#商業航天
從“紙上談兵”到200億獨角獸,它要做“中國版SpaceX”
2026年以來,商業航天是資本市場中火熱的概念之一,市場如同“魔術師”催化出一隻又一隻大牛股。然而,當資金製造“市夢率”及打滿交易預期時,最直接的概念股正處在闖關二級市場的路上,它就是藍箭航天。2025年7月29日,藍箭航天啟動IPO上市輔導;2025年12月31日,藍箭航天遞交了科創板IPO招股書;2026年1月22日,上交所進行問詢。10年前,一份商業航天藍圖尚被視為“紙上談兵”;10年後,藍箭航天將一枚枚數十米高的液氧甲烷火箭矗立在發射場,劍指蒼穹。藍箭航天是中國商業航天最早的拓荒者之一,2025年12月3日,來自藍箭航天的“朱雀三號”遙一運載火箭點火起飛,雖然最終火箭一級助推器回收試驗失敗,但“朱雀三號”入軌精度滿足指標要求,首飛任務順利完成。這對藍箭航天來說是一個里程碑式的突破,實現了中國首枚液氧甲烷可重複使用火箭的成功入軌。作為商業航天賽道最成熟玩家的馬斯克曾公開表示,“朱雀三號可能在五年內超過獵鷹”。英國的一家外媒也曾報導,“中國的藍箭航天準備挑戰馬斯克和SpaceX”。SpaceX是馬斯克造就的一家科技獨角獸。憑藉可重複使用火箭技術,SpaceX在商業航天發射市場佔據主導地位。但隨著藍箭航天等“新勢力”崛起,有望與SpaceX形成商業競爭。藍箭航天擁有一定的技術護城河,但在技術先發性及平均發射成本等方面有追趕空間。回顧發展之路,從被質疑到創造紀錄,藍箭航天的發展走過了一段並不平坦的路。不過,從“能飛”到“能賺錢”,藍箭航天真正的創業之路或許才剛剛開始。十年磨一劍:煉成200億航天獨角獸2015年6月1日,藍箭航天成立。彼時,商業航天賽道被外界視為創業的“禁區”,技術門檻高、市場前景不明、大量燒資金等現實問題逼退了一批創業者。那時提到商業航天,都幾乎被看作是“紙上談兵”。在地球的另一面,馬斯克早在2002年就成立SpaceX。2010年6月,旗下獵鷹9號首次發射成功;2015年12月就首次實現回收。彼時,對於藍箭航天來說,已經是入局比較晚,而對於公司的未來,也沒有人能有十足把握能確保成功。公司創始人張昌武曾表示,“最開始我們簡直是個笑話,大部分人不相信我們是造火箭的。”成立的初期,沒有技術上的積累,藍箭航天試圖利用市場中已有的發動機來進行火箭的研造,之後再進行自己研發。但發動機屬於核心技術,金錢難以買到,藍箭航天后來下決心自研火箭發動機。後來,藍箭航天獲得資本的支援,2015年8月,藍箭航天獲得了創想天使基金的千萬元天使輪融資。很快,越來越多的資本加入了這場“賭局”。2016年10月,藍箭航天獲得近1億元的A輪投資。有了資本的支援,藍箭航天可以進行自研了。藍箭航天選擇的是“液氧甲烷可重複使用”的火箭技術方向,希望能像SpaceX一樣具備低成本、高密度的發射能力。創業的道路好比爬華山,充滿艱難險阻。在發展的第一個階段,藍箭航天實施了朱雀一號固體運載火箭的發射任務,但由於第三級出現故障最終失利。不過,這次發射為後續液體火箭探索奠定基礎。在發展的第二個階段,2022年,朱雀二號基本型完成首飛,但因二級游機異常失敗。一時間,出現了大量的質疑聲音。短短一年後,朱雀二號遙二火箭與遙三火箭成功入軌,朱雀二號成為全球首款成功入軌的液氧甲烷運載火箭,標誌著藍箭航天在中型液體燃料運載火箭技術領域取得重大突破。在發展的第三階段,2025年12月,藍箭航天完成了朱雀三號遙一運載火箭首次發射,成為中國首枚發射且入軌成功的可重複使用運載火箭。一開始,藍箭航天被外界看作“是個笑話”,而隨著“朱雀二號”和“朱雀三號”相繼成功,圍繞著藍箭航天的爭議,也逐漸消散了。如今,藍箭航天已發展成為國內領先的商業航天企業。這家公司的發展目標是建構以中大型可重複使用液氧甲烷運載火箭為核心的“研發、製造、試驗、發射”全產業鏈條,打造航天領域的科技綜合體,成為世界一流商業航天企業。藍箭航天的商業價值也在逐漸體現。《2025全球獨角獸榜》顯示,藍箭航天的估值為200億元。另外,藍箭航天近期正在嘗試衝刺科創板IPO。藍箭航天用逾11年創業經歷證明,中國商業航天企業有能力在全球航天格局中打下一片屬於自己的天地。回顧近10年發展歷史,中國已初步形成了面向商業航天的火箭總裝總測、衛星研產、衛星資料應用為一體的產業鏈,國內商業航天未來發展前景廣闊,藍箭航天則是其中一個縮影。與行業時代共振,做中國的SpaceX藍箭航天的成功有自身企業的努力,更多的也是與行業,與時代的共振。2015年,那是中國商業航天的起步階段,當年10月,國家發展改革委聯合三個部門發佈了《國家民用空間基礎設施中長期發展規劃(2015—2025年)》,明確提出鼓勵社會力量參與,為商業航天打開了政策窗口。這標誌著中國商業航天的元年開始。就在中國商業航天處於起步階段的時候,國外的商業航天早已發展得如火如荼。SpaceX的獵鷹9號火箭早已成功實現軌道級回收,為全球商業航天樹立了一個不小的標竿。面對這樣的局面,中國商業航天選擇了加速前行。2015年開始,一批民營航天企業如藍箭航天、星際榮耀、時空道宇等迅速崛起,他們紛紛湧入這一無人區,從造火箭到組建星座,從建設衛星工廠到搭建完整產業體系,他們各自以不同的方式為中國商業航天的崛起貢獻了力量。2020年4月,國家發展改革委首次將衛星網際網路納入新基建範疇,這一政策為市場注入了強大的動力。隨之而來的是,民營企業的火箭發射頻次顯著提升,常態化發射逐步成為可能。藍箭航天在行業和政策的推動下,與行業時代共振成為了商業航天中備受矚目的焦點。2023年7月,藍箭航天的朱雀二號火箭成功入軌,成為全球首枚實現入軌的液氧甲烷火箭。這一里程碑不僅驗證了技術的可行性,也證明了中國企業有能力攻克航天技術的難關。隨後,藍箭航天還完成了朱雀三號遙一運載火箭首次發射,成為中國首枚發射且入軌成功的可重複使用運載火箭。藍箭航天也隨之被稱為“中國版SpaceX”。“朱雀三號可能在五年內超過獵鷹”。這是馬斯克曾經的公開表示,這也反映了藍箭航天有能力成為馬斯克旗下SpaceX的有力競爭者。不過從現實的情況來看,這似乎還有一段時間需要賽跑。從0到1,藍箭航天在技術層面邁出了重要一步。但是,藍箭航天的商業化之路任重而道遠。目前,藍箭航天運載火箭處於商業化發射初期。商業航天要“賺錢”,不是“短跑”,而是一場與時間賽跑的“馬拉松”。據招股書,2022年至2024年及2025年上半年,藍箭航天的營收分別為78.29萬元、395.21萬元、427.83萬元、3643.19萬元;同期,藍箭航天的歸屬淨利潤分別虧損約8.04億元、11.88億元、8.76億元、5.97億元。高強度的研發投入推高了成本侵佔了利潤空間。從2022年到2025年上半年,藍箭航天的研發費用分別約為4.87億元、8.30億元、6.13億元、3.60億元。藍箭航天坦言稱,受行業競爭、朱雀二號系列中型液氧甲烷運載火箭的商業化發射和朱雀三號中大型液氧甲烷可重複使用運載火箭的研發進度等多重複雜因素的影響,公司營收可能無法按預期增長,存在未來一段時間內持續虧損的風險。張昌武曾說,“從能飛到能賺錢,中間隔著一條佈滿荊棘的路”。好在,當前中國商業航天領域正迎來歷史性發展機遇。在政策端,2025年11月份,國家航天局設立商業航天司,標誌著商業航天產業迎來專職監管機構。同時,國家航天局還發佈了推進商業航天高品質安全發展行動計畫(2025—2027年),提出將商業航天納入國家航天發展總體佈局。此外,科創板制度創新帶來新的政策紅利,2025年修訂的第五套上市標準為技術領先但尚未盈利的企業提供了融資通道。在資本端,越來越多社會資本敢於投資包括商業航天在內的硬科技公司。十年前,中國商業航天企業不足10家,截至2025年11月,數量已經突破600家。整體看,以藍箭航天為代表的創業公司正處於“摸著石頭過河”的階段,原因是規模效應尚未形成,商業閉環有待形成。但在政策和資本共振下,中國商業航天企業的商業化處理程序有望加速。據機構預測,預計2030年中國商業航天產業市場規模將達到8兆元人民幣。藍箭航天能否成為“中國版SpaceX”,業界充滿期待,尺度商業將保持關注。 (尺度商業)
2026人形機器人、商業航天、低空經濟、深海科技、可控核聚變深度研究報告
一、人形機器人:全球技術迭代與政策加持的史詩級產業機會人形機器人是2026年機械行業裡最具確定性的投資主線當中的一個,在2025年達成0到1的突破之後,2026年正式邁入1到10的破局初始階段,特斯拉Optimus引領全球技術迭代,Gen - 3版本預計在2026年Q1發佈並且逐步規模量產,靈巧手技術會成為重大升級方向。國內的廠商展現出亮眼的表現,宇樹、智元以及優必選這幾家企業,共同包攬了到2025年時全球出貨量排名前六的位置,它們的出貨量合計超過了1.1萬台,在佔到全球總共1.5萬台銷量的情況下,佔比達到了73%以上。在整個產業層面,呈現出了兩大特徵,其一,是供應鏈進入定點加速的狀態,核心部件(像絲槓、減速器、感測器、電機、靈巧手這些)的技術持續不斷地進行迭代;其二,是出現了資本化共振的情況,宇樹、智元、優必選等這些本體企業紛紛開始踏上IPO的征程。應將投資策略聚焦於核心環節,去優選那些在供應鏈方面卡位清晰明確的標的,像絲槓領域的恆立液壓、貝斯特、北特科技啦 ,以及減速器領域的綠的諧波、雙環傳動 ,還有感測器領域的漢威科技、柯力感測這些。二、商業航天:低軌資源稀缺性以及星座組網急切性促使全產業鏈出現爆發態勢商業航天的關鍵緣由包含著低軌頻軌資源具備的“先佔先得”特質和國家戰略安全那種雙重的緊迫性,依據ITU規則,衛星星座要在申報之後7年之內啟用資源,9年之內投放10%的衛星,14年之內完成全部的部署,不然就會自動失效。美國SpaceX的“星鏈”,已經發射了超過一萬顆衛星,從而搶佔了先機,中國的“GW星座”,規劃數量為一萬三千顆,還有“千帆星座”,規劃數量是一萬五千顆,二者合計規劃數量接近兩萬八千顆,然而截至2025年年底,在軌數量不足二百五十顆,到2029年年底之前,需要完成大約一千三百顆的部署,以此來避免資源被收回,時間窗口非常緊迫。成本端方面,在2020年的時候,關於中國衛星發射,其實從那時起成本就是每千克11.5萬元,但到了2024年這一成本降到了每千克7.5萬元,並且預計在2029年的時候會達到每千克4.5萬元,不過呢和SpaceX獵鷹 - 9每千克0.5萬元這一個代價相比較,依然是存在著差距的。2026年的時候是有希望成為可重複使用火箭正式開啟商業化的元年的,在這一年朱雀三號以及長征十二號甲等會展開首次飛行來進行驗證。產業鏈的上游會在這個情況下確定無疑地從中有所收益,對於此應該重點去予以關注的環節有點對點的3D列印,這裡比如涉及到的鉑力特、華曙高科,還有檢測方面的東華測試、蘇試試驗,另外還有特種軸承方面的國機精工等一系列環節。三、可控核聚變,其處於終極能源產業化即將到來的前夕階段上游投資已然進入到加速的時期 ,可控核聚變已經完成了從“科學可行性驗證”處於1950年到2020年這個階段,朝著“工程可行性驗證”處於2020年到2035年這個階段的進階發展,正處在朝著商業化即將到來的前夕的關鍵加速階段 ,全球投資呈現出爆發性的增長 ,聚變行業總的投資額從2021年的19億美元急劇飆升到2025年的97億美元 ,僅僅在2024年就新增了26億美元。國際能源署做出預測,到2030年的時候,全球核聚變市場規模會達到5000億美元,到2050年則會突破兆美元。在技術路線方面,磁約束托卡馬克佔據著絕對的主導地位,其裝置數量佔比為49%,而氘氚燃料方案是主流的選擇,佔比72%。ITER項目預估成本是220億美元,其中磁體系統佔比28%、容器內部件佔比17%、建築佔比14%,這些是核心成本項;商業化DEMO階段工廠總體成本佔比將會升至40%。國內建構起“國家主導和市場創新”雙輪驅動的模式,CFEDR定下在2050年之前進行示範發電的計畫,上游的材料以及裝置廠商會率先獲得益處,重點留意合鍛智能(其涉及真空室部件)、安泰科技(專注於核級材料)、國光電氣(與之相關的是偏濾器)、上海電氣或者東方電氣(負責主機裝置)等。四、低空經濟:政策加持下的產業破局與兆市場啟動低空經濟被收納進“十五五”規劃建議之中 ,明確判定為戰略性新興產業 ,在2025年的時候《政府工作報告》頭一回提及“助力低空經濟安全且健康地發展” ,其定位被提升至全新的高度。空域管理改革收穫突破 ,民航局把空域劃分成A - G - W七種類別 ,其中G、W類是屬於非管制空域(300米以下) ,為低空飛行去釋放空間。在市場規模這一方面,預計在二零二五年的時候,中國低空經濟規模能夠達到一點五兆元,到二零三零年的時候會達到兩兆元,而二零三五年的時候則會達到三點五兆元。eVTOL迎來了“一到十”的產業拐點,預計在二零三五年全球市場規模會突破二百一十億美元。產業鏈進行拆解表明,推進系統(價值量佔比百分之四十)、機體結構(百分之二十五)、航電飛控(百分之二十)、能源系統(百分之十)成為核心環節。基礎設施(通航機場、垂直起降點)、空管系統、營運服務同時呈現放出量的態勢。需重點予以關注的標的包括,動力/能源系統方面的,宗申動力、臥龍電驅,整機方面的,億航智能、萬豐奧威,以及空管系統方面的,萊斯資訊、四川九洲。五、深海科技:國家戰略引領之下的兆海洋經濟新的抓手深海科技屬於2025年《政府工作報告》裡面明確提出來的新興產業,它跟商業航天、低空經濟是並列的,而中央財經委第六次會議又再次著重指出要去推動海洋經濟高品質發展。中國海洋經濟規模達到了兆的等級,在2024年的時候,海洋船舶工業有著百分之十四點九的增長幅度,海洋工程裝備製造業有著百分之九點一的增長幅度,海洋電力業有著百分之十四點七的增長幅度,它們都實現了高速增長,海工裝備新承接訂單金額在全球所佔比例為百分之六十九點四,連續七年一直保持著全球首位。深海開發麵臨著複雜環境的挑戰,這對深海水下探測感知裝備、資源勘探施工裝備、油氣生產裝備提出了迫切需求。在政策方面,自2013年提出“深海進入、深海探測、深海開發”起,到2025年“深海科技”被納入政府工作報告,其戰略定位一直持續升級,後續具有針對性的扶持政策或許將會陸續出台。產業鏈所涵蓋的有深海裝備,比如載人/無人潛水器、深海鑽井平台,還有水下作業系統,以及海洋新材料等,重點需要關注微光股份,也就是深海電機領域裡的,巨力索具,即系泊系統方面的,亞星錨鏈,如同錨鏈這個細分領域的,振華重工,像海工裝備這個領域的等細分領域龍頭。(TOP行業報告)
澤平宏觀—中國商業航天報告2026:太空競賽
導讀近年來中國商業航天發展明顯提速。一是全球航天發射次數再創新高。2025 年全年發射達 337 次,較 2024年的263 次同比增長 28%,創下歷史最高紀錄。2025年1-11月全球入軌航天器總數超 4026 顆,全年發射成功率約 97%;中美兩國合計發射 283次,佔全球總發射次數的84%。二是運載能力與回收技術迎來雙重突破。長征十二號作為首款4米級商業火箭成功首飛,大幅提升低軌運力;朱雀三號完成十公里級垂直起降,標誌著民營可回收技術日趨成熟。三是衛星網際網路與基礎設施跨越式發展。2026年1月11日,國際電信聯盟正式披露,中國已提交了總計超20.3萬顆衛星的頻軌資源申請,這一史無前例的申報規模,標誌著中國商業航天已從技術驗證階段正式邁入超大規模組網的實質性搶灘階段。與此同時,海南商業航天發射場具備高密度發射能力,為大規模組網提供關鍵的底座支撐,中國有了第一個真正意義上的商業發射場。四是商業航天被納入戰略性新興產業重點發展。2025年3月《政府工作報告》商業航天首次被明確定義為“戰略性新興產業”。2025年11月商業航天司的正式成立,標誌著商業航天從行業試點上升為國家戰略級統籌。將為2026年的高密度發射提供關鍵保障。五是資本助力IPO加快。2026年不僅是技術元年,也是民營火箭企業的上市大年。隨著《指引第9號》明確支援商業火箭企業適用科創板第五套標準,藍箭航天、星河動力等頭部企業開啟IPO處理程序。解決了商業航天企業高投入、長周期的上市融資痛點。2026年有望成為中國商業航天大發展的元年。未來,全球商業航天領域會發生2個重大改變:一是低軌星座的進入決勝期,衛星網際網路從B端專用走向手機直連,消費級市場爆發。軌道和頻段作為不可再生的稀缺戰略資源,遵循先登先佔原則。隨著2026年SpaceX星鏈全面推進手機直連商業服務,中國向ITU申報超20萬顆衛星計畫,全球將迎來高密度發射潮。2026年不僅是衛星數量的爆發年,更是商業模式的拐點。未來普通智慧型手機無需改裝即可直連衛星,衛星網際網路將正式打通即時通訊閉環,開啟兆級的C端大眾消費市場。二是未來用商業航天在太空部署AI資料中心的潛能顯現。馬斯克提出:未來最低成本的AI算力可能來自太空,利用太空24小時不間斷的光照為高能耗的AI超算叢集直接供電,並利用宇宙極低溫環境進行輻射散熱。這種“天上發電、天上訓練”的模式,將催生出海量的新商業發射需求。商業航天不僅是新質生產力的典型代表,更是大國競爭的戰略高地,太空競賽已經開始。航天事業的發展,既是對十兆級太空新基建的提前卡位,也是在未來太空經濟版圖中爭取規則制定權與話語權的關鍵。從手機直連,到太空AI能源革命,商業航天正在重塑人類文明的生存邊界。目錄1 商業航天成為國家戰略產業2 中國商業航天進入發展加速階段3 SpaceX引領,商業航天的“ChatGPT時刻”4 未來商業航天的兩大突破性應用正文1 商業航天成為國家戰略產業2025年全球航天發射活動再創記錄。全年發射達337 次,較 2024年的263 次增長 28%。刷新自1957年人類首次航天發射以來的最高紀錄。2025年1-11月全球入軌航天器總數超 4026 顆,全年發射成功率約 97%;中美兩國合計發射 283次,佔全球總發射次數的84%。商業航天是一國航天能力的關鍵。區別於國家航天偏向於國防、科研、探測領域,商業航天在衛星通訊、星鏈發射、太空補給領域已成為有力補充。在深空探測、外星移民、星際旅行等太空經濟項目極具潛力。商業航天應用空間大。從可回收火箭技術到衛星網際網路手機直連的消費級應用,空間極大。AI時代,太空算力部署也成為科技競爭的未來焦點,因此,參與全球商業航天競爭是航天大國的必由之路。商業航天是未來建設太空經濟的前哨,有利於佈局軌道資源。軌道資源在國際上遵循“先到先得”原則,是稀缺資源。民用火箭發射需求激增,商業航天成為佔領軌道資源的最佳選擇。中美兩國是未來航天事業的主要推動者。以美國SpaceX為代表的商業航天企業推動航天技術進步。在承接NASA技術和訂單的基礎上,以民營企業理念、工程師文化治理的方式,在20多年裡實現了史無前例的高效研發、低成本發射、以及回收技術進步。中國的商業航天主體,發射頻率高、增速快,2025年發射次數達92次,同比增長35%。新申請超20萬顆衛星頻軌資源,是全球近地軌道在軌衛星數量的12.5倍,中國商業航天市場需求潛力巨大。2025年3月《政府工作報告》商業航天首次被明確定義為“戰略性新興產業”。2025年11月,商業航天司的正式成立。標誌著中國的商業航天從過去的行業試點正式上升為國家的戰略產業。未來將極大程度標準化高密度發射的流程。2 中國的商業航天進入發展加速階段過去,中國的航天發射活動主要由國家主導,通過國家航天局和中國航天科技集團等機構進行。過去主要發射任務包括:載人航天(中國空間站已全面進入應用與發展階段)、科學探測(嫦娥六號實現世界首次月背採樣返回、天問二號小行星探測)、北斗導航衛星系統、遙感和通訊衛星(用於地球觀測、資源勘探、氣象預報以及通訊)、技術試驗衛星(新技術、新材料、新裝置的在軌試驗)、以及為國內外客戶提供商業發射服務。近10年,中國的航天活動開始進入商業化新階段。2015年,在國家主導航天工業發展60多年後,中國首次向民營資本開放航天領域。“北京二號”成為首個經政府批准的民用商業衛星項目,中國商業航天正式起步。2018年,“重慶兩江之星”與“雙曲線一號”的成功,證明了中國在商業火箭領域的自主研發能力。進入2020年代中期,中國商業航天迎來爆發式增長:以“千帆星座”等為代表的衛星網際網路開始密集組網,多家民營航天企業在大型液體可回收火箭領域取得關鍵突破。2025年中國共進行92次航天發射,再創歷史新高,其中商業發射佔比顯著提升,已成為建設航天強國的重要力量。2.1 商業航天政策支援力度明顯加大從政策方面看,2025的政策風向已從鼓勵發展轉向了制度確立、准入放寬。一是國家頂層戰略設計支援。2025年商業航天的戰略地位在國家檔案中得到了顯著提升。2025年3月《政府工作報告》商業航天首次被明確定義為“戰略性新興產業”。相比2024年將其歸類為未來產業、新增長引擎,進一步升級。2025年11月國家航天局發佈《推進商業航天高品質安全發展行動計畫(2025—2027年),核心目標到2027年基本實現商業航天高品質發展。明確提出“競爭性開放國家科研項目”,支援民營企業參與民用航天工程和國家重大專項。二是針對衛星網際網路、通訊等核心卡脖子領域,工信部在2025年出台政策。2025年8月,工信部印發《關於最佳化業務准入促進衛星通訊產業發展的指導意見》,支援民營企業開展衛星物聯網業務,並於2025年11月正式啟動了商用試驗。2025年9月,中國移動、中國聯通獲得衛星移動通訊業務經營許可,此前僅中國電信持有,這直接擴大了下游應用市場。2025年12月中國向國際電信聯盟(ITU)提交了20.3萬顆衛星的頻軌申請,這表明國家在提前進行商業航天“佔座”。三是地方政策支援。2025年,地方政府的直接開始給出資金補貼和訂單支援。廣東的《廣東省推動商業航天高品質發展若干政策措施(2025—2028年)》明確對地面站網(接收站、測控站)等基礎設施建設給予直接補貼;對衛星應用、火箭研製給予稅收優惠。北京亦莊建設“火箭大街”,海淀區聚焦衛星網際網路,上海依託“G60星鏈”,打造商業航天特色產業園。四是資本市場支援。2025年,科創板將商業航天納入第五套上市標準適用範圍,允許未盈利的硬科技航天企業上市。這為一級市場的投資人提供了清晰的退出通道。2.2 商業航天產業降本、技術突破2025年產業界的主要突破在於明確了可回收和3D列印作為兩大核心降本路徑。國內衛星發射成本已從2020年的11.5萬元/公斤降低至2024年的7.5萬元/公斤,但相比SpaceX獵鷹9號的1.4-1.8萬元/公斤仍有較大差距 。一是確立可回收技術的重要性。一級火箭佔全新火箭成本的60%,復用10次後發射成本可降低60%以上。比如藍箭航天的朱雀三號已嘗試回收試驗。比如航天科技集團的長征十二號甲已嘗試回收。此外長征十二號乙、長征十號乙計畫在2026年嘗試可回收。中科宇航的力箭二號計畫2026年嘗試可回收。二是3D列印技術成為標配。為了應對複雜的發動機結構(如推力室、噴管)並降低成本,國內頭部火箭公司全面擁抱3D列印。可使發動機製造成本下降1/5至1/3 。比如飛沃科技成為航天發動機3D列印核心供應商。客戶覆蓋天兵科技、中科宇航、星際榮耀、星火空間等企業,提供燃燒室、渦輪泵等核心部件。3 SpaceX引領,商業航天的“ChatGPT時刻”SpaceX是如今全球商業航天的領先者。2025年SpaceX進行了165次火箭發射任務,佔全球發射總數的49%。截至2025年底在軌衛星總數超過9000顆,超過任一國家隊發射的衛星總數。SpaceX計畫2026年上市,也意味著商業航天“燒錢豪賭”期結束,其價值被市場認可,預示了商業航天的“ChatGPT時刻”將至。SpaceX所代表的商業航天發展模式,核心是通過極致的規模化、低成本化和持續創新,將航天技術轉化為覆蓋全球的實用型網路服務與基礎設施。比如,SpaceX的航天研發在質量、成本和效率上均大幅領先美國國家隊NASA。SpaceX的火箭研發速度約為NASA的兩倍,投入成本卻只有NASA的十分之一。歸根結底,是以SpaceX為代表的市場化模式勝出,其背後是追求極致的工程師理念,商業化盈利的民營管理,以及政府支援的風險投資孵化。SpaceX正重新定義航天業,使其從傳統的國家級科研工程,轉變為以市場化營運為核心、能夠自我造血並持續迭代的全球性技術服務產業。一是建立了高度垂直整合的工業化體系以實現快速擴張。從可重複使用火箭技術,如“星際飛船”助推器復用間隔僅4個月,進行高頻次發射,建構了人類歷史上規模最大的衛星星座;二是地面基礎設施擴張,比如SpaceX的巴斯特羅普工廠為2026進行了目標產能翻倍的擴張,以支撐其未來規模化部署星鏈的願景。另一方面,SpaceX技術發展緊密圍繞提升全球網路連線能力與性能展開。通過部署V2迷你衛星和超24000個雷射器建構雷射星間鏈路,顯著提升了網路容量與性能,2025年高峰下載速度超200Mbps,延遲僅26ms。尤為重要的是,技術正從終端連接向“手機直連” 和天地海空全場景無縫覆蓋演進,SpaceX也向航天服務拓張,已覆蓋155個國家及地區的船舶、飛機,並致力於通過下一代技術實現總容量“提升100倍以上”的目標。全球還有兩家商業航天龍頭以太空旅遊市場切入商業航天。分別是Amazon創始人貝索斯的“藍色起源”、英國的“維珍銀河”。藍色起源的發展願景是通過低成本的太空旅行、探索和科研實現商業化太空擴張。其New Shepard亞軌道飛行器可以將乘客送到太空邊界卡門線以上,體驗失重狀態並觀看地球全景。維珍銀河的目標是成為商業航空和太空旅遊的先鋒企業。其不僅是最早啟動太空旅遊服務的公司,截止2025年底全球已有超800人預定其太空旅行服務。4 未來商業航天的兩大突破性應用4.1 第一大應用:低軌的衛星網際網路、直連通訊未來商業航天的第一大應用是:低軌的衛星網際網路,這也是目前商業航天領域最大、最核心、且最具爆發力的應用場景。2026年,馬斯克宣佈推出星鏈Direct to Cell服務,標誌衛星直連通訊手機全面進入消費級市場。其核心在於讓普通智慧型手機無需更換硬體,僅通過軟體升級即可直接連接低軌衛星上網或通訊。相當於將衛星變為太空基站,利用現有手機頻段和波束成形等技術,資料經星間鏈路在太空傳輸,最終以低延遲到達地面網路。第一,從市場規模看,低軌衛星網際網路具有兆規模市場空間。目前市面上已有的衛星通訊手機使用地球靜止軌道衛星,高度在3.6萬公里,且大多需要專用協議或特定應用程式,費率較高。而星鏈的低軌衛星在約550公里高度運行,低延遲和訊號強度的優勢也更明顯。此外,其直連服務可以無縫使用衛星網路服務,和地面網路的使用體驗相當,無需更換手機或使用特殊App。同時,這也這味著低軌星座的圈地進入決勝期,軌道和頻段作為先登先佔的稀缺戰略資源,隨著2026年SpaceX星鏈全面推進手機直連服務,中國也向ITU申報超20萬顆衛星計畫的落地,全球將迎來高密度發射潮。2026年不僅是衛星數量的爆發年,更是商業模式的拐點:隨著普通智慧型手機無需改裝即可直連衛星,衛星網際網路將不再是應急備份,而成為主流通訊選擇之一,競爭焦點也將從衛星數量轉向使用者體驗、資費成本和生態應用,真正開啟兆級消費市場。在火箭發射方面,低軌衛星模式也有優勢。過去的火箭發射是To B的,即便是SpaceX 這樣的巨頭,其發射業務的年收入也只是幾十億到百億美元的量級。全球每年的發射需求是有限的。而遙感需求的主要客戶是政府和特定行業(比如農業、防災等),市場規模相對較小且碎片化。而衛星網際網路是To C的、面向消費者的。它對標的是地面的電信營運商,而全球電信市場是兆美元等級。只要能從全球幾十億無法接入光纖的人口中獲取一小部分,或者從海事、航空、戶外探險等高端市場切入,其產生的現金流市場空間極大。為什麼SpaceX的估值能突破兆美元?絕大部分是靠Starlink星鏈的使用者增長預期在支撐。第二,低軌衛星網際網路也是商業航天工業化的最強驅動。在低軌衛星網際網路出現之前,航天是“手工作坊”式的:衛星是定製的,一顆造價幾億美元,需要造幾年。但低軌衛星網際網路改變了整個行業的生產邏輯:為了覆蓋全球,需要成千上萬顆衛星。這迫使衛星製造必須像造汽車一樣流水線化,單星成本從億級降到千萬級甚至百萬級。只有巨大的發射需求,才能分攤可回收火箭的研發成本,讓火箭復用在經濟帳上算得過來。沒有衛星網際網路的組網需求,就沒有高頻次發射的必要性。低軌衛星網際網路是整個產業鏈降本增效的第一推動力。第三,衛星網際網路關乎戰略層面的太空基建。低軌衛星網際網路不僅僅是上網,它本質上是天基的基礎設施。能夠解決海洋、沙漠、山區等地面基站無法覆蓋的70% 地球表面積。其低軌(500-1000km)的物理特性決定了其時延可以媲美光纖(20ms-50ms),遠優於傳統的高軌同步衛星(500ms+)。全球通訊業的共識是,未來的 6G 網路將是天地一體化的,低軌衛星是實現全球無縫覆蓋的關鍵一環。當前,中國主要通過GW(中國星網)、G60(千帆星座)和鴻鵠星座等項目加速低軌衛星佈局。目的是把通訊基站搬到天上,建構一張覆蓋全球的寬頻網路。這不僅是為瞭解決海洋、沙漠、航班等地面基站覆蓋不到區域的上網問題,更是為了給未來的手機直連衛星、汽車自動駕駛以及6G網路融合提供必不可少的基礎服務。圍繞著GW(中國星網)、G60(千帆星座)和鴻鵠等項目規劃,目前的衛星網際網路供應鏈主要分為造衛星、供核心部件、運送和地面接收四個關鍵環節。環節一:衛星整星製造。這一環節的企業直接從項目方拿訂單,負責把衛星組裝出來。以前是單顆定製,現在的核心任務是批次化生產。參與方包括國有和民營企業。比如中國衛星是GW(中國星網)最核心的供應商,承擔了國家隊托底的製造任務。同時也有商業的民營參與方,格思航天是G60的供應商,位於上海,專門為了千帆星座的批次生產。銀河航天是國內估值最高的商業衛星獨角獸,主打平板堆疊式衛星。環節二:核心載荷與零部件。這是衛星上最貴、利潤最高的環節,主要是做相控陣天線(用來傳輸訊號)和抗輻照晶片。其中,T/R元件與相控陣晶片決定網速和訊號質量,參與方有鋮昌科技、臻鐳科技等,主要提供相控陣雷達用的核心晶片,是衛星通訊系統的“心臟”。雷電微力做毫米波微系統,直接關係到高頻段通訊的能力。通訊載荷系統方面有創意資訊、信科移動等,提供衛星上的通訊處理裝置,相當於把基站的訊號處理單元搬到了衛星上。環節三是火箭發射服務。項目方造出衛星後,必須通過他們把衛星打上去。目前的瓶頸在於運力不足。國家隊包括長征系列(航天科技集團),主要通過長征二號、長征六號等型號承擔GW和G60早期的發射任務,穩但貴。商業火箭是未來的降本主力,比如藍箭航天除了推自己的鴻鵠星座,其“朱雀”系列火箭也是市場上的重要運力。中科宇航、東方空間、星河動力等民營、混合所有制的火箭公司都在爭取GW和G60的“拼車”發射訂單,目標是把每公斤發射成本打下來。環節四是地面終端與應用。目前處於早期,主要是做地面接收站和未來的使用者終端。地面信關站參與方有海格通訊、南京貓熊等,使用者終端/晶片的參與方有華力創通,盟升電子等。4.2 第二大應用:太空AI算力部署未來商業航天的第二大應用可能就是“天基AI”,將AI資料中心部署至太空。一是解決能耗問題,傳統資料中心不僅耗電量大、碳排放量高,伺服器冷卻還需消耗大量水資源,給全球帶來的能耗壓力驟增。而太空具備近乎-270℃的極低溫環境可實現自然散熱,擁有天然的散熱和成本優勢,單位算力能耗較地面水冷系統降低70%。二是電力持續保障,傳統資料中心的快速擴張造成全球能源供需錯位,而太空中有可以全天候、穩定利用的太陽能,且在大氣層外不受地面氣候和晝夜干擾,比地面太陽能更具優勢。太空的大型太陽能板技術已經極為成熟,已經持續為近萬顆衛星提供穩定電力。因此,發展“天基AI”可以有效緩解地面資料中心的“電荒”難題。從全球看,現在該領域不少公司正在躍躍欲試:Starcloud (原 Lumen Orbit)此前獲得巨額融資,規劃2026年下半年將發射商業級微型資料中心。還有Axiom Space等公司的商業空間站模組也計畫搭載資料中心模組。另外,微軟Azure Space、亞馬遜AWS都在通過地面站與衛星的直連,測試邊緣計算能力。馬斯克的spaceX目前也在佈局,未來星鏈衛星搭載更強的GPU,會變成全球最大的分佈式太空資料中心。當星際飛船能夠一次將相當於數十個集裝箱式的AI計算模組廉價送入軌道時,太空AI資料中心將從概念迅速轉化為擁有成本優勢的商業模式,改變全球算力格局。從可行性來看,SpaceX的星鏈已搭建了早期基礎設施範本,其百噸級太空飛船復用間隔已縮短至4個月,未來還將繼續縮短,意味著大規模建設太空資料中心的發射成本和頻率將不再是部署難題。此外,星鏈的V2迷你衛星所構成的太空網狀網路可視為分佈式太空算力的早期形態,處理海量通訊資料需要強大的算力與散熱設計,或可直接遷移至AI計算載荷。如果說“低軌衛星網際網路”是解決地球上的連接問題,那麼太空AI資料中心就是為瞭解決地球上的算力與能源矛盾。馬斯克和黃仁勳都認為太空部署AI是未來算力升級的一大步。太空AI資料中心就是把發電廠+機房搬到了太空。這實際上是在做多太空的能源優勢。在AI大時代背景下,在太空中發電,在太空中計算,只把資料傳回這種模式,大機率會成為第二大商業航天支柱。 (澤平宏觀)
中信建投:商業航天產業鏈投資前景
2026年“十五五”開局之年,可復用火箭成產業化核心引擎:深藍航天星雲一號、天兵科技天龍三號等密集驗證回收技術,藍箭航天多星堆疊機構突破支撐高頻發射。衛星網際網路與可復用火箭產業化構成高確定性主線,聚焦技術領先、頻軌佔優、商業化路徑清晰的頭部企業。中信建投軍工、電腦、通訊團隊推出【商業航天產業鏈】系列研究:01. 25年全球商業航天活動再創新高,關注衛星網際網路及可復用火箭投資機會2025年全球商業航天發射329次(成功率97.5%),商業發射佔比65%,中美以83%發射量主導(美181次、中92次創新高)。SpaceX以165次發射領跑,Starlink佔全球在軌衛星2/3;中國頻軌申請超20萬顆,多星座批次組網,政策(商業航天司)、資本(科創板第五套標準)、技術、應用實現系統性突破。2026年“十五五”開局之年,可復用火箭成產業化核心引擎:深藍航天星雲一號、天兵科技天龍三號等密集驗證回收技術,藍箭航天多星堆疊機構突破支撐高頻發射。衛星網際網路與可復用火箭產業化構成高確定性主線,聚焦技術領先、頻軌佔優、商業化路徑清晰的頭部企業。2025年全球商業航天活動再創新高,關注衛星網際網路及可復用火箭投資機會全球格局中美主導,商業屬性凸顯。2025年全球火箭發射329次,成功率97.5%(321次入軌);中美以83%佔比主導全球發射,美國181次居首,中國92次創新高緊隨其後(俄羅斯、紐西蘭各17次,歐洲8次)。美國領跑,SpaceX構築領先優勢。SpaceX的Falcon 9全年執行了165次發射任務,超過全球火箭發射量的50%。2025年全球共發射部署衛星4517顆,美國部署了3724顆,中國部署了372顆衛星。SpaceX Starlink已累計發射超1萬顆衛星,佔全球在軌衛星約2/3。中國突破,系統性躍升開啟新階段。2025年底向ITU申請超20萬顆衛星頻軌,GW星座、千帆星座、吉林一號、吉利星座、天啟星座等多家低軌星座進入批次部署階段。全球生態多極競合加速商業化。全球商業發射達215次(佔比65%);衛星營運除SpaceX Starlink外,呈現歐盟IRIS²、英國OneWeb、亞馬遜Project Kuiper等多主體競合格局。中國商業航天在多個關鍵維度上發生了結構性變化:監管體系成型、可復用火箭進入工程驗證、資本市場正式打開入口、星座建設與應用進入新階段。1)發射能力:全年航天發射92次,創歷史新高;朱雀三號、長十二甲首飛入軌成功,一級回收雖失利但控制演算法得到充分驗證。海南商業航天發射場實現常態化商業發射,同步新增發射工位、建設海上回收體系等關鍵基礎設施升級。2)政策突破:國家航天局設立商業航天司,印發《推進商業航天高品質安全發展行動計畫(2025—2027年)》;在國家層面明確支援衛星網際網路牌照發放、衛星物聯網商用試驗等多元化應用場景落地。3)資本市場:上交所發佈《商業火箭企業適用科創板第五套上市標準稽核指引》,為高投入、長周期的商業航天企業開闢制度化、可持續的長期融資通道。4)星座部署:星網發射16組126顆,千帆星座在軌108顆,“一箭多星”高頻發射成為常態,低軌衛星批次入軌邁入規模化部署新階段。2026或為商業航天產業化突破元年,可復用火箭成核心引擎。重複使用火箭技術正從工程驗證邁向規模化應用,成為驅動全球商業航天降本增效與高頻發射的關鍵支點。國家戰略定調:技術攻堅與工程實施雙軌並進。中國航天科技集團2026年度工作會議明確,作為“十五五”開局之年,將統籌載人登月、深空探測等重大工程與產業化轉型,全力突破重複使用火箭技術,加速建構自主可控的航天產業體系,為航天強國建設提供核心支撐。企業實踐密集落地:回收驗證+發射基建同步突破。在發射能力躍升、政策體系完善、資本持續賦能與應用場景拓展的四重驅動下,衛星網際網路基礎設施建設(衛星製造、地面終端、資料服務)與可復用火箭技術產業化(回收技術、發射服務、供應鏈)已成為商業航天最具確定性的主線,建議重點關注技術驗證領先、頻軌資源佔優、商業化路徑清晰的頭部企業。風險分析1、國防預算增長不及預期;近年來國防預算維持較為穩定的增長,軍工政策向好,但存在國家政策及國家戰略的改變而減少國防預算的支出的可能性。2、武器裝備交付不及預期;後疫情時期,疊加地區緊張因素,世界經濟貿易往來鏈路受到較大衝擊,如船舶等行業存在無法按時完成施工及延期交付風險。3、相關改革進展不及預期;國家對未來形勢的判斷和指導思想決定了行業的發展前景,國家宏觀經濟政策、產業發展政策對軍工企業戰略方向確定、產業選擇及投資併購方向均有重大影響。02.  商業航天十大產業趨勢展望全球商業航天進入以規模化部署與生態建構為核心的新階段,中美雙極格局主導發展處理程序。以SpaceX為代表的美國企業通過可復用火箭和巨型星座確立了商業與技術的全球標竿。中國以政策全面賦能與資本制度破冰(如科創板第五套標準)為引擎,驅動產業實現結構性躍升,整體估值跨越兆門檻。當前競爭已從單一技術突破,升維至可復用火箭工程化、衛星製造工業化、星地融合商業化的全面競賽。產業鏈在國央企與民營企業的高效協同下,正加速搶佔頻軌資源、爭奪6G時代空天地一體標準話語權。未來,產業邊界向太空算力、旅遊等多元賽道拓展,標誌著商業航天正從國家工程全面轉向驅動未來經濟增長與戰略競爭的關鍵生態。1.政策體系持續完善:2025年是中國商業航天政策體系成熟的關鍵年份。國家航天局設立商業航天司並印發專項行動計畫,標誌著行業監管從“鼓勵探索”進入“系統治理、專職標準化”的新階段,為核心技術與應用落地提供明確指引。2.資本新紀元與IPO破冰:上海證券交易所發佈專項指引,首次為商業火箭企業(適用科創板第五套標準)打開上市通道。2025年行業融資總額達186億元,TOP100企業總估值突破兆門檻,顯示資本正驅動產業從成長階段邁向能力兌現階段。3.低軌衛星網際網路進入常態化組網:受ITU“先登先佔”規則驅動,以“星網”、“千帆”為代表的中國低軌星座進入批次部署階段。“一箭多星”高頻發射成為常態,旨在爭奪稀缺的頻軌戰略資源。4.衛星製造邁入“超級工廠”時代:競爭焦點轉向批次生產的效率與一致性。以海南文昌衛星超級工廠為代表,採用自動化脈動生產線,目標年產能可達千顆,實現“出廠即發射”,推動製造範式革命。5.星地融合應用探索商業閉環:商業化遵循“剛需先行”路徑,從ToB/ToG向ToC市場滲透。手機直連衛星(DTC)成為熱點,工信部設定了到2030年使用者超千萬的發展目標,為6G空天地一體化網路奠基。6.可復用火箭進入工程化爬坡期:競爭核心從“能否回收”轉為“能否高頻次復用”。國內多型中大型液體火箭在2025-2026年密集首飛,旨在攻克可復用技術以應對星座建設產生的巨大運力與成本壓力。7.3D列印成為核心工藝革命:該技術從原型製造轉向直接製造火箭發動機、衛星結構等關鍵承力部件。通過零件整合與設計最佳化,實現大幅降本、快速迭代,成為衡量企業工程化能力的核心標尺。8.央國企與民企形成深度協同:產業格局超越簡單互補,進入“戰略引領與市場敏捷雙輪驅動”階段。央國企確保戰略安全與基礎能力,民企則在創新活力與成本效率上形成高效接力,共同應對規模化挑戰。9.競爭升維為新型舉國體制對壘:全球競爭已從頻軌資源爭奪,擴展到6G融合通訊標準制定權、未來人才生態的卡位。中美在太空領域正建構各自的政治、技術與供應鏈聯盟體系。10.太空經濟開啟多元賽道爆發:產業邊界極大拓展,前沿領域包括:太空算力(如軌道資料中心)、太空旅遊(亞軌道、軌道及深空旅行)、重型運載器研發以及火星移民等長遠願景,邁向真正的“星辰大海”新紀元。風險分析衛星網際網路建設不及預期。衛星網際網路產業系國家重點扶持的戰略新興產業,隨著衛星網際網路產業的發展,國家可能會出台新的政策和法規來規範和指導產業的健康發展,這些政策和法規的調整可能會對行業的生產營運和投資決策產生影響。技術突破不及預期。儘管中國在衛星網際網路領域取得了一系列進展,但與國際最先進水平相比,仍存在一定的技術差距。特別是一箭多星、低成本製造等核心技術的突破不足,仍是制約產業快速發展的主要瓶頸。頻譜和空間資源爭奪。隨著低軌道衛星數量的急劇增加,頻譜資源和空間軌道資源的爭奪將日益加劇。如何在國際上協調和爭取更多的頻譜和軌道資源,以確保中國衛星網際網路系統的穩定運行,是一個長期和複雜的挑戰。03. 繼續看多AI與商業航天航天側,SpaceX積極推進上市處理程序,擬吸收xAI整合業務;同時,SpaceX向FCC提交百萬顆AI衛星申請,目標打造太空算力衛星星座;蘋果與SpaceX擬聯合推動手機直連衛星服務,商業航天下游應用領域有望拓展。AI側,可靈3.0超前內測,圖像視訊模型同步升級;全球世界模型賽道大廠雲集,本周螞蟻連續開源四款具身智能模型,GoogleGenie 3正式上線,世界模型迭代有望加速AGI進展;此外,網際網路大廠紛紛通過紅包爭奪春節AI產品推廣流量,AI產品滲透率或將持續提升。SpaceX積極推進上市處理程序,擬吸收xAI整合業務。據英國《金融時報》援引知情人士透露,SpaceX的IPO籌備工作已進入實質性階段。美國銀行、高盛、摩根大通和摩根士丹利四家投行已在SpaceX的IPO項目中獲得領導角色,這四家機構合計佔據全球科技IPO承銷市場62%的份額。知情人士補充,瑞銀、花旗等機構正爭取副承銷商席位,最終承銷團規模或達12家以上,為募資額突破400億美元鋪路。此外,SpaceX正在評估多種企業整合方式,方案可能涉及xAI、特斯拉等相關企業。若SpaceX與xAI整合合併,SpaceX的火箭發射能力將與Grok的AI模型打通,同時SpaceX的太空算力也有望應用於Grok模型訓練推理,以打造強大的太空商業版圖。而在此前,馬斯克已經採用類似手段將社交平台X併入xAI體系之中。SpaceX向FCC提交百萬顆AI衛星申請,目標打造太空算力衛星星座。據多家媒體報導,美國當地時間1月30日,SpaceX向美國聯邦通訊委員會(FCC)提交了申請,擬部署100萬顆AI衛星建構全球首個大規模軌道資料中心,包含500KM、1000KM、2000KM三個主要軌道高度區間,合計申請軌道資源許可超百萬顆,預計將主要由星鏈V3mini改造版本構成。本次申請衛星數量遠高於目前SpaceX已在軌的近1萬顆衛星,以及近期FCC新增審批的7500顆二代星。為了實現超大規模衛星星座部署,SpaceX在火箭方面取得積極進展,2025年全年SpaceX發射任務絕大多數由獵鷹九號火箭承擔,其單次可搭載約20余顆星鏈V2mini衛星;展望今年,獵鷹重型可能進一步提升發射頻率,而星艦V3版本若迭代順利,全年有望實現10次左右發射,並逐步嘗試軌道有效載荷部署任務,以匹配未來大量星鏈V3mini衛星入軌需求。蘋果與SpaceX擬聯合推動手機直連衛星服務,商業航天下游應用領域有望拓展。據The Information報導,蘋果公司正在與SpaceX洽談,計畫為iPhone18Pro加入Starlink連接功能,該功能可能會在2026年版本中推出。當前,SpaceX已與美國數個營運商合作提供手機直連衛星服務,通過在星上整合相控陣天線實現與未改造的手機直連。而此次蘋果與SpaceX擬推動的合作項目,有望憑藉蘋果全球領先的手機終端滲透率,大幅降低應用門檻和獲客成本,推動衛星通訊作為蜂窩網路的補充甚至替代,進一步拓展商業衛星下游應用市場。總結:航天側,SpaceX積極推進上市處理程序,擬吸收xAI整合業務;同時,SpaceX向FCC提交百萬顆AI衛星申請,目標打造太空算力衛星星座;蘋果與SpaceX擬聯合推動手機直連衛星服務,商業航天下游應用領域有望拓展。AI側,可靈3.0超前內測,圖像視訊模型同步升級;全球世界模型賽道大廠雲集,本周螞蟻連續開源四款具身智能模型,GoogleGenie 3正式上線,世界模型迭代有望加速AGI進展;此外,網際網路大廠紛紛通過紅包爭奪春節AI產品推廣流量,AI產品滲透率或將持續提升。投資建議:繼續看好航天及AI共振。1)商業航天:火箭運力、衛星成本、終端場景為三大方向,建議關注 a)火箭製造端的材料和結構件公司;b)衛星核心部件和測試服務(CAE 屬核心軟體)環節;c)終端與場景、服務側相關標的,如太空算力、通訊營運服務等。2)AI:a)重視以阿里/字節為代表的國內網際網路大廠Capex投資和生態圈玩家,包括國產晶片鏈企業、isv廠商,以及以大廠為主要客戶的基礎設施服務供應商等。b)Pre-AI的收入率先落地。國內企業資料治理相對海外落後,AI 應用落地需要更多前期準備工作。OA+ERP 作為整合企業資料的平台入口直接受益。c)部分細分垂直場景AI收入更快。其中創收關注工業、醫療、教育、市場行銷側產品;降本關注AI-coding、多模態生成。d)本地推理逐步起量,利多服務和雲廠商。e)推薦關注端側AI和相關產業鏈。風險提示(1)宏觀經濟下行風險:電腦行業下游涉及千行百業,宏觀經濟下行壓力下,行業IT支出不及預期將直接影響電腦行業需求;(2)應收帳款壞帳風險:電腦多數公司業務以項目制簽單為主,需要通過驗收後能夠收到回款,下遊客戶付款周期拉長可能導致應收帳款壞帳增加,並可能進一步導致資產減值損失;(3)行業競爭加劇:電腦行業需求較為確定,但供給端競爭加劇或將導致行業格局發生變化;(4)國際環境變化影響:國際貿易摩擦加劇,美國不斷對中國科技施壓,對於海外收入佔比較高公司可能形成影響。04. 商業航天系列報告3:衛星通訊有望加速發展衛星通訊技術正經歷產業變革,通過軌道高度降低、相控陣天線應用和雷射介質應用等技術創新,顯著提升了傳輸速度、降低了延遲,並拓展了應用場景。商業航天產業的蓬勃發展,尤其是以SpaceX為代表的公司推動可回收火箭技術和大規模星座部署,壓縮發射成本,使得萬顆級衛星組網成為可能,拉動了衛星網際網路、物聯網等多元化需求,未來還將產生太空算力等廣闊市場。全球衛星通訊市場預計從2025年的252億美元增長至2035年的830億美元,年複合增長率約13%。新一代衛星通訊技術產業鏈可劃分為上游晶片與元器件、中游通訊模組、下游衛星通訊終端。相關領域領軍企業積極探索新技術與產品在星間、星地通訊中的應用,有望受益於商業航天產業發展帶來的衛星通訊增量市場。衛星通訊技術的升級是推動行業發展的核心動力。傳統GEO軌道衛星因高軌導致高延遲和窄頻寬問題,難以滿足現代應用需求;LEO軌道將高度大幅降低,時延壓縮至50毫秒以內。相控陣天線通過電子掃描實現多波束跟蹤和毫秒級切換,提升通訊可靠性與靈活性。雷射介質則利用其高頻特性支援Tbps級傳輸,為星間組網提供強抗干擾能力。這些技術突破共同解決了延遲、頻寬和穩定性痛點,為衛星通訊在更廣泛場景的落地奠定基礎。商業航天產業的興起為衛星通訊市場帶來增量需求。可回收火箭技術使發射成本大幅降低,SpaceX在2025年完成167次發射,Starlink在軌衛星超9300顆,覆蓋150多個國家且付費使用者突破900萬,新推出50美元/月低價套餐旨在加速滲透。衛星通訊應用場景從傳統廣電、海事通訊擴展至偏遠地區網際網路、物聯網、應急救災和國防領域,預計2035年全球市場規模達830億美元。國內方面,多家主體向ITU申報超20萬顆衛星計畫,產業配套逐步完善,發射能力有望提升至年均萬顆,推動市場持續增長。衛星通訊產業鏈涵蓋上游晶片、中游模組和下游終端環節。當前星鏈衛星已搭載星載相控陣天線以及雷射鏈路終端,全球化供應鏈已實現相關晶片、模組、終端的規模化量產與在軌運行。國內方面,細分領域的頭部企業在相控陣T/R晶片、光通訊晶片、星載光纖放大器、星敏感器、星載高速通訊終端等領域積極佈局,驗證星間與星地高速光通訊技術落地,為商業航天產業發展提供高速、穩定、安全的資訊傳輸能力。風險分析(1)宏觀經濟下行風險:商業航天產業鏈主要覆蓋製造業企業,宏觀經濟如面臨下行壓力,製造業企業IT支出不及預期將直接影響市場需求;(2)應收帳款壞帳風險:商業航天產業業務以項目製為主,付款周期可能偏長,部分項目形成應收帳款存在壞帳風險 ;(3)行業競爭加劇:商業航天市場及其配套產業仍處發展初期,後續可能存在新進入玩家,導致市場競爭格局惡化;(4)政策與技術推進不及預期:目前商業航天產業得到國家及地方政府大力支援,若後續相關政策與資金支援延續性不及預期可能導致產業發展放緩;商業航天尤其是可回收火箭、太空算力等環節仍處於試驗階段,成本與可靠性不確定性較大,創新進度不及預期可能導致產業發展放緩。05. 航天發射全年成功收官,繼續看好商業航天階段性機會在2025年末,中國航天活動仍保持高度活躍。12月26日,長征八號甲運載火箭在海南商業航天發射場點火起飛,隨後將衛星網際網路低軌17組衛星送入預定軌道,發射任務取得圓滿成功。本次任務中,火箭試驗隊聚焦使用者需求,進一步調整箭上狀態,深度挖潛火箭運載能力,顯著提升衛星入軌高度,有效降低衛星燃料消耗;在保證任務可靠性與安全性的前提下,對發射場垂測區流程進行了系統性最佳化,通過平行開展測試項目、合併整合測試流程等多重措施,大幅提升發射效率。1、12月31日,長征七號改運載火箭在中國文昌航天發射場點火起飛,隨後將實踐二十九號衛星A星、B星順利送入預定軌道,發射任務取得圓滿成功。實踐二十九號衛星主要用於開展空間目標探測新技術驗證試驗,其中,A星由航天科技集團八院抓總研製,而執行發射的長七改火箭由航天科技集團一院抓總研製。2025年,長七改火箭共實施6次發射任務,創下該型火箭年度發射次數歷史新高。目前,長七改火箭技術狀態、管理流程成熟穩定,發射場流程逐步壓縮至19天,可進一步滿足未來高密度發射需求。隨著本次發射任務的結束,航天科技集團全年發射工作圓滿收官,2025年,由中國航天科技集團有限公司研製的運載火箭完成73次宇航發射任務,創歷史新高。2、我們判斷,中國軍工產業已從過去依賴國內單一需求的模式,演進為三輪驅動的新發展格局,增長動能更加多元和可持續。“內需築基、外貿擴張、民用反哺”的格局正在深刻重塑中國軍工產業的面貌和邊界。行業從“周期成長”轉向“全面成長”。第一曲線國內軍工需求(基本盤):聚焦“備戰打仗”和裝備現代化,需求來自國防預算穩定增長及裝備升級換代(如“十四五”期間重點型號批產)。強威懾高精尖+體系化無人化低成本是主要增長方向。第二曲線軍貿出海(新引擎):憑藉性價比優勢、體系化作戰能力和地緣戰略合作(“一帶一路”),中國軍貿份額持續提升,成為全球重要供應方,實現戰略影響力與經濟效益雙贏。第三曲線軍用技術民用化(新邊界):尖端軍工技術向民用領域溢出,催生商業航天、低空經濟、未來能源、深海科技、大飛機等兆級新產業,拉動新工藝、新材料、新器件發展,形成“軍技民用,反哺軍工”的良性循環。風險分析1、國防預算增長不及預期;近年來國防預算維持較為穩定的增長,軍工政策向好,但存在國家政策及國家戰略的改變而減少國防預算的支出的可能性。 2、武器裝備交付不及預期;後疫情時期,疊加地區緊張因素,世界經濟貿易往來鏈路受到較大衝擊,如船舶等行業存在無法按時完成施工及延期交付風險。 3、相關改革進展不及預期;國家對未來形勢的判斷和指導思想決定了行業的發展前景,國家宏觀經濟政策、產業發展政策對軍工企業戰略方向確定、產業選擇及投資併購方向均有重大影響。06.  商業航天深度報告:星辰為路,領航新紀元當前商業航天產業在國家政策支援和產業技術突破共同助力下,有望進入新紀元。商業航天產業涉及資訊化的主要環節包括(1)遙感及其應用;(2)衛星測運控系統;(3)CAE模擬/衛星測試;(4)星際傳輸處理模組、通訊模組、資料處理平台等;新場景擴展層面關注太空算力。此外,我們認為當前商業航天發展是國企與民營企業共振周期。建設航天強國的目標助推商業航天產業發展加速。“十四五”期間,中國首次明確提出打造“全球覆蓋、高效運行的通訊、導航、遙感空間基礎設施體系”,並特別強調“鼓勵引導商業航天發展”,從國家戰略層面為民營資本正名。展望“十五五”,中國對商業航天的政策支援預計將從當前側重於基礎設施建設與市場培育,向規則制定與引導產業探索前沿領域演進。2025年11月,國家航天局宣佈設立商業航天司,並同步發佈《推進商業航天高品質安全發展行動計畫(2025-2027年)》,明確到2027年實現產業規模壯大、生態協同高效、安全監管完善的商業航天產業。航天產業資訊化主要涉及遙感、飛行控制、模擬/測試等多個資訊化環節。1)遙感產業因為具備廣泛的應用場景並創造直觀的經濟價值,成為商業航天產業發展的主要領域之一;2)隨著低軌衛星星座的密集部署使得太空環境日益複雜,衛星智能化飛行控制技術成為保障整個產業安全、高效運行的基石,測運控系統需求有望大幅提升;3)CAE技術在商業航天中的應用貫穿於衛星、火箭、探測器等產品的全生命周期,並在設計與測試環節都起重要作用。太空算力有望成為新應用場景,是地面算力的有機補充。展望海外,馬斯克在接受採訪時提出每年100 GW太空AI資料中心,認為太空AIDC是運行大規模人工智慧的最低成本路徑;同時,Google正式公開Project Suncatcher,擬將搭載TPU的衛星送上軌道做在軌實驗。考慮到在地面大規模建設智算中心需要解決巨大的電力消耗、土地資源以及冷卻方面等多個問題,而太空算力的優點恰好解決上述痛點,具有商業化、經濟性可能。風險提示(1)宏觀經濟下行風險:商業航天產業鏈主要覆蓋製造業企業,宏觀經濟如面臨下行壓力,製造業企業IT支出不及預期將直接影響市場需求;(2)應收帳款壞帳風險:商業航天產業業務以項目製為主,付款周期可能偏長,部分項目形成應收帳款存在壞帳風險 ;(3)行業競爭加劇:商業航天市場及其配套產業仍處發展初期,後續可能存在新進入玩家,導致市場競爭格局惡化;(4)政策與技術推進不及預期:目前商業航天產業得到國家及地方政府大力支援,若後續相關政策與資金支援延續性不及預期可能導致產業發展放緩;商業航天尤其是可回收火箭、太空算力等環節仍處於試驗階段,成本與可靠性不確定性較大,創新進度不及預期可能導致產業發展放緩。07. 商業航天系列報告2:縱觀海外商業航天發展之路縱觀海外商業航天產業發展路徑,成功的關鍵在於政策、技術與商業模式的協同驅動。美國通過立法保障、NASA巨額採購合同與監管鬆綁,實現了從國家主導向低軌全面民營化的激進轉型。歐洲則依託ESA整合資源,探索一體化市場模式。技術層面,可回收火箭、模組化衛星製造及在軌服務為代表的降本增效技術是產業規模化核心。商業模式上,SpaceX全產業鏈閉環實現盈利,Planet Labs等企業則以標準資料訂閱服務形成穩定現金流。對標海外,中國商業航天發展需在政策上強化立法與採購支援,技術上依託製造業優勢攻堅可回收火箭等降本環節,並借助資本市場賦能,從而加速產業鏈成熟與生態建構。海外商業航天產業已形成清晰的發展格局與成熟路徑。美國通過《商業航天發射法案》等系列立法破除障礙,並由NASA通過COTS、CRS、CCP等計畫提供巨額合同與技術支援,助推SpaceX、藍色起源等企業崛起,實現低軌航天全面民營化。歐洲強調國家協同,由歐空局整合資源推進一體化市場,通過資金扶持計畫激勵本土企業研發可回收火箭。俄羅斯延續國家主導模式重點發展自主星座,印度則由ISRO壟斷逐步轉向開放私營資本,形成雙輪驅動。不同模式共同推動全球商業航天進入規模化發展階段。技術突破是驅動商業航天降本增效、實現商業閉環的核心引擎。可回收火箭技術已形成垂直起降、氣動滑翔及傘降打撈等多條路徑,顯著降低單位發射成本。模組化與軟體定義衛星技術提升了衛星生產效率和營運靈活性,支援快速批次部署。同時,隨著在軌衛星數量激增,在軌延壽與碎片清理等在軌服務市場快速成長,保障了太空資產的可持續運行。這些技術共同構築了產業發展的堅實基礎,使高頻次、低成本的太空訪問成為可能。海外商業航天已成功驗證多種可持續商業模式。SpaceX依託可回收火箭技術,通過政府發射合同積累初始資本,進而建構星鏈星座,實現從發射服務商向全球電信營運商的轉型,星鏈也成為其盈利增長核心動力。另一方面,以Planet Labs為代表的遙感資料服務商,提供標準化衛星影像訂閱服務,面向政府、防務及商業客戶形成穩定現金流,並逐步實現盈利。對中國的啟示在於,通過政策助力(立法、採購、簡化審批)、技術降本(攻堅可回收火箭等)及資本賦能,加速建構自主可控的商業航天生態體系。風險提示(1)宏觀經濟下行風險:商業航天產業鏈主要覆蓋製造業企業,宏觀經濟如面臨下行壓力,製造業企業IT支出不及預期將直接影響市場需求;(2)應收帳款壞帳風險:商業航天產業業務以項目製為主,付款周期可能偏長,部分項目形成應收帳款存在壞帳風險 ;(3)行業競爭加劇:商業航天市場及其配套產業仍處發展初期,後續可能存在新進入玩家,導致市場競爭格局惡化;(4)政策與技術推進不及預期:目前商業航天產業得到國家及地方政府大力支援,若後續相關政策與資金支援延續性不及預期可能導致產業發展放緩;商業航天尤其是可回收火箭、太空算力等環節仍處於試驗階段,成本與可靠性不確定性較大,創新進度不及預期可能導致產業發展放緩。08. 重視商業航天+數字貨幣商業航天:本周(2025.12.22-2025.12.28)長征十二甲等多項發射任務取得基本成功,全年火箭發射任務再創年度新高。據Next Spaceflight資訊,本周全球預計火箭發射任務9項,截至台北時間周六,已發射7項,包含中國長征十二號甲、長征八號甲在內的5次發射取得成功,日、韓兩國的各一次火箭發射任務失敗。備受關注的長征十二號甲火箭於12月23日上午在酒泉衛星發射中心東風商業航天創新試驗場點火升空,火箭一級在上升段工作正常,二級工作正常並進入低繞地軌道。但一級火箭再入點火過程中出現異常,最終火箭墜落於距發射場約250千米的回收場東南側4.5千米處,一級火箭回收驗證未取得預期成效。總結全年,火箭發射任務密度持續提升,2025年全年預計發射次數超340次,較2024年的263次大幅提升,其中中國全年完成發射預計超90次,全球太空競賽處於白熱化階段。發射次數創歷史新高的背後,是國家和地方對於商業航天產業的持續支援。本周,在北京舉行的第三屆商業航天發展大會上,商業航天產業聯盟科創基金正式啟動。基金首次發行規模10-20億,遠期擬擴至100億,存續期10年,將分階段完成資金投放與項目佈局,投資方向聚焦低軌衛星星座及衛星網際網路、可重複使用運載器及火箭發射服務、商業航天新材料和新器件、空間資源開發利用及新興太空服務四大領域。上海市印發《關於支援長三角G60科創走廊策源地建設的若干措施》,加速航空航天產業發展。圍繞衛星製造與商業營運等產業鏈關鍵環節,引育上下游重點項目,給予最高5000萬元的經費支援;對開展通訊、導航、遙感等增值服務的企業給予最高1000萬元的一次性獎勵;對取得衛星通訊基礎電信業務經營許可證的企業,給予5000萬元的一次性獎勵。商業航天被納入科創板第五套上市標準,該標準不對企業營收和盈利規模做出要求,而是關注核心技術與產業競爭力。國家層面,本周五上交所發佈《上海證券交易所發行上市稽核規則適用指引第9號——商業火箭企業適用科創板第五套上市標準》,旨在推進科創板第五套上市標準在商業航天等領域擴圍工作,加快推進商業航天創新發展、主動服務航天強國戰略。針對商業火箭企業採用科創板第五套上市標準進行IPO提出細化規定,主要包含:(1)主營業務為商業火箭自主研發、製造、提供航天發射服務;(2)需在關鍵核心技術上具備明顯優勢或重大突破;(3)申報時至少實現採用可重複使用技術的中大型運載火箭發射載荷首次成功入軌;(4)具備相關資質與發射許可、行業地位領先等。截至目前,中國頭部商業火箭企業在資本市場保持活躍,藍箭航天已於近期完成上市輔導,天兵科技、星河動力等企業也處於上市輔導處理程序中。本次指引的發佈體現了國家對於發展航天強國戰略的大力支援,從資本市場維度支援行業內領先的科技企業實現關鍵核心技術突破,為商業航天產業提供明確資本化路徑,有助於相關企業融資和行業整體發展。風險提示(1)宏觀經濟下行風險:電腦行業下游涉及千行百業,宏觀經濟下行壓力下,行業IT支出不及預期將直接影響電腦行業需求;(2)應收帳款壞帳風險:電腦多數公司業務以項目制簽單為主,需要通過驗收後能夠收到回款,下遊客戶付款周期拉長可能導致應收帳款壞帳增加,並可能進一步導致資產減值損失;(3)行業競爭加劇:電腦行業需求較為確定,但供給端競爭加劇或將導致行業格局發生變化;(4)國際環境變化影響:國際貿易摩擦加劇,美國不斷對中國科技施壓,對於海外收入佔比較高公司可能形成影響。09. 持續推薦AI算力類股,關注量子計算與商業航天產業鏈中國成功發射衛星網際網路低軌16組衛星;文昌國際航天城年產1000顆衛星的超級工廠即將投產;SpaceX正推進IPO計畫,建議持續關注商業航天相關投資機會。本周(2025.12.8-2025.12.14),中國在海南商業航天發射場成功將衛星網際網路低軌16組衛星發射升空;文昌國際航天城年產1000顆衛星的超級工廠即將投產,可實現“衛星出廠即發射”的無縫銜接;SpaceX正推進IPO計畫,公司的估值目標或定為約1.5兆美元。此前,國家航天局印發《國家航天局推進商業航天高品質安全發展行動計畫(2025-2027年)》,推進商業航天高品質發展和高水平安全。建議持續關注商業航天領域相關投資機會。風險提示國際環境變化對供應鏈的安全和穩定產生影響,對相關公司向海外拓展的進度產生影響;關稅影響超預期;人工智慧行業發展不及預期,影響雲端運算產業鏈相關公司的需求;市場競爭加劇,導致毛利率快速下滑;匯率波動影響外向型企業的匯兌收益與毛利率,包括ICT裝置、光模組/光器件類股的企業;數字經濟和數字中國建設發展不及預期;電信營運商的雲端運算業務發展不及預期;營運商資本開支不及預期;雲廠商資本開支不及預期;通訊模組、智能控製器行業需求不及預期。 (中信建投證券研究)
【十五五】十五五明牌:讀懂未來五年的中國國運與投資主線
2026年1月1日,《求是》雜誌在“十五五”開局之年推出第一期。這一期的頭條,是2025年10月23日領導人在二十屆四中全會第二次全體會議上講話的節錄——《學習好貫徹好黨的二十屆四中全會精神》。隨後配發的四篇解讀文章,進一步明確了未來五年的政策基調。周末重讀這一期,不禁再次感慨:中國的規劃從不遮掩,未來五年的發展重點,官方早已反覆強調、多次宣貫。對於投資者而言,這就是一張明牌。1.形勢判斷:複雜,但仍有戰略機遇中央對“十五五”時期的總體判斷很清晰:環境複雜,戰略機遇與風險挑戰並存,不確定難預料因素增多。國際層面,單邊主義、保護主義持續升溫,某些外部勢力對中國進行全方位遏制,推動“脫鉤斷鏈”,“小院高牆”越築越高。大國博弈日趨激烈。在川普本屆任期結束之前,國際局勢的不確定性將始終存在。地緣政治風險與動盪,往往利多黃金。儘管近期黃金價格劇烈波動,但短期震盪不改長線邏輯。本人自去年10月以來多次發文談黃金,如今看來,在“禮崩樂壞”的時代,黃金的避險屬性依然凸顯。2.產業主線:新質生產力是核心發展新質生產力,已成為推動高品質發展的內在要求。“十五五”期間,這一任務將被擺在更加突出的戰略位置。2023年,本人就發佈過文章:《尋找新時代的風口:那些行業是“新質生產力”?》,文中給出了明確的方向:加快發展人工智慧,打造生物製造、商業航天、低空經濟等若干戰略性新興產業,開闢量子、腦科學等未來產業新賽道。鋰電池、太陽能、新能源汽車等“新三樣”行業近年來發展比較快,在國際市場上也具有較強競爭力。在最近兩年中,“新質生產力”果然成了高頻熱詞。回頭來看,如果在2023年底,就開始埋伏人工智慧、商業航天類股,到現在能賺多少錢?這都是明牌,不需要天天鑽研就能賺到的錢,看清大勢即可。堅持把發展經濟的著力點放在實體經濟上,最佳化提升傳統產業,培育壯大新興產業和未來產業。新興產業和未來產業代表新一輪科技革命和產業變革方向,也是大國博弈的關鍵領域。戰略性新興產業:加快新能源、新材料、航空航天、低空經濟等戰略性新興產業叢集發展。未來產業:推動量子科技、生物製造、氫能和核聚變能、腦機介面、具身智能、第六代移動通訊等成為新的經濟增長點。3.科技自立:沒有退路的攻堅戰科技已成為國際戰略博弈的核心場域,科技競爭成為影響世界格局走向的決定性因素。《求是》專門發佈了清華大學馬克思主義學院黨委書記何建宇的文章:《學習問答 | 為什麼要突出科技創新的引領作用》,文中提到:近代以來,我們曾與兩次工業革命失之交臂,絕不能再錯失新一輪科技革命和產業變革的歷史機遇。科技自立,已被提升到關乎中國式現代化成敗的高度。未來五年最大的投資機會,無疑在科技。關鍵核心技術:人工智慧、生物製藥、機器人等研發和應用已處於全球第一梯隊。要採取超常規措施,全鏈條推動積體電路、工業母機、高端儀器、基礎軟體、先進材料、生物製造等重點領域關鍵核心技術攻關取得決定性突破。全面實施“人工智慧+”行動,搶占人工智能產業應用制高點。4.消費:困境中等待轉機政策層面,始終強調惠民生與促消費相結合,推動投資於物與投資於人平行。但提振消費並非易事。以中證消費指數為例,近一年漲幅僅1.4%,大幅跑輸滬深300指數(21%)。相對而言,旅遊類股表現突出,中證旅遊指數同期上漲約25%。2026年,消費能否迎來轉機?畢竟,“促消費”已連續幾年寫入政策目標,“促進物價合理回升”也已被明確提出。或許,在政策持續發力與基數效應疊加上下,消費類股正在接近一個情緒與估值的雙重底部。每年的《求是》第一期,都是一張年度發展路線的“預告片”。2026年也不例外。政策已把方向標豎起,剩下的,無非是在波動中保持定力,在趨勢中尋找確定性。 (財富情報棧)
商業航天新材料深度:陶瓷基復材開啟黃金十年(附企業)
核心觀點陶瓷基複合材料高溫性能優異,可廣泛應用於商業航天、航空、核電、汽車等領域,市場空間廣闊。整體來看,中國在剎車、飛行器防熱領域領跑,但在航空發動機領域還較為落後。中國CMC產業鏈環節相對完善,但第三代SiC纖維的生產以及CMC 在航發上的應用與國外差距較大,2024年中國航發產業對CMC的需求或已出現拐點。應用驗證階段對於上游原材料有較大需求,進入小批次交付以及批產階段後上游環節有望率先啟動。隨著CMC 製備技術的最佳化、上游纖維成本的降低、應用成熟度的提高,中游CMC 零部件製造企業有望迎來高速發展期。內容摘要一、陶瓷基複合材料高溫性能優異, SiCf/SiC是近年研究的熱點陶瓷基複合材料(CMC)是指在陶瓷基體中引入增強材料,形成以引入的增強材料為分散相,以陶瓷基體為連續相的複合材料,主要由陶瓷基體、纖維以及介面層組成。相比樹脂基複合材料和金屬,CMC 具有耐高溫、低密度、高比強、高比模、抗氧化和抗燒蝕等優異性能。按照陶瓷基體的不同,CMC一般為氧化物基及非氧化物基兩大類,非氧化物基耐高溫能力更強。非氧化物基CMC主要包括Cf/SiC(碳陶)和SiCf/SiC,後者抗氧化能力更強,壽命更長,是近年來研究的熱點。二、CMC在航空航天及核能等領域極具應用前景,市場空間廣闊航空發動機領域,SiCf/SiC可實現耐高溫、抗氧化、輕量化、長壽命,是航空發動機的熱端理想材料,已批次應用於熱端靜止件,轉動件的應用正在探索中。核能領域,SiCf/SiC複合材料以其高熔點、高熱導率、高溫穩定性、較小的中子吸收截面、優良的中子輻照穩定性等優異性能,成為反應堆包層第一壁、流道外掛、控制桿和分流器等的理想候選材料。Cf/SiC抗氧化能力弱於SiCf/SiC,但耐高溫能力優於SiCf/SiC,可有效解決高超聲速飛行器的防熱需求和減重需求,還可用於火箭發動機和衛星反射鏡,在航天領域已實現成熟應用。Cf/SiC具有良好的摩擦性和抗氧化性,而且摩擦性能對外界環境介質不敏感,有望成為傳統粉末冶金和C/C複合材料剎車材料的良好替代品。碳陶剎車盤已批次應用於汽車和飛機,在高鐵上也已得到應用。導彈天線罩需要具備承載、耐溫、透波、耐蝕等多功能於一體,陶瓷基透波複合材料是天線罩透波材料的發展趨勢。連續Si3N4纖維有望替代石英纖維,製備新一代高馬赫數導彈天線罩。全球CMC市場規模高速增長,2022年全球CMC市場規模為119億美元,預計CMC市場規模將以10.5%的CAGR增長,2028 年達到216億美元,其中CMC-SiC 市場佔比最高。目前用於國防與航空航天領域的CMC市場佔比最高,其次是汽車,能源領域的需求也將持續增長。三、CMC工藝壁壘高,GE的CMC製備已進入產業化階段CMC元件的製備工藝複雜,壁壘極高。總體來看,陶瓷基複合材料的製備工藝分為纖維製備、預製體編織、纖維介面層製備、基體製備和增密、機加工成型幾步。對於工作環境惡劣的CMC 元件,如航空發動機熱端部件,還需製備環境障塗層。SiC纖維成本佔CMC成品成本的50%以上,主要採用先驅體轉化法製備。CMC複合材料的製備工藝中CVI、MI 和PIP工藝較成熟,但存在各自的侷限性。CVI可製備大型、薄壁、複雜結構的部件,但成本高、工藝複雜、沉積速率慢、製備周期長,內部易形成孔隙,不適合製備厚壁部件;MI工藝有簡單高效、可近淨成型、製備周期短、CMC 基體緻密孔隙率低等優點,但是會有殘餘的游離矽單質影響材料的強度,降低材料的耐高溫能力;PIP被廣泛認為是製造大尺寸、結構複雜部件的有效方法,但耗費先驅體量多而且工藝周期長,成本高。復合工藝能結合多種工藝的優點。GE公司從20世紀80年代末就開始MI工藝製備SiC/SiC 複合材料技術攻關,經歷工藝探索階段、大規模驗證階段,目前已進入產業化階段(2016年至今)。GE在美國建立了第一個垂直整合的CMC供應鏈,包括SiC纖維、預浸料和CMC部件的生產,每年可生產20噸CMC預浸料,10 噸SiC纖維和超過5萬個CMC發動機部件。GE 2019 年的報導稱,GE 和 CFM 發動機對 CMC的需求在過去十年中增長了20倍,預計CMC部件產量將在未來10年增長10倍。四、中國已建成相對完善的CMC 產業鏈,航發CMC 或迎來拐點總體來看,中國陶瓷基複合材料與國外幾乎處於並跑位置,中國在剎車、飛行器防熱領域領跑,但在航空發動機領域還較為落後。碳化矽纖維方面,早期SiC纖維是中國CMC 產業的瓶頸環節,目前中國第二代碳化矽纖維已發佈國家標準,標誌著相關產業已經成熟,第三代SiC 纖維已實現技術突破,實驗室研發的產品與日本同類型產品水平相近,但是生產水平還尚未達到工業化生產規模。氮化矽纖維方面,國內連續Si3N4纖維已經實現批產,中國基本與美、日、德、法並跑。陶瓷基複合材料製備方面,中國CVI工藝已實現工業化生產,PIP工藝較為成熟,MI 工藝也有相關單位及企業佈局。從應用來看,Cf/SiC方面,中國已將其作為熱結構和空間相機支撐結構等應用於飛行器和高解析度空間遙感衛星,在飛機剎車材料的應用上處於國際領先地位;SiCf/SiC方面,國內航發CMC已進入應用驗證階段,尚未實現規模化工程應用,但2024年中國航發產業對陶瓷基複合材料的需求或已出現拐點。中國CMC產業鏈環節相對完善,在Cf/SiC方面,碳纖維、碳陶剎車材料的參與企業較多,但是在SiCf/SiC方面,與國外相比,中國企業數量較少、單體規模較小、產業鏈薄弱,普遍存在產能有限、產品批次穩定性差、生產成本高等問題。氮化矽方向目前還處於應用早期,少數企業已有佈局。五、投資建議2024年中國航發產業對陶瓷基複合材料的需求或已出現拐點,隨著相關企業的技術突破、生產成本的降低、應用成熟度的提高,中國航發領域CMC增長潛力巨大。SiCf/SiC應用驗證階段對於上游原材料有較大需求,進入小批次交付以及批產階段後上游環節有望率先啟動。隨著CMC製備技術的最佳化、上游纖維成本的降低、應用成熟度的提高,中游CMC 零部件製造企業有望迎來高速發展期。風險分析:CMC下游應用進度不及預期風險;上游纖維產業化進度不及預期風險;市場競爭加劇風險。一、陶瓷基複合材料高溫性能優異, SiCf/SiC是近年研究的熱點陶瓷基複合材料(Ceramic Matrix Composites,CMC)是指在陶瓷基體中引入增強材料,形成以引入的增強材料為分散相,以陶瓷基體為連續相的複合材料。其中分散相可以為連續纖維、顆粒或者晶須,目前研究較多的是連續纖維增強的陶瓷基複合材料。連續纖維增強陶瓷基複合材料保留了陶瓷材料耐高溫、抗氧化、耐磨 耗、耐腐蝕等優點的同時,充分發揮陶瓷纖維增強增韌作用,克服了陶瓷材料斷裂韌性低和抗外部衝擊載荷性 能差的先天缺陷。陶瓷基複合材料主要由陶瓷基體、纖維以及介面層組成。纖維構成陶瓷基複合材料的骨架,是主要承載單 元。碳化矽陶瓷基體在複合材料中主要是填充纖維預製件內部空隙,將纖維束包裹起來,連成一體,起到傳遞 載荷及保護纖維的雙重作用。介面相位於纖維與基體之間的結合處,在二者之間起到傳遞載荷的“橋樑”作用; 此外,當裂紋擴展至中間層時,可通過裂紋偏轉和介面脫粘等能量耗散機制,阻止裂紋向纖維內部擴展。相比樹脂基複合材料和金屬,CMC 具有耐高溫、低密度、高比強、高比模、抗氧化和抗燒蝕等優異性能, 使其具有接替金屬作為新一代高溫結構材料的潛力,CMC 被美國國防部列為重點發展的 20 項關鍵技術之首。按照陶瓷基體的不同,CMC一般為氧化物基及非氧化物基兩大類,非氧化物基耐高溫能力更強。氧化物 CMC,增強材料採用氧化物纖維,基體材料多為高熔點金屬氧化物,常用基體有氧化鋁(Al2O3)、釔鋁石榴石 (YAG)、氧化鋯(ZrO2)等;非氧化物陶瓷基復合材主要以 SiC 作為基體,此外還有超高溫陶瓷基複合材料。 氧化物 CMC 從材料成分上直接避免被高溫氧化的問題,但耐溫能力相對較弱,SiC 的高溫抗氧化性最強,密度 小,並有較低的熱脹係數和較高的熱導係數,因此以 SiC 為基體的 CMC-SiC 是研究的重點。CMC-SiC按照增強纖維的不同,可進一步分為 Cf/SiC(碳陶)和 SiCf/SiC,後者是近年來研究的熱點。 用於增強 SiC 基體的纖維主要為碳纖維和碳化矽纖維,對應的 CMC 分別為 Cf/SiC(碳陶)和 SiCf/SiC,與碳纖 維相比,SiC 纖維在耐氧化、抗蠕變等方面具有顯著的優勢,同時,SiC 纖維與基體 SiC 具有良好的相容性, 無熱膨脹失配等問題。所以自 20 世紀 70 年代末 SiC 纖維實現量產以來,連續碳化矽纖維增韌的碳化矽基復 合材料( SiCf /SiC CMC) 一直是研究熱點。二、CMC 在航空航天及核能等領域極具應用前景,市場空間廣闊2.1 SiCf/SiC 是航空發動機的熱端理想材料,已批次應用於熱端靜止件提高渦輪前溫度是提高航空發動機綜合性能的有效方式,渦輪前溫度已逐漸接近高溫合金的耐溫極限。大 推重比、高效率和長壽命一直都是航空發動機研究領域永恆的追求,而提高渦輪進口燃氣溫度(TIT)可直接提 升航空發動機的綜合性能。在過去八十年裡航空發動機渦輪進口前燃氣溫度急劇提高,第四代戰機 F22 的發動 機 F119 推重比為 10,其渦輪進口溫度達 1900K。面向未來的推重比 12~15 的發動機渦輪進口平均溫度超過 2000K, 推重比 15~20 以上的發動機渦輪進口溫度最高可達 2200K~2450K,遠超高溫合金材料的耐溫極限(單晶材料: 1350K)。相比高溫合金,CMC 具有耐高溫、輕量化和壽命長的特點,被各國視為下一代航空發動機戰略性熱結構 材料。相比於鎳基高溫合金,CMC 材料有以下顯著優勢:(1)比高溫合金能承受更高的溫度(CMC 材料耐溫 極限比鎳基高溫合金提高約 150℃~350℃,潛在使用溫度可達 1650℃),可顯著減少冷卻氣消耗量約 15%~25%, 從而提高發動機效率,同時還能減少氮氧化物的排放;(2)CMC 材料密度(2.0~2.5g/cm³)為高溫合金的 1/4~ 1/3,可以顯著降低發動機重量(發動機減重 30%~70%)從而大幅提高推重比;(3)高溫下優異的持久強度, 使用壽命長;(4)可設計性強,纖維紡織技術的引入使 CMC 可設計性和結構適應性大幅提高,可根據不同部 件的性能需求設計可達到最佳的熱/力特性匹配。目前,各航空強國普遍認為:CMC 是航空發動機高溫結構材 料的關鍵核心技術之一,直接體現一個國家先進航空發動機和先進武器裝備的設計和製造能力。CMC 是航空發動機的熱端理想材料,潛在應用部位為燃燒室/加力燃燒室、渦輪導向葉片、渦輪外環、渦 輪葉片、尾噴管調節片/密封片等。已在發動機上得到應用的主要有碳化矽纖維增強碳化矽複合材料(SiCf/SiC)和氧化物纖維增強氧化物復 合材料(Ox/Ox)兩種,其中 SiCf/SiC 是研究和應用的重點。SiCf/SiC 在 1200~1400℃的高溫燃氣下的壽命可 達幾千小時,是軍用/商用航空發動機核心機熱端結構(燃燒室、高低壓渦輪)最理想的材料。Ox/Ox 的耐溫能 力低於 SiCf/SiC,但由於不存在氧化問題,壽命可達上萬小時,且成本相對較低,可應用於渦噴、渦扇發動機 噴管以及渦軸、燃氣輪機核心機的高溫部位。因 SiCf/SiC 耐溫能力更強,符合航空發動機的核心需求,且綜合 性能更好,被國內外公認為最有潛力的發動機熱結構材料之一,是目前研究和應用的重點。對於 CMC 的應用,國外中溫中載靜止件已進入批產階段,高溫中載件正在進行全壽命驗證,高溫高載轉 動件仍在探索。國外在陶瓷基複合材料構件的研究與應用方面,基於先易後難、先低溫後高溫、先靜子後轉子 的層層遞進的發展思路,充分利用現有的成熟發動機進行考核驗證。首先發展中溫(700℃~1000℃)和中等載 荷(低於 120MPa)的靜子件,如尾噴口調節片/密封片、內錐體等;再發展高溫(1000℃~1300℃)中等載荷靜 子件,如火焰筒、火焰穩定器、渦輪導向葉片和渦輪外環等;最後驗證高溫高載荷(高於 120MPa)的轉子件, 如渦輪轉子、渦輪葉片。總的來說,噴管調節片/密封片等中溫中等載荷靜止件已完成全壽命驗證並進入實際 應用和批次生產階段,可以實現減重 50%以上;燃燒室火焰筒和內外襯、導向葉片等高溫中等載荷靜止件正進 行全壽命驗證,有望進入實際應用階段,渦輪外環已進入批產階段;而渦輪轉子、渦輪葉片等高溫高載荷轉動 件尚處於探索研究階段,使用壽命與應用要求相距甚遠。軍用航空發動機一般採用SiCf/SiC尾噴管以滿足隱身性能,GE 生產的 passport20 公務機發動機和F414軍用發動機採用氧化物 CMC 製造排氣裝置和封嚴片。對於軍用航空發動機而言,發動機尾噴管是重要紅外輻 射源之一,因此還需要考慮材料的隱身性能。與 Cf/SiC 以及 Ox/Ox 相比,SiCf/SiC 的吸波性能更好,可實現發 動機的隱身,因此軍用航空發動機的尾噴一般採用 SiCf/SiC。GE 用於“環球”7000/8000 公務機的 passport 20 發動機採用氧化物複合材料製造整流罩、排氣混合器和中心錐,與同等級發動機相比,減少了 8%的耗油率。此 外,2011 年生產的軍用發動機 F414 開始安裝 Ox/Ox 製造的封嚴片。GE 是目前對於 SiCf/SiC 應用最成功的公司,已將其批次應用於 LEAP、GE9X 和 GE3000。2009 年,該 公司研製的 SiCf/SiC 複合材料低壓導向葉片在 F136 發動機上完成驗證,並於 2010 年完成首飛。2016 年在 LEAP 發動機的渦輪外環率先使用 SiCf/SiC 複合材料並已批產,顯著降低冷氣的消耗量並顯著改善外環的服役特性和 使用壽命,一台 LEAP 發動機有 18 個 CMC 零件,總重量為 1kg。繼而在新型 GE9X 商用發動機的燃燒室內襯 和外襯、兩級導向葉片和一級渦輪外環共五個部件使用了該材料,耗油率比 GE90-115B 降低 10%,該型號已於 2020 年獲得美國 FAA 適航認證,成為目前世界上推力最大的商用噴氣發動機。在燃氣輪機方面,H 型燃氣輪機 使用了 SiCf/SiC 複合材料渦輪外環,其燃燒效率創造的了世界紀錄。新一代軍用渦軸 GE3000 發動機使用了陶 瓷基複合材料,比 T700 型發動機耗油率降低 25%、全生命周期成本降低 35%,壽命延長 20%,功重比提高 65%。GE 完成了首個 CMC 低壓渦輪轉子葉片的驗證,研製的下一代軍用變循環發動機 XA1000 是 CMC 應用最 廣泛的發動機。2014 年 GE 航空集團以 F414 發動機為驗證平台,在 1650℃下經過 500 個嚴酷的循環考核,完 成了首個低壓渦輪轉子葉片的驗證。GE 在 XA100 發動機的部件使用 CMC 材料和聚合物基複合材料(PMC)等,是所有商用或軍用發動機中 CMC 使用最廣泛的發動機,與之前的產品相比,XA100 發動機的燃油效率提高了 25%,推力提升 10%,散熱能力也到了很好的改善。目前已經完成了第二台 XA100 變循環發動機的第三輪測試, 該發動機可用於 F-35 和第六代戰鬥機。2.2 SiCf/SiC 輻照穩定性好,是核工業的理想候選材料在核能領域,SiCf/SiC 複合材料以其高熔點、高熱導率、高溫穩定性、較小的中子吸收截面、優良的中子 輻照穩定性等優異性能,成為反應堆包層第一壁、流道外掛、控制桿和分流器等的理想候選材料。SiCf/SiC 有望取代鋯合金作為水堆燃料原件的包殼材料。核燃料元件是核反應堆的核心元件,它對核反應 堆的經濟與安全有直接的影響。目前正在使用的核電站多數是以鋯合金為燃料元件的輕水反應堆,然而,鋯合 金包殼本身存在著的問題包括吸氫、水中的腐蝕和芯-殼反應等,無法解決核燃料元件的長期安全性問題。 SiCf/SiC 複合材料具有高溫蒸汽腐蝕動力學低、中子經濟性高、輻照穩定性好、以及優異的高溫力學性能等特 點,被認為是理想的核燃料元件包殼材料,有希望代替鋯合金應用於輕水堆。美國通用原子公司利用 SiCf/SiC 復 合材料製備了具有三層結構的新型水堆燃料元件,內層和最外層為 SiC,中間層為 SiCf/SiC。此外,碳化矽還在高溫氣冷堆、熔鹽堆、氣冷快堆、事故容錯材料等方向具有應用前景。目前日本和美國的應用進度世界領先。2.3 Cf/SiC 在航天領域得到廣泛應用,主要用於飛行器防熱以及衛星反射鏡Cf/SiC 發展較早,在航天領域已實現成熟應用。Cf/SiC 是最早發展起來的陶瓷基複合材料,一直吸引著發 達國家投入巨資開展研究。歐美國家側重於該材料在航空航天領域的應用研究,日本則更注重其在新能源等高 技術領域的應用研究。Cf/SiC 是目前應用最為成熟的陶瓷基複合材料體系,抗氧化能力弱於 SiCf/SiC,但耐高 溫能力優於 SiCf/SiC,適用於對溫度要求高但對壽命要求相對較低的場景,在航天領域中主要作為熱結構應用, 另外還被用於衛星鏡面。Cf/SiC 可有效解決高超聲速飛行器的防熱需求和減重需求。隨著航空航天領域的不斷發展,各國對高超聲 速飛行器等技術越來越重視。由於在長時間飛行、大氣層再入飛行和跨大氣飛行時面對嚴重的燒蝕、高速氣流 的衝擊以及大梯度熱衝擊的影響,急需一種耐高溫、耐燒蝕、抗衝擊的材料解決這些問題。Cf/SiC 可實現結構防熱的一體化,滿足防熱需求的同時實現減重。在歐美等國家,Cf/SiC 在飛行器上已經得到了廣泛的應用,主 要應用在航天器的頭錐帽、機翼前緣和蓋板等。法國的 Hermes 航天器的頭錐帽和機翼前緣,美國的 NASA X-37 飛行器的組合襟翼、方向舵等結構件均採用這類材料作為高溫熱防護結構,美國 X-38 空天飛機採用防熱/結構 一體化的全 Cf/SiC 組合襟翼。2015 年 2 月,歐洲 IXV 試驗飛行器飛行成功,其熱防護系統頭錐、迎風面大面 積、翼前緣和體襟翼均採用 C/SiC 複合材料,可以滿足超過 1600℃的服役要求,薄壁異形構件尺寸達到了米量 級,體現出很高的製備工藝水平,技術成熟度較高。Cf/SiC 被廣泛用於火箭發動機。由於 Cf/SiC 耐熱衝擊性高,對液體推進劑化學穩定性高,具有較高的抗蠕 變性,作為耐燒蝕材料和高溫結構材料在國外多種火箭發動機上得到廣泛應用。Cf/SiC 還是一種理想的空間相機結構材料。隨著空間相機解析度的逐漸提高,空間相機正朝著大口徑、長 焦距、輕量化方向發展。其中空間相機反射鏡和支撐結構是高解析度空間相機的關鍵部件,必須具有優異的力 學性能和熱穩定性。Cf/SiC 複合材料具有質量輕、剛度高、熱膨脹係數低等特點,可以極大地提高空間相機部 件的尺寸穩定性。作為衛星反射鏡材料的研究在國外已經進行了 30 多年,技術已相當成熟,美國、德國等國 家已製備出 Cf/SiC 超輕鏡面和反射鏡、微波遮蔽鏡面等光學結構。2.4 Cf/SiC 是新一代高性能剎車材料的首選,已批次應用於汽車和飛機目前廣泛用於高速列車、汽車和飛機上的剎車材料主要是粉末冶金和 C/C 複合材料。然而,粉末冶金剎車 材料存在高溫容易粘結、摩擦性能易衰退、高溫強度下降顯著、抗熱震能力差、使用壽命短等缺點;而 C/C 剎 車材料存在靜態和濕態摩擦係數低(濕態相對幹態衰減約 50%)、熱庫體積大、生產周期長(約 1200h)及生產 成本高等問題,制約了其進一步發展及應用。Cf/SiC 複合材料是近年來逐漸發展起來的一種新型高性能剎車材料,有望成為傳統粉末冶金和 C/C 復合材 料的良好替代品。Cf/SiC 複合材料具有比金屬基複合材料更低的密度、更高的強度、更好的摩擦性以及更長的 使用時限等優勢。Cf/SiC 複合材料可以看作是將 C/C 複合材料中的 C 基體替換成硬質的 SiC 基體,SiC 的加入 有效改善了複合材料的摩擦性和抗氧化性,而且摩擦性能對外界環境介質(黴菌和油污、潮濕等)不敏感。因此,Cf/SiC 複合材料被視為新一代高性能剎車材料的首選,在飛機、高鐵、汽車等制動領域具有廣闊的應用前 景。目前,Cf/SiC 剎車材料已用於高檔轎車,在高鐵上也已經得到實際應用。目前碳陶剎車盤價格偏高,因此 多應用於高檔汽車,保時捷、法拉利、奧迪 A8L 等高檔汽車都已應用碳陶剎車材料。法國 TGV-NG 高速列車 和日本新幹線也已試用 Cf/SiC 閘瓦。美國 Starfire 公司研究先驅體轉化法製備 Cf/SiC 剎車材料,並已應用於摩 托車剎車片。碳陶剎車材料對於軍機意義重大,中國飛機碳陶剎車盤技術世界領先。碳陶剎車材料耐海水、耐鹽霧腐蝕 性強,抗熱震和抗衝擊能力強,還能實現澆水快速冷卻,冷卻時間大大縮短,對於軍機戰略意義非同凡響。由 西北工業大學與中航工業西安航空制動科技有限公司聯合研製的碳陶剎車盤產品,已經進入批產階段,使中國 成為國際上第一個將碳陶剎車盤成功用於飛機的國家,標誌著中國飛機剎車技術躋身於世界領先水平。該碳陶 剎車盤與上一代剎車盤相比,靜摩擦係數提高 1—2 倍,濕態摩擦性能衰減降低 60%以上,磨損率降低 50%以 上,使用壽命提高 1—2 倍。生產周期降低 2/3,生產成本降低 1/3,能耗降低 2/3,性價比提高 2—3 倍。價格 也僅相當於國外同類產品的 50%—60%。2.5 氮化矽纖維有望替代石英纖維,製備新一代導彈天線罩導彈天線罩需要具備承載、耐溫、透波、耐蝕等多功能於一體,陶瓷基透波複合材料是天線罩透波材料的 發展趨勢。天線罩透波材料的發展主要經歷了三個階段:有機透波材料、陶瓷透波材料、陶瓷基透波複合材料。(1)上世紀 40 年代,導彈的飛行速度低,無法產生較大的氣動加熱(一般低於 300℃),採用樹脂基復合 材料製備天線罩即可滿足要求。例如,美國 Boeing 公司製備“波馬克”導彈天線罩的原料為不飽和聚酯樹脂 透波材料。(2)第二階段是上世紀 50 年代至 80 年代,飛行器及導彈飛行速度有所提升,氣動加熱效果上升(約 300~1000℃),有機材料的耐溫性及高溫透波性能的缺點開始放大,無法繼續滿足天線罩的使役環境要求。因此 研究者們將目光轉向於耐高溫、耐燒蝕以及具有優良介電性能的陶瓷材料,包括氧化鋁、微晶玻璃、堇青石、 石英、氮化硼、氮化矽陶瓷等,逐漸成為製備高速飛行器天線罩的首選材料,其中一些已成功獲得了型號應用。(3)第三階段是從上世紀 80 年代至今,飛行器及導彈飛行速度進一步提升,而單相陶瓷透波材料由於自 身性能特點,在高溫下韌性和穩定性不足,逐漸達不到高速飛行所面臨的更加惡劣的環境對天線罩材料的要求。 因此通過結合各種陶瓷材料的優點,將材料最佳化設計組合為一體稱為新的研究思路,開始研究製備增強增韌的 陶瓷基透波複合材料。美國與前蘇聯都先後研發了適用於高速導彈天線罩的陶瓷基透波複合材料並成功應用。連續 Si3N4 纖維有望替代石英纖維,製備新一代高馬赫數導彈天線罩。近年來,超高音速導彈的快速發展 對耐高溫透波陶瓷纖維提出了迫切需求。目前,國內外高溫透波材料的增強體主要為石英纖維。石英纖維具有 高強度、低密度特性,且介電損耗低,可以實現寬頻透波。但是,石英纖維在高於 900℃的溫度下會因晶粒粗 化而導致強度迅速下降,從而顯著降低複合材料性能。隨著中遠端精確制導導彈的快速發展,新一代導彈的速 度提高,天線罩的工作溫度已經提升到 1000℃以上,且工作環境更加惡劣,這對高溫透波材料提出了新的需求。 連續 Si3N4 纖維的耐溫性能優於石英纖維,且當碳含量控制在 5 wt% 以下時,纖維具有良好的高溫透波性能, 因此有望替代石英纖維,用於製備新一代高馬赫數導彈天線罩,氮化矽纖維一般用於增強氮化硼和氧化矽,目 前對於氮化矽纖維天線罩的應用仍處於早期階段。2.6 全球 CMC 市場規模高速增長,CMC-SiC 佔比最高全球 CMC 市場規模高速增長,北美和歐洲佔據大部分市場,碳化矽基 CMC 市場佔比最高。根據 MARKETSANDMARKETS 統計,2022 年全球 CMC 市場規模為 119 億美元,統計範圍包含 C/C、C/SiC、Ox/Ox、 SiC/SiC。預計 CMC 市場規模將以 10.5%的 CAGR 增長,2028 年達到 216 億美元。分區域來看,北美和歐洲將 佔據大部分市場,分具體產品來看,SiC 作為基體的 CMC 市場佔比最高。目前用於國防與航空航天領域的 CMC 市場佔比最高,其次是汽車,能源領域的需求也將持續增長。CMC 極致的耐溫性能使其適用於國防與航空航天的嚴苛工作環境,但因其成本較高,國防與航空航天領域對成本敏 感度相對較低,因此對 CMC 的應用最為廣泛。汽車碳陶剎車盤對 CMC 的需求也較大。燃氣輪機以及核電領域 對 CMC 的市場需求也將持續擴大。三、CMC 工藝壁壘高,GE 的 CMC 製備已進入產業化階段3.1 陶瓷基複合材料的製備工藝:主要為纖維製備和基體製備兩個步驟CMC 元件的製備工藝複雜,壁壘極高。總體來看,陶瓷基複合材料的製備工藝分為纖維製備、預製體編 織、纖維介面層製備、基體製備和增密、機加工成型幾步。對於工作環境惡劣的 CMC 元件,如航空發動機熱 端部件,還需製備環境障塗層。氧化物 CMC 和非氧化物 CMC 的製備流程基本一致,但每個環節涉及的具體工藝有所差別。非氧化物 CMC 中,Cf/SiC 和 SiCf/SiC 的製備工藝基本一致,纖維製備過程有所差異,因 SiCf/SiC 是 CMC 研究的重點,所以 下文以 SiCf/SiC 為例描述 CMC 的製備工藝。3.1.1 SiC 纖維:成本佔 CMC 成品成本的 50%以上,主要採用先驅體轉化法製備SiC 纖維的性能對 CMC 部件性能影響極大,先驅體轉化法是製備 SiC 纖維的主流工藝,聚碳矽烷(PCS) 是常用的先驅體。根據《Silicon carbide fiber manufacturing: Cost and technology》,SiC 的成本佔 CMC 成品 的 50%以上,SiC 纖維的生產工藝主要有化學氣相沉積法(CVD)、先驅體轉化法(PD)和活性炭纖維轉化法 (CVR)。先驅體轉化法的工藝流程通常是以聚碳矽烷(PCS)為 2 先驅體,經過紡絲、交聯固化、高溫裂解、纖 維燒成等一系列工藝獲得碳化矽纖維。先驅體轉化法製備碳化矽纖維具有顯著的優勢:(1)先驅體可設計性強, 可引入 Al、B、Zr 等,改善纖維性能;(2)製成的纖維直徑細小,可直接製成絲束(400 根/束~1600 根/束)使 用,多用於編織複雜形狀的預製體。(3)先驅體陶瓷化溫度低,通過熱解過程中的氣氛調控,可控制纖維中的氧、碳等元素組成,該方法成本相對較低,已經實現工業化生產。第三代 SiC 纖維性能最優,是研發、應用的重點。日本碳公司在 1980 年首次採用先驅體轉化法製備碳化 矽纖維, 1985 年該公司開始利用該方法進行工業化生產。隨著各家公司不斷改進碳化矽的製備技術,逐漸形 成了 3 代碳化矽纖維。第一代 SiC 纖維含氧量高,抗氧化性、抗蠕變性較差,1200 ℃以上纖維性能下降嚴重, 第二代 SiC 纖維含氧量顯著下降,空氣氛圍下能耐 1400 ℃高溫。第一代和第二代 SiC 纖維增強陶瓷基復合材 料的高溫使用壽命有限,第三代 SiC 纖維進一步除去多餘的 C 和 O,力學性能在一定程度上接近純碳化矽材 料可能達到的極限,擁有更強的抗氧化能力、更高的抗拉強度,高溫處理後仍能保留 80%以上強度,最高使用 溫度極限可達到 1800 ℃,是提升 CMC 複合材料力學性能最理想的增強材料,也是 CMC 複合材料研發、應 用的重點。美日等發達國家已經形成了多個代際的 SiC 纖維產品體系,並推出了高性能、高純度、高價值的第三代 SiC 纖維產品。目前,日本碳素公司(Nippon Carbon)和宇部興產公司(Ube Industries)的 SiC 纖維產品產量最大, 能達到百噸級。美國道康寧( Dow Corning) 公司則引入 B 作為燒結助劑制得性能優異的 Sylramic,在此基礎上 再引入 N 元素去除富裕 B 元素得到晶粒更大、晶界更為乾淨的 Sylramic-iBN 纖維。3.1.2 預製體:編制纖維以滿足幾何形狀要求實際應用中,需要將纖維( 束) 編織成各種預製體,編織結構除了要滿足幾何形狀等需求外,還要儘量簡化 編織方式、降低成本,提高結構強度和熱導率等。常見的預製體形式大致分為單向纖維帶/層,2D、2. 5D 和 3D 預製體等。單向纖維層/布是最簡單的預製體形式,纖維束按一個方向平行排列,用環氧樹脂等聚合物黏結劑將纖維黏 結成所需纖維體積分數和幾何形狀的預製體,黏結劑往往會在製備基體之前被高溫處理,轉化為熱解炭(GE 的 Prepreg 工藝)。2D 預製體是由經緯兩向纖維束編織的纖維布進行層層鋪疊得到的,在鋪層過程中可調整每一層 纖維方向,但層間無纖維連接,抗剪下能力差,容易分層。為了克服 2D 預製體易分層的缺點,2.5D 預製體采 用角聯鎖的方式層層交織,增強了層間結合,這類預製體工藝簡單且層間結合強度較高,運用廣泛,但沒有沿 厚度方向的纖維分佈。另外有一種介於 2D 和 3D 之間的預製體通過針刺方式來縫合纖維布,同樣也增強了層與 層之間的連接強度,一定程度上增加了材料韌性,工藝簡單,同樣應用廣泛。3D 預製體是由多股纖維束在 3 個 相互垂直的方向上編織而成的,對強度有一定影響,但材料的各向異性被削弱。3D 編織還包括 3 維 4 向和 3 維 5 向等方式。3.1.3 介面層:SiC 纖維的表面塗層,CVI 是主流工藝介面層建立基體與纖維之間的“弱連接”以提高 CMC 性能。介面層是影響 SiCf/SiC 複合材料性能的關鍵, 是纖維與基體相連接的紐帶,也是應力傳遞的橋樑,其介面結合強度直接決定複合材料的力學性能及破壞/失效 模式,是實現 SiCf/SiC 強韌化的關鍵。通常弱的介面結合有利於碳化矽纖維與介面的脫粘,以及纖維的拔出,有利於提高複合材料的韌性。在核用環境條件下,介面層的耐高溫、耐腐蝕、抗氧化、抗輻照等性能面臨嚴峻 挑戰,往往可能成為最薄弱的環節而最先失效。因此,介面層的結構穩定性至關重要,一定程度上決定了復合 材料的服役周期。SiC 塗層與 PyC 或 BN 介面層復合方案具有優勢。為滿足力學性能和抗高溫氧化性能的要求,通常採用熱 解碳(PyC)、六方氮化硼(BN)、碳化矽,以及(SiC/PyC)n、(SiC/BN)n 等幾種材料體系。PyC 是一類被廣泛採用的 介面層,但在 400℃以上氧化氣氛下,PyC 介面層易發生氧化分解,其也能應用於核能環境,但在中子輻照下, PyC 會發生緩慢但徹底的收縮—腫脹—非晶化的轉變。BN 是另一類常用的 SiCf/SiC 複合材料介面層,抗氧化 性能優於 PyC,但不適用於核能領域。SiC 塗層抗氧化性能優於 PyC 和 BN,能有效阻止纖維的氧化損傷,但由 於單獨使用 SiC 塗層,介面結合較強,不利於複合材料的增韌。因此,SiC 塗層往往與 PyC 或 BN 介面層復合, 從而發展出(SiC/PyC)n、(SiC/BN)n 等多層復合結構介面層。CVI 是製備介面層的主流工藝。一般採用化學氣相滲透( CVI) 或聚合物浸漬裂解( PIP) 工藝製備介面層, 另外,BN 層還可用蘸涂反應工藝。PIP 和蘸涂反應法製備的介面層較為疏鬆,表面粗糙,有明顯裂紋,但這兩 種工藝簡單,對裝置要求較低。CVI 法製備的介面層表面光滑,內部緻密,無明顯缺陷常用甲烷作為先驅氣體 製備 PyC 介面層,用三氯硼烷和氨氣反映製備 BN 介面層。3.1.4 CMC 複合材料:CVI、MI 和 PIP 工藝較成熟,但存在各自的侷限性基體製備和增密的主流工藝有化學氣相滲透法(CVI)、聚合物浸漬裂解法(PIP)、熔滲法(MI)、奈米浸 漬與瞬態共晶法(NITE),現階段 CVI 法和 MI 法都已實現大規模工業化生產,PIP 法製備大型結構部件也逐 步達到實用化水平,但這 3 種製備工藝由其工作原理導致均存在顯著的侷限性,因此在製備結部件時應根據熱力學特徵選擇相應的製備工藝。對於某些特殊要求的應用領域,CMC 的製備不限於某一種製備工藝,可同時 結合多種製備方法以滿足部件的設計要求。(1)化學氣相滲透法(CVI):可製備大型薄壁複雜結構CVI 源自 CVD,是最早的製備 CMC 的工藝,先將氣態先驅體以對流、擴散的方式沉積於纖維的表面,然 後,在一定溫度下反應生成 SiC 基體,通過連續的滲透沉積,對纖維之間的縫隙進行填充,最終得到連續的 SiC 陶瓷基體。目前,常用的氣態先驅體氣體為甲基三氯矽(MTS),且基於此前驅體的 CVI 工藝也趨於成熟。CVI 法製備的優點是製備溫度低、晶型完整、力學性能優異、結構可控性高,可製備大型、薄壁、複雜結 構的部件。缺點在於成本高、工藝複雜、沉積速率慢、製備周期長,氣態先驅體從預製體表面向內部擴散,內 部易形成孔隙,不適合製備厚壁部件,並且 CVI 工藝對裝置要求較高,反應參數受多方面因素影響不易控制, 還有排放污染較大、原材料利用率較低等缺點。日本、美國和法國對 CVI 工藝開展了大量研究,法國在 CVI 工藝製備技術上擁有較大優勢,其中 Safran 集 團是最早著手研發 CVI 工藝的公司之一。利用該工藝,Safran 實現了 M88-2 發動機尾噴管外調節片的製備。國內對於 CVI 工藝製備 SiCf/SiC 複合材料也做出了卓有成效的研究。其中,西北工業大學、中南大學、 國防科技大學、中國科學院上海矽酸鹽研究所等單位均對 CVI 工藝進行了研究,並已實現工業化生產。西北 工業大學自主研發的基於 CVI 的 CMC 製造平台在產品製備的可靠性和可控性上達到了國際先進水平,基於 此項技術所製備的部件已用於部分國產發動機上。(2)熔滲法(MI):製備周期短熔滲法(MI)又稱液矽滲透法,是讓熔融的 Si 單質浸滲多孔預製體,利用毛細力使液矽進入預製體內部 與 C 反應生成緻密的 SiC 基體。MI 主要有兩類工藝路線: 一類是預浸料熔滲法(Prepreg MI) ,即採用聚合物熱解的方式引入碳源;另一類 是料漿澆注法( Slurry Cast MI),用陶瓷漿料引入 SiC 和碳源。預浸料法主要工藝步驟是首先製備纖維介面層,然後採用濕鼓纏繞制得單向纖維帶和基體帶,即預浸料帶, 預浸料帶上均浸漬了聚合物黏結劑、SiC 粉和 C 粉。然後將料帶鋪層造型,接著進行高溫處理,聚合物黏結劑 裂解成炭,形成含碳多孔體,最後液矽熔滲。採用預浸料熔滲法制得的 SiCf /SiC CMC 擁有良好的抗拉伸強度、疲勞壽命、抗蠕變性能和熱力學性能, 已經批次應用。GE 公司研究預浸料熔滲法製備 SiCf /SiC CMC 超過 25 年,其產品已成功用於現役航空發動 機的熱端部件、CFM Leap-1 發動機的渦輪外環、GE9X 的燃燒室內外襯套、兩級渦輪導葉和一級渦輪外環均采 用 Prepreg MI 工藝製造。料漿澆注法是 NASA 和 GE 等公司共同研發的 MI 技術路線,實際上是 CVI+MI 的混合工藝。與 Prepreg 路線不同,Slurry Cast 路線中,先編織預製體,後製備纖維介面層,然後用 CVI 法沉積一部分 SiC 基 體包覆介面層,保留孔隙通道。接著注入混合有 SiC(可含 C)粉的陶瓷漿料,最後液矽浸滲完成最後的基體增密。Prepreg CMC 的纖維含量更低,但抗拉強度甚至比 Slurry Cast CMC 高,一方面是由於其採用的是單向纖 維布,強度較高; 另一方面則是由於每根纖維都塗覆了完整的介面層,承載時纖維受力更均勻,介面層增韌效 果好,斷裂應變更大。SiCf /SiC CMC 的原材料中 SiC 纖維最昂貴,纖維含量降低可有效控制 CMC 的成本。MI 工藝有簡單高效、可近淨成型、製備周期短、CMC 基體緻密孔隙率低、熱導率高、抗拉強度大、抗 蠕變性能好和抗氧化能力強等優點。缺陷也很明顯: 在熔滲 Si 時溫度較高,可能會損傷介面層和纖維; 殘餘的 游離矽單質會影響材料的強度,降低材料的耐高溫能力,還需採用各種辦法去除殘留矽或摻雜金屬元素與矽反 應生成難溶矽化物,NASA 甚至在後階段研發更高耐受溫度的 N26 CMC 時,直接摒棄了 MI 工藝,轉而採用 CVI+PIP 工藝,完全杜絕多餘 Si 單質的存在。國際上反應熔滲工藝製備 SiCf/SiC 複合材料的研究主要集中在日本、美國和德國。國內中南大學、中國科 學院上海矽酸鹽研究所、國防科技大學、中國航發北京航空材料研究院、航空工業復材中心等單位在反應熔滲 法製備 SiCf/SiC 複合材料方面開展了卓有成效的研究。(3)聚合物浸漬裂解(PIP):可製備大尺寸複雜構件PIP 工藝是在真空氣氛中,將纖維預製件在先驅體溶液中浸漬,然後在惰性氣體保護下,進行交聯固化和 高溫裂解,在裂解過程中,大量的小分子氣體會從體系中溢出,導致材料出現大量的孔隙,緻密化程度低。所 以 1 次裂解往往不夠,需要多次( 5 次~12 次) 浸漬-裂解循環,直到質量不再增加或增量<1%,最終實現基 體緻密化。常見的先驅體主要是聚碳矽烷(PCS) 和聚乙烯基矽烷(PVS) 以及它們的衍生物,新型先驅體如烯丙基氫化聚碳矽烷(AHPCS) 引起了極大關注。聚碳矽烷(PCS)具有產率高、對纖維損傷小等優點,成為最常見 和常用的先驅體。PIP 法製備複合材料的優點主要體現在製備溫度低,對纖維損傷小,可製備大尺寸複雜形狀的構件,可實 現近淨尺寸成型,且不會殘留矽。但耗費先驅體量多而且工藝周期長,成本高。PIP 法被廣泛認為是製造大尺寸、結構複雜部件的有效方法,西北工業大學、GE 和 NASA 等機構已經使 用這種方法製造大型結構件。(4)奈米浸漬與瞬態共晶法(NITE):製備過程簡單快捷,可用於核工業隨著對 CMC 材料性能要求的提高,NITE 工藝在 21 世紀被科研人員提出,其主要工藝流程包括通過納 米 SiC 粉末、燒結助劑、陶瓷先驅體配置成混合漿料,將隨後將漿料塗覆在 SiC 纖維的片材上,再幹燥、疊 層、熱壓燒結。NITE 工藝製備過程簡單快捷,產品孔隙率低、熱導率高、結晶程度好,能成功應用於核工業領域,但該 工藝所製備的材料的形狀較為簡單,目前難以製備複雜的構件,且由於其燒結溫度較高,在製備過程中也需要 保持材料的性能及微觀結構不產生損耗。對 NITE 工藝的研究主要集中在日本和美國,已實現面向核能領域的 CMC 工業化生產。由於 NITE 工藝 的燒結溫度一般較高(> 1700 ℃),對碳化矽纖維的耐高溫性能要求較高。因此,目前,基於 NITE 工藝的研究 主要集中在日本和美國等擁有耐高溫性能更好的第三代碳化矽纖維的國家。其中,日本京都大學和美國橡樹嶺 實驗室經過多年的積累,已經基本實現 SiCf/SiC 複合材料的工業化生產,主要是面向服役環境極端苛刻的核能 用 SiCf/SiC 複合材料。中國在 NITE 工藝製備 SiCf/SiC 複合材料的研究鮮有報導,主要是以碳纖維替代碳化 矽纖維,對熱壓燒結溫度、燒結助劑等對複合材料性能的影響做了一些探索研究,包括中國科學院上海矽酸鹽 研究所、國防科技大學、湖南大學等。(5)復合工藝復合工藝主要是將兩種或多種工藝相結合,利用多種工藝的優勢,提高 CMC 材料的密度,最佳化材料的微 觀結構,縮短製備周期和生產成本。主流的三類工藝都有各自的優缺點,但將兩種工藝結合的混合工藝可揚長 避短,得到性能優良的 SiCf /SiC CMC。為徹底消除多餘 Si,提高 CMC 耐溫能力,NASA 的 N26 及 後 續 耐 高 溫 SiCf /SiC 均採用了 CVI+PIP 混合工藝路線。3.1.5 環境障塗層:防止 CMC 受高溫水蒸氣侵蝕,主要由 APS 工藝製備環境障塗層(EBC)保護 CMC 免受燃氣中的高溫水蒸氣侵蝕。SiC 的抗氧化性來自表面的 SiC 在>800℃ 時氧化生成的 SiO2 薄層,這層 SiO2 的熱穩定性好,抗氧化能力強,可保護內部 SiC 在 1200℃以上都不被氧化。 但是航空發動機的碳氫燃料在燃燒後生成的燃氣中含有 10%水蒸氣,在>1200℃的溫度下,高溫高壓高速的水 蒸氣與 SiO2 反應生成揮發性物質 Si(OH)4,氧化物保護層被消耗,然後 SiC 生成 SiO2 和 SiO2 生成 Si(OH)4 的 反應同時發生,CMC 受侵蝕加速。環境障塗層(EBC) 需要滿足四個要求: ①環境穩定性好; ②附著力強; ③與 SiC 化學相容,穩定性好; ④ CTE 與基體匹配,應力水平低。第一代EBC包含三層材料:CMC表面的矽黏結層、莫來石基的中間層以及鋇-鍶-鋁矽酸鹽(BSAS)頂層。 但在 1300℃時,EBC 開始出現玻璃相,1440℃時所有 EBC 都轉化為玻璃相,EBC 失效。第二代 EBC 採用稀土 矽酸鹽,具有更好的抗環境腐蝕能力和更高的耐溫能力。典型的第二代 EBC 由 Yb2SiO5 頂層+莫來石中間層+ 矽黏結層組成,EBC 結構和組成變化極小,性能穩定但稀土矽酸鹽也存在 CTE 不匹配的問題,再加上 SiO2 韌 性較差,EBC 會過早散裂。基於第一代和第二代 EBC 的新型 EBC 正在研發之中。已服役的第一代 EBC 主要由大氣電漿噴塗(APS)工藝製備。APS 工藝成熟可靠,但塗層往往較疏鬆,內 部存在孔隙從而影響 EBC 的熱力學性能。電子束物理氣相沉積(EB-PVD)工藝更多是用於製備高溫合金的 YSZ 熱障塗層,由於加工特性,塗層的孔隙沿厚度方向排列,並且 SiO2 蒸汽壓力高於其他組分蒸汽壓力,沉積參數不易控制,不適用於製備 EBC。另外,APS 和 EB-PVD 都是直線噴塗工藝,在複雜型面上可能會留下未噴塗區 域。基於 APS 和 EB-PVD 技術發展的 PS-PVD 和 DVD 工藝較好地解決了以上問題,但還未投入工業生產。3.2 GE 已建成垂直整合的 CMC 供應鏈,CMC 部件產量還將增長十倍GE 作為 CMC 領域的全球領導者,其製備 CMC 的工藝流程具備很高的參考價值。GE 對 CMC 的開發已 經持續了三十多年,2009-2019 年期間在該技術上的投資超過 15 億美元,早期的開發得到了美國能源部、國防 部和 NASA 的支援。GE 製備 CMC 的工藝流程為:採用 CVD 工藝給 SiC 纖維加入介面層,將纖維製成單向預 浸帶,切割成所需外形後進行堆疊,然後在熱壓罐中去除揮發性有機物並塑造零件外形,有機材料在裂解爐中 裂解形成碳橋,最後液矽熔滲製成 CMC 元件,隨後機械加工、進行檢測,最後塗覆 EBC 塗層。在 GE 將 SiC 纖維製成 CMC 成品只需不到 30 天。GE 公司從 20 世紀 80 年代末就開始預浸料-熔滲工藝製備 SiC/SiC 複合材料技術攻關,經歷 20 世紀 90 年 代的工藝探索階段、大規模驗證階段(2000—2015 年),目前已進入產業化階段(2016 年至今)。GE 在美國建 立了第一個垂直整合的 CMC 供應鏈,包括 SiC 纖維、預浸料和 CMC 部件的生產,每年可生產 20 噸 CMC 預 浸料,10 噸 SiC 纖維和超過 5 萬個 CMC 發動機部件。GE 的 CMC 供應鏈分為以下四部分:(1) 位於俄亥俄州埃文代爾總部的 CMC 快速工廠實驗室可快速評估 CMC 設計變更和製造工藝改進的 可行性。(2) 位於特拉華州紐瓦克的低速初始生產中心,為 CMC 原材料和元件展示概念生產準備和採用精益生 產實踐。(3) 位於阿拉巴馬州亨茨維爾的全速率生產設施,兩個工廠分別生產 SiC 纖維和單向預浸帶,總投資 2 億美元(美國空軍實驗室資助 2190 萬美元)。SiC 纖維工廠以 NGS(Nippon Carbon、GE 和賽峰的 合資企業,持股比例分別為 50%、25%、25%)的工廠為藍本,大大提高美國生產能夠承受 2400 ℉的 SiC 陶瓷纖維的能力。(4) 位於北卡羅納州阿什維爾的全速率生產設施,用於生產 CMC 部件。參照 NGS 合資企業的模式,GE 與 Nippon Carbon 以及賽峰合資成立 Advanced Silicon Carbide Fiber,但 GE 持股比例為 50%,新合資企業與 NGS 共同向 GE 供應 SiC 纖維。此外,GE 還與 Turbocoating 合資成立了 Advanced Ceramic Coatings 以生產 EBC。GE2019 年的報導稱,GE 和 CFM 發動機對 CMC 的需求在過去十年中增長了 20 倍,預計 CMC 部件 產量將在未來 10 年增長 10 倍。GE 2018 年就交付了 23000 個 LEAP 發動機的 CMC 渦輪外環,2019 年的計畫 為 36000 個。其他航空發動機巨頭也積極佈局 CMC,選擇的工藝路線各異。賽峰集團於 20 世紀 80 年代開始採用 CVI 工藝製備 SiC/SiC 複合材料,選用 CVI 技術主要是基於該公司前期化學氣相沉積製備 C/C 複合材料研發及工程 化方面的經驗,為了加強 CMC 的研發力量,賽峰集團於 2018 年 11 月成立了賽峰航空陶瓷技術公司,該公司位於波爾多航空園核心地帶,將致力於陶瓷基複合材料的基礎研發與生產,為發動機提供質輕耐高溫的複合材料。羅羅公司於 2015 年收購了位於美國加州的海寶(Hypertherm)高溫複合材料股份有限公司,該公司主要採用 CVI+MI 工藝製備 SiC/SiC 陶瓷基複合材料密封片,並計畫在 2025 年前後將噴管、渦輪外環整環部件等應用於 發動機。普惠公司於 2000 年前後開始研製陶瓷基複合材料,前期重點在 PIP 工藝製備 SiC/SiC 複合材料與 OX/OX 複合材料。普惠公司認為陶瓷基複合材料應用於靜止件中的價值不高,因此將把陶瓷基複合材料應用的工作重 點放在渦輪轉子葉片和燃燒室上。普惠公司於 2019 年年底宣佈在美國加利福尼亞州建立一個陶瓷基複合材料研 發基地,並計畫於 2027 年在阿什維爾建立陶瓷基複合材料渦輪葉片生產中心,將陶瓷基複合材料應用到燃燒室 內襯、葉片、噴管和其他部件。四、中國已建成相對完善的 CMC 產業鏈,航發 CMC 或迎來拐點根據西工大成來飛教授,總體來看,中國陶瓷基複合材料與國外幾乎處於並跑位置,中國在剎車、飛行器 防熱領域領跑,但在航空發動機領域還較為落後。加快發展陶瓷復材這一新材料產業是黨中央、國務院著眼建 設製造強國、保障國家安全做出的重要戰略部署,“先進結構陶瓷與複合材料”也是“十四五”國家重點研發計 劃的 7 個重點專項之一。碳化矽纖維方面,早期 SiC 纖維是中國 CMC 產業的瓶頸環節,中國自主攻克了 CMC 批次製造技術,但 由於缺少高性能碳化矽纖維,只能用碳纖維替代。目前中國已形成以國防科大、廈門大學和中南大學為中心的 三個碳化矽纖維產業叢集,第二代 SiC 纖維已實現產業化,第三代 SiC 纖維已實現技術突破,中國實驗室研發 的產品與日本同類型產品水平相近,但是生產水平還尚未達到工業化生產規模,有待進一步研究。中國第二代碳化矽纖維已發佈國家標準,標誌著相關產業已經成熟。根據全國標準資訊公共服務平台,國 家標準《低氧高碳型連續碳化矽纖維》(第二代碳化矽纖維)於 2024 年 3 月 15 日發佈,2024 年 7 月 1 日正式 實施。標準主要起草單位有:福建立亞新材有限公司、寧波眾興新材料科技有限公司、福建立亞化學有限公司、 湖南澤睿新材料有限公司、航天材料及工藝研究所、航空工業瀋陽飛機設計研究所、中國航空製造技術研究院、 中國航天標準化研究所、中國運載火箭技術研究院物資中心、廈門大學、國防科技大學、中國航發瀋陽黎明航 空發動機有限責任公司、嘉興睿創新材料有限責任公司、上海火炬電子科技集團有限公司、福建軍翔複合材料 科技有限公司。氮化矽纖維方面,國內研製連續 Si3N4 纖維的主要單位是山東工陶院、廈門大學和國防科技大學,已經實 現批產,中國基本與美、日、德、法並跑。值得注意的是,碳化矽纖維和氮化矽纖維的常用製備方法都是採用 PCS 先驅體轉化,PIP 法製備 CMC-SiC 的先驅體也為 PCS,因此 PCS 需求量較大。陶瓷基複合材料製備方面,在西北工業大學、中南大學、國防科技大學、中國科學院上海矽酸鹽研究所、 中國航發北京航空材料研究院、航空工業復材中心等單位的努力下,CVI 工藝已實現工業化生產,PIP 工藝較 為成熟,MI 工藝也有相關單位及企業佈局。航天材料及工藝研究所突破了氮化矽纖維增強陶瓷複合材料及米量 級天線罩製備技術,研製的複合材料具有優異的力學性能、抗燒蝕性能及介電性能,典型環境下的線燒蝕速率 顯著低於石英複合材料,且介電性能穩定,有望用做高溫服役環境的天線罩材料。從應用來看,Cf/SiC 方面,中國已將其作為熱結構和空間相機支撐結構等應用於飛行器和高解析度空間遙感衛星,在飛機剎車材料的應用上處於國際領先地位;SiCf/SiC 方面,國內近年來針對先進航空發動機熱端部 件開展了大量陶瓷基複合材料的研究工作,研製了各類模擬件和試驗件,如尾噴管的密封片/調節片、加力燃燒 內錐體、主燃燒室火焰筒、高壓渦輪外環、渦輪導葉等。燃燒室浮壁瓦片模擬件、全尺寸噴管調節片等分別進 行了試驗台短時考核和發動機短期掛片試車考核,構件熱態性能良好,已進入應用驗證階段,尚未實現規模化 工程應用。氮化矽纖維增強陶瓷基復材方面,尚未有開展應用的公開報導。中國航發產業對陶瓷基複合材料的需求或已出現拐點。根據中國航發公眾號 2024 年 1 月 3 日的文章,“新 年開工第一天,中國航發航材院表面工程研究所組織各專業組召開工作研討會,梳理總結前期工作、部署新一 年工作安排。2024 年,面對陶瓷基複合材料迅速增長的研製和交付需求,團隊集思廣益總結問題,制定調整措 施,形成 2024 年初步工作思路,為任務交付做好全面保障”,表明下游產業對 CMC 的需求拐點或已出現。中國 CMC 產業鏈環節相對完善,在 Cf/SiC 方面,碳纖維、碳陶剎車材料的參與企業較多,但是在 SiCf/SiC 方面,與國外相比,中國企業數量較少、單體規模較小、產業鏈薄弱,普遍存在產能有限、產品批次穩定性差、 生產成本高等問題。氮化矽方向目前還處於應用早期,少數企業已有佈局。4.1 火炬電子:背靠廈門大學,佈局 PCS、碳化矽纖維、氮化矽纖維,向下游 CMC 延伸火炬電子依託立亞系子公司開展 PCS、SiC 纖維、Si3N4 纖維業務。火炬電子主要從事電子元器件、新材料及相關產品的研發、生產、銷售、檢測及服務業務,圍繞“元器件、新材料、國際貿易”三大戰略類股佈局。 子公司立亞化學主要從事 PCS 業務,立亞新材主要從事 SiC 纖維、Si3N4 纖維業務。公司擁有年產 30 噸產能各 類陶瓷纖維生產線,現已建成年產 100 噸各類陶瓷先驅體生產能力。立亞新材背靠廈門大學,實現第二代、第三代 SiC 纖維和氮化矽纖維的量產。立亞新材成立於 2015 年, 總投資約 20 億元,主要從事連續碳化矽、連續氮化矽等特種陶瓷纖維的研發、生產和技術服務。廈門大學在張 立同院士的帶領下建立專門的實驗室,與國際合作共同研發碳化矽纖維的製備方法,成功制得第二代和第三代 SiC 纖維,2015 年後與立亞新材合作進行了氮化矽纖維的工業化開發。公司擁有年產 30 噸產能各類陶瓷纖維生 產線,產品主要用於航空、航天等領域的熱結構件,如飛機發動機、高超聲速飛行器天線罩等,技術及產品水 平打破了國外技術壟斷和封鎖,達到國際一流水平。2015 年,公司通過技術獨佔許可方式掌握了 CASAS-300 特種陶瓷材料產業化的一系列專有技術,掌握了“高性能特種陶瓷材料”產業化的一系列專有技術,產品系列覆 蓋全面,是國內少數具備陶瓷材料規模化生產能力的企業之一,其產品性能、產能已具備穩定供貨能力。現擁 有 Cansas3200 系列低氧高碳型(第二代)碳化矽纖維、Cansas3300 系列近化學計量型(第三代)碳化矽纖維和 Cansas4100 系列連續碳化矽纖維等產品。2023 年公司《透波型連續氮化矽纖維》項目榮獲 2023 年度“SAMPE 中國創新獎”。目前公司第二代 SiC 纖維產能為 10 噸/年,第 3 代為噸級規模,同時生產小批次氮化矽(Si3N4) 纖維。10 噸級產線已於 2018 年分別通過了航空工業集團和航天科技集團的定型評審。立亞化學具有 100 噸各類陶瓷先驅體產能,規劃產能為 200 噸,近年來產銷高速增長。子公司立亞化學成 立於 2017 年 3 月,總投資 8 億元,主要從事前驅體聚碳矽烷(PCS)的研發、生產及銷售。公司突破了聚碳矽 烷(PCS)各項工程化製備關鍵技術,技術水平及產品性能均達到國際領先水平。產品主要用於製備碳化矽、 氮化矽連續纖維、製備大塊體近尺寸的碳化矽陶瓷基體、製備金屬、玻璃陶瓷表面的碳化矽塗層、微粒瀰散的 復相陶瓷。公司規劃產能 200 噸,現已建成年產 100 噸各類陶瓷先驅體生產能力。2023 年陶瓷先驅體材料產量 為 56.88 噸,同比提升 33.99%,銷售量為 38.83 噸,同比提升 86.82%。公司繼續向下游陶瓷基複合材料延伸。2023 年公司參與設立的福建泉州華興新材料產業投資合夥企業(有 限合夥)已完成下游陶瓷基複合材料相關 3 個標的項目的投資。立亞新材已具備多個 PIP 製備陶瓷基複合材料 相關專利。2018 年起,火炬電子自產新材料業務營業收入快速增加,收入佔比與毛利佔比穩步提高,業務類股重要性 不斷提升。2018 年火炬電子自產新材料業務類股實現營業收入 2567.69 萬元,2023 年提升至 1.6 億元,年復合 增長率高達 44.18%,業務規模增長迅速。4.2 蘇州賽菲:依託國防科大,實現第一代碳化矽纖維量產蘇州賽菲集團是集研發、生產、銷售和投資為一體的高新技術企業集團,業務範圍覆蓋新品開發、產品生 產、裝置製造、國際貿易、投資管理等領域。集團擁有 1 個國家工程中心、2 個省級工程中心和 1 個聯合實驗 室,分別為:高性能陶瓷纖維國家地方聯合工程研究中心、江蘇省高性能陶瓷纖維工程中心、江蘇省高性能陶瓷先驅體及複合材料工程中心和中國科學院蘇州奈米技術與奈米仿生研究所—蘇州賽菲集團有限公司奈米陶瓷 複合材料聯合實驗室。公司依託國防科大實現第一代碳化矽纖維的產業化。國防科技大學是國內最早開始研究碳化矽纖維製備的 高校,馮春祥教授團隊製備出的第一代連續 SiC 纖維 KD- I 的綜合性能與國際同類產品近同,打破了日美等國 家對於該材料的技術封鎖。2005 年蘇州賽菲集團與國防科大接洽成果轉化任務,並於 2010 年歷史性實現中國 連續碳化矽纖維的產業化,成為全球第 4 家產業化企業。年產 5 噸聚碳矽烷的製備技術”和“年產噸級連續碳 化矽纖維的製備技術”於 2013 年 1 月通過江蘇省國防工辦組織的以孫晉良院士為首的專家組的現場認定,聚碳 矽烷和連續碳化矽纖維被江蘇省科技廳認定為“高新技術產品”。公司持續擴大產業規模。江蘇賽菲新材料有限公司碳化矽(SIC)纖維製品項目由蘇州賽力菲陶纖有限公司、 蘇州賽菲集團有限公司、北京龍瀚建華投資諮詢有限公司和兩個自然人在鎮江市投資興建。該項目計畫生產聚 碳矽烷、碳化矽纖維及製品和β-SiC 微奈米粉,主要致力於碳化矽纖維和高性能陶瓷材料工程化生產。該項目 總投資 22.2 億元,主要新建廠房、購置各類裝置,年產 270 噸聚二甲基矽烷(PDMS),100 噸聚碳矽烷,10 噸碳化矽纖維、30 噸碳化矽微粉以及 15 噸高性能碳化矽製品。4.3 眾興新材:與國防科大和中科院過程所合作,建有第二代碳化矽纖維產線寧波眾興新材料科技有限公司是九江中船儀表有限責任公司(四四一廠)在寧波建設的高新技術企業,成立於 2016 年 5 月,主要從事高性能陶瓷纖維和特種陶瓷先驅體的研發、生產及銷售,產品包括聚碳矽烷、聚鋯碳矽 烷、第二代及第三代連續碳化矽纖維,產品廣泛應用於航天、航空、核工業等領域,目前已為國內多家航空航 天相關單位提供產品。公司在第二代連續 SiC 纖維與國防科大合作。國防科技大學在 Hi-Nicalon 的工藝路線基礎上,為了節約生 產成本,通過 CVC 法替代了電子束輻照交聯製備得到第二代 SiC 纖維 KD-II,公司取得國防科大第二代連續 SiC 纖維製備技術的獨家使用權,建成國內首條 10 噸級第二代連續 SiC 纖維和年產 40 噸 PCS 產線。公司與中科院合作第三代連續碳化矽纖維和復相碳化矽纖維。公司於 2019 年底和中國科學院過程工程研究 所合作引進張偉剛教授團隊發明的具有自主智慧財產權的復相碳化矽陶瓷纖維技術進行產業化開發,經過雙方技 術團隊的共同努力,取得多項重大突破,生產出耐溫性能更高的復相纖維,各項指標超過日、美產品,使寧波 眾興的纖維製備進入世界超一流水平。公司 2020 年與中科院聯合承擔寧波市《第三代連續碳化矽纖維(核用碳 化矽)產業化製備關鍵技術研究》。4.4 澤睿新材:背靠中南大學,推進低成本第三代碳化矽纖維研製澤睿新材由湖南博翔新材料有限公司碳化矽纖維事業部於 2019 年 12 月分拆成立,專注於碳化矽纖維研製 與生產,擁有全流程自主可控的碳化矽纖維生產能力,是國內領先的摻雜碳化矽纖維研發和產業化的單位,可 提供國內種類最全和產能最大的摻雜系列碳化矽纖維。澤睿新材背靠中南大學,積極推進低成本第三代碳化矽纖維研製。2020 年中南大學成立了碳化矽纖維復合 材料研究所,2022 年湖南省批准設立湖南碳化矽纖維研究院有限公司,推動碳化矽纖維產業化。創始人、首席科學家黃小忠教授為中南大學博導、中南大學碳化矽纖維複合材料研究所所長。湖南澤睿依託碳化矽纖維及其 複合材料湖南省工程實驗室、湖南省摻雜碳化矽纖維工程技術研究中心兩個省級科研平台,實現了碳化矽纖維 產業化突破,建立了規模化生產基地。先後突破摻雜碳化矽纖維的製備與產業化,完成了一代、二代、三代纖 維的技術攻關和批產,並於 2021 年 11 月完成 10 噸/年摻雜碳化矽纖維生產線建設,在建 20 噸 SiC 纖維產線。2022 年 7 月,黃小忠帶領團隊首次攻克國內第三代碳化矽纖維研製和批產製備難關,研製出了在空氣中耐溫 1500℃,1 小時強度保留率 80%的連續纖維。澤睿積極推進低成本碳化矽纖維研製,將第三代碳化矽纖維降低 到 3.5 萬元/公斤,遠低於市場價 6.9 萬元/公斤。澤睿新材在國內首次將碳化矽纖維價格降低至萬元以下。Zerafber® S20 和 Zerafber® S10 是兩款高性價比 摻雜碳化矽纖維,這兩款碳化矽纖維產品能夠在 800-1200℃的空氣中長時間使用,並在國內首次將碳化矽纖維 價格降低至萬元以下:Zerafber® S20 產品售價 8000 元/kg、Zerafber®S10 產品售價 6000 元/kg。4.5 華秦科技:與上矽所強強聯合,瞄準航發 CMC 產業化華秦科技主要從事特種功能材料,包括隱身材料、偽裝材料及防護材料的研發、生產和銷售。產品主要應 用於中國重大國防武器裝備如飛機、主戰坦克、艦船、導彈等的隱身、重要地面軍事目標的偽裝和各類裝備部 件的表面防護。公司亦圍繞航空發動機產業鏈、先進新材料產業領域持續進行業務佈局,開拓航空發動機零部 件加工、航空發動機用陶瓷基複合材料及聲學超構材料等業務或產品。公司設立子公司上海瑞華晟,實施上矽所董紹明院士及其團隊的科技成果產業化,即“航空發動機用陶瓷基 複合材料及其結構件研發與產業化項目”。2023 年 7 月,公司與上海瑞聚祥企業管理諮詢合夥企業(有限合夥)、 江蘇圖南合金股份有限公司、眭越江,共同出資設立上海瑞華晟新材料有限公司,主營業務為航空發動機用陶 瓷基複合材料及其結構件的研發、生產、銷售,公司持股比例為 51.50%。合資公司主要實施中國工程院院士董紹明先生及其團隊的科技成果產業化,即“航空發動機用陶瓷基複合材料及其結構件研發與產業化項目”,產品 應用主要包括發動機燃燒室火焰筒、渦輪外環、導向葉片、工作葉片、中心錐、噴管隔熱屏、調節片、密封片等航空發動機熱端部件。董紹明為中國工程院院士,世界陶瓷科學院院士。現任上海矽酸鹽研究所學術委員會 主任,兼任中國空間科學學會常務理事和空間材料專業委員會主任委員、美國陶瓷學會工程陶瓷分會國際委員 會委員等。長期從事陶瓷基複合材料基礎科學、精確製造和工程應用技術研究,先後主持和完成國家重點研發 計畫、國家自然科學基金、中國科學院重點部署和委託研製等 30 余項研究課題和重要任務。目前,公司已經設 立完畢,正在積極開展項目前期建設工作,項目前期投資 3.72 億元。4.6 楚江新材:產品包含特種纖維預製體、碳陶剎車盤以及熱工裝備楚江新材專注於材料的研發與製造,致力成為極具競爭力的先進材料研發製造平台型公司,堅持先進銅基 材料和軍工碳材料的“雙輪驅動”的發展戰略。產品包括精密銅帶、銅導體材料、銅合金線材、精密特鋼、碳纖 維複合材料和特種熱工裝備及新材料等六大類。公司依託子公司天鳥高新開展碳化矽纖維、氧化鋁纖維、氮化矽纖維等特種纖維的預製體業務。天鳥高新 是專業從事碳纖維、芳綸纖維、石英纖維、碳化矽纖維、氧化鋁纖維、氮化矽纖維等特種高性能纖維的應用研 究及開發,專業生產特種纖維織物、飛機碳剎車預製體、航天用碳/碳、碳/陶複合材料預製體的國家航空航天重 大工程配套企業。公司產品層間緻密、體積密度均勻、不易分層、整體穩定性好,是典型耐高溫、高承載結構/ 功能材料,廣泛應用於航空航天、國防軍工、太陽能、汽車、新能源汽車、軌道交通、無人機、風電等領域。公司通過長期的技術積累,積累了碳纖維、石墨纖維、芳綸纖維、石英纖維、碳化矽纖維、氧化鋁纖維等 特種纖維、不同織物組織結構、系列厚度和幅寬、有機無機纖維混編等技術優勢,是國內生產特種纖維布品種 齊全、性價比優勢突出的企業之一。其碳化矽纖維、氧化鋁纖維編制物產品應用於國內航天航空高性能復合材 料的預研項目。2023 年,為滿足目前中國新型飛行器連續纖維增強陶瓷基複合材料用高性能氧化鋁纖維構件織 物的急需,公司正積極推進高性能氧化鋁纖維構件織物的研製項目。公司還在研究應用於新型飛行器的新型介 電材料異型結構仿形成型預製體,實現陶瓷基透波材料的新突破。公司依託天鳥高新的子公司蕪湖天鳥佈局碳陶剎車盤業務。蕪湖天鳥為天鳥高新全資子公司,專業研發、 生產和銷售碳/碳、碳/陶複合材料製品,產品包括熱場複合材料,碳/碳、碳/陶剎車盤等,可應用於太陽能、半導 體、新能源汽車等領域。2022 年 3 月,天鳥高新首次對外公佈佈局碳陶剎車盤的計畫。2023 年,碳陶剎車盤產 品汽車主機廠合作進行研發試制。2023 年 3 月,蕪湖天鳥一期項目建成投產,完全達產後具備年產 400 噸熱場 複合材料和 2 萬片碳陶剎車盤的生產能力,為碳陶剎車盤的批次化生產奠定產能基礎。直至 2023 年底,公司的 碳陶剎車盤產品已經達到台架試驗階段。子公司頂立科技的陶瓷基複合材料熱工裝備達到國際先進水平。頂立科技專注於特種熱工裝備及新材料的 研製、生產,產品包括碳陶熱工裝備、先進熱處理熱工裝備及粉冶環保熱工裝備等。其中,公司產品複合材料 製備熱工裝備主要是指用於碳基複合材料、陶瓷基複合材料、金屬基複合材料等複合材料原料及製品生產過程 所需的各類熱工裝備,包括但不限於沉積、浸漬、裂解、高溫處理、預氧化、碳化、石墨化、提純等熱工裝備。 熱工裝備是製備陶瓷基複合材料的關鍵裝備,發達國家在熱工裝備領域對中國實行嚴格的技術封鎖。頂立科技 在特種熱工裝備領域全面實現了從跟跑到並跑,部分產品領域實現了領跑、達到國際先進或領先水平,已發展 成為國內特種熱工裝備領域創新能力強、規模大、產品系列全、技術先進的領先企業。2023 年,公司碳基/陶瓷 基複合材料化學氣相沉積爐成功入選湖南省製造業單項冠軍產品。4.7 西安鑫垚:依託西北工業大學,建設全國首個陶瓷基複合材料智能製造園區西安鑫垚依託西北工業大學陶瓷基複合材料工程中心於 2011 年 3 月成立,是以推進張立同院士主持的國家 技術發明一等獎項目“耐高溫長壽命抗氧化陶瓷基複合材料及其應用技術”的產業化為目的的高新技術企業。 西安鑫垚牽頭籌建有國家發改委批覆、行業唯一的陶瓷基複合材料製造技術國家工程研究中心,設立有博士後 工作站和省市級院士工作站,具備軍工四證,通過了智慧財產權管理體系認證。公司圍繞航空發動機、航天發動 機、飛行器防熱結構、空間輕質結構、高性能剎車、核能利用、太陽能電子七大產業領域,為航空、航天、兵器、 高校院所及民企共 50 余家單位提供著可靠的技術、產品和服務。西安鑫垚以西北工業大學超高溫結構複合材料國家級重點實驗室和自身牽頭建設的國家工程研究中心為技 術依託,形成了基礎研究、工程轉化、產業示範三個國家級平台。三個平台協同合作,形成了一條完整的科研 成果轉化鏈條:超高溫結構複合材料重點實驗室做早期技術研發,陶瓷基複合材料製造技術國家工程研究中心 做成果轉化,西安鑫垚負責提供產品量產,三者分工明確,共同推動陶瓷基複合材料發展。西安鑫垚正在建設全國首個陶瓷基複合材料智能製造園區,預計達產後年產量 100 噸,年產值 20 億元。全 國首個陶瓷基複合材料智能製造園區與 2021 年 11 月 11 日在西安閻良區航空基地開工建設,園區佔地面積 302 畝,總投資約 20 億元,包括空天飛行器防熱構件製造中心、空天發動機熱結構件製造中心、高性能碳陶剎車構 建製造中心和陶瓷基複合材料創新研發中心,預計項目建成達產後,將實現年營業收入 20 億元,淨利潤約 4 億元,稅收近 7000 萬元,新增就業崗位 2000 人。4.8 中航高科:中航復材全面佈局陶瓷基複合材料,優材百慕拓展碳陶剎車盤中航高科主營業務分為“航空新材料”和“高端智能裝備”兩大類股,業務範圍涵蓋航空新材料、高端智 能裝備、軌道交通零部件等應用領域,擁有中航復材、優材百慕、航智裝備、萬通新材四家全資或控股子公司。 子公司中航復材開展了陶瓷基複合材料相關業務,優材百慕具備碳陶剎車盤技術儲備,尚待進入市場。子公司中航復材設立超高溫複合材料研究室開展陶瓷基及碳基複合材料研究。超高溫複合材料研究室瞄準 國際先進材料發展趨勢,開拓陶瓷基及碳基複合材料專業方向,以陶瓷基及碳基複合材料構件製造工藝為核心, 從事超高溫領域材料研發、力學性能表徵評價、吸波及透波性能設計、服役工況下材料失效機理分析等研究。 研究室專業方向包括熱結構陶瓷基複合材料、高溫透波陶瓷基複合材料、雷達隱身陶瓷基複合材料、抗燒蝕陶 瓷基複合材料、炭/炭複合材料及熱防護塗層。中航復材實現基於 PIP 工藝的陶瓷基材料熱端部件小批次生產,同時發展了其他工藝。經過多年的研究、 研發和應用積累,超高溫複合材料研究室以新型製備工藝、複雜構件成型技術、預製體快速緻密化工藝等研究 為特色,開展超高溫複合材料產品的預先研究及工程化研究。發展出了以先驅體浸漬裂解(PIP)工藝為特色的 自主智慧財產權工藝路線,具備陶瓷基複合材料熱端部件小批次生產能力。同時發展出化學氣相滲透(CVI)、液 態成型裂解(LCMP)等工程化製造技術,以及熔滲法(MI)、料漿法(Slurry)等多種陶瓷基及碳基複合材料 成型工藝。產品包括碳化矽纖維增強碳化矽陶瓷基複合材料、氮化物纖維增強氮化物陶瓷基複合材料、氧化鋁 纖維增強氧化鋁陶瓷基複合材料等。優材百慕的前身是中國航空工業集團公司北京航空材料研究院的控股子公司—飛機剎車裝置廠,上世紀六、 七十年代,在國內率先開展了民航進口飛機用剎車裝置的國產化研製工作,至今已有近五十年的發展歷史,先 後完成了 33 個機型用剎車裝置零部件產品的國產化,是國內最大的民航進口飛機用剎車盤副的製造商和供應商 之一。公司目前剎車產品主要為鋼剎車盤、碳碳剎車盤,具備碳陶剎車盤技術儲備,尚待進入市場。4.9 北摩高科:碳陶剎車盤已成功用於軍機北摩高科主要從事軍民兩用航空航天飛行器、起落架著落系統及坦克裝甲車輛、高速列車等高端裝備剎車 制動產品的生產及銷售,主要產品包括剎車盤、飛機剎車控制系統及機輪、起落架和檢測試驗等,產品廣泛應 用於國防軍工、民用航空、高鐵等行業。北摩高科在碳/碳、碳/陶複合材料方面技術沉澱已久,是國內首家掌握碳/碳複合材料從預製體編織技術到 快速沉積工藝並具有全部自主智慧財產權的企業,公司的碳/碳、碳/陶產品已經廣泛應用於航空航天重點軍工裝備, 具備高可靠性、高門檻的軍工產品品質。公司持續開展碳陶制動盤的研發和應用,已成功應用於軍用飛機。2023 年 3 月,公司與索通發展股份有限公司簽署合作協議,共同開發碳/碳、碳/陶複合材料,佈局鋰電池 負極材料和電解鋁行業。在本次合作中,北摩高科主要負責碳/碳、碳/陶複合材料大型構件技術開發、生產製造。 碳/碳、碳/陶材料技術與負極材料領域具有高度融合性,與石墨材料相比,碳/碳、碳/陶複合材料具有強度更高、 承載能力更大、使用壽命更長的特點,有望逐步替代現有的石墨材料。碳/碳、碳/陶複合材料在負極材料及電解 行業等民品領域的應用,將有助於拓展北摩高科碳材料技術及產品在新領域的應用,打造“第二增長曲線”。4.10 金博股份:長纖維碳陶制動盤已批產,短纖維碳陶制動盤價格顯著低於國 外產品金博股份主要從事先進碳基複合材料及產品的研發、生產和銷售,服務於太陽能、半導體、交通、氫能、鋰 電等國家戰略性新興產業。主要產品包括碳/碳複合材料產品、碳/陶複合材料產品等,公司交通領域的產品包括 長纖碳陶制動盤、短纖碳陶制動盤、碳陶摩擦副整體解決方案。2021 年 10 月 26 日,公司成立全資子公司金博碳陶,專注於碳/陶複合材料領域的技術研發、產品製備、 市場應用等。金博碳陶通過持續不斷的技術積累與原始創新,解決了碳/陶制動盤碳化矽耐磨塗層的製備難題, 實現了高性能碳/陶塗層制動盤的批次化製備;攻克了短纖模壓碳/陶制動盤製備技術,成功開發了短纖碳/陶制 動盤產品(KBC-S 系列);推出了碳/陶摩擦副整體解決方案,打破了中國碳/陶制動系統被國外企業長期壟斷的 局面。金博碳陶實現了碳/陶制動盤從產品設計、配方開發、生產製造到應用匹配的全產業鏈的批次化製備,可為 下游車企提供高性能碳/陶摩擦副整體解決方案。目前,公司已與多家車企開展碳/陶制動盤的研發和試制,並成 為多家新能源頭部車企及新勢力造車品牌車企的碳/陶制動盤定點供應商,長纖碳/陶制動盤系列產品已形成批 量供貨,並推出短纖碳/陶制動盤(KBC-S 系列),進一步豐富碳/陶制動盤產品體系。公司短纖碳陶剎車盤的定價是 999 元,對比國外同行,價格降低了 90%。同時,金博股份和長華集團簽訂 戰略合作協議,雙方將共同開拓碳陶剎車盤應用市場,打破國外供應商在該領域的壟斷。公司已具備年產 40 萬盤碳/陶制動盤的產能,並可根據下游市場需求情況快速規劃、擴建產能。4.11 天宜上佳:碳陶制動盤面向新能源車、高端乘用車、商用車以及特種車輛天宜上佳致力於發展成為綠能新材料產品創新及產業化應用的平台型公司,主營業務已由高鐵粉末冶金閘片業務,拓展至太陽能新能源、汽車及航空航天等領域。在著力推動大交通和新能源領域碳陶新材料的產業化應 用過程中,目前已形成四大業務類股。公司碳陶制動盤面向新能源車、高端乘用車、商用車以及特種車輛。天啟智和作為國內新能源車、商用車 及特種車輛的主機廠及系統整合商供應商,主要從事高性能碳陶制動盤的研發、生產和銷售,主要客戶為國內 生產新能源車、商用車及特種車輛的主機廠及系統供應商,主要產品為新能源車、高端乘用車、商用車及特種 車輛碳陶制動盤。公司與多家車企開展合作,根據客戶技術輸入提供解決方案,全力推動碳陶制動產品產業化應用。公司已 與 20 余家汽車主機廠商及供應鏈客戶建立碳陶制動盤項目合作關係,獲得某頭部新能源車企重點車型碳陶盤 量產項目定點,已開始小批次、多批次樣件供貨;取得兩家車企合格供應商資格以及多家車企試制供應商資格; 公司已與兩家汽車主機廠簽署戰略合作協議,依託其品牌及平台,開展商用車、特種車輛高性能碳陶制動材料 核心部件研製開發工作,共同推進碳陶制動盤在商用汽車領域的應用。地鐵和商用重卡碳陶制動盤正在試驗中。公司完成了陶瓷塗層碳陶制動盤開發,產品各項性能指標達到主 機廠要求。完成了地鐵碳陶制動盤以及配套襯片的開發,各項台架驗證試驗進行中。完成商用重卡用碳陶制動 盤及其配套襯片的開發,開展了各項台架測試以及主機廠裝車路試。公司全力推動碳陶制動盤產業化建設,在四川江油產業園區加速佈局 15 萬套(60 萬盤)碳陶制動盤產線。 公司已完成四川江油產業園廠房建設,超大規格化學氣相沉積裝置已完成安裝偵錯並投入使用,部分預製體智 能針刺產線、連續滲矽產線、連續高溫產線已完成安裝偵錯,進入試制階段,江油碳陶制動盤產線建設穩步推 進中。此外,江油產業園 1:1 台架實驗室及理化實驗室已完成建設。4.12 中天火箭:佈局 CMC 耐燒蝕部件,碳陶剎車盤實現小批交付公司自成立以來主要從事小型固體火箭及其延伸產品的研發、生產和銷售,以固體火箭總體設計技術為依 托,公司形成了增雨防雹火箭、探空火箭、小型制導火箭等系列化小型固體火箭業務;以固體火箭高性能材料 技術為基礎,公司形成了炭/炭熱場材料及固體火箭發動機耐燒蝕元件等炭/炭複合材料業務;以固體火箭發動機 多參量動態測試技術為支撐,公司形成了智能計重系統以及測控類系統整合等業務。公司研發的碳陶複合材料產品主要應用於航空航天領域用熱結構部件、太陽能用熱場材料、高溫裝置用先進 熱場材料、車輛用高性能剎車等應用領域。子公司超碼科技的碳陶耐燒蝕部件產品包括 C/SiC 耐燒蝕部件、C/SiC-ZrC-TaC 耐燒部件和 SiC/SiC 耐燒蝕 結構件,其中:C/SiC 耐燒蝕部件主要用於航天火箭發動機的耐燒蝕系統,C/SiC-ZrC-TaC 耐燒部件主要用於臨 近空間飛行器和高超聲速飛行器的耐燒蝕系統,SiC/SiC 耐燒蝕結構件主要用於可重複使用的航天發動機和航空 發動機的熱防護系統。2021 年,公司開展低成本碳陶複合材料製品的研製,開展了低成本碳陶複合材料產品的 小批次試制。公司碳/陶項目完成某型號低成本首件產品交付,並開展地面熱試車試驗;某型號一體化燃燒室噴 管元件產品通過地面熱試車和飛行考核,為後續產品的研製奠定了技術基礎。2023 年,公司開展長纖碳陶非涂層盤、長纖碳陶塗層盤兩大產品類型研製以及低成本製造碳陶剎車盤的研 究,截止 2023 年底,已完成兩大產品的方案設計、工藝試驗、試驗驗證,實現小批次交付應用,汽車用碳陶剎 車片產品與三個廠家開展台架檢驗。2024 年,公司計畫碳陶剎車盤項目與 1-2 個主機廠或制動系統代理商建立合作,實現碳陶剎車盤的小批次供應。在 2024 年開展的第 95 屆全國汽車配件交易會中,超碼科技展出的乘用 車碳陶非涂層剎車盤、碳陶塗層剎車盤,重卡用碳陶剎車盤等一系列制動產品,充分展示了超碼科技在制動領 域的產品創新。4.13 博雲新材:無人機用碳陶剎車盤元件完成設計鑑定及項目驗收公司主要從事航空機輪剎車系統及剎車材料、航天用碳/碳複合材料、高性能硬質合金和稀有金屬粉體材料 等產品的研發、生產與銷售,產品主要涉及航空、航天和民用工業等領域。公司的主導產品為軍用、民用飛機 剎車副及航天用碳/碳複合材料,產品已應用在波音-737 系列、波音-757 系列、空巴-320 系列、圖-154 和多種軍 用飛機以及多種型號火箭上。公司較早開展碳陶剎車盤的研究,產品已應用於無人機領域。公司自 2017 年開展碳陶剎車盤元件的研製, 於 2018 年實現產品的定型,並繼續研發新型碳陶剎車材料研究項目。2021 年,公司無人機用碳陶剎車盤元件 研製項目完成階段性鑑定試驗,2022 年完成設計鑑定和項目驗收,推動形成碳陶材料剎車盤產品,擴展公司碳 基產品線,打開新的市場。五、投資建議陶瓷基複合材料高溫性能優異,可廣泛應用於航空航天、核電、汽車等領域,市場空間廣闊。整體來看,中國在剎車、飛行器防熱領域領跑,但在航空發動機領域還較為落後。對應到具體材料上來看,中國對於Cf/SiC的生產和應用處於國際先進水平,但是在SiCf/SiC 的生產與應用方面與國外仍有較大差距。生產方面,中國基本具備完善的SiCf/SiC 產業鏈,最大的瓶頸在於SiC 纖維的生產,中國第三代SiC 纖維已實現技術突破,實驗室研發的產品與日本同類型產品水平相近,但是生產水平還尚未達到工業化生產規模,且價格較高;應用方面,中國對於航空發動機領域的SiCf/SiC 應用還處於驗證階段,尚未實現規模化工程應用。2024 年中國航發產業對陶瓷基複合材料的需求或已出現拐點,隨著相關企業的技術突破、生產成本的降低、應用成熟度的提高,中國航發領域CMC 增長潛力巨大。SiCf/SiC 應用驗證階段對於上游原材料有較大需求,進入小批次交付以及批產階段後上游環節有望率先啟動。PCS 是生產碳化矽纖維和氮化矽纖維的先驅體,還是PIP 法製備CMC 的先驅體,需求量較大,碳化矽纖維和氮化矽纖維生產難度大,參與企業少,競爭格局較好。隨著CMC 製備技術的最佳化、上游纖維成本的降低、應用成熟度的提高,中游CMC 零部件製造企業有望迎來高速發展期。 (材料匯)
商業航天全景產業鏈圖譜:結構解構、價值分佈與生態趨勢
商業航天是一個技術密集、資本密集的宏大產業生態,其核心目標是利用市場化機制實現太空資源的利用和價值化,其產業鏈可以從多個維度進行解構。本文從 “四大產業環節” 與 “三級產業架構與價值” 兩種主流視角進行整合梳理。一、 基於產值分佈的四核環節圖譜這是根據美國衛星產業協會(SIA)的行業分類標準,也是產業價值分析的經典模型。其核心特徵是:產業鏈價值高度集中於下游。核心結論: 地面裝置製造與衛星營運服務是產業價值實現的主體,合計佔衛星產業總規模約92%。而上游的衛星製造與發射服務雖然產值佔比小(合計~9%),但技術壁壘最高,是驅動產業發展的核心引擎和當前資本投入的熱點。二、 基於技術流程的全鏈條細分圖譜為了進行更細緻的供應鏈分析,通常將產業鏈拆分為上游製造、中游發射與營運、下游應用與服務。(一)上游:研發與製造此環節是產業的基石,屬於技術密集型。1、衛星製造的價值:產業的技術基石與價值瓶頸價值定位:“0到1”的物理起點與價值創造源頭。它是整個星座組網需求的物理載體和物質基礎。沒有衛星,後續所有環節都無從談起。由於低軌衛星星座建設處於“0-1”階段,衛星製造將率先受益。價值分佈(核心在於價值高度集中且差異化):(1)衛星載荷(約佔成本50%):這是實現衛星通訊、導航或遙感等核心功能的直接部分,是衛星價值的“靈魂”。——天線分系統(以相控陣天線為高價值代表):在批產通訊衛星中,天線分系統價值佔比高達53% 。其核心部件T/R晶片技術壁壘高,是產業鏈“卡脖子”的關鍵環節之一。——轉發器分系統:價值佔比約18%。負責訊號的接收、放大和轉發,技術含量高,尤其是處理性轉發器。(2)衛星平台(約佔成本50%):為載荷正常工作提供環境保障與支援,是衛星的“軀幹”。——姿軌控系統(GNC):價值佔比約 12% 。它決定了衛星能否在預定軌道上穩定運行和精確指向,其中 星敏感器(用於高精度姿態確定)是核心高價值部件。——結構、電源、熱控、推進等系統:構成平台基礎,確保衛星的機械結構、能源、溫度控制等,其成本隨規模化生產有較大降本空間。價值邏輯:價值源於其技術密集度和批次生產對總成本的決定性影響。衛星(尤其是載荷)的高技術附加值是其價值的體現。同時,星座計畫需要成千上萬顆衛星,因此衛星的製造成本直接決定了整個星座的投資門檻,其規模化降本能力是產業得以啟動和發展的關鍵。競爭格局與盈利特徵:主要仍以航天科技集團、航天科工集團等“國家隊” 主導衛星總裝和核心分系統整合。盈利能力:由於其屬於高端製造業,其息稅前利潤率低於10%。2、火箭製造的價值:實現規模經濟的唯一通道與最大成本瓶頸(1)價值定位:“1到N”的規模部署通道與價值實現“咽喉”。火箭發射是將衛星製造的價值從地面轉移到太空的唯一手段,更是實現大規模星座組網、完成產業價值空間部署的必經之路。(2)價值分佈:——動力系統:在液體火箭總成本中佔比高達70% ,發動機的性能直接決定了火箭的運載能力、可靠性和成本。——箭體結構:包括箭體、貯箱、整流罩等,其材料選擇和製造工藝是輕量化降本的關鍵。(3)降本技術的價值:發射成本是整個星座最大的“入場券”瓶頸。其價值核心在於:“一箭多星”技術:大幅提升單次發射的衛星數量,攤薄單星發射成本。火箭可回收復用技術:一級火箭成本約佔火箭總成本的60%。實現回收復用(以SpaceX為代表),是顛覆性地降低發射成本的革命性技術路徑。(4)價值邏輯:價值源於其對星座建設節奏和總成本的決定性控制權。誰掌握了低成本、高可靠、高頻次的發射能力,誰就掌握了星座建設和商業化的主動權與速度。(5)競爭格局與盈利特徵:在中國,航天科技集團等國家隊仍為主力,但民營商業火箭公司(藍箭航天、星河動力等)正在快速湧現,致力於攻克可回收技術,這是未來的關鍵變數。盈利能力:同樣是資本技術密集型,與衛星製造類似,其息稅前利潤率低於10%。但其技術突破對整個產業鏈的降本增效具有指數級影響力。3、基礎材料支撐的價值:產業鏈的“隱形冠軍”與性能基石(1)價值定位:上游之“上游”,高可靠性的基石。為衛星和火箭提供高性能、高可靠的材料和元器件保障。(2)價值構成:——結構材料:高溫合金(用於發動機熱端部件)、鈦合金、鋁合金、碳纖維複合材料等,要求極端環境下的高強度、輕量化。——特殊功能材料:如用於熱控的導熱/隔熱材料(聚酰亞胺、氣凝膠等)。——推進劑:液氧、甲烷、煤油等,是火箭動力的來源,其純度、性能直接影響發動機效率。——電子元器件:宇航級晶片、連接器、感測器等,是各類電子系統的“細胞”。(4)價值邏輯:價值體現在其技術門檻高、認證周期長、可靠性要求苛刻。雖市場規模可能不及中下游,但一旦進入供應鏈,壁壘高、穩定性強,是支撐整個產業技術升級和國產化替代的關鍵基礎。(二)中游:發射、地面裝置與營運此環節是連接天與地的橋樑,屬於資本與營運密集型。地面裝置製造的價值:價值實現的“海量終端”與產業“主戰場”1、價值定位:產業鏈價值主體、連接使用者的“毛細血管”。在整個衛星產業營收中佔比最大(約51.6%),是產業價值的主要實現場所和需求的直接對應。2、價值構成:消費裝置(佔地面裝置產值~77.2%):——全球衛星導航裝置:是地面裝置中貢獻最大的細分領域(1119億美元),代表了成熟、大規模的消費級市場。——其他消費裝置:隨著手機直連衛星、衛星寬頻接入等技術普及,未來面向大眾的消費級衛星天線、車載終端、物聯網終端等將引爆市場,是增長潛力最大的部分。網路裝置(佔地面裝置產值~10.5%):包括信關站、控制中心、甚小口徑終端 等,是衛星網路與地面網際網路連接的“神經中樞”,建設先行性強。3、價值邏輯:價值源於其“海量使用者x單台裝置”的巨大乘數效應。任何一個成功的衛星服務,都需要數億甚至數十億的終端裝置來連接使用者,其市場空間廣闊且增長直接。4、競爭格局與盈利特徵:參與者眾多,競爭激烈,是民營企業最活躍、最易切入的領域之一(如海格通訊、華力創通、北斗星通等)。其息稅前利潤率約為5%-10%。發射服務的價值:整合資源的“總裝交付”平台1、價值定位:位於中游,是將上游的火箭製造轉化為完整商業服務的關鍵環節。2、價值構成:整合了火箭本身、發射場、測運控系統、發射保險、在軌交付等一系列資源和服務。它是使用者(營運商或衛星業主)實現“從地面到在軌”一站式交付的介面。(三)下游:應用與服務此環節是商業價值實現的終點,直接面向政府和各類使用者,市場空間最大。衛星營運與服務的價值:產業鏈的“利潤王”與價值“收割者”1、價值定位:價值變現的“現金牛”與產業高地。直接面向終端使用者(B端/G端/C端)收費,是整個產業鏈價值實現和盈利的終點,佔據了產業約40.3%的價值。2、價值構成與壁壘:——空間段營運:主要包括轉發器租賃,其核心壁壘是稀缺的軌道、頻率資源以及基礎電信營運牌照,具有極高的壟斷性。——地面段服務與應用:為政府、企業、個人提供衛星寬頻、移動通訊、物聯網、遙感資料、高精度定位等各類解決方案和服務。其價值取決於下游應用場景的拓展情況。3、價值邏輯:價值源於其高壟斷壁壘和最靠近使用者的商業模式。它直接收集使用者的訂閱費、流量費、資料服務費。一旦網路建成,其邊際服務成本極低,隨著使用者增長,利潤的彈性巨大。4、競爭格局與盈利特徵:在中國,由於極高的資質壁壘,主要由 “國家隊”主導,如 中國星網(中國衛星網路集團)、中國衛通 等,行業地位穩固。盈利能力:衛星營運的息稅前利潤率高達50%-80%,是整個產業鏈盈利能力最強的環節,遠高於上游。衛星服務業的息稅前利潤率約為 5%-30%。三、 產業鏈價值與企業分佈特徵總結價值金字塔格局穩固:產業呈現典型的“下游養上游”格局。地面裝置和衛星營運服務是主要的“現金牛”,貢獻了絕大部分收入。而上游的衛星與火箭製造雖然目前產值佔比低,但技術附加值高,是產業競爭的戰略制高點。價值實現的正向循環:產業能否最終盈利和持續發展,取決於下游應用市場的規模和盈利能力。下游應用的繁榮(如手機直連衛星、寬頻接入等),產生巨大收益,才能為上游的持續投入提供“血液”和動力,形成良性循環。中國企業生態完整但發展不均:中國已形成覆蓋全產業鏈的生態。中國已形成完整產業鏈,但衛星製造成本/產能、火箭發射成本與美國SpaceX等領先者仍有較大差距,降本是關鍵任務。——上游(製造端):“國家隊”(航天科技、科工集團及其院所)仍佔據主導和引領地位,尤其在重大型號和核心分系統上。民營企業(如藍箭航天、星河動力、銀河航天、微納星空等)在商業化創新、成本控制和細分領域突破上表現活躍,成為重要補充力量。——中下游(營運與應用端):市場參與者眾多,競爭激烈。衛星營運有中國衛通、中國星網等巨頭;地面終端及導航應用領域有大量上市公司(如海格通訊、北斗星通、華力創通等);遙感應用則湧現出中科星圖、航天宏圖等龍頭企業。投資熱點與未來趨勢:當前資本和關注點聚焦於上游,特別是受低軌星座組網需求直接驅動的衛星製造和可回收火箭發射。長期來看,隨著星座建成,產業價值將向地面終端的普及和下游多元化應用(尤其是消費級衛星網際網路)大規模轉移,開啟更大的市場空間。 (材料匯)
經濟學人如何用一張圖,三條線,完美畫出商業航天時代的分水嶺
引言:一張圖,三條線,一個時代的分水嶺當《經濟學人》用一張圖講述太空競賽時,它選擇了最簡潔的方式:三條線,三種顏色,十年跨度。美國的曲線近乎垂直拉升,中國穩步攀升,而"世界其他地區"幾乎是一條橫線。這不是一張關於火箭的圖表,而是一張關於規則改寫者的圖表。表面上,它在講發射數量。但如果你仔細看,它真正想說的是:當一個國家的航天工業被一家公司重新定義,當一家公司的能力被一個人的意志驅動,傳統的國家競爭敘事還成立嗎?第一部分:圖表拆解——資料背後的敘事選擇1.1 三條曲線,三種命運讓我們先看圖表本身:從數字看,美國和中國都實現了驚人增長。但曲線的形態才是關鍵:美國曲線:2020年前相對平緩,2020年後近乎指數級上揚。這不是漸進式增長,而是斷層式躍升。中國曲線:始終保持穩定的線性增長,斜率幾乎恆定。這是工業化擴張的典型特徵。世界其他:幾乎是一條水平線,微弱上揚。這條線的存在,是為了提供一個參照系——告訴你,真正的競賽只在兩個玩家之間進行。1.2 圖表選擇隱藏了什麼?一張圖表的價值,不僅在於它展示了什麼,更在於它選擇不展示什麼。這張圖表至少隱藏了三個關鍵維度:第一,它沒有區分商業發射與政府發射。美國的180次發射中,SpaceX一家貢獻了160次以上(約90%)。剩下的20次左右,才是NASA、ULA和其他公司的總和。換句話說,這張圖表展示的"美國航天能力",實際上是"SpaceX的能力+其他"。第二,它沒有展示任務的"價值密度"。發射一顆星鏈衛星和發射一個深空探測器,在這張圖上被同等計數。但前者的技術複雜度和戰略價值,與後者完全不在一個量級。中國2024年完成了嫦娥六號月背採樣返回——這是人類歷史上首次。但在這張圖上,它只是90次發射中的1次。第三,它沒有揭示美國曲線的脆弱性。當一個國家90%的航天發射能力集中在一家公司,而這家公司的決策權集中在一個人手中時,這條看似傲人的曲線,其實暗含巨大的系統性風險。第二部分:曲線背後的創新模型之爭2.1 美國模式:風險外包與"賭對一個人"美國航天的復興,本質上是一場成功的風險外包。2010年代初,NASA面臨困境:航天飛機退役,重型火箭研發停滯,預算被國會反覆削減。傳統承包商(波音、洛馬)的成本不斷攀升,創新速度卻越來越慢。NASA做出了一個關鍵決策:將載人航天的部分風險外包給私營企業。這就是商業乘員計畫(Commercial Crew Program)的由來。SpaceX和波音各拿到一份合同,競爭開發載人飛船。結果我們都知道了:SpaceX的載人龍飛船2020年首飛成功,至今已完成多次載人任務波音的星際線飛船2024年才勉強完成首次載人飛行,至今問題不斷這不僅是兩家公司的競爭,更是兩種創新邏輯的對決。波音代表的是傳統航天工業的路徑:成本加成合同、層層轉包、風險規避優先。SpaceX代表的是矽谷式的路徑:快速迭代、垂直整合、失敗是最好的老師。但這裡有一個經常被忽略的事實:SpaceX的成功,在很大程度上是馬斯克個人意志的產物。2008年,SpaceX瀕臨破產,獵鷹1號三連敗。馬斯克把特斯拉融資的最後一點錢投入第四次發射。如果那次再失敗,SpaceX就不存在了。這條2020年後近乎垂直的曲線,追溯其起點,是一個人在2008年的一次豪賭。2.2 中國模式:體制動員與漸進開放中國的曲線沒有那麼戲劇性,但它有另一種力量:可預測性。中國航天的發展遵循典型的"國家動員+漸進開放"路徑:第一階段(2010年代):以國家隊為主導,長征系列火箭承擔絕大多數任務。目標明確:載人航天、月球探測、北斗導航。每一步都是十年規劃的一部分。第二階段(2020年代):逐步向民營資本開放。藍箭航天、星際榮耀、天兵科技等公司開始嶄露頭角,但佔比仍然很小——2024年,民營企業只完成了90次發射中的16次,不到20%。這條穩定上升的曲線,反映的是工業體系的擴張能力,而非某個企業或個人的突破。它的優勢是:不依賴單一企業或個人戰略目標清晰,執行有保障國家意志與資源配置高度協調它的劣勢是:成本下降速度慢於美國私營企業創新的"野蠻生長"空間受限面對SpaceX這樣的對手,競爭節奏被動2.3 兩種模式的本質差異美國模式的核心假設是:市場競爭會篩選出最優解,政府只需提供需求和初始資金。中國模式的核心假設是:航天是戰略產業,不能完全交給市場,但可以逐步引入競爭。兩種假設都有其合理性,也都有其盲區。美國模式的盲區在於:如果市場沒有篩選出最優解,而是篩選出了"最敢賭的人",那會怎樣?SpaceX的成功是否可複製?還是說,它本質上是一個低機率事件的幸運結果?中國模式的盲區在於:當對手的創新速度遠超你的規劃周期時,你的"穩健"會不會變成"落後"?第三部分:成本——真正的勝負手3.1 圖表沒告訴你的關鍵數字《經濟學人》在正文中埋了一個關鍵數字:SpaceX的發射成本大約是中國的三分之一。這個數字比任何曲線都重要。讓我們做一個簡單的計算:這意味著什麼?意味著美國可以用同樣的錢做三倍的事。或者反過來說:中國要維持同樣的發射頻率,需要付出三倍的成本。這在短期內可以靠國家投入彌補,但長期來看,這是不可持續的競爭劣勢。3.2 可回收火箭:追趕者的困境SpaceX的成本優勢來源於一個核心技術:火箭垂直回收與復用。獵鷹9號的一級火箭已經實現了常態化回收,單枚火箭復用超過20次。這不僅降低了硬體成本,更重要的是縮短了發射周轉周期——同一枚火箭可以在幾周內再次發射。中國正在追趕。但這裡有一個殘酷的現實:當你在研發可回收火箭時,SpaceX已經在用可回收火箭賺錢了。追趕者面臨的困境是:你每一次試驗失敗的成本,都在為對手的領先優勢做註腳。SpaceX可以用星鏈的利潤補貼火箭研發,而你需要從國家或投資人那裡融資。第四部分:圖表的潛台詞4.1 《經濟學人》想說什麼?這張圖表的真正主角,不是中美兩國,而是一個叫馬斯克的人。《經濟學人》的敘事邏輯是這樣的:中國航天在快速崛起(事實)但美國航天崛起得更快(事實)美國的崛起主要靠SpaceX(事實)因此,中國的真正對手不是NASA,而是SpaceX(推論)而SpaceX的決策權在馬斯克手中(事實)所以,中美航天競賽的走向,在很大程度上取決於一個人的決策(潛台詞)這是一個微妙的論述。它既承認了中國航天的進步,又暗示這種進步面臨一個非對稱的競爭對手——不是一個國家,而是一個人驅動的企業。4.2 它沒說出口的擔憂但《經濟學人》沒有明確說出的是:這對美國來說,真的是好事嗎?當一個國家的戰略能力高度依賴一個人時,這個國家的戰略也就變得高度脆弱。馬斯克是一個天才,但他也是一個喜怒無常、政治立場搖擺、同時經營六七家公司的人。他的決策優先順序,不一定與美國國家利益一致。幾個月前,馬斯克曾暗示可能將SpaceX的星鏈服務提供給特定國家的軍方——這引發了五角大樓的嚴重擔憂。更根本的問題是:如果SpaceX那天出了問題——無論是技術事故、財務危機還是馬斯克本人的變故——美國的航天發射能力會瞬間縮水90%。第五部分:競賽的本質變了5.1 從"能不能做到"到"成本多低、頻率多高"太空競賽的評判標準已經徹底改變。1960年代,競賽的標準是:能不能登月? 蘇聯能,美國更能。1990年代,競賽的標準是:能不能建空間站? 俄羅斯有和平號,美國主導國際空間站。2020年代,競賽的標準變成了:你能以多低的成本、多高的頻率進入太空?這就像航空業的演變:1950年代,能造噴氣客機是了不起的成就;今天,誰能造更省油、維護成本更低的飛機,誰才是贏家。航天正在從"國家工程"變成"基礎設施"。當太空發射變成基礎設施,商業邏輯就開始主導一切。星鏈需要低成本發射才能盈利;太空旅遊需要高頻率發射才能規模化;太空製造需要可靠的貨運能力才能啟動。文章提到,全球太空經濟已經從3000億美元增長到6000億美元,預計2035年達到1.8兆美元。這個市場足夠大,但只有成本足夠低的玩家才能真正吃到蛋糕。5.2 中國的真實處境中國航天面臨的,不是"能不能做"的問題,而是"能不能做得足夠便宜"的問題。中國可以登月、建空間站、發射火星探測器——這些都已經證明了。但中國還沒有證明的是:能不能以SpaceX三分之一的成本做這些事?能不能讓民營企業在航天領域真正崛起?能不能在商業航天市場上與SpaceX正面競爭?文章提到,中國正在用實際需求支援民營航天企業——比如給它們分配一些衛星發射任務。這是一個好的開始,但距離形成真正的競爭力還有很長的路。結語:傲慢的曲線,不確定的未來這張圖表的核心洞察是:太空競賽的領先者,已經從國家變成了企業,從機構變成了個人。這既是美國的優勢,也是美國的風險;既是中國的挑戰,也可能是中國的機會。那條近乎垂直的美國曲線,看起來傲慢得無可辯駁。但傲慢的曲線往往隱藏著脆弱性。它的陡峭來自一個人的意志,它的持續依賴一個人的決策,它的未來……誰知道呢?中國的曲線沒那麼戲劇性,但它有另一種特質:可預測性和持續性。真正的問題不是"誰的曲線更陡",而是"誰的曲線更可持續"。當一個系統的成功依賴於某個天才的靈光一現,它可能創造奇蹟,也可能在某一天突然崩塌。當一個系統的成功依賴於體制的持續投入,它可能永遠無法創造奇蹟,但也不太會突然崩塌。這就是這張圖表真正想討論的問題:在一個充滿不確定性的世界裡,什麼樣的創新模式才是最優解?《經濟學人》沒有給出答案。也許,答案本身就是不確定的。 (諮詢與管理)