商业航天深度报告:太空光伏大有可为,卫星太阳翼市场持续扩容
中泰证券·2026-01-21 08:25

报告行业投资评级 - 报告未明确给出整体行业投资评级,但核心观点部分建议关注多个细分领域的相关公司 [4] 报告核心观点 - 卫星互联网组网需求迫切,太空算力打开新成长空间,太阳翼作为卫星核心能源系统,其市场随卫星需求增长而持续扩容 [4] - 太阳翼占卫星价值量约12%-24%,是卫星在轨运行的唯一高效、长期能源供给方案 [4] - 太阳翼发展趋势向柔性演进,中美因火箭运力差异选择不同技术路线,中国当前以砷化镓为主,钙钛矿有望成为下一代主流技术 [4] 根据相关目录分别总结 卫星互联网组网需求迫切,太空算力打开新成长空间 - 应用需求与轨道资源:卫星互联网具备覆盖广、抗灾强、部署快等优势,通信、导航、遥感等刚性应用需求加快释放 [4][11] 国际电信联盟(ITU)规定频率及轨道使用遵循“先登先占”原则,低轨轨道资源有限,近地轨道约可容纳6万颗卫星,2029年预计部署约5.7万颗,资源趋紧 [4][16] 美国主导的Starlink计划发射42000颗,截至2025年6月已发射8000颗,完成率约21%,而中国两大星座(国网、千帆)计划发射共约27992颗,截至2025年12月仅分别发射127颗和108颗,完成率仅0.9%和0.7%,建设需求迫切 [4][15][16] 2025年12月底,中国向ITU新增申报20.3万颗卫星,覆盖14个星座,加速布局 [16] - 太空算力引领新需求:太空算力将计算设施部署于太空轨道,实现数据在轨处理,天基计算体系从“天数地算”向“天数天算”演变 [4][19] 2025年11月,Starcloud-1卫星搭载英伟达H100 GPU发射,着力打造全球首个太空公共云服务,单位算力能耗成本仅为地面的1/10,后续计划推进5GW级太空数据中心建设 [4][22] SpaceX计划依托Starlink V3卫星,在未来4-5年内实现每年约100 GW级算力部署 [4][22] 中国“三体计算星座”于2025年5月首次发射12颗卫星,互联后具备5POPS计算能力和30TB存储容量,预计2027年前完成约100颗卫星建设,建成后总算力达1000POPS [4][22] 太阳翼是近地商业航天唯一高效、长期能源供给方案 - 核心能源地位与价值占比:光伏是卫星长期在轨唯一可行、可靠的供电方案,全球约95%的卫星采用“太阳电池阵—蓄电池组”联合供电模式 [28] 太阳翼是卫星能源系统的核心组件,通过光电转换提供持续电力 [4][28] 卫星能源系统占整星价值量约20%-30%,其中太阳翼价值量占比高达能源系统的60%-80%,因此太阳翼占卫星总价值量约12%-24% [4][31] - 面积增大带动功率与价值提升:以Starlink为例,其太阳能电池板面积持续增大,V1.5、V2mini、V2.0版本面积分别为23、105、259平方米,V3.0版本有望突破400平方米 [4][35] 卫星功能叠加导致单星重量增加,如Starlink V1.5重约300 kg,V2 mini重约800 kg,V2.0重约1.2吨,电力需求增长推动太阳翼面积和价值量提升 [35] 太阳翼从刚性向柔性过渡,钙钛矿有望解决核心痛点成为新方案 - 柔性化趋势与优势:太阳翼按基板可分为刚性、半刚性、柔性 [4][38] 刚性太阳翼收纳体积大,收拢时电池板间需保留约20mm间距,而柔性太阳翼基板可贴合压紧,无需间距,其大面积太阳阵收纳体积可缩小至刚性太阳翼的约1/10,从而通过增大面积提升发电功率 [4][45] 柔性太阳翼比功率(单位质量发电功率)可达175 W/kg,体积功率比可达33 kW/m³,显著高于刚性太阳翼的70-100 W/kg和4 kW/m³,尤其适用于高功耗、多星发射场景 [45] - 全球市场规模:2024年全球航天用柔性太阳翼市场规模约11.2亿美元,预计到2033年将增长至43.6亿美元,年复合增长率约16.4% [50] - 中美技术路线差异: - 美国:火箭运力大、成本低,如猎鹰九号近地轨道运力22.8吨,成本约3000美元/千克,猎鹰重型运力63.8吨,成本约1500美元/千克 [55][57] SpaceX的Starlink卫星设计追求快速迭代、低成本和大规模部署,因此选择价格低廉的晶硅电池方案 [4][61] 晶硅电池光电转换效率约14%-18%,成本低但重量大、抗辐射差 [61] - 中国:火箭运力相对有限,成本较高,如长征五号近地轨道运力约25吨,成本约7900美元/千克 [55][57] 为在单次发射中最大化有效载荷空间,倾向于选择比功率更高的技术路线,目前以砷化镓电池为主 [4][64] 砷化镓电池比功率约0.4-3.8 W/g,光电转换效率可达约30%,抗辐射能力强,但成本高,每平方米价格约20万-30万元 [64] 行业正通过外延剥离实现衬底再利用、以硅衬底或低纯度砷化镓衬底替代等方式探索降本 [68] - 钙钛矿电池前景:钙钛矿电池具有成本低、比功率高(达23W/g,约为砷化镓的6倍以上)、柔性好、具备弱光性和自修复等优势,有望成为中国太阳翼下一代主流技术路线 [4][72] 目前已有搭载钙钛矿电池的卫星完成一年以上在轨试验并运行正常,处于在轨验证阶段 [72] 相关标的梳理 - 卫星能源系统:建议关注上海港湾,该公司是卫星能源系统唯一上市公司,其钙钛矿电池已完成长期在轨验证,2025年上半年新签订单3402万元,截至2025年三季度已累计保障18颗卫星发射 [78] - 光伏设备:建议关注迈为股份(取得钙钛矿/硅异质结叠层电池首个商业化整线订单)、捷佳伟创(具备钙钛矿GW级量产交付能力)、宇晶股份(布局晶硅薄片化及UTG切割) [79] - 光伏组件: - 晶硅路线:建议关注钧达股份(钙钛矿叠层电池实验室效率达32.08%)、东方日升(布局p型超薄HJT电池,钙钛矿/晶硅叠层效率达30.99%) [80] - 砷化镓路线:建议关注乾照光电(砷化镓电池效率超31%,出货量国内第一)、明阳智能(具备砷化镓全产业链解决方案)、三安光电(砷化镓电池技术国际领先)、云南锗业(布局砷化镓晶片衬底) [81] - 线缆:建议关注华菱线缆(大型卫星双翼线缆价值量约300-400万元,普通低轨小卫星单星线缆价值量约100-200万元)、泛亚微透(扁平电缆产品已应用于商业航天) [82] - 其他:建议关注蓝思科技(布局航天级UTG光伏封装)、瑞华泰(航天用PI/CPI薄膜领先企业)、沃格光电(CPI薄膜已实现柔性太阳翼在轨应用)、隆盛科技(布局卫星太阳翼精密机构零部件) [83]