1.国防需求催动高新技术实装，是产业化的基石

国防需求长期以来是牵引重要前沿技术落地的主要推动力量。美国在其现行的《国防战略》中提到，要在大国竞争的军事对抗中取得绝对优势，其追求的是：以高新技术应用实现军队建设质变，从而取得与对手之间的代际优势。凭借先进技术获取军事优势并形成战略威慑，是美国在大国博弈中主要的军事手段。通过先进技术应用带来的代际优势和生产效率，认为是军备竞赛中的上策。

没有国防需求催动的高新技术实装，就没有后续更为广阔的产业化空间。无论是民航产业、5G通讯、风电光伏、还是毫米波雷达、红外技术，其发展的渊源或者是所需要的部分核心技术最初都具有国防军事化的属性。随着生产效率的提升和成本下降，在军民融合的大背景下，军用技术及产品更多地向民用领域拓展，形成广阔的产业化空间。

1.1.民用航空产业，诞生于二战遗产

民用航空是高科技高附加值产业，具有高资本投入、高风险回报、高技术密集、高安全性等特点，是先进制造业和现代服务业的高度融合。民用航空的发展受益于战后相关产能的剩余。飞机自诞生以来，便一直被应用于军事领域，鲜少民用。1914 年，第一次世界大战爆发，各国倾全力将飞机力量展现在军事活动中。战后，随着军事需要的大幅减少，大量剩余飞机被欧美各国政府以低价抛售求现，数以千计的飞行或技术人员急需谋求军事以外的出路，飞机才开始被应用于民间的邮政及交通运输，造就了第一次“军转民”的浪潮。同样的情况再度发生于第二次世界大战。

第二次世界大战极大地刺激了航空产业的发展。二战中，美国工业界爆发出巨大生产力，为反法西斯盟国的军队提供了巨量装备，成为抗击法西斯的世界“兵工厂”。从 1940 年 7 月到 1945年 8 月累计生产了 262524 架各式飞机，平均每年 52505 架。其中，1944 年为最高年份，当年产量达96300架，创历史之最。另一超级大国苏联的航空产业也在二战期间取得了巨大的发展。苏联在极其困难的情况下，边东撤、边恢复、边生产，维持了巨大而顽强的产业能力。战争期间，除了从美国得到的 14000 架飞机外，其他航空装备均由本国生产；1941-1945 年间，共生产142775 架飞机。后三年年均超过 40000 架。1945 年当年年产 49000 台发动机。当时极受欢迎、被称为“像空气和面包一样重要”的伊尔-2 强击机的日产量达 40 架。

二战后强大的军用航空产能促使民航大发展。二战后，强大的军用航空工业产能与大量军事飞行人员，直接促成了世界民机研制生产能力的提高和民用航空运输业的成长，使之成为经济发展的引擎，成为与人民生活息息相关的主要远程客货运输工具。喷气技术的诞生带来了民用航空的新时代，经济、安全、舒适的喷气式客机成为民用运输的主力，改变了现代交通运输的结构。1945年到 1950 年，美国国内航空公司的客运量从 600 万增加到 1700 万，短短 5 年增长了 183%。1945 年，美国民用航空局废除了泛美航空对国际航线长达 20 年的垄断经营权，多家航空公司开始提供国际航空服务。

1944 年，国际民用航空组织在芝加哥成立。国际民航组织（ICAO）是协调各国有关民航经济和法律义务，并制定各种民航技术标准和航行规则的国际组织。第二次世界大战后，为解决战后民用航空发展中的国际性问题，1944 年 11 月 1 日至 12 月 7 日在美国芝加哥召开了有 52 个国家参加的国际民航会议，签订了《国际民用航空公约》（简称《芝加哥约》），并按国际民用航空临时协定设立了“临时国际民航组织”。1947 年 4 月 4 日公约生效，“国际民航组织”正式成立。同年 5 月成为“联合国”的一个专门机构。1990 年,已有 161 个缔约国。1944 年 12 月 9日，当时的中国政府在《芝加哥公约》上签字，并于 1946 年 2 月 20 日批准该公约。1971 年 11月 19 日国际民航组织第 74 届理事会通过决议，承认中华人民共和国政府为中国唯一合法的政府。中国从 1974 年起连续当选为理事国。1974 年 2 月我国承认《国际民用航空公约》。1949 年 11 月 2 日，中国民用航空局成立，揭开了我国民航事业发展的新篇章。1951 年 4 月 17日，中央人民政府革命军事委员会和政务院颁发《关于航空工业建设的决定》，就此新中国航空工业开始建设和发展，开启了一个崭新的历史阶段。

1.2.5G 多项核心技术起源于军用雷达和通信应用

5G 技术早期主要应用于军用通信。在以计算机化和网络集中为核心的现代战争中，军事通信技术高效、稳定、可靠地分配、共享和指挥信息，同时，把战场的不同平台连接到一个战网系统中，进而保证其正常运行。军事通信作为一种融合技术，是当前 5G 通信中多项核心技术的早期应用起源，比如相控阵技术、大规模 MIMO 天线阵列，超高密度网络，高频带通信和非正交多址(NOMA)技术，来为战场士兵通信和人机交流提供技术支持。

相控阵技术最早被应用于军用雷达领域。二十一世纪初，我国雷达行业主要以机械雷达为主，机械雷达集中一个位置发射信号波，通过机械转台旋转，让信号波发射到不同的方向，探测不同目标，但其机械转动效率低，探测区域和探测目标有限，不再适应日趋复杂的电磁场发展方向。而相控阵雷达通过馈电控制电磁波束电子扫描，实现多波束快速扫描探测，还可以根据实际环境灵活的控制波束形状，在反应速度、目标更新速率、多目标追踪能力、电子对抗能力等方面都远优于机械雷达，因此目前高性能军用雷达已全面使用相控阵技术。

相控阵技术已开始逐步应用于民用 5G 通信。随着相控阵雷达在国防科技工业领域的技术发展和应用成熟，相控阵技术已在 5G、低轨卫星、智能驾驶等众多领域也逐步得到推广应用，5G 基站、低轨卫星和汽车毫米波雷达均通过采用相控阵天线体制提升其性能。相控阵天线是由许多阵列单元通过一定的排列规律所形成的一种特有阵列天线，通过每个阵列单元背后的馈源设备提供特定的电流幅度和相位。其有如下特点：

⚫ 实现波束快速空间扫描。传统阵列天线无法对波束指向进行快速控制，要实现波束的转变需要用过机械旋转来实现。相控阵天线的波束转变是通过电流中的相位差控制，只需几微秒时间即可实现这一过程，大大提高了反应速度。

⚫ 提高天线增益。单个天线的增益是有限的，单个标准对称偶极子天线的增益为 2.15dBi左右，通过多个阵列天线单元按规律组合，可以实现更高的增益。

⚫ 精确定向和良好的抗干扰特性。5G 天线采用相控阵的设计思路，为满足大信道容量，信号的频率会比 4G 网络更高，相比于一般的阵列天线，相控阵天线的波束特性是由计算机控制，能够精确定向，这使得天线具有良好的功耗。通过能量的集中释放，让天线形成的波束能够辐射更远距离。通过特定的加权方法，让波束形状得到快速反应，让相控阵天线波束具有捷变能力，使得相控阵天线能够在不同的工作环境中达到自适应。如在恶劣的电磁环境下，快速改变其工作状态，提高抗干扰能力。

⚫ 共形特性。今后的通信基站设计会越来越考虑到美观的需求，并且某些基站的设计也会要求具有隐蔽性，伪装能力等一些特殊需求。相控阵天线具有共形特性，可以将整个天线阵放置在曲面的条件下设置，与基站整体的外表相吻合，以形成共形阵列天线。

⚫ 多波束形成能力。5G 通信的天线设计中往往需要 5G 天线具有空分复用，增大通信容量，要在一定的时间内形成多个不同指向的波束，可在一定范围内划分不同区域。而相控阵天线通过转换波控信号，可以实现这一需求。

5G 基站天线采用相控阵体制，利用相控阵天线的波束赋形、空间复用和空间分集等技术，从而显著提升频谱效率、系统容量、覆盖效果和抗干扰能力，以满足万物互联的巨量用户需求，从而实现高速率、大容量等特性。

1.3.风机碳梁及光伏热场材料，是碳纤维的低成本化应用

军事及航空应用使碳纤维真正从实验室走向产业化。碳纤维是由聚丙烯腈（PAN）（或沥青、粘胶）等有机母体纤维采用高温分解法在 1,000 摄氏度以上高温的惰性气体下碳化（其结果是去除除碳以外绝大多数元素）制成的，是一种含碳量在 90%以上的无机高分子纤维。碳纤维具有出色的力学性能和化学稳定性，密度比铝低，强度比钢高，是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维。碳纤维虽然纸面数据亮眼，但由于其高昂的生产成本，在诞生之初仅仅停留于实验室及少量奢侈品和竞技体育领域，直到上世纪 70 年代，洛马和波音将其应用于航空装备领域才真正带来了其规模化的生产。根据《2020 全球碳纤维复合材料市场报告》，航空航天依然是全球碳纤维应用价值量占比（37.7%）最高的领域。

随着低成本生产技术的打通，碳纤维开始被应用于风电叶片。风力作为一种清洁能源，先于光伏发电受到全球各国的青睐，近十几年以来经历了全球化的高速增长。当前，随着风力发电机率增大，特别是在海上风机的需求刺激下，全球风机大型化的趋势日益明显。当风机变大后，全玻璃钢叶片已无法满足叶片大型化、轻量化的要求，而密度、刚性方面更出色的碳纤维材料则成为了更理想的选择。在满足刚度和强度的前提下，碳纤维比玻璃钢叶片质量轻 30%以上。当前风轮直径已突破 120m，叶片重量达 18 吨。采用碳纤维的 120m 风轮叶片可以有效减少总体自重达38%，成本下降 14%。2015 年 Vestas 首次将碳纤维应用于整条风电梁，并取得了极为优秀的商业回报，此后仅仅 3 年，风电领域的碳纤维用量一举超过航空航天，成为全球碳纤维消耗量最大的单一领域。

风电行业的快速发展带动了碳纤维需求量的不断增加。根据 2021 年 3 月全球风能理事会发布的《全球风能报告 2021》，2020 年全球新增风电装机容量 93GW，较 2019 年增长了 53%，中国新增风电装机容量 52GW，占同期全球新增装机容量超一半的比例，是全球风电增长引擎。在风机大型化以及碳纤维成本的降低和叶片复合材料工业创新的刺激下，2020 年风电叶片碳纤维需求量激增，2019 年全球风电叶片碳纤维需求量为 2.55 万吨，2020 年需求量达到 3.06 万吨，同比增长 20.00%；风电叶片碳纤维需求量占全球需求总量的比例由 2019 年的 24.59%增长至2020 年的 28.64%。

以碳纤维为增强体的先进碳基复合材料开始广泛应用于单晶拉制炉、多晶铸锭炉热场系统。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，其产业链上游主要由光伏电池相关原材料组成，由硅料经单晶拉制炉、多晶铸锭炉热场系统处理形成硅棒和硅锭进而形成硅片。在这个过程中，单晶拉制炉、多晶铸锭炉热场系统是非常关键的设备。先进碳基复合材料是指以碳纤维为增强体、以碳或碳化硅等为基体、以化学气相沉积或浸渍等工艺形成的复合材料，其较传统石墨材料相比性价比更高、安全性更高、可设计性更强，近年来被广泛用于光伏、半导体等领域，在光伏领域其主要应用场景为晶硅制造热场系统，主要包括单晶拉制炉、多晶铸锭炉热场系统及部件。

2020 年，全球光伏新增装机规模达 127GW，创历史新高。在光伏发电成本持续下降和新兴市场拉动等有利因素的推动下，全球光伏市场仍将保持快速增长。据国际能源署（IEA）预测，到2030 年全球光伏累计装机量有望达到 1,721GW，到 2050 年将进一步增加至 4,670GW，发展潜力巨大。在光伏发电行业的发展推动下，预计热场用碳纤维的需求前景可观。

碳纤维被应用于压力容器。目前压力容器主要用于天然气和氢气储罐、高压储气罐、压缩天然气燃料罐、火箭发动机等领域。与传统容器用钢等金属材料相比，碳纤维具有高比强度及模量、高疲劳强度、高刚度、高压承受能力、较低的热膨胀系数、耐腐蚀性和其他优异特性，在压力容器领域具有广阔的应用前景。2020 年全球需求量为 8,800 吨，国内需求量为 2,000 吨，市场整体处于起步阶段。目前，压力容器领域用碳纤维最具发展前景的方向为储氢气瓶领域的使用。

氢能应用的储运环节可能成为后续碳纤维气瓶大规模应用的方向之一。氢能储运要求安全高效，特别是在各类交通工具上的应用。我国目前储存氢能主要采用高压气态储运氢技术，其特点在于利用气瓶作为储存容器，通过高压压缩方式储存气态氢。通过几十年的发展，储氢气瓶已经由最初的钢瓶发展到目前的复合材料气瓶。复合材料纤维缠绕成型的储氢气瓶不仅结构合理、重量轻，而且具有良好的工艺性和可设计性，碳纤维缠绕复合材料储氢气瓶具有安全可靠和储存效率高等优点，被视为氢能储运的重要技术。

2.海外宇航巨头积极投资前沿技术领域强化产业链

2.1.宇航产业天然具有与新技术、新产业融合发展的本质要求

宇航产业科技含量高，技术难度大，需要集先进科技之大成；产业链条长、产业关联度强，需要集先进工业之大成；投资规模大、回报周期长、投资风险高，需要聚集各类可以利用的优质资源。近年来，通过股权投资或兼并重组方式取得更加强大的综合竞争力已经成为世界宇航产业的一股重要潮流。一方面，大型宇航集团通过兼并收购补全产业链短板，扩大业务范围，占据更多市场份额，以形成协同效应并提升产业链话语权；另一方面，这些宇航巨头也积极关注新兴技术领域的投资与合作，推动高科技产品在航空制造业的应用，从根本上提高生产效率或研发新产品，从而确保技术领先地位避免被颠覆的可能。

空客、波音、洛马、赛峰等宇航制造巨头近年来明确加大了股权投资的力度。波音、空客、洛马等国际宇航巨头在 2015 年后密集开展对新技术、新产业的探索，力图打造发展新动力，以继续保持其在世界航空技术和航空产业发展中的领先地位。

2.2.波音于 2017 年 4 月成立了风险投资公司 HorizonX

负责波音公司对新技术和新产业的探索。HorizonX 有三个部门：风险投资部门、市场开发部门和技术培育部门，分别负责寻找初创企业并提供资金、向现有市场引入新的能力和向新市场引入现有能力、寻找传统商业之外的机遇。HorizonX 成立三年内共向 30 余家公司投资了近 10 亿美元，主要投资领域包括高超声速、先进材料、增材制造、智能制造、增强/虚拟现实、人工智能、自主系统、空间技术、新能源、货运无人机等。以 HorizonX 在 3D 打印领域投资的 Digital Alloys 公司为例，其在获得 HorizonX 等机构 1290 万美元投资后的一年时间内，将金属 3D 打印技术的速度提高了 4 倍，达到每小时 5〜10kg，同时还保证了该速度下的能耗小于 1kW • h/kg。该项投资以实际应用为牵引，针对 3D打印在批产中效率低和成本高的弊端，进行优化改进，有效推动了航空制造中 3D 打印应用渗透率的提升。

洛马公司早在 2007 年就设立了风险投资基金，2018 年 6 月受美国政府减税政策的利好影响，洛马公司将风投基金规模由 1 亿美元增至 2 亿美元。2016 年至今，洛马风险投资基金已经向 8家公司投资 4000 万美元。与 HorizonX 类似，洛马风险投资基金主要投资在与公司业务紧密关联的关键领域与新市场上，主要包括自主系统与机器人、数据分析、网络安全、人工智能、空间技术、下一代电子技术、先进通信与传感器、先进材料与制造、海底技术、能源与电力系统等。空客集团于 2015 年 5 月成立了空客风投 Airbus Ventures，初始投资规模为 1.5 亿美元。空客风投负责在全球范围内投资于“颠覆性创新”的技术，但从实践案例来看，空客风投专注于投资那些决定或影响航空航天发展方向的核心技术以及新兴产业，主要包括自动驾驶、人工智能、城市空中交通及自动飞行器、智能制造、物联网、量子计算、网络安全、新能源与推进技术、外层空间技术等。

我国宇航制造技术较欧美发达国家仍有一定差距，应抓住新一轮科技和产业革命的机遇，争取在未来的航空产业新格局中占据一席之地。以 C919 为例, 其核心部件供应商大部分为欧美外企，国内系统提供商大部分集中于生产附加值较低的部件，尤其是发动机完全依赖进口。过去国内尚可通过投资或收购海外核心供应商来追赶技术差距，但近年来美国、加拿大、英国、德国、澳大利亚和俄罗斯纷纷出台各种外资投资监管法规，加强对高端制造技术的封锁，通过并购国外航空产业链核心企业获取尖端技术越来越困难，培育增强我国自身航空产业链势在必行。从逆向仿制到独立研发，从追赶缩短代差到未来争取领先，我国航空产业正面临角色定位的转变。因此必须认清航空工业与新技术、新产业融合发展的本质要求，抓住新一轮科技和产业革命的机遇，重视对新技术新产业的探索，加强对新技术的识别、获取和转化，寻求技术或商业模式的颠衔性创新机会。唯有如此，才能抢占发展先机，在未来的航空产业新格局中占据一席之地。

3.行业及公司重大事件及动态

3.1.我国首型固体捆绑运载火箭长征六号改首飞成功 搭载发射两颗卫星

3 月 29 日 17 时50 分，我国在太原卫星发射中心成功发射长征六号改运载火箭，搭载发射的浦江二号和天鲲二号卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。（新闻来源：新华社）

2.兵器工业集团：国企改革三年行动 156 项改革举措 2021 年底已完成 90%以上

3 月 29日，记者从中国兵器工业集团有限公司获悉，兵器工业集团确定的国企改革三年行动 40 个方面、82 项重点改革任务、156 项具体改革举措，2021 年底已完成 90%以上。（新闻来源：中新网）

3.2.山东固体火箭产业基地投入运行

近日，中国航天科技集团有限公司一院长征火箭公司所属山东火箭公司固体运载火箭产业基地一期项目顺利通过安全验收，标志着一院唯一的固体运载火箭产业基地正式投入运行，将实现年产 10 发固体运载火箭的产能。（新闻来源：中国航天报）

风险提示：产业化不及预期；需求不及预期；技术发展不达预期

资料来源：中国银河证券《全球军备战略扩张进行时，国内军工行业高景气持续》发布时间2022-4-10；东方证券证券 《着眼当下，放眼未来：重视前沿领域的投资机会  》发布时间2022-4-11。

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