2022年军工电子行业有源相控阵雷达专题分析 有源相控阵技术优势显著,下游市场需求旺盛

  • 来源:浙商证券
  • 发布时间:2022/09/30
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军工电子行业有源相控阵雷达专题分析。军工高景气与技术的创新性带来有源相控阵雷达产业确定性的增长国防政策持续利好,军工行业进入高景气阶段,国防装备费用持续提升,带来雷达市场空间确定性的增长。有源相控阵雷达作为最具创新性的军工产品之一,军工产品更新换代必然带来有源相控阵雷达产业确定性的增长。军事信息化或将带来有源相控阵雷达千亿级别的市场规模军事信息化是现代化信息战争的必然走向,我国信息化建设起步晚,有源相控阵作为军事信息化的核心技术,直接受益于精确制导与军用雷达等下游市场的扩张,预计十四五期间整体市场规模将达到千亿级别。地缘局势紧张与疫情催化,有源相控阵雷达或将进入快速放量期“俄乌冲突...

1、有源相控阵技术优势显著,或将直接改变未来空天作战格局

1.1、军事与国防现代化带来信息化技术的加速发展

国家对国防和军队的现代化建设予以极高的重视,提出了 2027 年建军百年奋斗目标与 2035 基本实现社会主义现代化远景目标。考虑到信息技术对作战性能的提升,我们认 为军事与国防现代化必然带来对军事信息化的需求。 2020 年,党的十九届五中全会强化了加快国防和军队现代战略部署,提出了“确保 2027 年实现建军百年奋斗目标” 。 2021 年,《“十四五”规划和 2035 年远景目标纲要》强调 2027 年实现建军百年奋斗目 标,2035 年基本实现国防和军队现代化。 2021 年,《“十四五”规划和 2035 年远景目标纲要》明确新时代军事战略方针,制定 2027 年实现建军百年奋斗目标,2035 年基本实现国防和军事现代化与本世纪中叶全面建成 世界一流军队的国防和军队现代化新“三步走”战略。

军事信息化是现代化信息战争的必然走向。军事信息化是将目标探测跟踪、指挥控制、 火力打击、战场防护和毁伤评估等功能实现一体化,提升军队核心战斗力,或将直接改 变未来空天作战格局。 据俄军军事专家利姆诺所述,信息优势将是本百年内的战争取得胜利的主要条件,就如 同 20 世纪制空权和密集使用装甲坦克那样的条件一样。可见,信息化技术或将成为交 战双方较量的核心因素。

我国信息化建设起步晚,考虑到信息技术的突破、国产化替代进程的加速、军事信息化 的推进与国际形式等多重因素共同推进,我们认为军事信息化发展将会进入加速阶段, 带动相关产业的快速发展。 根据我国国防和军队现代化建设“三步走”战略,到 2020 年基本实现机械化,信息化建 设取得重大进展,到 2050 年实现国防和军队现代化,我国信息化水平提升空间巨大, 相关产业存在海量盈利空间。

1.2、有源相控阵雷达或将成为军事信息化的最大赢家

在现代战争环境的信息化、多样化、恶劣化的趋势下,对雷达的整体工作性能提出了更 高的要求,不仅需要全天候、大范围、实时地搜索、侦查目标,还需要精确、高效的分 析、识别、定位和跟踪目标,新需求的导入或将带来雷达产业链的升级。 以网络战与电子战为核心和支柱的信息战形式或将成为未来战争发展重点,雷达对抗与 光电对抗的作战形式的兴起带来雷达抗干扰能力的需求。隐身技术的兴起为雷达带来了新的挑战,传统雷达难以发现隐身目标,新型雷达对频率 域、空域的技术手段或措施提出了更高的要求,进而实现对隐身目标的探测。

军用雷达做为国防及军事信息化的核心技术,军事信息化的高速发展必然带来相关产 业的高景气。考虑到科技产品中新技术对老技术的取代,我们认为有源相控阵雷达作为 未来雷达确定性的发展方向,或将成为军事信息化的最大赢家。 传统雷达是由机械转动装置控制天线的指向,无法实现对快速移动目标的跟踪、搜索, 且抗干扰能力较差,无法满足现代战争中雷达技术抗侦查、抗干扰、抗隐身的要求。 无源相控阵雷达采用集中功率发射,利用无源网络来分配发射功率或利用透镜系统通过 自由空间将功率分发至相位可控的辐射单元,其与传统机械扫描雷达的区别仅在于阵列 的每一个辐射单元上接入一个移相器。

与无源相控阵雷达相比,有源相控振雷达在频宽、信号处理和冗余设计上都比传统无源 及机械扫描雷达具较大的优势,因此在探测、遥感、通信、导航、电子对抗等领域获得 广泛应用,有源相控阵雷达是未来的发展趋势。

1.3、军民两开花,有源相控阵雷达应用前景广阔

有源相控阵雷达是一项典型的通信基础技术,是军事信息化国防装备的核心部件,具 有稳定性高、抗干扰能力强等特点,考虑到新技术存量市场的替换与增量市场的使用, 我们认为有源相控阵雷达将在探测、遥感、 通信、 导航、 电子对抗领域大有所为。 毫米波有源相控阵精确制导体制是近 10 年全球发展起来的精确制导新技术,兼有毫 米波高精度、抗干扰的优势和相控阵波束指向灵活等特点,是目前精准打击型武器中最 前沿的技术之一。 探测用相控阵雷达具有快速发现并跟踪目标,快速测定目标坐标速度,能全天候使用等 特点,是空间、地面及海上目标探测感知的核心装备,因此在星载探测、地面预警、舰 载预警、机载侦查及火控、安防等领域获得广泛应用。

通信用相控阵雷达具有灵活的数据波束指向,实时多波束,通信数据吞吐量高等特点, 是空间、地面及海上通信体系中的核心装备,广泛的应在星间、星地通信,机载、舰载 等数据链系统中,极大提高了通信效率。

1.3.1、有源相控阵雷达导引头或将成为弹载武器的倍增器

现代战争精确制导化,导引头决定整个精确制导武器更新换代的方向,是价值量占比 最高的部分。有源相控阵雷达导引头未来将逐步替代无源相控阵雷达,成为弹载武器 的倍增器。 导引头作为精确制导武器的“眼睛”,可有效地把导弹和目标关联起来并输出它们之间 的相对运动信息。根据《防空导弹成本与防空导弹武器装备建设》中关于导弹按价值量 拆分的描述,导引头和动力装置占据导弹 40%~60%的成本。 雷达导引头的体制在不断迭代,有源相控阵雷达导引头凭借灵敏度较高、信号处理能力 较强、可靠性较高等特点,未来将逐步替代无源相控阵雷达,成为弹载武器的倍增器。

1.3.2、机载相控阵雷达市场潜力巨大

有源相控阵雷达产品经过多年的技术迭代升级换代得到了快速发展,产品具有扫描时 间快、抗干扰能力强、可实现多目标跟踪锁定、多功能运行、可靠性高的特点,是当前 机载雷达和舰载雷达的主流发展方向,产品主要应用于多个领域。 按照装载平台,军用雷达可分为机载雷达、舰载雷达、车载雷达及星载雷达。根据 Strategic Defense Intelligence 预测,2025 年机载与车载雷达合计将占超六成市场份额, 机载雷达有望成为市场占比最大的产品。

1.3.3、卫星互联网加速有源相控阵雷达技术的发展

由于卫星轨道和频谱资源十分有限,低轨卫星通信网络已成商业航天技术、主要大国 太空和军事战略博弈的必争之地。中国“星链”发展迫在眉睫,卫星通信市场空间广阔。 各国均开展了卫星互联网星座计划。如 Space X 在 2015 年推出 StarLink 计划,计划发 射约 1.2 万颗通信卫星。据中电科 54 所的统计,截至 2020 年 1 月,全球中轨、低轨卫 星通信星座数量共计达到 39 个,共涉及至少 12 个国家 32 家企业,计划发射超过 3.4 万颗卫星。

中国卫星网络集团推动卫星互联网全面快速发展,卫星互联网纳入“新基建”,国内多 家企业陆续推出卫星互联网星座计划,我们认为受益于国家政策与外部环境的共同驱 动,卫星互联网或将进入快速发展期进而带来有源相控阵的全新增量。 2020 年 4 月,国家发改委首次明确“新基建”范围,将卫星互联网纳入通信网络基础设 施的范围;2020 年 9 月份,一家代号为“GW”的中国公司,向国际电信联盟(ITU) 递交了频谱分配档案。档案中包括两个名为 GW-A59 和 GW-2 的宽带星座计划,其计划 发射的卫星总数量达到 12,992 颗。2021 年 4 月,中国卫星网络集团有限公司挂牌成立, 星网集团将有力地推动中国卫星互联网全面快速发展。

我国近地轨道卫星星座计划虽起步较晚,但近年来国内多个卫星星座计划也相继启动, 发展后势强劲。2018 年 12 月,航天科工集团“虹云计划”的首颗技术验证星成功发射, 并首次将毫米波相控阵技术应用于低轨宽带通信卫星。银河航天提出的“银河 Galaxy” 是国内规模最大的卫星星座计划,计划到 2025 年前发射约 1000 颗卫星。首颗试验星已 于 2020 年 1 月发射成功,通信能力达 10Gbps,成为我国通信能力最强的低轨宽带卫 星。

2、下游市场需求旺盛,“十四五”期间千亿市场空间就此打开

有源相控阵雷达广泛的应用于各类军事领域,有效的提升了武器装备的作战性能,我们 认为有源相控阵雷达在“十四五”期间军用市场空间或达千亿元。卫星互联网的民用市 场领域或将带来公司业绩的新增量。 我们认为精确制导与军事雷达或将成为有源相控阵雷达的主要军用下游市场,据报告 2.2 节测算,“十四五”期间军用市场整体份额约为 1110 亿元,精确制导预计在 500 亿 元,探测雷达预计在 610 亿元。 在民用领域,我们主要看卫星互联网带来的市场增量,其中卫星互联网在建设阶段带来 T/R 芯片及组件市场空间为 390 亿,按照五年折旧来算,建设完成后每年折旧市场空间 约为 78 亿元。

2.1、国防预算稳定增长带来广阔的市场空间

国防政策持续利好,军工行业进入高景气阶段,确定性的国防支出增长将为我国国防装 备放量提供稳定的支撑,特别带来精确制导、飞机、舰船、卫星等下游市场持续高增长, 有源相控阵雷达或将将直接受益下游市场的高景气。 参考政府预算草案,2017 年到 2022 年,我国国防支出年复合增长率为 7.4%,其中 2022 年我国国防预算达 1.45 万亿元。考虑到我国国防政策不断的强化,未来国防军费开支 或将持续保持高增长。

信息化技术发展带来战争模式的改变,国防军事信息化建设的重要程度日益彰显。随着 军改的推进,国防支出中心逐步向武器装备建设方向发展,作为核心信息化装备,有源 相控阵雷达必然将迎来新一轮快速增长。作为确定性的下一代雷达技术的发展方向,有源相控阵雷达目前已经广泛的应用于飞 机、舰船、卫星等装备中。从整个市场来看,有源相控阵雷。达的市场规模仍较小,未 来替代市场空间巨大。 根据 Forecast International 分析, 2010 年-2019 年全球有源相控阵雷达生产总数占雷 达生产总数的 14.16%,总销售额占比 25.68%。 据铖昌科技招股说明书,美国已全面将现役 F-15C、 F-15E、 F-18E 战斗机雷达升级为 有源相控阵雷达,并已在下一代驱逐舰上装备有源相控阵雷达。

2.2、精确制导与军用雷达带来稳定的千亿市场规模市场

对于有源相控阵技术的下游市场,我们重点关注的是精确制导与军用雷达。经过我们的 初步测算,“十四五”期间有源相控阵产品或将达到千亿级别的市场空间,精确制导与 军事雷达市场分别为 500 亿与 610 亿。 现在战争精确制导化,导引头决定整个精确制导武器更新换代的方向,有源相控阵雷达 导引头未来将逐步替代无源相控阵雷达,成为弹载武器的倍增器,我们预测“十四五” 期间有源相控阵雷达导引头的市场空间 500 亿元左右。

军工产业或迎中长期高速发展,国防军费或保持稳步增长,据立鼎产业研究院报道,我 国 2021 年国防预算为 1.36 万亿元(约 2090 亿美元),相比 2020 年提升 6.8%。 据理工导航招股说明书报道,国防军费约 35%为装备支持,美国导弹和弹药申请经费 占总采办经费的 8.7%,预计我国目前各类导弹市场规模约为 386 亿元,制导系统约占 总成本的 40%。 我们假设国防军费每年增速为 6.8%,对应的 2025 年国防军费预算约为 1.77 万亿元。 假设“十四五”期间,装备费用保持 35%不变,导弹和弹药经费占总装备费用比例为 8.7%。制导系统占导弹和弹药比例为 40%。我们测算 2025 年制导系统市场能达到 215 亿元,“十四五”期间总市场空间约为 948 亿元。假设有源相控阵雷达导引头占比在 50% 左右,我们预测“十四五”期间有源相控阵雷达导引头的市场空间 500 亿元左。

军用雷达应用场景多,有源相控阵雷达潜在市场广阔。经过多年发展,有源相控制技术 逐步成型,已广泛的应用于机载、舰载、车载与星载领域,参考雷达市场的增长速度, 我们预测“十四五”期间有源相控雷达市场空间为 610 亿元。 历经 40 余年的发展,当前有源相控阵技术已在全球陆基防空雷达、舰载雷达、机载 SAR、 战斗机雷达,以及天基 SAR 等作战系统广泛应用,地面远程预警、机载和舰载预警、 地面和舰艇防空系统、机载和舰载火控系统、炮位测量、靶场测量等领域也都开始推广 有源相控阵雷达技术。

Forecast International 与前瞻产业研究院,2019 年我国军用雷达市场 规模达 304 亿元,全球相控阵雷达总销售额占雷达销售额的比例约为 25.68%,2013 到 2025 年间军用雷达市场年复合增长率高达 11.5%。我们基于这些数据进行测算,预计 2025 年相控阵雷达市场空间达 150 亿元,“十四五”期间市场空间约为 610 亿元。

2.3、卫星互联网与航空外贸或将带来新的增量市场

中国卫星网络集团推动卫星互联网全面快速发展,考虑到相控阵技术在卫星通信数据 链上的应用,卫星互联网计划或带来全新的市场增量,其中建设阶段市场空间为 390 亿,每年折旧市场空间为 78 亿元。 根据 GW-A59 和 GW-2 的宽带星座计划,中国计划发射约 1.3 万颗低轨卫星。未来 宇航发布的中国商业航天产业投资报告中指出,未来单颗卫星的平均价值预计在 3000 万人民币左右。 参考艾瑞咨询 T/R 芯片成本占卫星总成本 10-20%,保守测算,以 T/R 芯片成本占总卫 星成本 10%计算,未来卫星互联网 T/R 芯片及组件市场空间为 390 亿。考虑卫星五年折 旧期,每年平均市场空间为 78 亿元。

国产航空装备出口利好消息不断,俄乌冲突或将影响俄罗斯军贸出口能力,中国武器装 备出口军贸市场有望进一步打开,我们认为军贸市场的扩张或将为相控阵雷达系统带 来全新的增量空间。 2022 年 3 月,歼 10CE 战机首次出口并交付,是中国航空高新装备出口的又一重要里 程碑。此外, FC-31 隐身战斗机、 L15 高教机等也相继传出军贸相关消息。后续全球局势动荡、世界各国国防投入趋势向上、俄罗斯受西方制裁封锁军贸出口能力 可能受到影响的背景下,中国军贸出口有望在军工行业的发展增长中扮演越发重要的角 色。

2.4、地缘局势紧张与疫情缓解,有源相控阵雷达或进入快速放量期

国防军费保持稳定增加,我们认为“俄乌冲 突”等相关事件或将进一步加速国防军费的提升。 据十三届全国人大五次会议的消息,2022 年中国国防支出 14504.5 亿元,增长 7.1%, 对比 2019 年的 11899 亿元、2020 年的 12680.05 亿元和 2021 年的 13553.43 亿元,国 防支出预算再次增加 。

考虑到 2020 年初突如其来的新冠疫情对整个社会供应链的影响与军工“十四五”武器 装备的计划,我们认为随着疫情得到控制,军事装备生产逐渐恢复正常,通过追踪产业 相关上市公司,我们认为有源相控阵产品目前已经进入快速放量期。 据环球网报道,在新冠以前之前,全球国防开支一直稳定增长,由于新冠疫情,各国政 府几乎必然会被迫削减购买军事装备(的开支),我们认为疫情的缓解或将带来军工产 业的恢复。 通过追踪有源相控阵产业链中的相关标的,我们发现公司业绩进入了快速增长期。考虑 到产业定位,相控阵 TR 芯片公司铖昌科技与 TR 组件公司公司国博电子较为突出,或 将直接受益于下游市场的爆发。

3、投资分析

3.1、产业链中民企占比低,重点关注产业中下游

有源相控阵雷达的上游市场整体竞争比较充分,产品供应较为充裕;下游主要为各系 统科研院所、总体单位等专用产品客户,市场化程度较低;中游主要由 T/R 组件及天 线公司组成,相关公司陆续上市。考虑到技术的创新性与稀缺性,重点关注中游及下游 相关上市公司。雷达按照其用途主要分为军用雷达与民用雷达两种。有源相控阵雷达下游市场整体市 场化程度较低,主要是由军工院所及其控股子公司所组成,中电科集团市场占比较大。 军用雷达发射电磁波照射目标并接收其回波,由此来发现目标并测定位置、运动方向和 速度及其它特性。民用雷达行业应用领域众多,行业格局较为分散,主要包括汽车、气 象、航空、交通以及其他领域。

相控阵 T/R 组件是相控阵雷达最核心的元器件,决定了相控阵雷达的探测能力,相控 阵 T/R组件占整个雷达造价的60%。以美国萨德反导系统的 AN/TPY-2雷达系统为例, 其中有 3 万多个天线单元,每一个天线阵列单元对应一个 T/R 组件。 有源相控阵 T/R 组件是指在雷达或通信系统中用于接收、发射一定频率的,电磁波信 号,并在工作带宽内进行幅度相位控制的功能模块,有源相控阵 T/R 组件的性能也进 一步决定了有源相控阵雷达系统的体积、重量、成本和功耗。 有源相控阵 T/R 组件的构成形式不尽相同,但其基本结构一致,主要由数控移相器、 数控衰减器、功率放大器、低噪声放大器、限幅器、环形器以及相应的控制电路、电源 调制电路组成。

有源相控阵 T/R 组件主要应用于军事雷达,军品属性明确,存在极高的技术和市场进 入壁垒,考虑到有源相控阵技术的创新性,目前相关上市公司较少。稀缺性与创新性共 同驱动必然带来相关上市公司的营收与估值的双重提升,我们重点推荐,铖昌科技,国 博电子与盛路通信。 技术壁垒:T/R 组件作为军工装备的核心元器件,对性能、可靠性要求极高,具备明显 的行业和产品技术密集型特征。 市场壁垒:相控阵 T/R 芯片的下游客户主要为军工集团及下属单位,从保密及技术安 全角度出发,对产品具有严格的遴选或许可制度,企业需获得相应的军工资质。同时, 产品一旦定型,即具有较强的路径依赖性,对供应商选择具有较强的稳定性和连贯性。

行业竞争缓和。目前,国内具备有源相控阵研制量产能力的企业主要有 5 家大型军工 集团下属单位和民营供应商。同时,几家的主要产品和应用场景差异也较明显,市场竞 争较为缓和。有源相控阵技术的高景气必然带来相关测试及服务产业的高景气。相控阵校准测试系 统可以实现对相控阵波束性能进行校准、优化及测试,为相控阵雷达与通信设备在研 发、生产及应用阶段提供校准调试与性能测试,以保障设计性能的实现与优化,或将成 为测试领域最大的赢家,我们重点推荐霍莱沃。 中国在相控阵雷达测试领域起步较晚,当前全球领先的企业有美国 NSI-MI 和法国 MVG;国内则有航天发展、华力创通、雷科防务等 A 股上市公司。虽然同属国防科工 的电磁场相关行业,但位于不同细分领域。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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