2024年军工行业2025年投资策略报告:建体系+补短板,迈入结构性增长新周期

  • 来源:中信建投证券
  • 发布时间:2024/11/25
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军工行业2025年投资策略报告:建体系+补短板,迈入结构性增长新周期。目前军工行业处于从业绩预期到业绩兑现的转折点,924以来板块最高涨幅达50%,反映的是新周期增长预期,25Q1即将进入业绩兑现阶段,板块结构性、分化性特点或将愈加明显。我们判断,随着军队人事调整和相关制度改革的逐步落地,“十四五”后期订单有望逐步下发,积压叠加新增需求,25Q1有望迎来行业经营拐点。当前军工行业已逐步进入新一轮增长周期,由“量价齐升”过渡到“量增价稳”阶段,由“平台放量”过渡到“建体系,补短板&rdqu...

一、行业情况:业绩持续承压,板块先抑后扬

1.1 行情回顾:业绩持续承压,板块先抑后扬

截止到 2024 年 11 月 21 日,军工板块呈现先抑后扬走势,军工行业自 2023 年起进入调整期,2024 年前三季度受多重因素影响,军工板块除船舶外,整体业绩持续承压。由于人事调整、订单推迟及行业 降价等因素影响,前三季度跑输大盘,随着 10 月以来反弹,军工板块全年略跑赢大盘。本年上证综指上 涨 13.29%,收于 3370.40 点。同期中证军工指数上涨 13.47%,收于 11168.67 点,跑赢大盘 0.17 个百分 点,在 29 个行业中位列第 11 名。 2024 年前三季度,受到大盘流动性和风险偏好变化的影响,叠加军工企业缺乏强劲的业绩支撑,军 工板块整体呈现震荡下跌趋势,从年初的 9857.19 点下降到 9 月末的 8060.85 点。 9 月 24 日以来,整体市场持续回暖,受人事调整基本落地、订单逐步恢复、珠海航展开幕等因素影 响,军工板块最高涨幅达 50%。一大批新技术、新成果的“全球首发、中国首展”在珠海国际航展亮 相,产生各军种及外贸订单。订单拉动下基本面预期好转,下游备产意向的需求有望转化为实质性的合 同订单,在前期低基数的基础上有望出现较大业绩改善。本轮反弹,军工板块年初至今最大涨幅位列全 行业第 3 名,反弹力度强劲。本轮反弹涨幅靠前的主要是商业航天、低空经济等新域新质方向,而传统 军工方向涨幅相对有限。

1.2 业绩回顾:前三季度业绩持续承压,产业链结构性特征初显

国防军工板块营收利润下滑,关注军工板块结构性复苏。军工板块发布 2024 年三季报,从我们跟踪 的 150 家军工板块重点公司情况来看,板块共实现营业收入 4444 亿元,同比下降 3.05%。分板块来看, 船舶和航发是两个营收维持正增长的板块,其中船舶板块在民船大周期的拉动下营业收入实现同比增长 13.59%,航发板块同比增长 0.16%。航空(除航发)、航天(弹)、航天(火箭卫星)、国防信息化、 地面兵装板块营业收入同比分别下降-4.77%、-20.04%、-19.51%、-16.69%、-11.85%。

从净利润来看,2024 年前三季度实现归母净利润 239.76 亿元,同比下降 30.78%。分板块来看,只有 船舶板块实现正增长 29.23%,航发、航空(除航发)、航天(弹)、航天(火箭卫星)、国防信息化、 地面兵装板块净利润同比分别下降-7.64%、-21.56%、-44.68%、-36.23%、-45.16%、-80.48%。

在军品采购低成本背景下,2024 年前三季度毛利率从 2023 年的 21.22%下降到 19.53%,同比下降 1.69 个百分点,净利率从 2023 年前三季度的 7.78%下降到 5.95%。产业链各环节毛利率均有所下降,其 中,中游下降幅度最大,下游下降幅度最小。中游加工制造和信息化配套毛利率分别下降 2.46%及 3.82%,上游材料和电子元器件毛利率分别下降 1.98 和 2.98,中游分系统毛利率下降幅度为 0.18%,下游 毛利率下降幅度为 0.08%。费用率角度来看,四费费率从 2023 年前三季度的 12.43%提高到 13.34%。除销 售费用绝对值下降外,研发费用、财务费用、管理费用绝对值均有所提高。研发费用提升反映军工企业 目前研发任务较重,为后续新产品研制奠定基础。财务费用增加反映了目前军品回款周期仍然较长。

从应收账款来看,2024 年前三季度应收账款绝对金额小幅下降,占营收比例提升 2.11 个百分点至 76.94%。营业收入的下降使得经营净现金流持续下降。

合同负债和存货小幅增加,反映当前部分公司订单好转并组织生产备货。板块合同负债从 2023 年前 三季度的 2044 亿元增长到 2024 年前三季度的 2121 亿元,存货从 2023 年前三季度 3275 亿元增长到 2024 年前三季度的 3360 亿元。

1.3 机构持仓:24Q3 公募基金军工持仓持续回升,静待下一轮结构性复苏

截止到 2024 年第三季度,根据公募基金前十大重仓股持股数据,持股总市值为 31447.16 亿元,相较 于 2024Q1 提升 16.14%,相较于 2024Q2 提升 18.91%;其中军工持仓总市值为 1669.81 亿元,军工股持仓 占比为 5.31%,相较于 2024Q1 最低点(4.11%)回升 1.2 个百分点,相较于 2024Q2(5.43%)微减 0.12 个 百分点。24Q3 公募基金军工持仓稳步回升,随着板块逐步进入新一轮结构性增长周期,机构持仓意愿有 望持续回暖。

分地区看,北京上海广深公募基金持军工股总市值均有所回升。2024Q3 上海地区公募基金前十大重 仓股的军工持仓最多,总市值达 586.56 亿元,相较于 24Q1 上升 28.53%,占三地公募基金持军工股总市 值的 50.42%,相较年初上升 0.52 个百分点;广深地区公募基金前十大重仓股的军工持股市值为 434.01 亿 元,相较于 24Q1 上升 35.24%,占三地公募基金持军工股总市值的 37.30%,相较年初上升 2.21 个百分 点。分公司看,其中易方达、华夏、富国、南方基金军工持股总市值较高。

公募基金持仓集中度有所下滑,优质标的仍备受青睐。2024 年三季度末,公募基金前十大重仓持股 的 20 家公司持股总市值合计 719.76 亿元,占公募基金军工持股总市值的 43.10%,持仓集中度同比 24Q1 下滑 6.24 个百分比,环比 24Q2 下滑 0.35 个百分比。其中,持有标的如中国船舶、中航光电、中航沈飞 的基金数量较多,分别为 379、181、149 家,基金持股占流通股比例分别约为 6.54%、11.15%和 6.08%, 持股比例进一步提高。

军工板块的被动型 ETF基金相较于主动型军工主题基金表现更为出色。截至 11 月 21 日,市场军工板块 的被动型 ETF 基金年初至今的平均收益为 11.19%,收益中位数为 12.92%;主动型军工主题基金年初至今的平 均收益为 5.39%,收益中位数为 5.51%。在配置策略上,被动基金 ETF 的配置策略主要是按照指数权重进行配 置,这种策略在市场整体上行时能够较好地捕捉市场的平均收益。而主动型基金由于需要对市场趋势进行预 判,可能在市场风格转换时反应不够迅速,导致业绩表现不如被动型基金。2024 年军工板块的上涨并非由以 往的传统标的带动,而是新兴领域如商业航天、低空经济等新质生产力领域的表现突出。被动基金由于其广泛 的行业覆盖,能够更好地捕捉这些新兴领域的增长机会,因此在本轮上涨中表现更佳。

1.4 宏观大势:国际局势波云诡谲,国防预算稳健增长

1.4.1 中美关系:先抑后扬,短期边际回暖,中长期战略竞争态势不变

美国将综合实力不断提升的中国视为其现实威胁。特朗普执政以来,美国政府相继出台了《国家安 全战略报告》《核态势评估报告》《国防战略报告》《印太战略报告》《对华战略方针报告》和《国防 太空战略报告》等涉及对华战略竞争的官方文件,展示出与中国进行全方位战略竞争的决心和政策思 路,使中美战略关系的竞争性更加突出。 特朗普重返白宫后或将出台更多限制政策,中美战略竞争态势大概率继续强化。一再强调“中国威 胁论”,从阿富汗撤军意在加强对亚太的军事投入,挟太平洋威胁倡议提出印太战略,并加强对韩、日 等军事盟友的控制,剑锋直指中国,预计未来我国周边形势将持续紧张。在复杂和严峻的国际军事政治 环境下,我国将继续坚持走中国特色强军之路。

重返巴厘岛,通往旧金山,中美元首会晤短期趋势回暖。2022 年 11 月,习近平主席同拜登总统在印 度尼西亚巴厘岛举行会晤,达成一系列重要共识,对中美关系产生重要深远影响。巴厘岛会晤明确了一 个方向,防止中美关系脱轨失控,找到两个大国正确相处之道;确定了一个框架,共同探讨确立中美关 系指导原则或战略性框架;启动了一个进程,将两国元首重要共识落到实处,管控和稳定中美关系。 2023 年 11 月,中美两国元首再次利用亚太经合组织(APEC)领导人非正式会晤的机会,在旧金山进 行双边互动,延续并推进“巴厘岛共识”。中美两国元首时隔一年再次面对面会晤,对推动中美关系真 正稳下来、好起来具有重要意义,对携手应对全球性挑战、推动世界和平发展亦具有重要意义。两国元 首认可双方团队自巴厘岛会晤以来讨论确立中美关系指导原则所作努力,强调要相互尊重,和平共处、 保持沟通、防止冲突、恪守《联合国宪章》,在有共同利益的领域开展合作,负责任地管控双边关系中 的竞争因素。

2024 年 4 月,中美两国元首通话,回顾了此前会晤的进展,并讨论了双边、地区和全球问题,强调 了台湾海峡和平与稳定的重要性;同月,美国国务卿布林肯访问中国。近一段时间,中美双方落实两国 元首巴厘岛会晤共识,增加高层互动,启动一系列对话机制,激活地方、民间、人文等多个领域交流合 作,双边关系出现止跌企稳的势头。 2024 年 11 月,国家主席习近平在利马再次会见美国总统拜登,并指出过去 4 年,中美关系虽然历经 跌宕起伏,但也开展了对话和合作,总体实现了稳定。我们指导双方团队通过磋商确定了中美关系的一 些指导原则,共同推动两国对话和合作重回正轨,恢复和新建了 20 多个沟通机制,在外交、安全、经 贸、财政、金融、军队、禁毒、执法、农业、气候变化、人文等领域取得了积极成果。习近平主席就台 湾、经贸科技、网络安全、南海、乌克兰危机和朝鲜半岛等问题阐明中方立场。拜登表示,美国不寻求 “新冷战”,不寻求改变中国体制,不寻求通过强化同盟关系反对中国,不支持“台湾独立”,不寻求 同中国发生冲突,不会利用台湾问题同中国竞争。美方也将继续奉行一个中国政策。美方愿在过渡期同 中方加强沟通对话,增进彼此相互认知,负责任地管控分歧。

中美长期战略竞争态势不变。在与中国开展全面战略竞争的长期态势下,美国政府出台了一系列政 策,要求产业和金融跨国公司减少对中国的投资,甚至将部分产业撤回国内。自特朗普时期开始,美国 就倡导产业链回归,发起企业召回行动。进入拜登时代,这种对华全面战略竞争的政策不仅得到延续, 还在美资对中国,尤其是高科技投资方面的限制上进一步加强。例如,美国政府阻止了英特尔等芯片制 造商在中国的扩产计划,并不断限制华尔街对中国高科技企业的融资。 拜登政府将科技竞争作为对华战略的核心,特别强调所谓的人权和民主价值观,并以此为由限制中 国科技企业,如将其列入“实体清单”。此外,美国还与盟友共同加强对中国高科技的封锁,包括在 2021 年成立的美日澳印“四边机制”和同年成立的美欧贸易与技术委员会框架下,确保关键技术标准的 掌控,以及推动数字经济的监管。拜登政府试图限制中国科技的发展,推动供应链的重组和技术限制措 施,以及建立“技术民主联盟”,旨在限制中国科技的进步和影响力。这些措施体现了美国在科技竞 争、规则制定和主权争夺方面对华压制策略不动摇。

1.4.2 地区冲突:俄乌冲突、巴以冲突长期化,其他热点地区风波不断

俄乌冲突拐点难现,冲突长期化趋势愈发清晰。俄乌战争是冷战后由联合国安理会常任理事国发动 的第一场爆发于世界核心地区、交战双方实力比较对称的现代化正规战争,加之几乎整个西方阵营都参 与了支持乌克兰,对俄罗斯实施的全方位经济、政治、文化制裁,是二战以来前所未有,动摇了二战以 来全球多边贸易体系、国际资本市场的基本原则,已经对世界经济产生了重大冲击和影响。俄乌冲突升 级以来,俄经济韧性超出美西方预期,能够支撑俄长期斗争需要。对美国来说,维持中低烈度战争,既 可以满足军工集团胃口,又可拉拢欧洲盟友配合美国遏华战略等。在欧盟内部,“援乌反俄”已成政治 正确,难以在短期内扭转。这些因素都不利于俄乌冲突在短期内根本解决。 巴以冲突愈演愈烈,全球热点地区军备竞赛加剧。2023 年 10 月 7 日,哈马斯发起大规模攻击,以色 列随后对加沙进行报复性军事行动,截至 11 月 15 日,已导致加沙地区 43764 名巴勒斯坦人死亡、 103490 人受伤。冲突外溢效应持续蔓延,从黎巴嫩到叙利亚、从也门到伊朗,地区热点交织共振,地区 不稳定性增加。据黎巴嫩卫生部门数据,自去年 10 月以来,黎以冲突已导致黎方超过 3400 人死亡。

高烈度的冲突在带来严重人道主义灾难的同时,也严重冲击地区经济,让本就困难重重的中东多国 经济“雪上加霜”。除了对中东多国经济产生冲击,热点地区军备竞赛正在加剧。短期内,中东和解潮 几乎戛然而止,在以色列和沙特阿拉伯关系正常化谈判期间出现如此大规模冲突,使得地区局势更加混 乱。冲突可能引发中东地区极端恐怖势力的暴力事件、人道主义灾难、难民危机等,而新一轮难民危机 可能会给邻国造成负担,给整个中东地区带来巨大负面影响和灾难。同时,国际油价短期内也会有一定 的波动。中东地区是重要的能源产地和航运通道,中东石油供应占全球的三分之一,冲突蔓延范围越 大,对全球经济影响越大。此外,美国等大国可能对中东进行“重新战略定位”。 台海局势紧张将成新常态,长期保持积极备战状态。近年来,中美在台湾问题上的交锋愈来愈激 烈。特朗普政府时期,签署《台湾旅行法》;推动美舰定期穿行台湾海峡;加大对台军售力度;酝酿 《台湾防卫法》;继续实施所谓的南海“航行自由行动”;推动盟友和伙伴国多边合作,严重威胁台海 局势稳定。 拜登政府上台后,在执政的第一年即谋求提升在台海的对华威慑。俄乌战争后,美国加大了介入台 湾问题的力度,一是提升对台支持,二是强化对华威慑。华盛顿通过向台北派出高层级代表团传递安抚信号,同台湾开展“战略对话”讨论美台军事合作,向台湾出售更多的武器装备,为“台军”提供训练 支持,密切美台经济联系,与台湾开展“21 世纪贸易倡议”谈判,推动台湾芯片制造企业台积电赴美建 厂,等等。此外,美国积极加强在西太平洋的军事部署和存在,拉拢盟友介入台湾问题,谋求提升台湾 的“国际空间”,力推台湾问题的国际化。美国对台政策的挑衅性和冒险性大幅上升。

佩洛西窜访台湾加剧台海紧张局势,我国公布 8 项反制措施并于台海举行联合军演。高频的日常巡 逻和军演将加速新旧武器装备的更新换代与军用耗材的消耗,维修保障装备市场有望迎来爆发。从海上 军演统计数据来看,2021 年开始,我国海上军演开始“常态化”;2022 年开始,海上军演频率达到新的 高峰,预计未来军演频率将继续维持高位。2023 年,中方参与的多国联合军演已多达 16 次。高密度中外 联合军演为历史新高,未来或将持续维持高位。2024 年 5 月,中国人民解放军东部战区组织战区陆军、 海军、空军、火箭军等兵力,位台岛周边开展“联合利剑-2024A”演习。此次演习重点演练联合海空战 备警巡、联合夺取战场综合控制权、联合精打要害目标等科目,舰机抵近台岛周边战巡,岛链内外一体 联动,检验战区部队联合作战实战能力。2024 年 10 月,中国人民解放军东部战区组织战区陆军、海军、 空军、火箭军等兵力,位台湾海峡、台岛北部、台岛南部、台岛以东,开展演习。演习重点演练海空战 备警巡、要港要域封控、对海对陆打击、夺取综合制权等科目,检验战区部队联合作战实战能力。

今年 7 月以来,中国海军演习训练显著升温。四大海域(渤海、黄海、东海、南海)硝烟此起彼伏,或是 一日之内多个海域齐开火,或是持续演训长达一个月。这表明中国海军在提升作战要素投入,锤炼组织动员能 力、快速响应能力及信息化条件下大规模、全体系联合军事行动的能力。

其他热点地区风波不断,历史遗留问题或将给全球和平发展带来隐患。2023 年,中东地区的冲突仍 在持续。其中,叙利亚内战已经进入了第 13 个年头,导致数十万人死亡、数百万平民流离失所,人道主 义危机不断加剧。同时,伊朗和以色列之间的紧张关系也持续升级,叙利亚、黎巴嫩等地区局势对抗持 续加剧。在非洲,苏丹内战 4 月爆发,冲突导致至少 4,000 名平民死亡,数百万人流离失所。

亚太地区:缅甸内乱持续、半岛局势升温。缅甸政府与少数民族武装组织之间的冲突导致了大量的 人员伤亡和流离失所。在朝鲜半岛,2023 年末韩国和美国举行为期 5 天的大规模空中演习刺激半岛局势 升温。2024 年 10 月,韩国无人机出现在了平壤上空投放传单,朝鲜炸毁并完全封闭南部边境地区与韩国 连接的通路,通过修宪明确将韩国定义为“敌对国家”。面对美韩联合施压,朝鲜或将继续更加频繁地 进行核力量展示。全球均势的弱化以及区域军备竞赛的升级或将不可避免。

1.4.3 国际局势日益严峻,国内需求持续旺盛,国防军费为保持稳健增长

2024 年 11 月 6 日凌晨,美国第 45 任总统特朗普宣布胜选,成为美国第 47 任候任总统。此外,共 和党将掌控国会参议院至少 52 席,超过半数,获得控制权。11 月 14 日,共和党再次赢得足够席位,完 成对众议院的控制。至此,共和党拿下白宫与国会两院三连胜,在特朗普上任后,其议程推行将空前顺 利。在特朗普上一任期内,美国国防预算从 2017 年奥巴马时期的约 6050 亿美元升至 2021 年的约 7400 亿美元,四年内提升 1350 亿美元。特朗普 2017 年上任后提出强军政策,以行政命令方式直接增加国防 预算。2017 至 2020 四个财年,美国单年度国防预算增加额已经超过 1300 亿美元,涨幅约 22%。而 2021 财年年度国防预算增长仅有 25 亿美元,增幅大幅下降至 0.34%主要源于美国国内日益增大的财政负债压 力,或已无力延续近年军费的高速增长。但值得注意的是,美国政府在压缩国内其他预算的情况下仍坚 定保障高基数军费总额继续增长,国防预算在特定领域的专项投入形成了近几十年美国最大规模的军用 技术研发支持。 特朗普目前提名内阁人员名单中,担任重要职位的国务卿和国家安全顾问均为对华鹰派分子,未来 中美对抗局势或将持续高压。美国当选总统特朗普提名佛罗里达州参议员马可·卢比奥(Marco Rubio) 为国务卿。卢比奥以其对华立场极端强硬而被称为“反华急先锋”。他曾因在涉华议题上的立场两次遭 到中方制裁。卢比奥主张对中国、伊朗和委内瑞拉等国家采取强硬的外交政策,与特朗普的观点相同。 他在外交政策和国家安全问题上频频表态,常以古巴移民的背景批评中国。此外,特朗普任命众议员迈 克·沃尔茨(Mike Waltz)担任美国国家安全顾问。迈克·沃尔茨现年 50 岁,曾是美国陆军特种部队的 一名成员,目前是来自佛罗里达州的美国国会众议员。沃尔茨被视作众议院中重要的对华鹰派人物之 一,曾主导并参与发起多项涉华法案。国家安全顾问的职责是就各种关键国安议题向总统提供建议,这 一职位不需经过参议院确认。

本次特朗普上任后,根据其“美国优先”的思路,美国对于其盟友的军事援助或将减少,同时下届 美国政府或继续要求其盟友增加防卫预算 GDP 占比。根据其上一任期军费增长趋势,特朗普政府或将延 续强调重估全球军事部署,在美国对其盟友提出要求的同时,提升自身国防预算专注于武器系统的研发 更新。根据 2018 年 DoD 发布报告,未来四年,美国的军事投入重点或将由传统重型装备采购转向高科技 化、高信息化、高机动性、高反应度的新型装备与新兴领域,重点发展高科技作战要求下的海空力量与 无人系统。鉴于共和党已经掌握白宫与国会参众两院,特朗普对其盟友的策略实施与国防预算的制定从 政治层面阻力将有所减轻,审批效率或将提升。参照特朗普先前政策与战略方向,世界整体国防预算或 仍将延续增长态势。 在世界安全局势严峻的背景下,全球军费持续增长。根据瑞典斯德哥尔摩国际和平研究所(SIPRI) 发布的球军费开支数据统计报告,以实际购买力计算,2023 年全球军费开支总额达到 2.443 万亿美元的 历史新高,连续第九年增长,且 6.8%的同比增幅为 2009 年以来最高。其中,北约全部 31 个成员国(当 时瑞典尚未加入)的军费开支总计 13410 亿美元,占全球的 55%。据统计,2023 年全球军费开支占全球国内生产总值(GDP)的比例升至 2.3%;各经济体平均军费开支占到其政府总开支的 6.9%,同比上升 0.4 个百分点;人均军费开支达 306 美元,创下 1990 年以来的最高水平。

根据新华网报道,2024 财年,美国防预算申请再创历史新高,达到 8420 亿美元,同比增长 3.2%。 据 NHK 新闻报道,日本防卫省宣布已确定 2024 财年的预算申请,预算总额再创新高,达到 7.7 万亿日 元(约合 529 亿美元),聚焦高超声速武器、海军战舰、F-35 战斗机等能力建设。澳大利亚国防部发布 2024 财年国防预算,总计为 525.88 亿澳元,占国内生产总值 2.04%。在充足军费支持下,军事实力相对 落后的国家对先进武器的需求大幅提升,拥有强大军事实力的国家则加大先进武器装备的研发力度,并 不断将先进武器投入使用和对外贸易。 国际局势日益严峻,国内需求持续旺盛,国防军费为保持稳健增长。2024 年 3 月 5 日,在第十四届 全国人民代表大会第二次会议上提交的预算草案显示,2024 年全国财政安排国防支出预算 16655.4 亿 元,增长 7.2%,增幅较 2023 年持平,高于 2024 年 GDP 预计增幅 5%,总额再创新高。我国国防工业正 处于快速建设发展期,国防预算将有力支撑我国军队装备建设。我国国防预算占 GDP 比例仍处于低位, 未来或有一定提升空间。近 10 年我国国防预算占 GDP 比重基本维持在 1.21%-1.32%之间,数值相对稳 定,与全球主要国家相比,我国国防预算 GDP 占比处于较低水平。

我国国防预算占 GDP 比例仍处于低位,未来或有一定提升空间。近 10 年我国国防预算占 GDP 比重 基本维持在 1.21%-1.32%之间,数值相对稳定,与全球主要国家相比,我国国防预算 GDP 占比处于较低水 平。建军百年奋斗目标的提出,为我军未来组织体系、作战理念、武器装备发展指明了方向,有望切实 加速提升我军实战化能力。实战化练兵增加了武器装备消耗,进而推动了武器装备采购和维修保障需 求。当前,我国正处于武器装备更新换代的重要时期,新型武器装备已进入批量生产交付阶段,密集的 订单下发对于国防预算的稳定增长提出了客观要求。预计十四五后期我国国防预算仍将保持 7-7.5%左右 的稳定增长,占 GDP 比重或有一定提升空间。

装备费用占比有望持续提升,有力支撑军队装备扩充以及更新换代。根据 2019 年国务院新闻办公室 发布的《新时代的中国国防》白皮书,中国国防费按用途划分,主要由人员生活费、训练维持费和装备 费构成,其中装备费用于武器装备的研究、试验、采购、维修、运输、储存等;我国装备费从 2010 年的 1,773.59 亿元上升至 2017 年的 4,288.35 亿元,复合增长率达到 13.4%,占整体国防费比例由 33.2%上升至 41.1%。未来装备费用占比有望持续提升,有力支撑军队装备扩充以及更新换代。

二、传统军工:新一轮结构性增长起点,关注增量新方向

2.1 船舶行业:水面舰艇稳步放量,水下装备蓄势待发

从国际海军发展趋势来看,以美国为代表的各主要军事国家加大对于海军的投入,主要呈现以下几 个特点: 一是美国高度重视海军军费投入。海军建设需要长期持续性的投入,从美国 2024 年军费预算来看, 装备费用中 481 亿美元用于海上力量建设,战备费用中 528 亿美元用于海军战备经费,总投入与空军相 当,高于陆军投入,说明美国高度重视海上力量的发展。 二是加大核潜艇力量部署。在日益复杂的国际政治经济背景下,核潜艇在军事威慑中的重要作用日 益凸显。2020 年以来,各主要国家加大核潜艇力量的部署,美国新增 6 艘“弗吉尼亚”级攻击型核潜 艇,俄罗斯新增 5 艘核潜艇,新一代弹道导弹核潜艇“北风之神”级已经服役,保持对美国的核力量均 衡,与此同时,英国、法国等也在增加核潜艇力量。从后续发展来看,美国正加速第五代战略核潜艇研 发列装进程,加强其战略威慑和精确打击能力。 三是电磁化、全电化是舰船发展的重要方向。电磁化、全电化仍然是舰船的重要发展方向,除美国 福特号航母已经应用了电磁弹射以及综合电力推进系统外,英国的两艘航母也应用了综合电力推进系 统。未来我们认为在高能武器有望上舰的背景下,先进舰艇全电化的趋势更加明显。 四是拓展机器人和自主系统。美国海军高度重视机器人和自主系统的能力建设。海军正在对大型机 器人系统以及人工智能应用进行概念和需求分析,扩大有人-无人海军联合舰队的覆盖范围、应变能力和 杀伤力。海军于 2024 年设立了士兵机器人作战专家等级,已经从实验转向在舰队和海军特种作战中整合 机器人和自主系统。 美国海军能力仍然处于世界领先位置。目前美国拥有 11 艘航母以及约 83 艘核潜艇,以及多艘巡洋 舰、驱逐舰以及两栖舰船。从舰队规模上仍然处于领先地位。其中,核潜艇包括 14 艘弹道导弹核潜艇以 及 69 艘攻击型核潜艇。航空母舰包括 10 艘尼米兹级核航母以及 1 艘福特级核航母。

“十四五”海军造舰高峰有望持续,呈现大型化、远洋化、智能化、电磁化四大特点

我国加快现代化海军的建设进程。我国海军包括潜艇部队、水面舰艇部队、航空兵、陆战队、岸防 部队等,下辖东部战区海军(东海舰队)、南部战区海军(南海舰队)、北部战区海军(北海舰队), 海军陆战队等。战区海军下辖基地、潜艇支队、水面舰艇支队、航空兵旅等部队。按照近海防御和远海 防卫相结合的战略要求,加快推进近海防御型向远海防卫型转变,提高战略威慑与反击、海上机动作 战、海上联合作战、综合防御作战和综合保障能力,努力建设一支强大的现代化海军。 “十四五”海军造舰高峰有望持续。未来 10 年内解放军海军将大量装备现代化新型舰艇,逐步淘汰 落后舰艇,并迅速建立现代化的海军作战力量,或将组建 4 类针对性的海上作战力量,分别是航母联合 攻击群、两栖登陆攻击群、远洋机动舰队与近海防御舰队。每支舰队由不同类型舰艇搭配组建,各自承 担不同的作战任务。随着国产 003 号航母福建舰的下水,我国已经拥有 3 艘航空母舰,但是与美国航母 相比仍然有较大差距,预计“十四五”期间,航母数量或将持续增长,围绕航母联合攻击群需求,将带 来驱逐舰、护卫舰、潜艇以及补给船舶的需求,预计将有多艘两栖登陆舰下水,以及配套的驱逐舰、护 卫舰、气垫登陆船等形成两栖攻击战斗群。我们预计,未来我国海军建设将持续增长,未来五年总体市 场规模或将达到 600 亿美元。

从海军舰船的发展趋势来看,主要呈现大型化、远洋化、智能化、电磁化四大特点。大型化和远洋 化是我国海军实现远海防卫的必然要求。055 排水量达到万吨,003 航母福建舰满载排水量达到 8 万吨, 均较此前驱逐舰、航母吨位有所提升,显示出我国新型舰船向远洋纵深发展的趋势。智能化、电磁化是 海军装备技术进步的主要方向,人工智能、电磁技术等新技术将极大推动海军装备技术变革,福建舰已 经采用了电磁弹射这一先进技术,未来无人舰艇、电磁武器等有望在海军实现应用。在新材料方面,钛 合金等耐腐蚀性能优异的金属有望在军用舰船上应用比例或将进一步提升。

船舶电力推进系统是我国军船推进系统的主要发展方向,军民两用市场空间广阔。船舶综合电力推 进技术以其空间小、灵活性高等特点是未来军船主要的发展方向,目前美国已经将船舶电力推进系统应 用于福特级航母、朱姆沃尔特驱逐舰、核潜艇等。我国相关技术正逐步走向成熟,正在从潜艇向水面舰 艇拓展。电力推进因为其突出优势,在民船中也有较高的应用价值,特别是对自动化程度要求高的船 舶。随着电力推进效率和功率技术的突破、经济性的提高,未来在民船中应用比例将持续提升。 电磁发射是目前航母舰载机最先进的弹射系统,也可应用于航天发射、轨道交通、海上风能等民用 领域。目前美国福特号航母已经应用电磁弹射系统。电磁发射系统中的电力电子技术除了在军用武器发 射形态领域的转化应用外,也可应用于民用相关领域,可广泛应用于航天发射、轨道交通、大规模智能 海上风机等民用领域,大大拓展其市场空间。 民船已经处于长周期上行阶段,利好船舶建造类企业业绩修复。2023 年以来,民船市场订单持续活 跃,新船价格继续走高。从长周期未来来看,更新需求将成为推动船舶市场新一轮复苏周期的主要动 力。随着上一轮老旧船舶逐渐进入拆解阶段,更新需求将逐步显现,更新的需求将带来船舶的新一轮复 苏周期。此轮周期将带动船舶建造行业进入长达十年的上升周期。军船稳定增长叠加民船周期复苏,船 舶制造企业有望迎来利润修复。 新船价格持续提升,高附加值船型需求旺盛,带动全球订单金额同比上涨。根据克拉克森统计数 据,2024 年 1-10 月,新船成交以金额计算累计同比增加。据克拉克森数据统计,1-10 月全球累计成交 新船订单 9251 万载重吨,同比下降 10.17%,接单金额为 1684 亿美元,同比增长 52.73%。新船价格持续 提高,截止到 2024 年 11 月份,克拉克森新造船价格指数为 189.24,较 2023 年底提高了 6%。

中国船舶企业接单份额持续提升,高质量发展效果显现。2024 年 1-9 月,我国造船完工量 3634 万载 重吨,同比增长 18.2%;新接订单量 8711 万载重吨,同比增长 51.9%;截至 9 月底,手持订单量 19330万载重吨,同比增长 44.3%。1-9 月,我国造船三大指标以载重吨计分别占全球总量的 55.1%、74.7%和 61.4%。2024 年交付船舶多为 2021 年-2022 年订单,由于从 2020 年开始新船价格单边上行,且钢材价格 从 2021 年开始下降,今年或将看到船舶企业业绩持续改善。

2.2 航发行业:产品谱系逐步丰富,产能质量瓶颈双突破

我国航发产业是武器装备中尚未完成升级换代并且供需缺口仍然很大的领域。十四五期间,产业持 续解决供给瓶颈,提升其质量水平,新机配发及旧发更换带来较大需求;下一代航发产品推进研发进 程,新材料新工艺逐渐成熟,或将成为“十五五”期间升级换代、存量更新的主要增量;同时随着列装 规模的逐渐扩大及常态化高强度演训,航空发动机维修需求将持续释放,有效支撑相关产业中上游业务 增长;受国产大飞机产业及低空经济拉动,中国航发集团重点发力民用航发产品,有望打开中远期成长 空间。

科研逐渐转批、整机配套跟随下游高增、军方修换发将起量

“十四五”期间,中国航发集团加速推进了国产航空发动机的研制工作。24 年 11 月,歼-35A 亮相 珠海航展,该型飞机采用国产发动机,随重点发动机型号逐渐成熟,科研型号转批有望在“十五五”期 间提供重要增长动能。作为飞机的主要耗材,一款战斗机寿命周期内换发约 2-3 次,并且在航空发动机本 寿命周期内需进行与新机价值量大致相等的 3 次维修,因此航发产业链是军工行业主要的长坡厚雪赛 道。

从航发动力关联交易额的变化情况可以观察航发产业链下游的交付情况变化,其中:航发动力向中 国航发的关联销售额主要为各主机厂向动力所、涡轮院及商发等研制单位交付的科研型号配套加工任 务;航发动力向中航工业的关联销售额主要为各主机厂向飞机主机厂交付的批产型号配及备发;其余非 关联交易主业则主要为军方直接采购的,用于外场演训消耗所需的换备发及维修业务。 22 年航发动力与中航工业的主机厂等的关联销售额为 172.12 亿,同比大增 22.32%,与下游飞机主机 厂的增速相匹配,成为主机厂最主要的交付部分;22 年航发向非关联方(主要为军方)销售额 154.86 亿 元,同比微增 0.43%,在我国目前强调高强度、高频次、实战化演训的背景下,外场飞机开车率及使用强度提升,航发作为列装飞机的主要耗材,随着机队列装的规模扩大及使用高峰到来,军方直采的航发备 换及维修业务将成为后续航发最主要的成长动力。20-21 年,航发动力营收中非关联交易部分基本维持 0- 10%的慢增速,没有看到爆发性的增长,主要或与军品航发在产能受限情况下的交付优先级、外场飞机的 列装阶段等有关。

产能瓶颈解决正当时,主机核心能力扩产、配套加工格局重塑

目前,我国航空发动机产业链,特别是下游,仍存在较大的供需缺口,且随着外场服役环境下的备 换修发需求释放,供需缺口将会更加拉大,因此,航发主机厂在进行新一轮的扩产提效。由于国家对供 给侧改革的相关要求,主机厂目前广泛采取“小核心、大协作”的方式,主机厂专注于扩产总装总试的 系统集成交付能力,原内部的零部件配套加工厂则采取战略合作、外委、外协的方式。 主机厂主辅分离,将有利于主机厂摆脱之前较重的资产负担,专注于核心主业,提升整体规模效应 及经营效率,同时战略供应商稳定配套,易取得低价配套优势,切实降本增效,战略供应商与主机厂深 度绑定,实现主业的下游价值延伸,同时稳定主业配套份额,取得双赢。

质量提升是航发主机厂实现交付规模增长及毛利率提升的重要途径

航空发动机是飞机空中飞行的唯一动力,具有极高的可靠性要求,因此航发的设计制造过程需要较 长的技术成熟期,通过大量的地面及飞行试验,逐渐小批量先锋试用,迭代发现并解决问题后,才具备 设计定型及批量交付条件。 新型或技术成熟度不高的航发单机交付周期长、成本较高,主要由以下原因导致:由于航空发动机特 殊的“两装两试”出厂交付程序,在技术成熟度不足时,试车会频繁地发现各种异常和故障,从而需要分解排故-复装-再试,直接导致较长的单机制造周期及成本费用。因此,中国航发集团 2021 年以党组 1 号文的形式 要求加强型号质量管理,切实解决航空发动机研制中发生的质量问题,提升型号技术成熟度,其主要抓手就是 “一次试车合格率”。一次交检合格率,尤其是整机一次试车成功率的提升,有望缩短航发整机交付周 期,提升整机交付规模,同时减少返工返修带来的成本损耗,主机厂毛利率有望迎来拐点。

着力发展民用航空,打开航发赛道广阔成长空间

中国航发在第十五届中国航展现场发布的《2024-2043 民用航空发动机市场预测报告》显示,未来 20 年,中国商用航空发动机市场巨大,预计将交付 1.9 万台,市场价值超 3000 亿美元,市场份额将超过全 球五分之一。在国产商用涡扇发动机方面,目前商发公司长江系列商用发动机研制稳步推进中。在通航 动力产品方面,自 2024 年低空经济被首次写入政府工作报告以来,我国通用航空市场发展迅速。2024 年 11 月 13 日,中国航发在珠海召开 AES100 产品发布暨通航动力产品推介会,集中推介 10 型通航动力产 品,并与 10 家重要客户签署 1500 余台通航动力产品意向采购合同,总金额超过 100 亿元。受国产大飞 机产业及低空经济拉动,民用航发产品有望打开中远期成长空间。

2.3 航空航天:整体增长稳健,关注边际改善方向

航空主力型号批产进展顺利,新机型保有量进入稳增阶段

近年,我国空军作为战略军种,积极响应“加快建设一支空天一体、攻防兼备的强大人民空军”号 召,以世界一流空军为发展目标,全面提升战略威慑、空中预警、远程打击、信息对抗、战略投送等能 力,加速推进“国土防御”向“空天一体、攻防兼备”转变。与此同时,海军战机研发持续加力,现役 机型批产列装规模加速提升;陆军装备发展持续向陆航方向倾斜,主战型号直升机有一定需求,衍生型 号遵循谱系发展路径,即将对老旧型号逐步进行换代替换。 随着海空军多种新机型在珠海航展上的首次亮相,我国航空装备或进入列装新周期。2024 年的珠海 航展上,除已经列装部队的歼-20、歼-16、运-20、运油-20A 等 7 个型号外,空军中型隐身多用途战斗机 歼-35A、新型查打一体无人机以及海军歼-15D 和直-20J 等新航空装备首次亮相,歼-20、歼- 35A 战机首次 同框,歼-15D 为我军首款舰载专用战术电子战飞机,标志我国海军正式拥有专业电子战飞机,直 20 改舰 载直升机直-20J 也标志着我国舰载直升机运输、多用途改装能力再上新台阶。我国先进战机装备当前正处 于型号更迭、加速列装的发力阶段,经过近年的持续发展,各军种相关新型号已经逐渐成熟,订单已实 现或即将实现大批量稳定增长。

平台列装、实战演练、战略储备共同助推导弹需求持续,关注“十四五”后期导弹投资机会

对于我国而言非对称作战仍是我军面对强敌时的现实选择。我国武器平台数量持续增加,需要进一 步投入导弹与先进平台相适配。“十三五”末、“十四五”初期我国多型号武器装备研制定型,进入放 量阶段,歼击机、轰炸机、大中型舰船等武器平台的上量将直接带动与之配套的导弹列装需求爆发。地 区地缘形势紧张,使得导弹的实战演练需求和战略储备需求高增。 关注“十四五”后期导弹补偿式增长投资机会。受内外部环境影响,2023 年导弹相关上市公司业绩 下滑。但是宏观层面来看,中美矛盾将长期作为我国周边安全的最主要矛盾,导弹作为目前阶段我国与 美国战力平衡的核心影响因素,将在中长期时间内作为我国国防领域重点发展领域之一,出于对国防安 全的考虑,我国对于导弹的需求中长期内保持刚性。“十四五”前半段受各种因素导致的放量滞后, “十四五”后期在刚性需求背景下导弹行业有望得到补偿性增长,创造行业增速反弹格局下的投资机 会。

三、新域新质:智能战争引发产业革命,新质生产力新技术蓬勃发展

3.1 新式战争:智能战争引发产业革命,低成本无人化智能化大势所趋

3.1.1 智能化战争已来,战争样式迎来颠覆性革命

二十大报告明确指出,打造强大战略威慑力量体系,增加新域新质作战力量比重,加快无人智能作 战力量发展,统筹网络信息体系建设运用。我们认为,上述四个方面指明了未来我国军事领域建设的重 要方向。其中,打造强大战略威慑力量体系是捍卫国家主权、安全、发展利益的战略性军事能力的最终 依靠。增加新域新质作战力量比重是提升现代战场战斗力的必然要求。而无人智能作战力量和网络智能 信息体系是整个新域新质作战力量中的重要关键作战节点和基础设施。新域新质作战系统呈现由分离向 融合、由节点向网络、由单装向集群、由有控向自主、由单域向多域、由实物为主向虚实结合发展的趋 势。 现代战争中除了核威慑外,新型常规威慑成为未来战争的重要组成部分,作战空间的领域和维度大 大拓展,战略前沿技术的应用将深刻改变战争形态。新型常规威慑包括赛博威慑、空间威慑、高超威 慑、自主集群威慑、全球快反威慑和军工基础威慑,在现代战争的威慑体系中发挥越来越重要的作用。 此外,美国还通过政治、经济和军事领域的互相渗透构建“一体化威慑”体系。现代战争已经演变到智 能战争阶段,机械化信息化智能化融合是未来武器装备的发展方向。智能化战争基于能量和信息网络, 以数据计算和模型算法为核心,通过人工智能、大数据、云计算、无人装备、物联感知等技术重塑战场 认知空间、信息空间与物理空间,形成多域融合、跨域攻防、无人为主、集群对抗、虚实一体的全新作 战形态。机械化、信息化和智能化发展是层层递进的关系,机械化完成各作战节点的建设和储备,如先 进战机、先进舰船等;信息化是将这些武器平台连接到一起,形成信息网络,主导力量是信息力;智能 化则是通过模型和算法提升作战能力,主导力量是算力智力。人工智能主要生成近实时、精确、优化的 对策,网络化信息技术主要支持群体反应,机械化技术群主要支持作战行动的时空自由度,三者共同支 撑着智能化战争的普适制胜机理,其系统融合的质量几乎就是智能化战争的制胜条件。

2024 年 3 月 7 日,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平出席十四届全国人大二次会议 解放军和武警部队代表团全体会议并发表重要讲话:其中提出要突出发展重点,抓好新兴领域战略能力 建设有关战略和规划落实;要统筹海上军事斗争准备、海洋权益维护和海洋经济发展,提升经略海洋能 力;要优化航天布局,推进我国航天体系建设。要构建网络空间防御体系,提高维护国家网络安全能 力;要加强智能科技重大项目统筹实施,加大先进成果应用力度。

具体来看,我们认为未来新域新质作战力量的发展主要呈现以下四个方面的特点: 一是人工智能将成为重要的牵引技术和主导技术。人工智能在移动互联网、大数据、超级计算、脑 科学等新技术新理论的驱动下,呈现深度学习、跨界融合、人机协同、群智开发、自主操控等新特征, 引发军事领域链式突破,使人、武器,以及人与武器、武器与武器的结合方式都发生了重大变化。在这 其中,人工智能将成为重要的牵引技术和主导技术,基于 AI 模型和算法的 AI 系统将贯穿到各个方面、各 个环节,起到倍增、超越和能动的作用,平台有 AI 控制、集群有 AI 引导,体系有 AI 决策,传统以人为 主的战法运用被 AI 的模型和算法所替代。除了在真实空间外,未来战争基本上都要先经过虚拟空间作战 仿真、实验、建模及必要的物理验证。AI 指导下的虚拟仿真与试验训练技术将得到快速发展。各主要国 家均发布政策或研究报告,探讨、规划人工智能在军事领域的应用。

二是作战空间向全域化发展,基于网络信息体系实现多域联合,新一代信息化智能化底座成为制胜 关键。“全域”主要指作战空间从“陆地、海洋、空天”物理向“信息域、认知域、社会域、生物域” 等领域发展。作战地域从本土、周边向全球海外利益维护拓展。作战目的从物理摧毁、资源争夺、占领 夺控向认知对抗、意识干预、共建共赢等多样化使命任务拓展。基于网络信息体系的多维战场智能感 知、多源信息关联融合、多域联合指挥控制、跨域火力打击、跨域机动突防、跨域综合保障等多域跨域 作战行动成为可能。连接这些构成要素的是以新一代信息化智能化底座为代表的作战体系,体系是战场 决定胜负的核心底座,未来作战体系的建设将显得更为重要。智能化作战时代,不仅要重视飞机、军 舰、导弹等有形“钢铁”,更要重视这些有形“钢铁”的赋能基础——先进通信网络、电磁频谱、程序 界面、算法逻辑、接口标准、数据格式等软性要素,它们是未来作战体系架构的灵魂中枢。 三是有人无人协同,集群化作战将成为未来战争的基本形态,无人机、无人船、无人车、无人潜航 器等平台将有较大增长空间。无人化是人类智慧在作战体系中的充分前置,是智能化、信息化、机械化 融合发展的集中体现,随着人工智能技术的发展,无人平台可以充分发挥其优势,可帮助海陆空装备实 现无人化指挥控制、自决策数据处理和自适应效能发挥。自主集群技术的发展使得无人平台具备更快的 战场势态感知、更强的任务执行能力,也是无人系统发展的重要方向。 四是打击武器向两个方向发展,一是低成本精确制导武器,如杰达姆航空精确制导炸弹、海马斯火 箭炮、弹簧刀巡飞弹等。二是高效能的新型武器。在定向能武器、电磁武器快速发展背景下,高效、精 准毁伤能力增强。定向能武器包括激光、微波、粒子束等武器,电磁武器包括电磁轨道炮、线圈炮等。 相关技术若能够形成作战能力,将极大地丰富进攻与防御手段。打击手段与智能技术的有效结合,也将 成为智能化战争的主要作战样式。

新概念武器层出不穷,多维作战颠覆认知。俄乌战场中大量应用了无人机、巡飞弹等智能化装备, 同时首次引入“星链”作为通信中继、火控引导新平台,网络攻防、认知领域等非传统战场博弈日趋激 烈,“马赛克战争”新理念展现出强大威力。

总体而言,未来智能战争将是以人工智能等新一代信息技术变革为牵引的体系作战,该体系的主要 构成包括无人系统、低成本精确制导弹药、新一代信息化智能化底座等。

3.1.2 无人系统:无人装备智能化水平快速提高,应用场景全面性价比凸显

无人系统将深刻改变未来战争的作战模式。无人系统在军事用途上将从非对称作战向对称对抗转 变,从对付弱敌向战胜强敌转变。无人系统又可分为无人机、地面无人系统、无人海上系统等。 无人机发展趋势上向高空长航时化、隐形无人机化、空中格斗化、无人机集群化、多用化合模块化 等方向发展。我们推测未来无人机的作战模式主要有四种模式:一是具有一定自主性的无人机,独立承 担包括侦察、攻击、制空等方面的作战任务。二是无人机群式作战,充分发挥无人机低成本、可损耗的 优势,拓宽特定应用的范围,飞行持续时间和最大有效载荷。三是作为伴飞僚机等,辅助有人机进行工 作。四是战略支援。 2024 年珠海航展展示了我国研制的多款不同作战功能、性能的无人机,从空域上覆盖了低空、中 空、高空、临近空间、起飞重量覆盖小型、中小型、中大型,任务覆盖侦察监视、通信中继、电子对 抗、察打一体,体现了我国无人机正向多功能、全谱系发展。如“九天”无人机系统、无侦 8、彩虹 3D、彩虹 4E、彩虹 7、飞龙 300A 等型号。

地面无人装备适应于城市战的特点,具备广阔的应用空间。目前正在进行的俄乌冲突、巴以冲突均 主要以城市战为主要作战样式。城市战需要高度智能化、精准化的技术装备,如陆军察打一体无人机、 军用机器人、无人车等。这些技术装备可以提高作战效率,减少误伤和误杀的可能性,并且可以加强情 报收集和交流,提高作战效率。

陆战是最为传统的作战领域,也是作战程度最为激烈、参战人员最多的领域,对机器人装备需求尤 为迫切,各军事强国均在该领域加速布局。地面机器人一般采用轮式或履带式移动平台,通过搭载先进 侦察探测、指挥控制、定位导航、信息处理、火力打击等多种载荷,能够代替士兵在高危环境下执行侦 察、引导、打击、排雷排爆、核化检测、救援保障等多种作战任务,是现代陆军装备信息化、智能化持 续发展的重要方向。目前国外已有大量地面机器人列装部队并应用于实战,以美国为例,其列装的地面 机器人包括 PackBot 系列、TALON 系列等。我国在珠海航展上也展示了锐爪 VU-T10 无人车、SH16A 轮式 155 毫米无人炮塔火炮、机器狼等地面无人系统。VU-T10 中型地面无人作战系统是地面无人装备旗舰产品,搭载混合动力模块,续航里程达 200 公里。采用模块化设计,可集成 30mm 炮、7.62mm 机枪和反坦 克导弹等多种武器,独立遂行或协同执行战场侦察、火力突击等任务。

目前全球军用机器人领域发展较快且布局较早的国家为美、俄、法三国,战略规划较为清晰,且在 国防军费领域中无人装备投入力度较大。美国国防部分别在 2007 年、2009 年、2011 年和 2013 年发布 了四版《无人系统综合路线图》,并在 2018 年发布了最新的《无人系统综合路线图 2017-2042》,详细 阐述了未来发展规划。俄罗斯近年来一直注重军用机器人的发展,通过《2025 年前研制未来战斗机器 人》等专项计划引领机器人装备发展。

与无人机(UAV)类似,UUV 是比载人潜艇更具成本效益且更容易实现的选择,越来越多地被较小 的国家和团体用于战斗。它们在 2023 年的两场重大武装冲突——俄罗斯-乌克兰冲突和以色列-哈马斯冲 突中的使用,展示了 UUV 技术的全球扩散和作为战斗武器的价值。2024 年起,胡塞武装在红海对涉英、 美、以色列等国家运输船只进行的袭击,以及英美海军的反击对峙,为 UUV 作战创造了环境。正在进行 的胡塞武装袭击主要采用武装无人机和导弹。 美国海军逐渐重视海上有人/无人协同作战能力建设,加快推进大中型无人水下潜航器设计、研发和 列装工作。2020 年 3 月,由美国国防部高级研究计划局主导、诺斯罗普·格鲁曼公司负责研发的 “蝠 鲼”项目正式获批。该项目体现了美国海军在水下无人潜航器领域的发展趋势,包括长航时、大航程和 远距离作业等。去年年底,美国海军接受了第一艘“虎鲸”(Orca)自主式超大型无人水下航行器(XLUUV)的 交付。利用其深海隐蔽活动优势,预计主要遂行攻势布雷任务,兼顾情报、侦察和监视(ISR)、水下对 抗、及反水面舰艇作战等功能。目前,美国海军研制或已投入使用的各种水下无人潜航器大概有 30 多种,从小型无人水下航行器(SUUV)到超大型无人水下航行器(XLUUV),平台类型多、功能齐备,且呈现族 群化、模块化发展,但目前均属辅助作战装备。

美军无人潜航器(UUV)主要发展趋势, 以“蝠鲼”号为例: 模块化设计。“蝠鲼”号无人潜航器能够快速拆卸,由 5 个标准化集装箱装载后进行远距离运输, 抵达目的地后再进行组装,减少了对海军基地、港口的依赖,提高了部署能力。 水下生存能力。“蝠鲼”号无人潜航器外形与海洋生物蝠鲼相似,采用先进的水下能量管理技术, 在低功率状态下能够长时间在海底潜伏作业,在高功率状态下能够快速机动,抵达预定位置。另外, “蝠鲼”号无人潜航器的机体采用新型材料打造,具备更强的隐蔽性和耐用性,提高了水下生存能力。 较高的载荷水平。“蝠鲼”号无人潜航器的机体宽度可能超过 15 米,工作水深约 300 米,有效载荷 约 8 至 10 吨,可根据任务需求搭载不同载荷。

多任务处理能力。诺斯罗普·格鲁曼公司介绍,“蝠鲼”号无人潜航器上安装了先进的指挥、控制 和通信装置,能够自主识别、采集水下信息,遂行多样化水下任务。水下作业期间,其无需伴随保障和 后勤支持,可节约资金、时间和人力成本。 大量使用新型技术。基于人工智能、大数据和新的导航技术等,“蝠鲼”号无人潜航器还能依托 “蜂群式”集群作战模式,在全球争议海域、关键航道对其他国家的潜艇、海底资源进行识别、监测及 跟踪,提高单体海底态势感知能力。此外,它还能够与美海军其他作战平台实现互联互通。 预计 UUV 将继续在海上战略中发挥更加重要的作用。随着技术的不断进步,UUV 将更加智能化、自 主化,能够执行更加复杂的任务,如深海侦察、水下通信网络构建和多平台协同作战。我国也在 UUV 上 面持续研发,珠海航展上展示了中国船舶集团的产品“虎鲸”隐形无人作战舰艇。“虎鲸”属于 JARIUSV-A 大型无人作战艇,满载排水量 420 吨,最大航速 40 节,最大续航能力达 4000 海里。

3.1.3 低成本精确制导弹药:低成本弹药实战消耗大,向技术集成、模块化、多用途发展

精确制导武器是采用精确制导技术的武器系统,具有命中精度高、杀伤威力大、可实施远程打击、 效费比高的特点。精确制导武器可大致分为精确制导导弹和精确制导弹药两类,精确制导弹药兼具导弹 的高精度、远射程优势和普通弹药的低成本优势。

高价值精确制导导弹和低成本精确制导弹药的搭配使用,能有效降低战争开支。随着攻防技术发 展,巨大的战争花费和代价使得全面战争爆发的可能性减小,更多的将是依托前沿基地、航母编队、隐 身攻击飞行编队针对重点区域开展的局部战争,以及采用网络战等新型作战形式。针对航母编队、隐身 攻击飞行编队,以及一些重点防护的重要前沿基地、防空系统等,需要采用各型高价值远程导弹精确打 击;对于大量防护能力较弱的前沿基地、临时补给基地、周边国家数量众多的低价值中小舰船等目标, 采取大量低成本制导航空炸弹、少量高价值空地导弹搭配实施精确打击则是高效费比战争的明智选择。 美军采购的弹药和导弹采购中,精确制导比例大幅提升。2024 年美国导弹与弹药采购预算从 2023 年 的 247 亿美元提升到了 2024 年的 306 亿美元,主要的提升方向就是精确制导,其占总预算的比例从 8.9%提高至 9.7%。其中,常规弹药从 2023 年的 52 亿美元小幅提升到了 56 亿美元,而战术精确制导导弹从 118 亿美元大幅提升到了 171 亿美元。2025 年战术武器预算略微下降至 160 亿美元,导弹及弹药预算略 微下降至 298 亿美元,仍维持高位,或表明美军已进入新一轮的精确制导武器高投入周期。

根据美国国防部 2024 财年国防预算披露,美军弹药的通用化程度不断加深,更能满足多军种联合作 战的要求,整体作战效能和联合打击能力也相应提高。部分型号弹药的使用呈现通用化趋势,AMRAAM 空空导弹由美空军、海军联合研制,可满足美国空军和海军今后一段时期内的作战需求;Hellfire 地狱火 导弹是陆军 AH-64 Apache、陆军 MQ-1C Gray Eagle 无人机系统、特种作战飞机、海军陆战队 AH-1 Super Cobra、空军 Predator and Reaper 无人机系统的主要空对地武器;THAAD 末端高空区域防御系统可搭载陆 军/海军便携式监视与控制模式 2 雷达;LRASMH 远程反舰导弹是一项海军领导的联合利益(海军/空 军)计划;PrSM 同时支持旅、师、团、陆军、战区、联合/联军和海军陆战队空地特遣部队进行全面、有 限或远征作战;JDAM、SDBⅡ、AIM-9X 都是海军和空军的联合项目。 美军提出发展低成本弹药作为未来通用型弹药的主体。为从地区冲突转型至未来的大国冲突,美军 积极推动弹药体系转型,以重构空地弹药体系平衡。2021 年,美军主要在以下几个方面进行了探讨: (1)美军需扩大弹药储备规模。大国完备的防空体系将降低弹药的毁伤效率,因此需要储备更多弹药, 以在大国冲突中能打击 10 万个以上的目标;(2)发展可由隐身战机投送的新型中程弹药,填补防区外 弹药和临空直接攻击弹药空缺,提升作战效费比。弹药可打击移动目标、深埋目标,且成本较低,可大 规模生产、储备;(3)提出发展低成本多域弹药作为未来通用型弹药的主体,用于打击大量常规目标, 同时储备少数特种弹药,用于打击特定目标( 如移动、加固深埋目标) ;(4)提出未来研发的新制导炸 弹将提升通用性。新制导炸弹可适应各种部队架构及武器平台,可连接到现有的杀伤链和/或未来的远程 杀伤链。

精确制导弹药的分类

美军的典型精确制导弹药包括航空制导炸弹、制导炮弹、远程火箭炮以及巡飞弹等。 航空制导炸弹是飞机挂载投放的无动力打击弹药,是现代高技术局部战争中使用数量最大的常规兵 器之一,具有高毁伤、远射程、高精度、低成本的优势。制导炸弹是在普通炸弹上加装精确制导装置(如导引头、惯导与卫星导航等)及空气动力控制装置, 与普通炸弹相比, 制导炸弹具有精度高、成本低、 投放距离远等特点。 航空制导炸弹的设计方式主要包括非制导炸弹的制导化改造和重新设计两种。为普通航弹加装制导 装置和滑翔翼是常用的航空制导炸弹制造方式。美军在 MK 系列普通航弹的基础上,通过加装激光制导组 件和滑翔翼发展成为“宝石路”激光制导炸弹,通过加装 INS/GPS 制导组件和滑翔翼发展成为 JDAM 系列 制导炸弹。美国空军为提升新一代战斗机 F-22、F-35 以及无人机的载弹量,提升单次打击目标数量,同 时最大限度地降低附带毁伤,减少飞机出动架次,增大载弹量,急需研制一种小尺寸的精确制导炸弹, 小直径炸弹(SDB)应运而生。

从合同金额来看,当前美军采购的主力型号为 JDAM 以及 SDB。JDAM 系列航空制导炸弹仍具有旺盛 的生命力,SDB Ⅱ接棒 SDB Ⅰ,展现强劲的增长势头。JDAM 炸弹 2018 年合同金额达到峰值 20 亿美 元,随后出现下降,但仍维持每年 7 亿美元左右的高水平,2023 年达到 8.4 亿美元。SDB Ⅰ的合同金额 于 2011 年达到峰值,超过 4 亿美元,随后出现明显下降,雷神公司 2015 年开始交付 SDB Ⅱ,SDB Ⅰ的 合同金额进一步出现下降,SDB Ⅱ合同金额开始快速爬坡,2023 年达到 7.16 亿美元,截至 2024 年 7 月 31 日,新合同的金额已达到 6.68 亿美元,展现强劲的增长势头。

远程火箭炮武器系统作为陆军进行远程突击作战的新型武器,可有效填补身管火炮与战术导弹间的 射程空白。远射程的重型模块化火箭炮有射程远、火力覆盖范围广、打击精度高、平台通用性好等特 点,主要用于远距离火力压制和摧毁,既可对作战地域实施全纵深火力打击,也可与海军、空军、火箭 军协同完成联合火力打击任务。作为新时期陆军武器“战争之神”,能够实现“精打要害、破击体系” 的作战要求,已经成为陆军部队捍卫国家主权安全和发展利益,遂行联合火力打击作战任务的“杀手 锏”武器。 美军远程火箭炮发射系统主要包括 M270 系列和 M142 系列(海马斯)。M270 是人类历史上第一型 共架模块化设计的重型火箭炮系统,有 2 个弹舱,各容纳 6 枚 227mm 火箭弹,M142“海马斯”火箭炮 由 M270 衍生而来,虽然只有一个容量为 6 枚的弹舱,但是具备更高的战术、战略机动性,可由 C-130、 C-17 运输机部署到战场,打击完成后凭借高机动性迅速撤离战场。

制导多管火箭发射系统(GMLRS)是当前美军最典型的精确制导火箭炮,是一种全天候、精确打击的 火箭弹。GMLRS 火箭弹在利用增程型 MLRS 火箭弹各组件的基础上,通过配备制导与控制组件,将多 管火箭炮的无控火箭弹转化为制导火箭弹,并配备新型发动机,从而提高射程和精度。

GMLRS 已成为美国陆军采购金额最大的精确制导武器,预计未来几年美军对 GMLRS 的采购金额维持 13 亿美元左右/年,采购数量为 5000~6000 枚/年,均价在 20 万美元/枚左右波动。截至 2022 年底,美军 已采购超过 6 万枚 GMLRS 火箭弹。2023 年 GMLRS 的采购金额为 21.70 亿美元,高于预计的 13.12 亿美 元,是因为 2023 年的采购金额包含了对乌克兰提供的 13.90 亿美元 GMLRS 火箭弹,同时也使得 2023 年 的采购均价出现失真。美军计划 2024 年用 8.86 亿美元采购 5016 枚 GMLRS 火箭弹,其中包括 4896 枚标 准替代弹头型和 120 枚增程型;2025 年用 12.24 亿美元采购 6408 枚 GMLRS 火箭弹,其中包括 3000 枚标准型单一弹头、2874 枚标准替代弹头型和 510 枚增程型。从单价来看,GMLRS 的均价受基本型和改型占 比影响较大,近年来均价呈上升趋势,未来几年在 20 万美元/枚左右波动。

“弹簧刀”是美军具有代表性的巡飞弹武器,现已发展成一个系列,主要包括“弹簧刀-300”和 “弹簧刀-600”两种型号,以及“弹簧刀 -300”巡飞弹的非武装改型“黑翼”巡飞弹。“弹簧刀-300” 可在海、陆、空平台上快速部署,被认为是用于对抗超视距目标的一种理想的巡飞弹。“弹簧刀-300” 于 2011 年开始服役,目前由美国陆军和海军陆战队使用,并且已经用于阿富汗战争、伊拉克战争。主 要用于精确打击,可使小规模作战部队在无空地火力支援的情况下打击固定或移动目标,适合打击远程 低成本目标。“弹簧刀- 600”代表了下一代增程巡飞弹,具有前所未有的战术侦察、监视和目标捕获 (RSTA)支持能力,主要用于反装甲作战。“弹簧刀- 600”于 2020 年 10 月正式推出,配备了一流的高分 辨率光电/红外传感器和先进的高精度飞行控制系统,为地面部队提供战术侦察、监视和目标获取能力。 “弹簧刀- 600”配备了一个基于“标枪”反坦克导弹的战斗部,目标撞击速度为 185 km / h,能从更 远的距离攻击更大、更坚固的装甲目标,但成本却低于“标枪”导弹。

低成本将成为精确制导弹药重要发展趋势

导弹在实战中消耗量较大,降本需求较为迫切。精确制导武器是现代战争中打击军事目标的首选武 器,在实战中消耗量巨大。现代战争中,导弹已成为消耗量最大的高技术武器,大量的防空反导力量保 护下,精确制导武器需要达到较大的作战规模才能达到既定的作战目标。俄乌冲突爆发以来,俄军主要 运用战术弹道导弹、巡航导弹、空地导弹、岸防导弹,并首次实战运用高超声速导弹,对乌指挥所、通 信枢纽、机场、基地、军事仓库、防空系统、军事基础设施、国防工业设施等重要军事目标进行中远程 精确打击。 导弹巨大的消耗量使得降本需求迫切。美军在伊拉克战争中投放的 3103 枚导弹,总采购费约 13.65 亿美元。俄乌冲突中双方消耗的导弹已高达数千枚,并还在不断增长过程中,这些导弹单价从数万美元 (如“毒刺”)到数百万美元(如 S-400)不等,为国家财政带来沉重的负担,因此降低导弹成本对于实 战来讲具有实际意义。

导弹的采购成本和使用成本各占 50%,但论证阶段对总成本起决定性作用。导弹的论证阶段、研制 阶段和生产阶段所需的费用分别为导弹全生命周期总费用的 3%、12%和 35%,三者构成了导弹的采购费 用,合计占比为 50%,与后续的使用和保障费用相当。但项目的早期活动决定了导弹绝大部分的全寿命 周期费用,经过主要指标及可行性论证、方案论证,确定了技术路径以后,导弹总成本的 70%就已经被 决定,研制阶段对总成本的影响占 18%,但仍可以通过采用先进制造工艺、选择成本较低的技术和零部 件等手段降低成本,生产和使用保障阶段不对总成本构成较大影响。

采用模块化总体设计、优化功能设计、低成本生产制造和低成本试验等方式可有效降低导弹成本: 模块化总体设计可缩短研制周期,实现多平台的适装性和可移植性,同时增加可维修性,并且升级 换代成本更低。改变导弹总体设计架构,构建舱段模块化能力,以通用弹体平台为基础,构建通用底架+ 传感器/执行器+综合电子舱为核心的总体架构,实现以弹上综合电子舱为信息中心,改变现有弹上信息处 理分散、成本高等问题;舱段间采用通用的标准化数据接口和协议,实现各功能舱段的模块化研制与组合 化装配,降低后续装备维修、能力升级成本。

(2)优化功能设计需要在产品性能与经济性之间进行衡量。对于电子设备,可在保证性能的前提下 引入汽车级器件、工业级器件,显著降低成本;对于结构件,可合理布局金属骨架与非金属复合材料, 优化结构形式,减少舱段对接和结构材料堆积,以降低原材料成本和制造成本。 (3)应用智能制造等先进制造方法可降低导弹制造成本。按照导弹武器模块化组装和智能制造模式 的需求,对弹上产品、部件、组件等进行重新定义,按照自动化制造过程对导弹开展工艺性设计,采用 数字化手段打通设计、制造、维护、保障、升级过程,提升导弹的制造效率、维护效率和升级改造效 率,进而降低导弹武器制造和使用维护成本、提高生产效率。 (4)合理优化试验顺序和试验次数可有效降低试验成本。导弹在研制生产过程中,要进行一系列的 元器件试验、单板试验、单机试验、系统级试验等,来对产品的功能设计、工艺设计进行检验和考核。 在保证实现对产品检验、考核目标的前提下,尽可能优化试验项目、缩减试验数量。

美国提出“低成本威慑”概念。2011 年奥巴马政府在《国家军事战略》中提出了“分布式杀伤”、 “马赛克战”等概念,推进武器系统通用化、系列化、模块化建设,企图降低武器系统的成本,在 2023 年美国又提出了“低成本威慑”概念,将小型、廉价、多样化的低成本武器列为发展重点。 “梭鱼”系列低成本巡航导弹成为美国空海军潜在采购目标。美国安杜里尔工业公司最近推出“梭 鱼”系列巡航导弹,并先后参与竞标美国海军“联合低成本海上打击武器”项目、美国空军“增程空射 导弹”项目和美国国防创新小组“企业测试载具”项目。该系列导弹有 100、250、500 三种型号,尺 寸、射程和有效载荷依次增加。在作战能力方面,其最大射程超过 900 千米,自主巡航时间约 2 小时,有效载荷 45 千克,能够搭载弹头或侦察系统。在通用性能方面,其可适配 AH-64 直升机、M270 多管火 箭炮、F-35 战斗机和 C-130 运输机等多款武器系统。

“梭鱼”导弹具有成本低廉、生产速度快、软件定义、模块开放、智能协同、多平台兼容的特点。 (1)成本低廉。“梭鱼”导弹通过简化生产流程、利用货架产品、推进规模化生产等方式,显著降 低了全寿命成本,比美军同类武器的成本至少降低 30%,甚至可以达到 70%以上。“梭鱼”500 的单价 仅 15 万美元,射程相当的 AGM-158B 的单价却达到了 120-150 万美元。 (2)生产速度快。该系列导弹不需要特定的供应链、特殊材料或专业产业工人,零部件比同类产品 少 50%,组装工具不超过 10 件。6 个子系统均使用常规商用部件,生产速度是同类武器的两倍以上。战 时,其大部分零部件可由电子或汽车制造工厂生产,能够快速扩大产能。 (3)软件定义、模块开放。所有型号的导弹都采用相同的“晶格”操作系统,可以搭载各种新开发 的应用功能软件,以匹配不同的硬件模块,并可删除、重新配置。模块化开放系统架构和通用子系统允 许快速集成和测试新的商业组件,从而根据需要调整任务。 (4)智能协同、多平台兼容。“晶格”操作系统中附带的“晶格自主任务架构”管理软件使得“梭 鱼”能够完成自主和协作行为,其软件系统升级后也能支持不同平台之间的多任务和多武器协同作战, 从而提升智能化水平。

3.1.4 新一代智能化底座: 打造数字现代化战略体系,智能化新体系建设有望加速

与以往战争相比,俄乌冲突体现出更智能的大脑、更灵敏的神经、更精准的拳头在智能化战争中的 地位。更为核心的是其背后作为支撑的新一代智能化一体化信息系统,智能化作战体系的建设愈发重 要。俄乌战争为我们展现了一幅智能化战争的初级图景,智能化战争的基本构成应当包括:更智能的大 脑、更灵敏的神经、更精准的拳头,这几个部分缺一不可,互相配合。正如美国《华盛顿邮报》刊文所 称,如没有美国方面提供的精准坐标,乌军几乎从不使用“海马斯”。而连接这些构成要素的是以新一代智能化一体化信息系统为代表的作战体系,体系是战场决定胜负的核心底座,未来作战体系的建设将 显得更为重要。连接这些构成要素的是以新一代智能化一体化信息系统为代表的作战体系,体系是战场 决定胜负的核心底座,未来作战体系的建设将显得更为重要。智能化作战时代,不仅要重视飞机、军 舰、导弹等有形“钢铁”,更要重视这些有形“钢铁”的赋能基础——先进通信网络、电磁频谱、程序 界面、算法逻辑、接口标准、数据格式等软性要素,它们是未来作战体系架构的灵魂中枢。 新一代智能化信息底座的核心是人工智能技术,人工智能技术能够帮助进行分析战场情报,创建战 场模型,提供决策支持。军事智能化的本质,是利用智能科技为战争建立多样化决策模型与优化算法, 这些模型与算法就是人工智能。人工智能以芯片、算法和软件等形式嵌入战争体系的各个系统、各个层 次、各个环节。2023 年 11 月,美国国防部在整合 2018 年《国防部人工智能战略》和 2020 年《国防部数 据战略》的基础上,发布 2023 年《数据、分析和人工智能应用战略》,设定了国防部人工智能战略目标 金字塔,强调实现五种决策结果,即卓越的战场空间感知和理解,自适应兵力计划和应用,快速、精准 和有弹性的杀伤链,有弹性的持续性支持,以及高效的业务运营。

战争样式持续由信息化向智能化转型,美军提出到 2050 年实现全面智能化。体现在 2024 年美国国 防预算中,人工智能技术研发经费 18 亿美元,联合全域指挥与控制研发经费 14 亿美元。海湾战争成为 战场信息化转折点,俄乌战争则开启作战智能化时代。俄乌冲突中的无人机、卫星等新技术的应用,显 示了智能化战争的初步形态。各国高度重视发展军事智能化,美军计划 2035 年前初步建成智能化作战体 系,与主要对手形成新的军事“代差”,到 2050 年前美军的作战平台、信息系统、指挥控制全面实现智 能化。 美国从 20 世纪 90 年代初开始大力推进军队信息化建设,目前已经发展到数字现代化战略体系。 1991 年的海湾战争暴露出各军兵种信息系统相互脱节、不能互连互通的系统缺陷,为此,美军启动了著 名的“武士 C4I”计划,作为其军事一体化信息系统发展的目标。其后,基于“网络中心战”理论,美军 先后开展了国防信息基础设施(DII)、全球信息栅格(GIG)、联合信息环境(JIE),数字现代化战略(DMS), 为“全球警戒、全球到达和全球力量”奠定了坚实的基础。从 GIG 到 JIE,表明了美军国防部 IT 建设的上 一个转型,牵引美军从高度分散和孤立的架构向统一的单一安全架构转变;从 JIE 到 DMS,表明了美国防 部企业信息环境的下一个转型,信息基础设施数字现代化改造将全面升级,新型信息基础设施体系将成 为美军实现数字化转型的新动力。

美军数字现代化战略以作战人员为核心,将优先发展网络安全(Cyber)、云(cloud)、人工智能 (AI)、指挥控制与通信(C3)和数据(data)5 大战略领域。其中,数据是美国防部企业信息环境数字 化转型的基石;网络安全是一切信息活动的前提;云是所有关键重点领域的基础,可帮助作战人员解锁 先进技术;人工智能是美国国防部所有功能转换的中介和倍增器;指挥控制与通信现代化是保障作战任 务的关键环节。围绕 5 大战略,美国防部希望打造一个更加安全、协同、无缝、透明和高效的 IT 体系, 以更好地支撑联合全域作战(JADO)。

我军已经基本完成机械化建设,二十大提出军队向机械化信息化智能化融合发展,预计我国国防信息化建 设将持续加速,未来 10 年市场总规模有望达到 3.30 万亿元。2017 年,中国国防装备领域投入约 3436 亿元, 其中国防信息化开支约 1155 亿元,占比 33.61%。我们预期国防信息化投入占比将持续提升,到 2035 年有望 接近 50%。预计国防信息化增长快于国防军费支出,假设国防信息化年复合增长率 8.66%,2035 年中国国防信息化开支将增长至 5598 亿元,占 2035 年国防装备费用(11163 亿元)比例达到 48%。未来 10 年国防信息化 总规模有望达到 3.30 万亿元。

2024 年 4 月 19 日中国人民解放军信息支援部队成立大会后,中国人民解放军总体形成中央军委领导 指挥下的陆军、海军、空军、火箭军等军种,军事航天部队、网络空间部队、信息支援部队、联勤保障 部队等兵种的新型军兵种结构布局。体现了我军队网络信息体系建设、网络安全、太空安全的高度重 视。 从智能化战场的建设方面,我们认为可以分为基础层、传输层和感知应用层。基础层包括军用云平 台、计算设施、网络设施等基础设施。传输层包括军用通信和数据链作为传输层实现全域信息共享和网 络泛在互联。感知应用层:无人机、卫星、地面雷达、各类航空飞行器等提供战场的数据和执行打击任 务。其中无人机、卫星做为感知层的重要节点,将成为战场数据的重要来源。

从国防信息化产业下游应用来看,主要可以分为态势感知、电子对抗、精确制导和通信指挥。建议 关注相关领域的投资机会。

态势感知:军事信息化产业高速发展,雷达直接受益于舰船、卫星等下游市场的高景气,新型号战 机装备先进有源相控阵雷达。作为作战系统的首要视觉传感器,雷达利用电磁波对目标进行测向定位, 在飞机、战舰、战车、导弹等各类先进作战平台中不可或缺。十四五期间,我国各类武器装备由预研小 批量建设转向大批量生产阶段,军用雷达迎来批量列装的高速放量期。据《WorldAirForces2022》统计, 截至 2021 年,我国共有 3285 架军用飞机,占全球比重仅为 6%。当前,随着三、四代机数量增加,机载 雷达的市场规模数量级将达百亿。而信息多样、恶劣复杂的现代战争环境对雷达的性能提出了更高的要 求,有源相控阵雷达具有扫描时间快、抗干扰能力强、可实现多目标跟踪锁定等优点,在存量市场替换 与增量市场中前景广阔。相控阵雷达是由大量相同的天线阵列单元组成的雷达面阵,其中 T/R 组件价值量 占比超过 50%,相关产业发展可期。

电子对抗:现代战争是陆、海、空、天、电的多维立体战,电子对抗贯穿于战争的全过程。电子对 抗是敌对双方为削弱、破坏对方电子设备的使用效能、保障己方电子设备发挥效能而采取的各种电子措 施和行动。在信息化的作战时代,电子对抗已渗透到军事的各个领域,对抗侦察、电子干扰等各类电子 设备成为现代化武器系统的主导和核心部分。与西方军事强国相比,我国电子战部队成立时间较晚,各 类电子对抗装备发展成长空间较大。电子对抗的实质是对电磁频谱控制权的争夺,在电子对抗技术向综 合射频与一体化设计方向发展的趋势下,先进的射频微波、阵列天线、相控阵侦控、多波束低空探测等 上游分系统的需求增量空间广阔。

精确制导:现代战争精确制导化,10 年间制导武器使用占比从 7%提升至 70%。作为现代战争的主战 装备,精确制导武器能够在复杂多变的环境中迅速识别目标并实现定点攻击。在现代战争的智能化时代 开幕之战中,俄军借助精确制导武器率先实现对乌重要军事目标的远程精确打击,从而具备先发优势。 因此,为取得新时代战争的主动权,世界主要军事国家都在积极发展更加先进的精确打击武器。伴随相 控阵等技术的日臻成熟,未来精确制导武器将采用以毫米波制导为核心,辅以惯性制导等三模甚至更多 的制导模式。在多模复合制导的发展趋势下,精确制导武器单机信息化程度的提高将提升连接器、传感 器、电源模块、IMU、FPGA、DSP 等各类产品的需求。区别于平台型装备,导弹武器具有高消耗性的特 点,必须拥有一定的数量作保障才能形成有效战力。伴随战略储备需求的持续增长,叠加练兵备战的实 弹化演进,我国精确制导武器正处于更新换代的加速加量列装期,有望助力上游军工电子行业实现高速 增长。

通信指挥:十四五规划中“信息化”是国防建设的重要方向,军事通信是国防信息化的核心领域。 作为 C4ISR 系统的“神经脉络”,通信数据链将陆、海、空、天的战场感知系统、指挥自动化系统、火力 打击系统和信息攻击武器系统等作战要素联结为一个有机整体的信息网络系统。当前,美军占据 C4ISR 超 半数的市场规模,所使用的数据链 LINK16 是目前世界上最先进的数据链,而我国在数据容量、软件丰富 性、传输速度等方面略有逊色,对实战至关重要的可靠性亦未臻完善。伴随现代战争的不断演化,在复 杂地形、恶劣环境以及广阔区域内保持通信的有效性愈发重要,军工通信系统的建设升级将贯穿现代国 防体系始终。在我国国防预算及国防信息化支出占比逐年提升的背景下,军事通信相关产业前景广阔: 军事通信可靠性要求较高,有源相控阵微系统将成为搭建星间通信的必然选择;指挥控制与情报搜集等 各类数据链的发展对信息交互节点的需求不断增多,将带动无线电台、航空终端等市场进一步扩大。

3.2 新质生产力:商业航天产业建设亟待提速,低空经济大飞机打造万亿新市 场

3.2.1 商业航天:卫星互联网军民市场空间广阔,产业建设亟待提速

卫星通信技术是利用人造通信卫星作为中继站进行无线电波发射和接收的技术,卫星通信系统主要 由空间段、地面段和用户段三部分组成。卫星互联网指的是基于卫星星座实现的全球无缝连接互联网。

相比于地面互联网,卫星互联网具备覆盖范围广、跨洲际通信时延低、支持大规模灵活通信、建设 成本低、可用于应急等特殊场景的优点。但其系统容量较小,无法满足高人口密度区域的并发通信需 求,而且在频谱效率、峰值速率、网络时延方面也不如 5G,尚无法达到 5G 通信的性能要求。经过三次 发展浪潮,卫星互联网“与地面通信系统互补融合”的定位逐渐清晰。

卫星互联网与 5G 融合发展,星地融合网络是未来 6G 网络的关键支柱。国际电信联盟(ITU)已经 提出了中继到站、小区回传、动中通、混合多播 4 种卫星互联网与 5G 融合应用场景,5G 卫星主要面向 eMBB-s(增强移动宽带)、mMTC-s(海量机器类通信)、HRC-s(高可靠通信)。根据 IMT-2030 (6G)推进组的《6G 典型场景和关键能力》白皮书,6G 将具备泛在互联、普惠智能、多维感知、全域 覆盖、绿色低碳、内生安全等典型特征,星地融合是实现泛在互联和全域覆盖的关键。

卫星互联网在军民用领域应用广泛,市场空间广阔。不同场景下的宽带服务是卫星互联网主要的应 用方向之一,其还将被广泛应用于物联网。能够避免气候或者地面基础设施被摧毁等因素影响通信的质 量,且自身抗毁伤能力强,在军事领域应用广泛。根据观知海内信息网,预计 2023 年我国卫星互联网市 场规模将达到 356.18 亿元,2025 年达到 446.92 亿元,2021-2025 年 CAGR 达到 11.18%。

卫星频轨资源稀缺,我国建设卫星互联网刻不容缓

低轨卫星的频率和轨道资源日益稀缺,遵循“先登先占”原则,多个航天强国已经向 ITU 申报了巨 大规模的星座计划。美国已占用低轨卫星通信的黄金频段 (Ku 频段),我国申请的频段分布在 Ka 和 V 频段上,虽频率更高、可用频段更大,但雨衰更大,对信号接收器要求更高。地球 GEO 轨道只有一条, 近地轨道共可容纳约 10 万颗卫星,2029 年预计地球近地轨道将部署约 5.7 万颗卫星,同时低轨卫星主 要采用的 Ku 及 Ka 通信频段资源也逐渐趋于饱和状态,空间卫星频率和轨道资源将更加稀缺,轨道和 频谱成为各国加紧布局以期获得先发优势的重要战略资源。

2024 年美国 SpaceX 火箭发射端持续发力,星舰成功试飞、新一代猛禽 3 发动机面世。可重复使 用、大推力火箭技术将成为商业航天及卫星互联网快速部署的关键。11 月 19 日,SpaceX 的星舰 (Starship)重型运载火箭成功完成了第六次试飞,显示了 SpaceX 在重型火箭技术领域的重要进展。这一 成功不仅验证了星舰的轨道降轨点火能力,也为未来轨道飞行任务提供了关键技术验证。星舰与超级重 型(Super Heavy)发射系统的组合是历史上最强大的火箭。星舰本身高约 165 英尺(约 50 米),直径约 30 英尺(约 9 米)。完全堆叠在超级重型助推器上时,星舰的高度达到 397 英尺(约 120 米);星舰的 设计目标是在可重复使用的基础上,向低地球轨道(LEO)运送超过 100 公吨的有效载荷。利用轨道 加油,星舰能够向地球、地月空间和行星际轨迹运送前所未有的有效载荷质量。 我国低轨卫星通信起步相对较晚,发展卫星互联网面临国际频率轨道资源申报相对落后、业务开展 需要统筹、产业生态有待优化等问题,与国际发达国家存在一定差距,“占频保轨”任务艰巨。2020 年 发改委首次将卫星互联网纳入国家新基建的范畴,国家对于卫星互联网的政策环境持续优化,统筹推进 电信业务向民间资本开放,分步骤、分阶段推进卫星互联网业务准入制度改革,卫星互联网产业链投资 价值逐渐凸显。我国集中国家力量,整合与统筹“低轨星座计划”,星网计划、垣信 G60 星链、鸿鹄三 号等巨型星座有序推进,关键技术持续突破,正式组网进入倒计时。今年 8 月和 10 月,千帆极轨 01 组 和 02 组卫星成功发射入轨道,“千帆星座”在轨卫星数量增至 36 颗,预计到 2030 年底,将完成超 1.2 万颗卫星的组网。

国际形势倒逼,我国卫星互联网建设有望全面提速。自 2020 年以来,全球火箭发射次数连续三年创下新 高,全球航天活动显著增加,呈现出前所未有的活跃态势。在通信卫星领域,我国低轨卫星的建设相对滞后于 高轨高通量卫星。天通一号卫星是我国成熟的 GEO 卫星星座,已被各行业广泛应用。我国卫星通信市场规模2023 年超 800 亿元,或将持续保持高速扩展,预计 2024-2029 年市场规模年均复合增速约为 15%,2029 年我 国卫星通信行业市场规模有望突破 2000 亿元左右。

预计未来,我国卫星制造产业的需求集中在新型卫星互联网星座构建及对传统卫星的更新。卫星互联网产 业上游制造是卫星应用产业的空间基础设施、卫星应用产业拓展市场的关键基础。当前我国卫星互联网产业进 入快速发展期、叠加传统导航、遥感等卫星应用产业的持续发展,对产业链上游卫星制造构成了核心增长力。 手机直连卫星服务为卫星互联网商业重要领域,华为、美国 SpaceX 等国内外巨头加速布局。华为应用卫 星通信,手机直连卫星成标配。4 月 19 日,华为 Pura70 上市开售,此次华为 Pura 70 系列共有 4 个版本,除基 础版外,其他三版均带有卫星通信功能,采用北斗卫星+天通卫星通信方式。其中,北斗卫星消息支持发送或 接收卫星消息,消息可自由编辑,更可发送图片消息。天通卫星通信可拨打和接听卫星电话还可自由编辑卫星 消息。去年 9 月,华为首次推出具备手机直连卫星功能的 mate60 系列;同年 10 月,美国 SpaceX 在星链 (Starlink)官网也推出了星链直连手机业务介绍。 从产业链分析,产业链上游(卫星制造端)率先发力,总装传统航天国央企为主力地位,部组件民企深度 参与。产业链上游(火箭发射端)国有民营商业航天齐发力,一箭多星与可回收技术为重点,商业航天发射场 建设需求迫切。产业链中游(卫星测运控)资本化程度较低,航天国央企领衔开展。产业链中游(地面设备) 地面端市场需求多元化,国有民营各具竞争优势。产业链下游(卫星数据)卫星互联网应用大蓝海,1+N 行业 格局。

卫星互联网发展趋势与投资逻辑:行业催化剂不断,风险与机遇并存

2024 年以来,商业航天领域催化剂频出。政策端,2024 年政府工作报告提出,积极打造商业航天等新增 长引擎。商业航天作为战略性新兴产业,得到了国家的高度重视和支持。火箭发射端,海南国际商业航天发射 中心一号发射工位已经正式竣工,这标志着中国首个商业航天发射场在形成发射能力过程中取得了关键进展; 位于宁波象山的中国第五座航天发射场建设有序推进。企业端,国央企集团加速布局商业航天,卫星制造端与 火箭发射端加速补齐短板,航天科技集团于今年 9 月分别成立了商业卫星公司与商业火箭公司。随着我国商业 主体性确定,行业整体有望加速发展。同时,随着供应链的变革,由传统军工供应链体系转向商业与民营市 场,成本与效率有望大幅提升。产品端,在刚结束的第十五届珠海航展上,嫦娥六号探测器、鹊桥二号卫星、 重型运载火箭等重磅展出,可重复运载火箭、80 吨级可重复使用液氧甲烷发动机等与公众见面,展现了航天 重大工程任务和可重复使用火箭领域取得的进展和突破。

1、卫星制造端产能,从传统工匠逻辑到量产逻辑的转变:占频保轨时间紧任务重,美国 SpaceX 星链先 发优势明显,倒逼我国卫星互联网产业量产逻辑提速。卫星的低成本制造和高产能是组建海量巨型星座的两大 前提,我国与 SpaceX 仍存较大差距。海南文昌“卫星超级工厂”建成后有望解决我国卫星互联网制造端产能 瓶颈。但量产逻辑下的低成本制造与其可靠性是亟待突破的关键点,有待进一步技术与时间验证。

2、卫星制造端成本控制,产业链上游收入规模扩大,利润率有所下滑或为未来趋势:卫星的低成本制造 和高产能是组建海量巨型星座的两大前提,我国与 SpaceX 仍存较大差距。上游卫星制造端以量换价,营收规 模增长、利润率有所下滑或为未来趋势。

3、量产趋势下卫星测试环节不可或缺,边际成本低,盈利弹性更大:近年来,随着通信、导航、气象观 测等需求的不断增加,全球卫星数量迅速增长,带动了卫星制造端测试环节企业的市场需求。尤其是小卫星和卫星星座的快速发展,如 SpaceX 的 Starlink 项目,从单星定制化到批量化生产卫星的行业大趋势下,更是需 要频繁且精确的测试,为测试环节企业带来了巨大的市场机会。

4、产业链中下游随着卫星星座建设同步建设,应用端配套空间逐步扩大:卫星互联网应用端,航空、海 洋等传统领域有望率先发力;我国高轨卫星互联网空间基础设施成熟度高于低轨卫星互联网产业,并有望进一 步完善。卫星互联网的价值链中,下游应用占据重要地位,地面接收终端及配套设施的市场空间将随着应用的 成熟而逐步扩大。星网集团控股,中国时空信息集团成立,统筹卫星领域数据服务。此外,与传统运营商、运 营设备商的协同合作(如中国移动、中国电信、华为),加速推进卫星互联网产业链进程,为下游应用、成本 降低和商业化提供新的动力。

5、受益于卫星星座建设加速,我国航天发射量有望新高:根据中国航天科技活动蓝皮书,2024 年的中国 航天更加值得期待,全年预计实施 100 次左右发射任务有望创造新的纪录。其中商业航天方面,实施长征六号 丙、长征十二号、天龙三号、引力一号等新型运载火箭首飞;首个商业航天发射场迎来首次发射任务,多个卫 星星座将加速组网建设。海南发射工位竣工。发射效率提升。

6、民营商业航天已进入第二代产品研发的关键时期:研发周期与资本长期陪伴的冲突。航天产业具有 “长周期、高投入、颠覆性”的特点,产品商业化周期长,技术研发投入高,这两点对于公司存续是巨大考 验。历史上美国多家商业航天发射公司竞争,最终只有 SpaceX 脱颖而出实现盈利,并占据全球近一半发射市 场份额。我国商业火箭公司与我国星座建设进度紧密相关,技术路线同质化,主要集中在大推力、大液体、可 回收领域,或出现赢者通吃的市场格局。

7、国企民企齐发力,合力推动产业快速发展:我国卫星互联网产业起步晚,面对稀缺且不可再生的轨道 资源,正在加快产业布局。1)国家积极整合优势资源,2021 年在雄安注册成立中国卫星网络集团有限公司 (星网集团),致力于建设一个更加庞大的低轨卫星移动通信与空间互联网系统。2)从市场竞争格局来看, 民营企业成为商业航天重要参与者。我国商业航天参与者主要分为民营企业、中国科学院系企业和航天系企 业。形成以航天科技、航天科工等航天国央企引领,民营企业积极参与的多元化卫星互联网产业格局。

3.2.2 低空经济:新质生产力增长引擎,万亿产业蓄势待发

“低空”概念根据军委 2010 年出台的《关于深化我国低空空域管理改革的意见》,“低空”空域指 真高 1000 米以下,可根据不同地区特点和实际需要,具体划设低空空域高度范围。2016 年国办出台的 《关于促进通用航空业发展的指导意见》提出实现真高 3000 米以下监视空域和报告空域无缝衔接。由此 衍生的“低空经济”既包括传统通用航空业态,又融合了以无人机为支撑的低空生产服务方式,通过信 息化、数字化管理技术赋能,与更多经济社会活动相融合,形成了一种容纳并推动多领域协调发展的极 具活力和创造力的综合经济形态,具有明显的新质生产力特征,发展空间极为广阔。低空经济的发展与 商业航天密不可分,商业航天的发展为低空经济提供了丰富的应用场景。 低空经济的需求主要分为三类,第一类是低空飞行器作为运输器将人或物从一地运往另一地,提高 人与物的连接效率能够有效提升经济活力。人的连接效率代表着促进效率提升而生产力提高;物的连接 效率意味着在物流配送、本地生活等方面可以有效提升效率和经济活力。第二类是低空飞行器作为平 台,搭载各类工作载荷,提升生产效率和政府治理效率有助于提升生产力和社会进步。商业需求包括农 业植保、基础巡检、测绘、金融、矿产勘探;政府需求则包括政府监管(安防巡逻、缉毒缉私)、应急 (航空灭火、航空救援、公共卫生服务、应急通信/指挥)、环境资源管理(国土、气象、水文)。第三类需求为开创新型生活模式满足人民对美好生活的愿望,主要包括低空旅游、航空运动、摄影、私人飞 行、公务航空等。 2024 年有望是低空经济发展元年,未来中国低空经济市场万亿元蓝海。2023 年我国低空经济市场规 模超 5000 亿元,随着下游应用领域的不断扩大,未来有望继续保持增长,按照民航和物流数据,设备价 值量占运营收入的 5-15%,基础建设占运营收入的 20%。根据《通用航空装备创新应用实施方案(2024- 2030 年)》提出到 2030 年形成万亿级市场规模。同文件进一步指出,以 2027 年为节点,我国将致力于 通用航空装备供给能力与产业创新的提升。以增强技术创新,完善产品谱系,加速示范应用等 20 个重点 任务为核心,推动航空制造业新型工业化探索和实践。

政策牵引,政府发力,低空经济蓄势待发。国家对于低空经济高度重视,在空域政策、适航管理规 则、标准与保证类政策、产业政策等多方面发力。 空域政策方面,根据《中华人民共和国空域管理条例(征求意见稿)》,我国将空域分为管制空域 (A、B、C、D、E 类)和非管制空域(G、W 类)。与此同时,自 2024 年 1 月 1 日起施行的《无人驾 驶航空器飞行管理暂行条例》为规范无人驾驶航空器的空域使用和飞行活动,提出了详细的管理措施。 中国民航局发布《关于发布民用无人驾驶航空器飞行动态数据报送要求的公告》。民用无人机运行人在 使用轻型、小型、中型、大型无人机实施飞行活动时,应当确保其使用的无人机向无人驾驶航空器一体 化综合监管服务平台(UOM )联网报送飞行动态数据(民用无人驾驶航空器综合管理平台 UOM 已上 线),且在运行时不得关闭报送功能。 适航政策方面,中国民用航空局(CAAC)通过《民用无人驾驶航空器运行安全管理规则》(CCAR92 部规章)及相关适航审定指南,对最大起飞重量 25kg 以上的中大型无人机实施适航管理,涵盖设计批 准、生产批准和适航批准,同时为存量中、大型无人机提供了适航管理的平稳过渡方案,并要求申请人 编制局方可接受的持续适航文件,以确保无人机的安全性和合规性,支持低空经济的健康发展。 标准与保障政策方面,《大型货运无人机系统通用要求》、《民用大中型固定翼无人机系统地面站 通用要求》、《民用大中型固定翼无人机系统试飞风险科目实施要求》、《民用大中型固定翼无人机系统自主能力飞行试验要求》,四项标准将于 2025 年 1 月 1 日起施行。 产业政策方面,3 月 27 日,工业和信息化部、科学技术部、财政部、中国民用航空局关于印发《通 用航空装备创新应用实施方案(2024-2030 年)》(以下简称实施方案)的通知。地方政策方面,2024 年 11 月止,全国多个省份地区陆续颁布扶持政策。政策通过提供经济补贴与奖励,建立相关体系与平台, 协助企业融资等方式激励有关企业发展。

我们预计,明年将为低空经济基础设施建设的重点年份,同时,或将为 eVTOL 商业化运营的元 年。根据多地政府政策,明年或将为地方政府建设低空经济基础设施的重点年份。同时,中央空管委即 将在六个城市开展 eVTOL 试点,六个试点城市初步确定为合肥、杭州、深圳、苏州、成都、重庆。亿航 公司目前也正在申请 OC(运营许可证),随着 eVTOL 试点的开放,明年有望迎来商业化运营的元年。 低空经济的主要组成部分主要包括三张网,一是空天网:多为卫星,临近空间开发后飞艇可能也是 其组成部分,为低空经济提供卫星通信、导航和遥感技术支持;二是低空网:航空器(无人机、 eVTOL、通航飞机等),发展低空经济时在安全性、智能性、经济性和环保性方面优势显著;三是地面 网:为低空飞行器运行提供空管环境(软硬件)、基础设施、算力等。 低空智能融合基础设施主要为“四张网”,包括“设施网”、“空联网”、“航路网”和“服务 网”。设施网指支撑低空飞行业务的各种物理基础设施,如起降站,能源站等;空联网指通信、导航和 感知等信息基础设施,是将低空数字化成可计算空域的关键;航路网指提供空域和飞行数字化管理和服 务能力的核心平台(操作系统);服务网指组合数字化管理和服务能力而构建的赋能各低空经济管理和 业务主体(如政府方、空管方、管理方、运营方、业务方等)的应用。

国内外已出现 eVTOL 产品,蓝海市场呈现差异化竞争趋势。国内 eVTOL 行业起步稍晚、体量小、 潜力大,受益于低空经济热潮、政策支持、上游技术成熟、商业模式创新等因素有望实现高速发展。根 据保时捷管理咨询预测,在中等发展条件下,到 2030 年中国 eVTOL 产业规模将达到 500 亿元。目前, 多个独角兽公司已进入产品研发测试环节并快速进行全球布局;传统行业巨头采用投资与合作研发模式 并行推进;另有部分制造商专注于电动垂直飞行器的商业应用探索。

3.2.3 大飞机:国内民航需求旺盛,国产化提升产业链价值

民机制造业具有极高的战略意义。由于具有研发壁垒高、资金壁垒高、全球化竞争、市场容量低等特点, 飞机制造是一个充满风险的寡头垄断产业,后进企业进入该行业的壁垒极高。近年来,环保要求的提升有助于 提高航司更换新型飞机的动力,与此同时近年来客机退役机龄逐步下降,客机更换周期缩短有望提升客机制造 需求。

根据商飞《2022-2041 中国商飞公司市场预测年报》预测,未来 20 年全球航空制造业年均市场超过 3000 亿美元,我国年均市场 700 余亿美元。在现役机队 75.2%的替换需求和航空市场新增需求的推动下,2022-2041 年全球各类型喷气客机的交付量将达到 42428 架(25824 架新增,15460 架替换),总价值 6.4 万亿美元,年 均市场 3200 亿美元。2022-2041 年中国航空市场将补充 50 座级以上客机 9284 架,价值约 1.47 万亿美元,年 均市场 735 亿美元。 从飞机类型来看,单通道客机仍是需求主流,但是双通道客机增速更快。从 20 年后机队结构来看,2041 年单通道喷气客机机队占全球机队的比例依然最高,为 71.5%;双通道喷气客机机队占全球机队的比例将从目 前的 16.5%增长到 18.1%;涡扇支线客机机队占全球比例将小幅下滑,机队占比将从 2021 年的 12.2%降低至 10.3%。未来二十年我国新增单通道喷气客机 6288 架,占比为 67.73%,价值量为 7490 亿美元(年均 374 亿美 元),占比为 50.95%。新增双通道客机 2038 架,占比为 32.27%,价值量为 6730 亿美元(年均 336 亿美 元),占比为 49.05%。

目前全球民用飞机主要来自波音与空客,形成了寡头垄断的局面。但是波音公司因其频发的飞机事 故,目前营收体量和新接订单能力均弱于空客公司。欧洲间协作以及政府支持、全球化市场开拓、技术 创新(提高燃油效率、电传系统)、安全管理能力、稳健的财务管理是空客后来居上的主要原因。波音 目前的困境或将为中国商飞的腾飞带来有利的战略窗口期。 国内各大航司签署数百架 C919 采购订单。2021 年 3 月 1 日,中国东方航空作为国产大飞机 C919 全 球首家启动用户,与中国商飞公司在上海正式签署 C919 大型客机购机合同,首批引进 5 架,东航将成为 全球首家运营 C919 大型客机的航空公司;2022 年 11 月 8 日,在第十四届中国国际航空航天博览会上, 国银金租、工银金租、建信金租、交银金租、招银金租、浦银租赁和苏银金租七家租赁公司与中国商飞 公司签署 300 架 C919 飞机确认订单和 30 架 ARJ21 飞机确认订单;2023 年 4 月 27 日,海航航空集团与 中国商飞公司在上海签署百架飞机采购协议,其中包括 60 架 C919 飞机确认订单和 40 架 ARJ21 飞机意 向订单;2023 年 9 月 28 日,作为 C919 大型客机全球首发用户,中国东航再次与中国商飞签署 100 架购 机协议;2024 年 2 月 20 日,在新加坡航展开幕当天,西藏航空与中国商飞签署 40 架 C919 高原型飞机 订单;2024 年 4 月 26 日,中国国航发布公告,公司与中国商用飞机有限责任公司签订协议,向商飞公司 购买 100 架 C919 飞机,计划于 2024 年至 2031 年分批交付至公司;2024 年 4 月 29 日,中国南方航空发 布公告,公司与中国商飞签订协议,向中国商飞购买 100 架 C919 系列飞机。2024 年 11 月份的珠海航展 中国商飞集中签约,海航航空集团与中国商飞签署 60 架 C919 飞机确认订单和 40 架 C909 飞机确认 订单。多彩贵州航空与中国商飞签署 30 架 C909 飞机订单,其中 20 架为确认订单,10 架为意向订 单。

中国商飞已经进入了批产增速、商用腾飞的新阶段。为了加速推进国产大飞机规模化生产和规模化 运营,作为我国民用航空产业创新发展重要承载区,我国大飞机产业链关键环节核心集聚区的上海临港 新片区大飞机园,将以中国商飞为龙头,建设具有国际一流水平的民用航空产业园区。中国商飞所在的 这片临港新片区大飞机园,规划面积达到 24.7 平方公里,围绕大飞机研发制造所涉及的新材料、航空动 力、航电系统、自动控制、现代制造、计算机等一连串高新技术领域,基本形成了民用航空产业集群。 航空工业规划总院中标 C919 大型客机批生产条件能力(二期)建设项目。项目位于上海市浦东新区,总 建筑面积约为 33 万平方米,主要包括大客总部装厂房、大客零件总库、室外道路、绿化、停机坪等建设 内容。项目建成后将满足 C919 大型客机未来批量化生产需求,为国产大飞机的商业化运营和市场竞争提 供有力保障。 机体制造部分国内上市公司参与程度较高,C919 交付进程的加快,为中航西飞、中航沈飞、洪都航 空、中直股份等公司带来业绩增量。此外,上市公司中中航光电、四川九州参与部分航电系统供应。中 航重机、三角防务等参与机身加工。博云新材参股公司霍尼韦尔博云航空系统(湖南)有限公司研制生 产关键零部件之机轮与刹车系统。楚江新材提供碳刹车预制体产品。后续国产大飞机国产化率有望进一 步提升,材料、机电航电、发动机领域国产替代空间较大,随着我国民用航空机载系统的建设,机电航 电领域国产化率有望提升。

3.3 新技术:新器件新工艺新材料持续迭代,下游需求牵引带来行业变革

3.3.1 新器件:低成本通用化背景下,MEMS 等新器件渗透率提升

MEMS 器件主要分为 MEMS 传感器和 MEMS 执行器,MEMS 传感器是使用最广泛的 MEMS 产 品。MEMS 即微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System),是利用大规模集成电路制造技术和微加 工技术,把微传感器、微执行器、微结构、信号处理与控制电路、电源以及通信接口等集成在一片或者 多片芯片上的微型器件或系统。MEMS 传感器可以感知和测量物体的特定状态和变化,并按一定规律将 被测量的状态和变化转变为电信号或者其它可用信号,MEMS 执行器则将控制信号转变为微小机械运动 或机械操作。 MEMS 传感器由传感器、信息处理单元、执行器和通讯/接口单元等组成。其输入信号通过传感器 转换为电信号,经过信号处理(模拟的或/和数字的)后,由执行器与外界产生作用。每一个微系统可以 采用数字或模拟信号(电、光、磁等物理量)与其他的微系统进行通信。

MEMS 传感器具有体积、成本等方面的优势。与传统工艺制造的传感器相比,它具有体积小、重量 轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化等特点。MEMS 内部一般在 微米甚至纳米级别,使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。 MEMS 惯性传感器属于 MEMS 传感器的重要分支。MEMS 惯性传感器主要包括陀螺仪、加速度 计等,并可通过组合形成惯性组合传感器 IMU。2021 年加速度计、陀螺仪、磁力计、惯性传感组合产品 市场规模合计 35.09 亿美元,占比 25.81%,是 MEMS 行业中的主要产品类型。

相比两光陀螺,MEMS 陀螺仪具有小型化、低成本、抗高过载的优势,应用范围逐渐扩大。两光陀 螺的精度较高,随着高性能 MEMS 陀螺仪的精度不断提升,并依托成本的优势,可逐步应用于中低精 度两光陀螺的应用领域。同时,由于高性能 MEMS 陀螺仪具有小体积、高集成、抗高过载的优势,可 以解决光纤陀螺和激光陀螺由于体积较大、抗冲击能力弱的问题,满足高可靠、无人系统等领域智能化 升级的要求,进一步拓展高性能 MEMS 陀螺仪的增量市场。

传统的高性能加速度计如传统石英加速度计、机械摆式再平衡加速度计等产品,主要是为系统复 杂、高价值应用平台(如卫星、飞船、飞机、高铁、舰艇、石油开采设备)提供惯性技术服务,但由于 其体积大、价格高、抗机械冲击能力差,大规模量产能力有限,同时也制约上述应用平台小型化,低成 本化、智能化发展。高性能 MEMS 加速度计可替代目前传统石英摆式加速度计和传统机械加速度计, 实现低成本、批量化生产。

目前 MEMS 惯性传感器已被广泛应用于工业与通信、高可靠、汽车电子、医疗健康、消费电子等 多个领域。

美国国防部曾预测,到 2020 年美军 90%的制导武器将采用 MEMS 惯性传感器。目前,采用的机 械、环形激光和光纤陀螺导航制导系统具有体积大、成本高、不宜大量生产等缺点,难以满足当前需 要。MEMS 陀螺和加速度传感器具有耐冲击、体积小、低成本、低功耗、高可靠性等突出的优点,特别 适合作为航空制导炸弹、精确制导弹药的应用。采用 MEMS 惯性传感器,是战术导弹、制导炮弹和制导 炸弹等精确打击弹药制导化改造的必然选择,也是惯性制导与导航技术的发展方向。据美国国防部预 测,到 2020 年美军 90%的制导武器将采用 MEMS 惯性传感器。

美国 MEMS 技术应用广泛,在低成本精确制导武器发展的背景下,MEMS 技术渗透率有望提升。美 军导弹制导系统(如 AGM-114 地狱火导弹和 Patriot 防空导弹)使用 MEMS 陀螺仪和惯性传感器进行精 确制导和姿态控制;无人机(如 MQ-9 死神无人机和 RQ-11 Raven 无人机)采用 MEMS 传感器进行飞行 控制和导航;军事车辆(如 M1 艾布拉姆斯坦克和 Stryker 装甲车)利用 MEMS 传感器进行导航和姿态控 制;士兵系统(如 Land Warrior 系统)集成 MEMS 传感器进行姿态检测和导航辅助,确保设备在各种环 境下的稳定工作。

国外 MEMS 惯性技术经二十多年的理论与实践,技术相对成熟,众多科研单位及公司如 Honeywell、ADI、Sensonor、Silicon Sensing、Colibrys 等公司已经有成熟的商业化应用。国内从事高性 能 MEMS 惯性传感器研发及应用的单位主要为央企集团和科研院所,目前已实现产业化应用的单位主 要包括美泰科技等。

3.3.2 新工艺:3D 打印快速迭代,行业渗透率持续提升

3D 打印在制造复杂结构和缩短研制周期上具有优势,是传统制造方式的重要补充。3D 打印又称增 材制造,是与传统的减材制造(如车、铣、刨、磨)和等材制造(如铸、锻、焊)相对的概念,是以三 维模型数据为基础,通过材料堆积的方式制造零件或实物的工艺。3D 打印在复杂结构制造、一体化轻量 化设计、缩短研发周期、提高材料利用率等方面具有巨大优势,但存在加工精度、表面粗糙度较低和可 加工材料较少等问题,是传统精密加工技术的重要补充。

以激光为热源的 L-PBF 技术成熟度最高,已进入大规模产业化应用,其主要包括金属的 SLM 技术和 非金属的 SLS 技术。基于电子束的 E-PBF 技术成熟度也较高,其成本低于 L-PBF。

3D 打印目前已被广泛应用于航空航天、汽车、医疗等领域,并逐渐被尝试应用于更多的领域中。根 据 Wohlers Report 2022 报告显示,2021 年增材制造主要应用于航空航天、汽车、消费及电子产品、医 疗/牙科、学术科研等领域。

3D 打印技术完美契合航空航天需求。“轻量化”、“高强度”、“高性能”及“复杂零件集成化” 一直是航空航天零部件制造和研发的主要目标。增材制造技术能够很好的迎合这些要求,而且航空航天 行业对成本相对不敏感,所以航空航天成为增材制造产业化最早、需求量最大的应用终端。 国外已印证了 3D 打印在航空航天领域大规模应用的可行性。GE9X 发动机拥有 304 个通过 3D 打印 的零件,涵盖了六大类型的 3D 打印零部件:燃油喷嘴、T25 传感器外壳、热交换器、导向器、第五、六 级低压涡轮叶片、燃烧室混合器,3D 打印的应用带来了更低的成本、简化的供应链、更佳的产品性能和 更短的研制周期。美国 GE 公司预计采用金属直接增材制造的零件,未来可占航空发动机零部件的50%,使其研发的大型航空发动机每台至少减重 454kg。目前,GE 公司这款燃油喷嘴的生产能力为每年 35000~40000 件,已应用在空客 A320neo、波音 737MAX、商飞 C919 和波音 777-8 等机型上。

我国在复杂整体结构制造和大型金属构件的增材制造都已实现突破。中国航天科工 306 研究所利用 SLM 技术成功地制造出了航空发动机的燃烧室。它成功地将 SLM 技术与复杂结构梯度过渡技术两者结合 起来,有效克服了传统铸造连接整体强度低、连接口易断裂等难题。我国是目前世界上唯一掌握激光成 形钛合金大型主承力构件制造且付诸实用的国家,西北工业大学黄卫东、林鑫教授团队面向中国 C919 中 型客机的需求,利用 LSF 增材制造技术制造了 TC4 合金体系 C919 飞机翼肋缘条,其长为 3100mm,探 伤和力学性能测试结果皆符合中国商飞的设计要求,且高周疲劳性能优于锻件。

3.3.3 新材料:陶瓷基复合材料高温性能优异,产业化应用迎来拐点

陶瓷基复合材料(Ceramic Matrix Composites,CMC)是指在陶瓷基体中引入增强材料,形成以引入的增强材料为分散相,以陶瓷基体为连续相的复合材料。CMC 具有耐高温、低密度、高比强、高比模、 抗氧化和抗烧蚀等优异性能,使其具有接替金属作为新一代高温结构材料的潜力,CMC 被美国国防部列 为重点发展的 20 项关键技术之首。

CMC-SiC 按照增强纤维的不同,可进一步分为 Cf/SiC(碳陶)和 SiCf/SiC,后者是近年来研究的热 点。用于增强 SiC 基体的纤维主要为碳纤维和碳化硅纤维,对应的 CMC 分别为 Cf/SiC 和 SiCf/SiC,与碳 纤维相比,SiC 纤维在耐氧化、抗蠕变等方面具有显著的优势,同时,SiC 纤维与基体 SiC 具有良好的 相容性,无热膨胀失配等问题。所以自 20 世纪 70 年代末 SiC 纤维实现量产以来,连续碳化硅纤维增 韧的碳化硅基复合材料( SiCf /SiC CMC) 一直是研究热点。

CMC-SiC 因其优异的高温性能,可用于航空发动机热端部件、高超声速飞行器外结构、核燃料包壳 等场景。

航空发动机是 CMC-SiC 的核心应用场景,CMC-SiC 被各国视为下一代航空发动机战略性热结构材 料。相比于镍基高温合金,CMC 材料有以下显著优势:(1)比高温合金能承受更高的温度(CMC 材料 耐温极限比镍基高温合金提高约 150℃~350℃,潜在使用温度可达 1650℃),可显著减少冷却气消耗量 约 15%~25%,从而提高发动机效率,同时还能减少氮氧化物的排放;(2)CMC 材料密度(2.0~ 2.5g/cm³)为高温合金的 1/4~1/3,可以显著降低发动机重量(发动机减重 30%~70%)从而大幅提高推 重比;(3)高温下优异的持久强度,使用寿命长;(4)可设计性强,纤维纺织技术的引入使 CMC 可设 计性和结构适应性大幅提高,可根据不同部件的性能需求设计可达到最佳的热/力特性匹配。目前,各航 空强国普遍认为:CMC 是航空发动机高温结构材料的关键核心技术之一,直接体现一个国家先进航空发 动机和先进武器装备的设计和制造能力。

对于 CMC 的应用,国外中温中载静止件已进入批产阶段,高温中载件正在进行全寿命验证,高温 高载转动件仍在探索。国外在陶瓷基复合材料构件的研究与应用方面,基于先易后难、先低温后高温、 先静子后转子的层层递进的发展思路,充分利用现有的成熟发动机进行考核验证。首先发展中温(700℃ ~1000℃)和中等载荷(低于 120MPa)的静子件,如尾喷口调节片/密封片、内锥体等;再发展高温 (1000℃~1300℃)中等载荷静子件,如火焰筒、火焰稳定器、涡轮导向叶片和涡轮外环等;最后验证高 温高载荷(高于 120MPa)的转子件,如涡轮转子、涡轮叶片。总的来说,喷管调节片/密封片等中温中 等载荷静止件已完成全寿命验证并进入实际应用和批量生产阶段,可以实现减重 50%以上;燃烧室火焰 筒和内外衬、导向叶片等高温中等载荷静止件正进行全寿命验证,有望进入实际应用阶段,涡轮外环已 进入批产阶段;而涡轮转子、涡轮叶片等高温高载荷转动件尚处于探索研究阶段,使用寿命与应用要求 相距甚远。

GE 是目前对于 SiCf/SiC 应用最成功的公司,已将其批量应用于 LEAP、GE9X 和 GE3000。2009 年,该公司研制的 SiCf/SiC 复合材料低压导向叶片在 F136 发动机上完成验证,并于 2010 年完成首飞。 2016 年在 LEAP 发动机的涡轮外环率先使用 SiCf/SiC 复合材料并已批产,显著降低冷气的消耗量并显著 改善外环的服役特性和使用寿命,一台 LEAP 发动机有 18 个 CMC 零件,总重量为 1kg。继而在新型 GE9X 商用发动机的燃烧室内衬和外衬、两级导向叶片和一级涡轮外环共五个部件使用了该材料,耗油率 比 GE90-115B 降低 10%,该型号已于 2020 年获得美国 FAA 适航认证,成为目前世界上推力最大的商用 喷气发动机。在燃气轮机方面,H 型燃气轮机使用了 SiCf/SiC 复合材料涡轮外环,其燃烧效率创造了世 界纪录。新一代军用涡轴 GE3000 发动机使用了陶瓷基复合材料,比 T700 型发动机耗油率降低 25%、全 生命周期成本降低 35%,寿命延长 20%,功重比提高 65%。

根据西工大成来飞教授,总体来看,我国陶瓷基复合材料与国外几乎处于并跑位置,我国在刹车、 飞行器防热领域领跑,但在航空发动机领域还较为落后。加快发展陶瓷复材这一新材料产业是党中央、 国务院着眼建设制造强国、保障国家安全做出的重要战略部署,“先进结构陶瓷与复合材料”也是“十 四五”国家重点研发计划的 7 个重点专项之一。 碳化硅纤维方面,早期 SiC 纤维是我国 CMC 产业的瓶颈环节,我国自主攻克了 CMC 批量制造技 术,但由于缺少高性能碳化硅纤维,只能用碳纤维替代。目前我国已形成以国防科大、厦门大学和中南 大学为中心的三个碳化硅纤维产业集群,第二代 SiC 纤维已实现产业化,第三代 SiC 纤维已实现技术突 破,我国实验室研发的产品与日本同类型产品水平相近,但是生产水平还尚未达到工业化生产规模,有 待进一步研究。我国第二代碳化硅纤维已发布国家标准,标志着相关产业已经成熟。

从应用来看,Cf/SiC 方面,我国已将其作为热结构和空间相机支撑结构等应用于飞行器和高分辨率 空间遥感卫星,在飞机刹车材料的应用上处于国际领先地位;SiCf/SiC 方面,国内近年来针对先进航空发 动机热端部件开展了大量陶瓷基复合材料的研究工作,研制了各类模拟件和试验件,如尾喷管的密封片/ 调节片、加力燃烧内锥体、主燃烧室火焰筒、高压涡轮外环、涡轮导叶等。燃烧室浮壁瓦片模拟件、全 尺寸喷管调节片等分别进行了试验台短时考核和发动机短期挂片试车考核,构件热态性能良好,已进入 应用验证阶段,尚未实现规模化工程应用。氮化硅纤维增强陶瓷基复材方面,尚未有开展应用的公开报 道。 我国航发产业对陶瓷基复合材料的需求或已出现拐点。根据中国航发公众号 2024 年 1 月 3 日的文 章,“新年开工第一天,中国航发航材院表面工程研究所组织各专业组召开工作研讨会,梳理总结前期 工作、部署新一年工作安排。2024 年,面对陶瓷基复合材料迅速增长的研制和交付需求,团队集思广益 总结问题,制定调整措施,形成 2024 年初步工作思路,为任务交付做好全面保障”,表明下游产业对 CMC 的需求拐点或已出现。 我国 CMC 产业链环节相对完善,在 Cf/SiC 方面,碳纤维、碳陶刹车材料的参与企业较多,但是在 SiCf/SiC 方面,与国外相比,我国企业数量较少、单体规模较小、产业链薄弱,普遍存在产能有限、产品批次稳定性差、生产成本高等问题。

编辑:火腿肠
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