国防军工行业深度报告：全球航天产业蓬勃发展，商业航天引领产业变革

全球商业航天经济规模持续增长，发射活动日益活跃：近年来，全球航天产业经济规模稳步扩大，特别是卫星制造业表现突出。技术进步和成本降低使商业航天得以实现规模化发射，同时保持技术快速迭代。美国航天基金会的数据显示，自2013年以来，商业航天收入年均增长率为7.17%，远超政府航天的年均4.33%投入增速。卫星导航应用芯片和相关应用，与大众消费紧密相连，成为商业航天硬件和服务收入的主要来源，市场规模达到千亿美元级别。 中美火箭发射次数明显高于其他国家，火箭制造发射保持高度集中：2023年，美国和中国的火箭发射次数分别占全球的52%和30%，反映了航天领域的竞争格局正在发生变化。美国凭借SpaceX等私营企业的创新，巩固了其全球航天发射的领先地位。中国通过持续增长的航天发射活动，稳居第二。其他国家如俄罗斯、印度、欧洲、日本等虽有参与，但与中美相比发射次数有较大差距。 商业航天发射次数显著增加，全球航天发射竞争烈度持续增强：2023年，全球共执行了223次航天发射任务，其中商业发射124次，占比56%，与2022年同比增长49%。非商业发射次数有所减少，但商业发射的增长推动了整体发射次数的增长。SpaceX的猎鹰9火箭以63次发射占据全球商业航天发射次数的51%，即便排除星链计划发射，全球商业发射次数和商业载荷数量也有显著增加。 我国航天产业步入高质量发展、全面赋能社会民生的新阶段：中国航天产业正在进入一个以高质量发展为特征的新时期，这一时期的特点是航天技术在社会民生领域的广泛应用和全面赋能。我国民营航天成绩亮眼，未来可期，2023年中国民营航天企业取得了显著的成就，民营火箭发射次数达到13次，5型火箭成功入轨，显示了中国民营航天的强劲发展势头。 中央定调战略性新兴产业，商业航天迎发展机会：2023年中央经济工作会议提出，打造商业航天战略性新兴产业。中国中央政府对商业航天领域的发展给予了高度重视，将其定位为战略性新兴产业，并出台了配套政策文件，鼓励和规范商业航天的发展。政策支持旨在引导商业航天制造与卫星应用的健康发展，同时促进商业航天与地方产业资源及自然禀赋的有机结合，推动地方经济的转型升级，为相关产业带来新的增长点。 投资建议：我国航天产业已进入发展“快车道”，卫星互联网等新兴星座的建设、大运力低成本趋势正引领商业航天开启新时代。我国航天产业快速发展也对我国火箭发射能力提出更高的要求，低成本、大运力已成为运载火箭的发展趋势。建议关注以下标的：上游原材料及元器件：斯瑞新材、宝钛股份、钢研高纳、中航高科、铂力特、华曙高科、航天电子、航天电器、高华科技。测试：西测测试、苏试试验、思科瑞。 风险提示：1）火箭研制进度不及预期；2）资金支持不及预期；3）地面设施和运营服务建设不及预期；4）我国商业航天发展速度不及预期。 1.全球商业航天经济规模持续增长，发射活动日益活跃 1.1.航天产业规模持续稳定增长，卫星制造业尤为突出 全球航天产业近年来呈现出显著的增长趋势，其经济规模始终保持稳定增长。随着技术的进步和成本的降低，商业航天已经能够以更低的成本实现规模化发射，同时保持快速的技术迭代。美国航天基金会发布的《航天报告》数据显示自2013年以来的十年间，商业航天收入的年均增长率达到了7.17%，这一数字明显超过了政府航天年均4.33%的投入增速。 图1：2007~2022年政府航天与商业航天规模趋势 全球卫星制造业作为全球航天产业子集，近年来呈现出显著的增长势头。特别是卫星导航应用芯片和相关应用，它们与大众消费紧密相连，已经成为商业航天硬件和服务收入的主要来源之一，市场规模达到了千亿美元级别。此外，与制造业密切相关的卫星制造和发射服务领域也展现出了迅猛的增长速度。 表1：2022年世界商业航天经济构成、占比及变化 1.2.中美火箭发射次数明显高于其他国家，火箭制造发射保持高度集中 从火箭发射的角度看，2023年全球火箭发射活动由美国和中国主导，两国发射次数分别占全球的52%和30%。这一趋势反映了近年来航天领域的竞争格局正在发生变化，美国凭借SpaceX等私营企业的创新，巩固了其在全球航天发射中的领先地位。中国则通过持续增长的航天发射活动，稳居第二。其他国家如俄罗斯、印度、欧洲、日本、朝鲜、韩国、伊朗和以色列虽然也有参与，但发射次数和中美相比有较大差距。从更长的时间维度来看，全球运载火箭制造格局已经发生变化，美、中、俄交替获得火箭发射数量全球第一的格局已被打破。随着SpaceX公司的异军突起、中国各领域航天发射活动日渐活跃、俄罗斯退出欧美国际发射服务市场、欧洲新旧火箭更替出现断代，美国航天发射活动的领先地位已经十分突出，我国稳居第二，美中与俄欧的差距已经明显拉开。 图2：2022—2023年全球运载火箭发射数量对比 从火箭制造的角度看，2023年全球仅3家公司的火箭发射数量超过10枚，SpaceX占全球发射质量的80%左右。2023年共有25家火箭制造企业进行了发射活动，比2022年多5家，但仍然只有3家公司的火箭发射数量超过10枚，分别是SpaceX公司98枚，中国航天科技集团有限公司48枚和俄罗斯国家航天集团19枚。具体到火箭系列，美国的猎鹰系列火箭在2023年共发射了96次，相较于2022年的61次，发射次数有了显著的增长，增幅达到了57.4%。与此同时，中国的长征系列火箭发射次数则有所下降，从2022年的53次减少到了47次，降幅为11.3%。俄罗斯的联盟系列火箭发射次数也略有减少，从19次降至17次，降幅为10.5%。 表2：2023年全球仅3家火箭制造商的火箭发射数量超过10枚 1.3.全球发射任务增量来自于低轨卫星星座部署，或面临发射能力短缺 卫星小型化已经成为商业航天领域的一个重要趋势。2023年，全球共发射了2860颗质量在1200千克以下的小卫星，总质量达到1800吨，这些小卫星的发射数量占全年发射总数的97%，发射质量占63%。值得注意的是，尽管小卫星数量众多，但它们大多数还是通过中型和大型火箭进行发射。这种模式不仅提高了发射效率，也降低了发射成本。 图3：2023年全球发射质量1200千克以下的小卫星占全年发射数量的97% 利用卫星的批量生产，降低生产制造成本，缩短研制周期，卫星星座取代单颗大型卫星成为新一轮的发展趋势。全球发射任务增长源于低轨星座部署，或受发射能力限制。 SpaceX计划在2024年前完成1.2万颗“星链”低轨互联网星座的建设与应用，截止到2023年底“星链”合计发射130批次；一网公司“一网”星座计划部署6372颗卫星，已部署636颗；亚马逊“柯伊伯”星座将部署3236颗卫星，现已完成相关测试，将于2024年开始全面部署。尽管低轨卫星星座计划发射需求日趋旺盛，但俄制火箭退出商业发射服务、新旧火箭青黄不接，导致全球发射市场出现了近30年以来最严重的发射资源短缺问题，或出现暂时性的供应瓶颈，且发射价格在一段时间内会持续攀升。但随着商业航天新一轮的蓬勃发展，也会给予很多新兴企业进入商业发射市场的机会。 图4：全球商业卫星星座状态（截至2023年） 1.4.商业航天发射次数显著增加，全球航天发射竞争烈度持续增强 2023年标志着商业航天发射领域的显著增长。2023年全球共执行了223次航天发射任务，其中商业发射达到124次，占比高达55%，与2022年的83次相比，增长了49%，反映了全球航天市场对商业服务需求的增加。与此同时，非商业发射次数从2022年的104次减少到了99次，占比44%，下降了5%。这表明，尽管非商业发射在数量上有所减少，但商业发射的增长在一定程度上弥补了这一缺口，甚至推动了整体发射次数的增长。 图5：2023年全球各性质的航天发射次数分布 以SpaceX为代表的美国商业航天公司引领商业火箭发射任务。2023年，SpaceX的猎鹰9火箭以其63次发射，成功将1984颗星链卫星送入太空，占据了全球商业航天发射次数的51%，即便排除SpaceX的星链计划发射，全球商业发射次数和商业载荷数量也分别达到了61次和694个，相较于2022年的49次和484个，均有显著增加。中国商业航天发射同样实现了快速增长，2023年共进行了25次商业发射任务，较2022年的18次增加了39%。与此同时，非商业发射次数有所减少，从2022年的46次降至42次，下降了9%。 图6：2023年执行全球商业航天发射任务的火箭研制国家分布 各国仍积极推进新箭首飞，但延迟与失败依然是常态，发射失利集中在新兴运载火箭。全球航天大国正致力于发展更可靠、成本更低、效率更高的航天运输系统，以实现全面的自主运载能力。2023年，SpaceX的星舰项目进行了两次未入轨的综合试飞，尽管面临挑战，但发展迅速。美国的航天发射系统SLS虽然首飞成功，但成本超支且应用受限。在新一代大中型火箭领域，各国积极推进研发，如美国的火神火箭在多次推迟后于2024年首飞。尽管小型运载火箭领域竞争激烈，但真正实现首飞的企业不多，且面临发射失败的风险，可能导致企业转型或破产。2023年，全球共有9款火箭出现11次发射失利，除美国火箭实验室公司的电子火箭外，出现发射失利的火箭均为飞行不足10次的新火箭，其中包括6款首飞的新火箭。我国的谷神星一号和朝鲜的千里马1火箭已经于2023年实现了成功复飞。 表3：2023年全球共9款火箭出现11次发射失利 1.5.以“猎鹰”及“星舰”为代表的新型货运体系颠覆传统运载发展模式 纵观全球发射业务，SpaceX的竞争力首屈一指。俄罗斯仍处于吃老本状态，欧洲和日本都处于新旧火箭青黄不接的断档期。SpaceX猎鹰9在2023年度发射次数近100次，全球单一型号年发射次数蝉联第一，已经实现一子级19次复用。猎鹰9货运体系集约了高效发射、卫星工业化生产、卫星集装箱式堆叠、卫星电推进变轨等特点，从体系层面颠覆了传统运载火箭一箭一星、发射场操作周期长、发射流程复杂、火箭生产周期长等模式，这一新模式将对全球发射市场形成更大的竞争压力，或使运载产业被动形成垄断格局。在超重型火箭方面，SpaceX星舰以其完全可复用的特性，无法比拟的卓越功能，一旦星舰成熟，SpaceX的入轨质量将占全球的99%，是其他国家总和的100倍。 图7：星舰是目前全球最大的火箭 复用技术带来成本节约，猎鹰9通过火箭回收实现单次降本70%。火箭的硬件设备在总成本中占有相当大的比例，而推进剂成本相对较低。发动机作为火箭中价值最高且技术要求最严格的部分，其能否实现重复使用，是决定火箭回收和降低发射成本的关键因素。在一次性使用的火箭中，发动机成本占比高达54.3%，而箭体结构、电气系统、阀门管路及执行机构、火工品等其他部分的成本占比相对较小。火箭回收和重复使用已成为降低成本的必然选择，通过实现火箭的可回收性，可以显著提高硬件设备的使用效率，将高昂的硬件成本分摊到更多的发射次数上，从而显著降低单次发射的成本。 图8：火箭的硬件设备在总成本中占有相当大的比例，而推进剂成本相对较低 着重布局可重复使用关键技术，推动可复用技术的发展。SpaceX猎鹰9垂直起降重复使用技术继续领跑火箭复用技术发展，2023年“星舰”完成了两次综合试飞，验证了动力、控制、结构等全箭技术体系，重复使用技术已向下一代完全重复使用发展。各国也加大了对垂直起降重复使用运载火箭技术的研制力度，美、欧新一代运载火箭均嵌入了可复用的元素，俄、日、印也在积极开展可重复使用技术的验证，重点突破百吨级多次起动深度变推能力的可重复使用发动机研制应用、精确返回控制与安全着陆、轻质高效结构制造等关键技术，开展缩比和全尺寸试验、集成飞行试验等验证工作，积极推动可复用技术的发展。 图9：猎鹰重型首次回收着陆 2.我国航天产业步入高质量发展、全面赋能社会民生的新阶段 2.1.我国民营航天成绩亮眼，未来可期 2023年中国航天最大的亮点之一就是民营航天的崛起。从火箭发射次数来看，2023年是我国民商航天的丰收之年，共有5型13发民营火箭发射入轨。 表