2025年商业航天行业专题研究:低轨卫星加速部署,商业火箭应势启航

  • 来源:国泰海通证券
  • 发布时间:2025/08/12
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商业航天行业专题研究:低轨卫星加速部署,商业火箭应势启航。低轨卫星组网加速。低轨卫星凭借广覆盖、低延迟、部署灵活等显著优势,已成为地面通信网络不可或缺的重要补充。但有限的频轨资源决定了低轨星座建设具有“先到先得”的特性,全球各国在该领域的竞争已日趋白热化。我国已进入低轨星座密集部署的关键阶段。以“星网星座”和“千帆星座”为代表的重大国家项目正加速推进,计划在2030年前部署总计约2.3万颗卫星。庞大的低轨卫星组网需求对卫星规模化制造能力、高频次低成本发射服务、高性能地面终端设备以及先进运营支撑系统提出了更高要求。提升火箭运...

1. 投资分析

低轨卫星具备广覆盖、低延迟、部署灵活等显著优势,是 对地面通信网络的重要补充,具备广阔的应用前景。在政策加持和频轨资源 “先到先得”竞争激烈的背景下,我国已启动“国网星座”“千帆星座”等万颗级 低轨星座计划,推动卫星密集部署步入快车道。然而,中国当前火箭发射能 力不足,低于低轨卫星组网规划所需水平,火箭运力已成为低轨卫星组网核 心瓶颈。推动商业火箭发展,并通过回收火箭等方式降低成本,是解决运力 缺口的关键。

2. 低轨星网加速落地,商业航天应势启航

2.1. 卫星通信前景广阔,空地一体通信来临

卫星通信是利用人造地球卫星作为中继载体,实现地面通信站之间无线信 号传输的通信方式。从系统结构来看,卫星通信主要由空间段、地面段和用 户段三大部分组成。空间段是指部署在不同轨道的通信卫星,构成卫星星座, 用于承载信号的转发与处理;地面段包括地球上的卫星地面站、控制中心、 发射基地等,负责与卫星之间的链路连接、信号调度和姿态控制:用户段则包 括各种终端设备,如便携终端、车载设备、船载站等,是最终信息的接收与 使用方。卫星通信具有可靠性高、覆盖范围大的特点,在军事、应急等移动 通信及互联网接入领域有着广泛的应用。

相较于传统的地面通信,卫星通信在覆盖范围、部署灵活性和极端场景适 应性方面具备显著优势。传统的地面通信通过建立的基站向周围的区域发 送指定类型的电磁波信号,传输给附近的终端设备,工作流程为“数据中心 -核心汇聚接入-基站-手机”。在典型的卫星互联网架构中,信息流动路径为 “数据中心—核心网—地面站—通信卫星—卫星间中继—接收终端”。其中, 用户基带信号经上变频后由地面站发射至卫星,卫星完成变频、放大等处理 后再转发至另一地面站,最终还原为基带信号供用户使用。与传统地面通信 系统依赖密集基站不同,卫星通信通过部署在轨卫星提供跨区域、无缝接续 的广域覆盖,尤其适用于地面网络覆盖薄弱的偏远地区、海洋以及应急通信 场景,具备部署速度快、抗灾能力强、资源调度灵活等优势。

随着全球天地一体化通信网络的加速构建,卫星通信产业呈现出量质并进 的快速增长态势。根据美国卫星产业协会(SIA)发布的《2023 年卫星产业 报告》,全球太空经济总收入已达 4000 亿美元,同比增长约 4.17%;其中卫 星相关产业贡献达 2850 亿美元,占比高达 71%,并呈现出明显的“下游占 优”金字塔式格局,产业重心正持续向应用与终端价值侧迁移。根据 Research and Markets 测算,2025 年全球卫星互联网市场规模将达 65.1 亿美元,2030 年有望增长至 113.5 亿美元,年复合增长率达 14.9%。中国市场在政策支持 与技术成熟度提升的双轮驱动下,产业链条快速完善,商业化运营加速推进, 有望成为全球卫星通信产业的重要增长极。自 2020 年“国网”计划提出以来, 国家在低轨通信卫星领域加速布局。2022 年,星网集团启动卫星地面网络 部署与商业火箭发射基地筹建,卫星互联网明确纳入“新型基础设施”,并与 导航、遥感共同构建中国天地一体化信息系统。根据 QYResearch 数据,2021 年中国卫星互联网市场规模已达 292.48 亿元,2025 年前后中国卫星通信市 场整体体量将迈入千亿元人民币级别,未来十年增长潜力巨大。

2.2. 低轨卫星加速落地,频轨资源竞争激烈

根据轨道高低,卫星可被分为高、中、低轨卫星。低轨卫星(LEO)位于距 离地面 300-2000 公里的轨道上,因其轨道低,信号传播时延较短,链路损 耗较小,且对用户终端的要求较低,能够支持微型卫星与手持用户终端,适 用于低延迟、高频次的全球通信需求,典型代表如美国的 Starlink。但由于 其轨道较低,每颗卫星的覆盖范围有限,为实现全球覆盖,需部署更多卫星。 中轨卫星(MEO)位于 2000-35786 公里的轨道上,相较低轨卫星,信号传 播时延较大,但由于其较高的轨道,覆盖范围更广,全球组网所需卫星数量 相对较少。国际海事卫星系统便是典型的中轨卫星应用案例。高轨卫星 (GEO)位于 35786 公里的静止轨道,因其与地球同步,卫星相对地面静 止,覆盖范围广,通常三颗卫星便能覆盖全球大部分区域。GEO 卫星适用 于电视广播、VSAT 系统等,典型代表包括 Intelsat、SES 等。虽然其链路损 耗较大,对用户接收端的要求较高,但其庞大的覆盖范围使其在大规模基础 设施通信中具有不可替代的优势。GEO 卫星的应用更多集中在数据传输和电视广播领域,较少用于个人通信。

与高轨卫星相比,低轨道卫星在低时延、高信号强度、广覆盖和低成本等方 面具备明显优势,已成为各国发展的主力。低轨卫星距离地面较近,信号传 播时延显著缩短,能够实现 50ms 以内的低时延,几乎与地面光纤网络相当, 而传统的 GEO 卫星由于其轨道较高,数据传输延迟达到 500ms 左右。其 次,由于距离地面较近,低轨卫星的信号强度较强,这使得地面终端设备能 够更加小型化、轻量化,降低了用户接入的门槛。在低轨卫星系统中,由多 个卫星组成的星座能够实现全球无缝覆盖,使其在覆盖范围上具有明显优 势。此外,低轨卫星采用蜂窝通信、多址、点波束、频率复用等先进技术, 进一步提高了网络的容量和效率,确保了在全球范围内的高效通信。低轨卫 星轨道资源较为宽松,卫星数量可大规模部署,且批量生产显著降低了单颗 卫星的成本,使得低轨卫星相较于传统的中高轨卫星更具经济性和可持续 性。当前,全球多个国家和公司纷纷布局低轨卫星通信系统,如 SpaceX 的 Starlink、Oneweb 等,预计将在未来几年内为全球通信提供强有力的支持。

低轨卫星通信在覆盖盲区、应急响应和边际成本控制等方面表现出色,是 地面通信网络的有效补充。传统地面通信资源集中于城市和人口密集地区, 覆盖能力高度依赖基础设施建设,难以覆盖高原、沙漠、海洋等偏远地区。 相比之下,低轨卫星凭借轨道低、覆盖广、无需地面铺设等特性,可实现全 球连续覆盖,天然适用于“通信孤岛”场景。从成本结构看,地面通信在城区具备带宽优势,但在低密度区域边际成本陡增。低轨星座则不依赖地面基础 设施,具备更优成本结构。此外,低轨星座具备灵活部署能力,遇到灾情可 快速恢复通信服务。2023 年土耳其地震后,Starlink 于 48 小时内完成灾区 应急接入,验证了在极端场景下低轨卫星的实用价值。

有限的频轨资源决定了发展低轨星座通信的战略必要性。卫星系统最重要 的资源是频率和轨位,卫星在近地轨道运行时,一个轨道只能有一颗卫星运 行。太空中可用卫星轨道数量十分有限,根据《太空与网络》的资料,在同 层与跨层星间最小安全距离均为 50km 情况下,高度 300~2000km 组成的低 地球轨道空间只可容纳 17.5 万颗卫星。大规模宽带低轨卫星普遍采用的频 段包括 Ku、Ka 和 Q/V 频段,Ku 和 Ka 等频段技术成熟、产业链完整;Q 频段元器件等基础产业薄弱,关键部件研制、生产难度大,产业链装备配套 水平低,大规模推广应用还存在一定困难。当前地球同步轨道(GEO)频段 资源已趋于饱和,尤其是 C 频段和 Ku 频段,约 90%的资源被少数国家垄 断。根据《中国航天》数据,全球已提交超过 6 万份轨道申请,随着 Starlink、 Oneweb 等项目推进,低轨卫星的频轨资源需求急剧增加,频轨资源争夺进 入白热化阶段。卫星频率和轨道资源已成为大国战略竞争的重要领域。

2.3. 天基互联网星座部署竞争激烈,新一轮太空竞赛已经打响

全球主要航天国家在低轨卫星网络领域的竞争日趋激烈。美国长期处于低 轨卫星通信领域的引领地位,目前美国已形成由太空探索公司、Astra、亚 马逊、波音公司等为主要核心成员的低轨卫星网络发展团队。其他国家也在 积极布局低轨卫星领域。俄罗斯的《2016-2023 年联邦航天计划》明确将通 信卫星作为优先发展方向,英国的 OneWeb 项目也取得了显著进展,计划 通过卫星星座为全球提供互联网服务;欧盟发布了主权星座计划,推动自主 研发卫星网络;加拿大电信公司 Telesat 计划建设“光速”星座,主要为偏远 地区提供互联网接入服务。中国在国家战略支持下,如虹云工程、鸿雁工程 以及“星网”工程(GW)等重大项目加速推进,旨在构建覆盖全球、高性 能的卫星互联网。中国正逐步缩小与国际先进水平的差距,并有望在未来几 年实现关键突破并提升全球竞争力。

Starlink是目前发展最快的低轨通信卫星星座项目之一。截至2025年8月, Starlink 已发射 8926 颗卫星,其中 7731 颗“星链”在轨。SpaceX 计划到 2025 年底发射 12,000 颗卫星,并在 2027 年完成总计 42,000 颗卫星的部署,形 成覆盖全球的卫星星座。与其他卫星互联网项目相比,Starlink 的优势在于 其规模和速度。Starlink 的计划量大约是 OneWeb 的 20 倍,通过更大规模的 星座部署,将覆盖全球所有地区,包括传统地面网络难以覆盖的偏远地区和 海洋区域,极大扩展了全球互联网接入的范围。此外,Starlink 计划在 2026年推出新一代卫星(V3),每颗卫星的网络容量将提升至 60Tbps,显著提高 下载速度,支持千兆级别的互联网接入需求。通过这些计划,Starlink 能够 在低时延和高带宽需求的应用场景中提供优越的服务,如高清视频、在线游 戏等。

对标 Starlink,“国网星座”&“千帆星座”加速建设。中国正在建设对标 Starlink 的星座—— “国网星座”和“G60 星座”。国网星座由中国卫星网络集 团统筹实施,包括 GW-A59 以及 GW-A2 两个子星座,其中 GW-A59 子星 座 6 080 颗运行在约 500km 极低轨道,定位为大容量、低时延的卫星;GWA2 子星座 6 912 颗则部署在 1145 km 近地轨道,侧重广域覆盖与网络冗余。 国网星座计划在 2030 年前发射 1300 颗卫星,并在 2035 年前后完成全部组 网,优先满足国防、应急、海洋及“一带一路”沿线宽带刚需。国网星座目前 已完成 6 批组网发射,其中于 2025 年 7 月 27 日和 8 月 1 日四天内连续发 射两批,进展迅速。千帆星座又称 G60 星座,由上海垣信卫星科技有限公 司牵头,分三阶段部署约 1.5 万颗卫星,提供手机直连、宽窄带物联网等多 业务融合服务。与星网卫星主要面向国内的军民应用领域不同的是,千帆星 座率先出海,2024 年 11 月已与巴西通信部达成谅解备忘录,计划两年内于 巴西本地部署卫星关口站并推出商业服务,打破 SpaceX 在拉美 45.9%的市 场份额垄断,体现了中国商业星座在全球市场的竞争潜力。随着千帆星座以 及 GW 星座的发射与组网持续推进,中国低轨卫星产业将逐步形成规模效 应,完善产业链生态,并提升在全球市场的竞争力。

“十四五”以来,中国政府大力扶持商业航天产业,并逐步确立了“政府引导 +市场推动”的新型发展模式。2023 年中央经济工作会议将“商业航天”列为 战略性新兴产业,定位其为“新质生产力”的代表性方向。2024 年,《政府工 作报告》首次将商业航天写入政府工作任务,明确提出要加快打造新增长引 擎,推动商业航天与低空经济、生物制造等前沿领域协同发展。地方政府积 极响应国家部署,截至 2025 年,全国已有超过 27 个省份将航天产业纳入 “十四五”规划与 2035 远景纲要。例如,上海正在推动“G60 星座”一期 648 星组网,湖北、四川、海南等地则聚焦整星研制、火箭发射和卫星测控等关 键环节,建设商业航天产业集群。

2.4. 低轨卫星产业链逐渐成熟

卫星通信产业链包含卫星制造、卫星发射、地面设备、卫星运营和服务四大 环节。 其中,产业链上游主要为卫星制造及发射。卫星制造环节包括卫星 平台和卫星载荷,卫星发射环节包括火箭制造和发射服务。产业链中游主要 为地面设备,包括固定地面站,移动式地面站以及用户终端。产业链下游的卫星的运营及服务主要包括卫星移动通信服务、宽带广播服 以及卫星固定 服务等。根据 SIA 数据,2022 年卫星互联网产业链细分环节产业规模中卫 星制造占比约为 5.62%,卫星发射占比约为 2.49%,地面设备占比 约为 51.59%,卫星运营及服务占比约为 40.30%。

卫星发射是产业链与航空航天关联最密切的环节。卫星发射涵盖火箭制造、 发射服务及卫星在轨部署,正呈现出“规模爆发+成本下降”的发展趋势。在 Starlink 等星座项目带动下,全球商业卫星发射频次显著提升,为发射市场 打开了广阔的增量空间。2025 年上半年,全球共发射入轨卫星 2090 颗,同 比增长 58.5%;其中中国发射 152 颗,较 2024 年同期增长 92.4%,增速远 超全球平均。自 2014 年政策放开民营准入以来,中国商业航天正由单一的 国家主导模式,逐步转向多元化、市场化格局。当前中国发射任务仍以体制 内单位为主,航天科技集团与航天科工集团旗下的一院、八院为核心制造与 执行主体。但随着任务需求增长和盈利压力提升,商业航天的“响应快、周 期短、性价比高”优势愈发凸显。九洲云箭、星河动力、蓝箭航天、零壹空 间等一批商业火箭企业正在快速发展,推动中国发射体系向“多层次、可复 用、低成本”方向演进。未来,随着高可靠、低成本商业发射能力的逐步成 熟,卫星发射将由政策驱动向市场驱动过渡,成为低轨星座建设的关键支撑 力量。

3. 卫星组网带来运力缺口,商业火箭加速发展

3.1. 火箭运力紧张,掣肘卫星组网节奏

火箭是低轨卫星组网的核心基础设施。火箭发动机自带氧化剂与燃烧剂, 不依赖外界空气,可同时适用于地球大气层内外飞行,具备实现“地面—太 空”跨域飞行的独特技术优势,因此成为当前唯一能够实现太空进入的手段。 随着低轨星座规划数量大幅上升、组网节奏显著加快,火箭在多星搭载、批 量发射能力和入轨精度等方面的技术门槛持续抬升,成为制约低轨卫星系 统建设效率与成本的核心因素之一。运载火箭研发技术门槛极高,当前全球 仅有约 13 个国家具备独立研发运载火箭的能力。中国近年来在运载火箭领 域持续突破,标志性型号包括长征系列、快舟系列、以及近年来研发的多种 商业运载火箭。火箭作为航天产业链的上游支柱,不仅承担着卫星发射、深 空探测等国家级任务,也成为商业航天市场爆发的关键支撑,带动了相关材 料、动力、制造与系统集成等高技术产业的发展。

随着多星座组网计划全面铺开,我国对运载火箭数量的需求正呈现爆发式 增长。2025 年将成为我国商业低轨通信星座集中部署的关键年份,其中“千 帆星座”计划完成一期 648 颗卫星的组网发射,“国网星座”亦拟发射约 260 颗,吉利未来星座、鸿鹄三号等新项目也将陆续启动,合计全年商业卫星发 射需求预计接近 1,000 颗,较 2024 年增长十倍以上。在此背景下,火箭成为支撑大规模组网的关键环节,其多星搭载、快速发射与高可靠性的能力需 求显著上升。但 2024 年全年中国仅共实施 68 次轨道发射,发射飞行器总 数约 250 颗;即便 2025 年在乐观情形下实现 100 次发射、搭载数量提升至 550 颗上下,依旧难以支撑商业星座的高密度组网进度。同时,商业卫星发 射仍需与国家级航天工程任务共享有限运力资源。2025 年,中国航天系统 将在空间站长期运营的基础上,实施嫦娥七号月球南极探测、天问二号小行 星采样、“鹊桥二号”中继星发射以及载人登月等多项关键任务。这些国家级 工程对窗口调度和火箭可靠性要求极高,将进一步压缩商业发射的排期空 间,放大民用航天对运力的竞争压力。所以提升商业火箭的运力以及增加商 业火箭的发射工位是解决运力问题的关键。

火箭运力供给与卫星发射需求错配。从中长期看,火箭运力是商业航天发展 的核心瓶颈,直接影响低轨星座的部署效率和产业链节奏。根据我们测算, 若“千帆”“国网”“鸿鹄”等星座计划按期推进,预计 2030 年将发射超 2.3 万 颗卫星。按照千帆单星 200–300 千克、国网单星 800–1000 千克估算,2025– 2030 年期间中国商业航天累计运力需求将达到约 7,353 吨,平均每年运力 需求约 1500 吨,当前年均运力仅为 200–225 吨,存在显著差距。即使 2025 年起运力实现 40%的年均增速,2030 年仍存在超 500 吨运力缺口;若年增 速不足 20%,则缺口将扩大至 1,500 吨以上,严重掣肘星座如期组网。按当 前火箭单次平均运力 10 吨,朱雀三号等运力达到 20 吨大型商用火箭如期 投入使用计算,2030 年左右至少需要发射约 80-100 枚重型火箭方可满足组 网需求,远多于当前火箭发射数量。为了缓解运力瓶颈,需加快新发射场投 建、扩大发射工位与调度能力,同时加快推进液体可复用火箭的商业定型和 规模应用。

中国在火箭的发射频次、运载能力和成本效率上仍需提高。在发射频次方 面,2024 年,美国共完成约 158 次轨道发射,其中 SpaceX 一家公司便占 134 次,全年投送总质量超过 1 500 吨,远高于中国同期的 68 次发射。 在单箭运载能力和一箭多星方面,2023 年美国平均每次发射载荷达 10.47 吨、发射航天器 19.38 个,而中国平均仅为 2.28 吨和 3.25 个。SpaceX 的 主力火箭猎鹰 9 号具备 22.8 吨 LEO 运力,可一次部署约 20 颗星链 V2 Mini 卫星;相比之下,中国的主力火箭长征八号 LEO 运力为 8.1 吨, SSO 运力 4.5 吨,单箭投送能力明显偏低。在发射成本方面,美国的重复 使用系统显著提升了效率并降低了边际成本。目前猎鹰 9 号低轨发射成本 约为每千克 1 万元,而中国的长征系列火箭仍在每千克 4 万至 9 万元区 间波动,民营商业火箭则普遍高于每千克 10 万元。中国商业火箭产业在发 射频次、单箭运力与成本效率等关键环节存在明显的提升空间。加速技术迭代(如可回收火箭)、降低发射成本以提升综合发射能力与成本竞争力,是 支撑国内低轨星座大规模组网计划落地、驱动产业可持续发展的核心动能。

航天发射场等航天基础设施能力有待提高。目前我国共拥有酒泉、太原、西 昌、文昌四大传统航天发射场,但绝大部分发射工位多服务于国家载人航天、 深空探测、军用卫星等战略任务,商业任务在排期与资源获取方面缺乏优先 权。同时,存在“火箭总装与发射场布局错位”问题,民营火箭企业总装基地 主要集中于长三角、珠三角,发射场却集中于西北、华南等地,跨区域运输 不仅增加成本,也面临拆解、重组等工程挑战。相比之下,美国沿海地区已 布局约 20 个航天发射场,配备 40 余个工位,其中卡纳维拉尔角与范登堡 空军基地在 2024 年分别完成 67 次与 47 次发射,体现出较强的多工位高频 发射能力。为缓解发射资源瓶颈,中国正加快商业发射基础设施建设,海南、 海阳、阳江等地相继推进新发射场布局。其中,海南商业航天发射场已建成 两座液体火箭工位,单工位年发射能力可达 16 次,远超传统工位水平;二 期建成后预计整体年发射能力超 60 次。此外,凉山、阳江等地发射场也在 规划推进中,有望形成“内陆+沿海”互补布局,为中国商业航天迈向规模化、 高频次提供坚实保障。

3.2. 民营火箭竞相发力,加速追赶 SpaceX

SpaceX 是全球商业航天公司的标杆。作为商业航天的开创者,SpaceX 自 2002 年成立以来,率先在火箭重复使用、发射效率和成本控制等关键环节 实现突破,构建起覆盖研发、制造、发射与卫星应用的一体化体系。相比仍 以技术验证为主、产品尚未定型的国内企业,SpaceX 在液体发动机自研、 箭体标准化设计、发射流程自动化等方面优势显著,具备成熟的工程体系与 稳定的交付能力。目前,猎鹰 9 号是 SpaceX 的主力运载火箭,承担着大部 分商业发射任务。公司已建立起“高复用、高频次、低成本”的商业闭环发射 模式,并在猎鹰 9 号基础上推出具备 150 吨近地轨道运力、全箭可回收、 目标成本低至每公斤 10 美元的下一代重型火箭“星舰”(Starship),未来有 望进一步重塑全球航天发射能力的边界。

SpaceX 的猎鹰 9 号(Falcon 9)是全球首个使用垂直起降技术实现规模化 重复使用的液体燃料运载火箭。其中 Block 5 型号技术成熟,单次可向近 地轨道运送约 22.8 吨载荷,支持至少 10 次无翻新复用,经过翻新后理论 上可重复使用达 100 次。猎鹰 9 号一级助推器的复用能力显著摊薄了发 动机、结构体等高价值部件的制造成本;同时,稳定的回收流程与较低复杂 度的翻新工作,也有效控制了维护支出,使其近地轨道发射的边际成本已降 至每公斤 1000–2500 美元,远低于传统火箭每公斤上万美元的价格,降本 幅度超过 80%。依托该型号的高度复用性,SpaceX 的年度发射频率显著提 升,从 2017 年起进入快速增长通道,2024 年共完成 138 次发射,占全球轨 道发射总数的 52.47%。在此基础上,SpaceX 还进一步推出了由三枚猎鹰 9 号助推器并联构成的重型猎鹰火箭(Falcon Heavy),其近地轨道运载能力 可达 63 吨,为全球现役运力最强的液体火箭系统,并具备相同的回收与复 用机制,进一步提升了重载任务的性价比。以猎鹰系列为核心,SpaceX 构 建起“高复用、高频次、低成本”的发射平台,重塑了全球商业航天的成本结 构与供给能力边界。

目前中国火箭型号体系主要分为国家队主导的“长征系列”运载火箭与民营 企业自主研制的商业火箭两大类型。“长征系列”作为中国空间发射的主力, 涵盖从中小型到重型的多款成熟型号,具有可靠性高、运力覆盖广、适应任 务多样的特点。其中,长征五号承担空间站建设等大载荷任务,具备 25 吨 近地轨运力,是中国现役运载能力最强的火箭;长征六号和六号改侧重于一 箭多星的快速组网;长征八号及其改进型“长八甲”则主要服务于低轨通信星 座组网,如千帆和国网星座,是目前卫星互联网发射的主力型号;长征十一 号具备海上发射能力,适用于灵活部署。民营火箭方面,自 2015 年前后政 策放开以来,涌现出星河动力、蓝箭航天、零壹空间、天兵科技、九州云箭 等一批商业航天公司。其研制的火箭多聚焦于小型低轨发射市场,强调“快、 灵、便宜”的特性。尽管民营火箭在可靠性和运力上仍与国家队存在差距, 但已有数款型号进入实际发射阶段。如星河动力的谷神星一号已完成多次 入轨发射,是当前发射频次最高的民营火箭;天兵科技的天龙二号为液体火 箭,具备 1.5 吨运力,2024 年完成首飞并成功入轨,标志国产液体火箭商用 化迈出关键一步;蓝箭航天的朱雀二号则是全球首个入轨的液氧甲烷火箭, 具备重复使用潜力;中科宇航的力箭一号则实现为阿曼客户发射遥感卫星, 开启民营火箭国际商业服务的探索路径。

当前中国火箭发射市场仍由国家队主导。2024 年中国共完成火箭发射 68 次, 其中国家队执行 56 次,占比达 82.4%;民营火箭公司完成 12 次,占比为 17.65%,虽较 2022 年的 5 次实现大幅增长,但在运力、可靠性及市场准入 方面仍存在显著差距。相比之下,美国民营火箭公司已成为绝对主力,2024 年执行发射任务达 153 次,占比高达 96.8%。目前中国的大型卫星星座如 “千帆星座”“国网星座”均依赖长征系列火箭实施组网发射任务,民营火箭尚 未参与,主要因其运载能力和可靠性尚不足以满足“800 公里近极轨道 4.5 吨 以上运力”“成功飞行经验”等严苛的招标门槛,仅航天科技一院与八院具备 投标资质。未来,随着民营火箭在发动机、结构、系统集成等方面持续投入 和技术进步,其运载能力和可靠性有望不断提升,尤其是在中小型卫星发射、 快速响应发射、成本敏感型任务等细分市场中展现竞争优势,逐步实现从国 家队补充向主力军的角色转变。

中国民营航天公司近年来迅速崛起,逐步确立了以液体火箭、重复使用技 术和低成本发射为核心的发展方向。中国的商业航天公司多数由航天系统 技术骨干或知名高校背景团队创办,具备较强的自主研发能力,涵盖发动机 研制与系统集成。行业正加速迈入中大型运载能力与规模化制造阶段。在技术层面,呈现出动力方案多元化与回收路径分化的趋势;在市场应用上,聚 焦于卫星星座、高频发射等高潜力商业场景。头部企业已实现入轨验证,具 备批量生产能力,技术壁垒与资本优势开始显现。蓝箭航天是全国首家实现 基于自研液体发动机成功入轨的民营火箭企业,“朱雀二号”为全球首款成功 入轨的液氧甲烷火箭,并计划于 2025 年下半年首飞朱雀三号可重复使用 火箭,该火箭采用不锈钢箭体结构,目标降低运载成本,支撑国家卫星互联 网工程如中国星网和上海千帆星座;东方空间以“引力”系列布局中大型液体 火箭,“引力一号”创造全球最大固体火箭纪录,“引力二号”预计 2025 年首 飞,核心在于推进芯级回收;天兵科技凭借“天龙二号”成为国内首个实现液 体火箭入轨的民营企业,下一代“天龙三号”对标“猎鹰 9”,运力可达 22 吨; 星河动力是首个挑战并成功实现 500km 太阳同步轨道发射的私营公司,“谷 神星”系列聚焦小型固体火箭,“智神星”系列则面向中大型液体可回收火箭; 中科宇航的“力箭一号”已发射,“力箭二号”将实现 12 吨运力和 20 次复用; 深蓝航天专注“星云”系列可回收液体火箭,计划实现中国首个回收型火箭的 入轨发射。

政策与资本正成为推动民营火箭突破的重要力量。在政策层面,国家正逐 步从“许可管控”为主的管理方式,转向鼓励发展、引导规范并重。2024 年 “政府工作报告”首次将商业航天纳入国家发展目标。“十四五”规划明确提出 “推动商业航天健康发展”,并鼓励民营主体参与空间基础设施建设。原属国 家队的火箭研制资源正逐步向社会开放,航天科技集团一院已与星际荣耀、 蓝箭航天等民企在地面测试与发射保障等环节展开合作,部分军工设施实 现共享。湖北武汉、海南文昌等地积极推进商业发射场建设,并为民营火箭 公司预留发射窗口与射频资源,从基础设施层面支持民营火箭入轨落地。在融资方面,2024 年商业航天融资事件超过 50 起,总金额超 150 亿元。湖 南、山东、贵州等地均设立数十亿级的产业引导基金,直接投向液体火箭、 发动机等高门槛环节,提供“前期兜底+后期退出”机制支持。在此背景下, 蓝箭航天、屹信航天等民营龙头于 2025 年 7 月底密集启动 A 股上市辅导。 头部商业航天企业密集启动 IPO,行业融资通道正快速打开。

中国在火箭技术上正加速追赶,火箭发射效率即将迎来提升。在重型火箭 方面,中国正在同步推进“长征九号”与“长征十号”的研发。长征十号预计 2027 年前后首飞,在低轨可达 70 吨、可将 27 吨送入月球轨道,运力对标 目前 SpaceX 主力使用的猎鹰 9 号,专为载人登月设计;长征九号目标运力 达到 LEO 150 吨,将超过 SLS 和土星五号,对支撑后续大型空间活动、载 人登月及深空探索具有重要意义。在可回收技术上,国内商业火箭快速完成 从固体向液体、从一次性向可回收的技术跃迁,朱雀三号、力箭二号、双曲 线三号、星云一号等多型民营液体火箭将在 2025 年前后集中首飞,大多具 备重复使用潜力。目前中国已完成多个公里级 VTVL 试验,技术水平相当 于 SpaceX 在 2014–2015 年猎鹰 9R 验证阶段,逐步迈入从工程验证向实战 应用的过渡期。2025–2026 年被视为中国可回收火箭的首飞验证关键期,若 相关试飞取得进展,预计至 2027–2028 年商业火箭年发射次数将显著提升、 成本快速下降,带动整体火箭发射效率进入爬升阶段。

3.3. 火箭回收成为降低发射成本的主要手段

推进、结构与控制三大核心系统为火箭主要成本组成。动力系统是火箭成 本占比最高的胸痛,以发动机为核心的推进系统在一级火箭中的成本占比 高达 54.3%,在二级火箭中占比达到 28.6%;其次为结构系统,主要由轻质 高强度材料构建,用以承受飞行载荷并确保箭体完整性,占一级火箭硬件成 本的 23.5%、二级为 29.5%。控制系统虽在整体成本中占比较小,但技术集 成度高,是确保精准入轨与飞行安全的核心保障。对于可回收火箭,在降低 硬件制造成本的同时,也引入了着陆平台费用、火箭回收与翻新、运输、再 测试、任务前检查、保险以及地面支持系统等。这些环节虽不构成核心成本, 但也不容忽视,通常控制在总发射成本的 10%–15%以内。

当前火箭技术正加速朝着低成本的方向发展,火箭发动机的高价值占比决 定了“可回收复用”成为降低发射成本的核心路径。在一次性火箭中,一级 发动机硬件成本占比最高,若能实现发动机的重复使用,便可将高昂的硬件 成本在多次发射中摊薄,从而显著压低单次发射价格。运载火箭的回收方式 主要有伞降飞回、翼滑飞回与垂直起降回收三种。垂直起降式回收即通过姿 控与反推发动机控制,令火箭在发射后期精准返回起始平台或海上驳船,实 现动力着陆。相比于伞降回收,垂直起降回收着陆精度高、着陆冲击小,能 实现包括一级发动机等核心部件在内的箭体整体无损伤回收;相比于翼滑 飞回,垂直起降对地面场地及保障要求低、对运载效率影响小、技术难度较 低,因此具有相对最高的商业应用价值,是当前火箭回收的最主流方式。

目前,火箭回收技术已在 SpaceX 的“猎鹰 9 号”上实现成熟应用。全新猎鹰 火箭的发射成本约为 5000 万美元,其中一级火箭成本占比超过 60%。在实 现一级火箭与整流罩的重复使用后,叠加推进剂(40 万美元)、地面测控及 准备费用(460 万美元)、一级维修及回收操作费用(不超过 500 万美元), 单次发射总成本可压缩至约 2000 万美元;当一级火箭复用超过 10 次后, 平均发射成本进一步降低至 1700 万美元以下,降幅接近 70%。平均每公斤 发射费用从 6–15 万元降至约 2 万元,毛利空间从一次性发射的 1200 万美 元显著提升至超过 3000 万美元。中国民营火箭企业亦积极布局可回收技术。 蓝箭航天正在研制的朱雀三号采用液氧甲烷推进剂,具备一级回收能力,预 计可节省约 80%的火箭成本,计划实现 16.5 吨以上的近地轨道运载能力, 单公斤发射价格有望降至 18000 元以内,接近 SpaceX 的成本效率水平,具 备明显的替代与竞争潜力。

2030 年前后中国火箭发射市场有望达到千亿量级。根据表 6 的测算,“千 帆”“GW”两大星座及其他商业航天项目和国家任务年度运力需求将达到 1000-2000 吨。预计 2026 年仅两大星座发射就将贡献 117 亿元市场空间, 预计到 2030 年提供的市场规模将增长至 805 亿元。考虑到火箭回收技术初 期无法规模化应用,2025–2026 年中国运力将主要依赖一次性火箭;但从 2027 年起,可回收火箭比例将逐年上升,到 2030 年预计可承担 30%运力。 结合不同火箭类型的平均价格即一次性火箭约 8 万元/千克、可回收火箭约 2 万元/千克测算得到, 2030 年中国火箭发射市场规模有望超过 1100 亿元 随着民营火箭企业在垂直回收、可重复使用技术方面取得突破,未来这可回 收火箭市场空间有望大幅扩大,长期看可回收火箭或将成为商业航天运力 增长的主力。

3.4. 液体火箭成为主流方向,结构材料迈向轻质高强

液体发动机是火箭发射的主要方向。发动机是推进系统的核心组件,按推进 剂形态可分为液体发动机与固体发动机两类。固体发动机结构简单、响应快、 成本较低,适用于应急发射与战术用途,但推力调控与重复使用能力有限。 液体发动机则具备推力可调、比冲高、可重复点火等优势,成为可重复使用 火箭的主流选择。液体燃料包括液氧煤油和液氧甲烷,液氧煤油技术成熟, 已在“猎鹰 9 号”等火箭中实现多次复用,但液氧煤油燃烧后会形成积碳,长 期使用会影响发动机的性能;液氧甲烷则具备更高比冲、更少积碳,发动机 维护周期短,更适合高频次重复使用。同时,相较于煤油发动机,氢氧甲烷 发动机因燃烧产物更轻、喷流速度更高,能够产生更大的推力。航天六院研 发的 140 吨级液氧甲烷发动机推力较传统氢氧发动机提升 40%,推重比达 180:1。这些优点使得液氧甲烷发动机成为下一代可回收火箭的主要选择。 两类推进剂分别支撑当前和未来的复用路径,共同推动发射成本进一步下 探。

为满足可回收要求,火箭结构系统加速向低成本、轻量化与高强度材料升 级。火箭的结构系统主要包括箭体外壳、燃料贮箱和整流罩等组件。在箭体 主结构方面,随着可复用火箭的兴起,不锈钢凭借成本低、强度高、抗热能 力强及焊接工艺成熟等优势快速成为新一代主材,已被 SpaceX“星舰”和蓝 箭航天“朱雀三号”等复用火箭广泛采用。燃料贮箱作为关键承压部位,对比强度与焊接工艺提出更高要求,材料正从传统铝镁合金、铝铜合金逐步向铝 锂合金升级,以进一步减重提载。例如“猎鹰 9 号”的液氧与煤油贮箱,即采 用铝锂合金制成,在保证结构强度的同时显著提升运载能力。整流罩作为箭 体最前端部件,需具备更优的轻量化与高刚度特性,常使用碳纤维复合材料 与 PMI 泡沫芯材复合制成,兼具热稳定性与吸能性能。在发动机喷管、燃 烧室等高热负载部位,则广泛采用银锆铜、镍基高温合金、碳碳复合材料及 热障涂层等先进材料,以应对极端高温、高压和强腐蚀工况,提升热导效率 与结构寿命。此外,火箭其他结构件如阀门、舱段连接件、密封装置等亦正 向钛合金、不锈钢和高性能复合材料方向迭代。

4.重点公司分析

4.1.1. 铂力特:以金属增材制造构筑商业航天底层技术基座

铂力特是中国金属 3D 打印领域的领军企业,已成为商业航天核心结构件 制造的关键参与者。公司掌握选择性激光熔化(SLM)、激光立体成形(LSF)、 电弧增材制造(WAAM)等多项主流金属增材制造工艺,具备复杂异形、高 温耐热、大尺寸结构零件的高质量打印能力。当前公司已与蓝箭航天、星际 荣耀、东方空间、星众空间等 30 余家商业航天公司建立深度合作,广泛参 与朱雀二号、双曲线二号、原力-85、JD-2 等液体火箭发动机的关键部件制 造,以及“大连一号”“智星二号 A 星”等卫星项目结构件开发,覆盖推力室、 燃气发生器、涡轮泵、星体框架等核心零部件。随着商业航天步入批产与可 重复使用阶段,零件轻量化、制造柔性、研发迭代效率成为关键竞争要素, 铂力特有望依托增材制造在成本、周期与质量上的综合优势,巩固其在商业 航天零部件研制中的地位。

4.1.2. 九丰能源:特种气体行业领先,切入商业航天燃料市场

九丰能源是国内领先的清洁能源综合服务商。依托特种气体领域的产能与 客户资源,成功切入商业航天液体燃料供应市场。 公司在液氢、液氧、液 氮、氦气及高纯液态甲烷领域布局的产能分别达 333 吨、4.8 万吨、4.8 万 吨、38.4 万立方米及 9400 吨,具备供应多种火箭发动机及卫星制造所需关 键推进剂与辅助气体的能力。2023 年,公司签约投资 4.93 亿元的海南商业 航天发射场特燃特气配套项目,成为其首个且唯一的特燃特气综合服务商, 并将于 2025 年独家供应海南商发一号工位液氢燃料。 随着可回收液体火 箭普及推升液体推进剂需求,九丰能源凭借成熟的制气工艺与现场供气能 力,具备向全国重点火箭发射基地拓展业务的基础,有望实现特气业务的规 模化放量。

4.1.3. 华曙高科:布局高温高强材料打印技术,赋能商业航天高端制造

华曙高科具备发动机 3D 打印零部件的生产能力。公司针对商业航天推出了 UT252P 超高温 3D 打印系统,支持包括 PEEK、PAEK 等在内的高熔点高分 子材料加工,熔点覆盖 190–350℃区间,已广泛应用于发动机部件、结构封 装、天线罩等耐热载荷组件的制造中。公司还推出冷金属熔融与大尺寸铜合 金打印技术,显著改善高反金属打印的成形效率与成本控制,为航天发动机 舱段、支撑结构及微波组件提供了新型制造路径。2024 年公司航空航天业 务虽受周期波动短期承压,但仍实现收入 2.5 亿元,毛利率达 49.8%。随着 益阳新基地正式投产、设备产能提升至 720 台/年,解决了产能的同时具备 了承接更大体量军工及商业航天订单的能力。中长期看,随着商业卫星轻量 化与复杂结构设计需求提升,公司在高强碳纤维材料、精细打印工艺等方面 的领先布局将持续巩固其在航天 3D 打印核心供应商中的地位。

4.1.4. 高华科技:传感器领军企业,全面覆盖火箭监测核心环节

高华科技是国内领先的高可靠传感器及传感器网络系统供应商。公司产品 具备可靠性高、一致性好、集成度高等特点,已参与载人航天、探月、北斗、 空间站等多项国家级任务。近年来,公司深度布局商业航天赛道,已为中科 宇航、星河动力、零壹空间、星际荣耀、东方空间等新兴火箭公司提供箭用 传感器与无线传感监测系统,支撑发射测试、转场、遥测等关键流程。2024 年公司在地面测试设备、火箭发动机、发射箱与发射场等航天配套领域实现 突破,持续拓展商业航天客户群,奠定其在火箭感知系统国产替代中的核心 地位。中长期看,随着商业火箭进入高密度发射阶段,对高可靠、多参数、 可组网的传感器需求将显著提升,公司有望持续受益于商业航天加速带来 的配套系统升级机遇。


(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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