通訊衛星更與國防有關，烏俄戰爭中，烏克蘭藉由通訊衛星系「星鏈（Starlink）」保有與外界通聯的能力。臺灣作為太平洋上的島國，通訊衛星顯得更為重要。

在各個國家的努力之下，衛星早已是人類生活的一部分。但其實，一個領域要徹底蓬勃發展，商業化是必然的過程，而這就是正在發生的事情！

太空「產業」為什麼興起？

依照衛星產業協會（Satellite Industry Association，簡稱為SIA）的報告，全球太空相關產業在2021年的全球市場規模已經來到了3,860億美元。讓我們拿半導體作參考，依照美國的半導體產業協會（Semiconductor Industry Association，同樣簡稱為SIA）的報告，2021年的全球市場規模約5,559億美元。也就是說，衛星產業的規模已經到達半導體的七成，而且現在的太空產業還是處在剛開始發展的階段！

其實，人類早在1957年就發射了第一顆人造衛星，這甚至比第一顆半導體積體電路問世的1958年還要早！那為什麼太空技術要等到現在才開始商業化呢？一方面衛星運作的技術門檻相當高，必須克服地心引力、空氣阻力、宇宙射線、極度溫差等，但最關鍵的，還是將衛星發射升空的火箭！

要把衛星送上太空，當然需要火箭作為發射載具。在過去，所有的火箭都是用過即丟，沒有辦法再次利用。想想看，如果飛機每航行完一次就要報廢，那還可能會有這麼多與航空有關的產業出現嗎？高昂的發射成本根本無法吸引追求高獲利的民間產業投入。

這個情況一直到2015年SpaceX公司展示將火箭回收再利用的技術以後，才獲得突破。依照SpaceX創辦人伊隆·馬斯克（Elon Musk）的預估，這能將進入太空的成本減少99%！

發射成本的降低帶來了許多好處。一方面，衛星得以大量生產，進而帶動整體產業的發展；藉由可回收火箭的技術，Starlink目前為止共發射了四千多顆衛星，已經超越了過去所有衛星數目的總和！另一方面，比起花費大量時間將失誤率、汰換率降到最低的作法，現在反而能接受用一定程度的失誤率與汰換率來換取更大的效益，降低了投入技術的門檻，吸引更多有興趣的廠商投入！

低發射成本帶來的大量生產以及低技術門檻不但點燃了以低軌道衛星為主的產業發展，更為臺灣產業的投入開啟了一扇大門。

臺灣的機會與角色定位

衛星產業共包含了四大面向，首先當然是將衛星生產出來的「衛星製造」。一顆衛星不發射升空，就只是個展示品，因此還需要「發射產業」支援；無論衛星在太空做了什麼，總得將獲得的資料傳回地面，因此還必須有「地面設備」：最後則是將這些資料的效應最大化的「應用服務」。廖博士在演講中，就這四個面向各自提出了幾個臺灣可以努力的策略。

首先，「地面設備」是臺灣最具有發展潛力的面向，也是目前市場規模占比最大的面向。臺灣的資訊與通信科技非常發達，另外，臺灣同時也扮演著全世界代工生產的重要角色。廖博士指出，「射頻／基頻IC」、「毫米波／相位陣列」、「系統整合」等方面都是現在國際間正在發展的技術，雖然全球已經有不少團隊也投入研發，但臺灣憑藉著自身優勢，仍有後來居上的機會。

「發射產業」方面，臺灣其實有著全世界少見優良的發射地理位置。火箭發射的燃料並不便宜，為了降低成本，要盡可能利用地球自轉的力量將衛星推出去。為此，發射火箭時，會盡可能地接近赤道，並朝著東邊發射。臺灣位處低緯度，東邊又是一大片海洋，因此地理環境十分優越，應把握這點打造出位於臺灣的「專屬場域」。除了場域以外，臺灣還需發展目前尚欠缺的「火箭推進」技術，也就是將衛星送上太空的能力。最後則是「無人自駕」的能力，要盡可能減少在發射場域作業的人員，畢竟一旦有人員傷亡，除了是整個國家社會的損失，同時也會因隨之而來的調查，讓整體新興產業發展速度趨緩。

「衛星製造」方面，臺灣發射的衛星數量其實不算少，也已經具有一定的自主研發能量。接下來可以發展衛星之間的「雷射通訊」技術，以及打造讓衛星健康檢查的「環境驗測」技術。為了讓其他國家放心使用臺灣製造出來的衛星元件，還必須積極讓我們生產出來的元件參與實際的升空運行，完善臺灣元件的「飛行履歷」。

最後則是「應用服務」，廖博士提出了「全人」、「全域」、「全軌道」的概念，未來參與太空經濟不再只是大型法人的專利，而能夠普及化到每一個人。網際網路的服務將也會真正地拓展到所有看得到天空的環境，包含陸地、海上、甚至空中。最後是將所有衛星的資料通通串連起來，成為更加完整的資料庫。臺灣可以更廣泛與全面地思考衛星的應用服務發展。