【摘要】低空经济万亿赛道的核心驱动力,源自上游零部件的自主可控。文章系统剖析了电池、电机、飞控、传感器等关键部件的国产化图景,揭示了在动力系统等领域的领跑优势,也直面了高端芯片、航空材料等环节的“卡脖子”风险。通过对材料创新、智能融合、标准制定等技术路径的探讨,勾勒出提升供应链韧性的可行蓝图,并展望了国产企业在全球竞争格局中的机遇与挑战。
引言
一股名为“低空经济”的浪潮,正以前所未有的势头席卷而来。它不再是科幻电影里的遥远想象,而是被写入政府工作报告、被定位为“战略性新兴产业”的现实蓝图。一个预计在2035年规模突破3.5万亿元的庞大市场,正在加速形成。在这场变革中,各式各样的电动垂直起降飞行器(eVTOL)、无人机是舞台上的主角。但真正决定这场大戏能演多久、演多精彩的,却是在幕后,是那些看似不起眼的核心零部件。
它们是电池、电机、飞控、传感器……是构成飞行器“五脏六腑”与“中枢神经”的关键。这些上游元器件,共同构成了整个低空经济产业链的“定海神针”。这根神针的材质、工艺与供应安全,不仅定义了产业的技术高度,更直接划定了整个万亿产业链发展的“天花板”。今天,我们就深入这片技术高地,拨开产业的层层迷雾,看一看这根“定海-神针”的国产化成色,探寻其供应链韧性的构建之道。
🚀 一、产业基石,上游核心零部件的决定性力量
低空经济的产业链条清晰而深刻,从上游的原材料与核心零部件,到中游的整机集成制造,再到下游的场景应用与服务,环环相扣。在这条价值链中,上游环节无疑是技术壁垒最高、利润也最为丰厚的区域。
1.1 成本构成中的“压舱石”
飞行器的制造成本,是衡量核心零部件价值最直观的标尺。以当前低空经济的主力——无人机和eVTOL为例,其成本结构清晰地反映了上游部件的权重。
表1:典型低空飞行器成本构成分析
从上表可以看出,动力与飞控两大系统占据了成本的半壁江山。这意味着,任何在电池能量密度、电机效率或飞控算法上的微小进步,都可能引发整机性能的跃迁,并直接影响其商业化落地的可行性。因此,谁掌握了上游核心零部件的自主权,谁就扼住了产业链的咽喉,掌握了定义产品、引导市场的主动权。
1.2 决定产业“天花板”的技术瓶颈
核心零部件不仅是成本中心,更是技术的制高点。它们的性能水平,共同构成了低空经济产业发展的“天花板”。
电池的能量密度,直接决定了eVTOL的航程是只能在城市内通勤,还是能够实现跨城运输。
电机的功重比与可靠性,决定了飞行器能否在搭载更多乘客或货物的同时,确保极端环境下的安全冗余。
飞控系统的算力与算法,决定了飞行器是仅能执行预设航线,还是能像一位经验丰富的飞行员一样,在复杂的城市楼宇间自主感知、决策和避障。
传感器的精度与鲁棒性,决定了飞行器在GPS信号丢失、恶劣天气等环境下的“视力”与“感知力”,这是实现L4级以上自动飞行的前提。
可以说,低空经济的未来图景有多宏大,很大程度上取决于我们在这些核心零部件领域能挖得多深、做得多强。
💡 二、国产化现状,冰与火之歌
得益于我国在新能源汽车、消费电子等领域建立的强大产业链优势,低空经济核心零部件的国产化之路,走得有声有色,但也并非一路坦途。这是一曲优势领域高歌猛进与短板环节亟待突破的“冰与火之歌”。
2.1 优势领域,已入“并跑”乃至“领跑”之境
在部分领域,中国企业凭借深厚的技术积累和庞大的市场应用,已经构建起显著的竞争优势,成为全球供应链中不可或缺的一环。
2.1.1 动力心脏,电池技术独占鳌头
动力电池,是电动化低空飞行器的“心脏”。在这个赛道上,中国力量尤为突出,整体国产化率已超过80%。以宁德时代为代表的电池巨头,正将新能源汽车领域积累的优势“降维打击”到航空领域。
技术突破,宁德时代发布的凝聚态电池,单体能量密度高达500Wh/kg,这几乎是当前主流三元锂电池能量密度的两倍。这一突破,理论上足以支持eVTOL实现超过300公里的连续飞行,将“空中出租车”的活动范围从市内拓展至城际。
现实与理想,需要客观看待的是,尽管500Wh/kg的技术已经发布,但目前在eVTOL上实现量产装机的成熟产品,其能量密度普遍在285Wh/kg左右。这表明从技术突破到大规模、高安全性的商业应用,仍有一段路要走。
充电效率,亿航智能等整机厂商也在快充技术上发力,其快充方案能够在短时间内为飞行器补充大量续航,极大地提升了运营效率,这是商业化落地的关键一环。
表2:国内主要航空电池技术进展
2.1.2 动力之翼,电机电控国产化高
如果说电池是心脏,电机就是驱动翅膀的肌肉。在eVTOL普遍采用的**分布式电推进(DEP)**技术路线中,需要多个电机协同工作,对电机的功重比、可靠性和电控系统的精准协调能力提出了极高要求。
国内企业如卧龙电驱、方正电机等,凭借在新能源汽车电机领域的积累,快速切入航空电机市场。峰飞航空等整机厂商在其eVTOL“盛世龙”上,也实现了推进系统的高安全冗余设计。目前,国产电机在低空经济领域已占据主导地位,成为全球供应链的重要节点。
2.1.3 飞行大脑,飞控系统自主可控
飞控系统是飞行器的“大脑”,负责姿态控制、任务规划、自主飞行等核心功能。在这个领域,中国企业同样表现出色。
消费级与工业级市场,以大疆创新、极飞科技为代表的企业,其飞控系统已实现100%的自主知识产权。消费级无人机的核心零部件国产化率高达90%,工业级也达到了78%。大疆在全球消费级无人机市场近乎垄断的地位,就是其飞控技术实力的最好证明。
城市应用场景,美团无人机团队展示了更进一步的智能化水平。其配送无人机已搭载L4级自动驾驶系统,能够在复杂的城市环境中自主规划路径、规避动态障碍物,这背后是强大的感知融合与决策算法在支撑。
2.2 风险环节,那些被“卡脖子”的隐忧
在光鲜的成绩单背后,我们必须清醒地看到,产业链的深层依然存在着一些关键的“卡脖子”环节。这些环节技术壁垒极高,长期被国外巨头垄断,是我国低空经济供应链韧性面临的最大挑战。
2.2.1 “大脑”深处的脆弱,主控与飞控芯片
尽管我们的飞控系统软件和算法层面非常强大,但驱动这些软件运行的硬件核心——芯片,却是一个不容忽视的短板。
国产化率的现实,据行业分析,无人机和eVTOL所用的主控芯片、飞控芯片等核心处理单元,国产化率仅约50%。这意味着,我们一半以上的“大脑”依然跳动着一颗“外国芯”。
依赖的风险,这种依赖不仅体现在芯片本身,更体现在上游的EDA设计软件、核心IP授权以及高端制造工艺上。在当前复杂的国际环境下,这种依赖构成了产业链安全最直接的威胁。审批流程的复杂性,进一步放大了这种供应风险。
2.2.2 “五感”的局限,高精度传感器
要实现高阶自动飞行,飞行器必须具备超越人类的感知能力,这离不开各类高精度传感器。
关键元器件,航空级惯性测量单元(IMU)、高精度激光雷达(LiDAR)、毫米波雷达以及智能仪表等,是实现精准定位、环境感知和自主避障的关键。
技术壁垒,这些高端传感器的技术壁垒极高,涉及精密制造、核心算法、材料科学等多个领域。目前,国产传感器在消费级领域表现尚可,但在要求高可靠性、高精度的航空级应用上,与国外顶尖产品仍有差距,国产化进展相对缓慢。
2.2.3 “筋骨”的挑战,高端复合材料
轻量化是航空器永恒的追求。eVTOL为了尽可能提升续航,其机身结构中碳纤维复合材料的占比可高达70%。
国产的进步,以中复神鹰、光威复材为代表的国内企业,在T700/T800级碳纤维领域已实现技术突破和规模化生产,有效推动了国产化率的提升,并大幅降低了成本。
高端的差距,但在性能要求更高的T1000级以上碳纤维,以及**航空级PEEK(聚醚醚酮)**等特种工程塑料、高端航空复合材料领域,我们与国际先进水平仍有差距,部分仍依赖进口。特别是在民用直升机发动机等关键热端部件材料上,对外依存度依然较高。
2.2.4 传统航发的短板,发动机与航电系统
低空经济不仅包括新兴的eVTOL,也涵盖了传统的通用航空飞机和直升机。在这些领域,我们的短板更为明显。
航空发动机,被誉为“工业皇冠上的明珠”,其设计和制造技术极为复杂。目前,国内通用航空器所用的活塞式、涡轴式发动机,绝大部分依赖进口。
航电系统,包括通信、导航、监视等一系列电子设备,是保障飞行安全的核心。在这个领域,国际巨头形成了难以逾越的技术和市场壁垒。
表3:低空经济核心零部件“卡脖子”风险环节分析
🔧 三、铸造韧性,自主可控的技术实现路径
面对挑战,坐而论道不如起而行之。提升供应链韧性,实现关键部件的自主可控,需要从材料、工艺、设计、智能化等多个维度系统性地推进。
3.1 从源头做起,材料创新是基石
任何高端制造,最终都将追溯到材料科学。
碳纤维的攻坚,持续投入研发,突破更高等级(如T1000/T1100级)碳纤维的稳定量产技术,并完善从原丝到复合材料的全产业链条。
特种材料的替代,加快航空级PEEK、高性能铝锂合金等新材料的自主研发和产业化进程。这些材料不仅性能优越,而且一旦实现国产化,成本将大幅下降,为飞行器的设计和制造提供更多选择。
电池材料的革命,在凝聚态/固态电池领域,不仅要追求能量密度的突破,更要解决其循环寿命、安全性、成本控制等工程化难题,真正将其从实验室推向万米高空。
3.2 优化筋骨,工艺改进与设计革新
好的材料需要好的工艺来塑造,好的部件需要好的设计来集成。
工艺创新,广联航空等企业探索的大尺寸复合材料整体成型技术,能够将原本需要拼接的多个部件一次成型,这不仅大幅提升了结构强度和整体性,还显著缩短了生产周期,降低了制造成本。
设计优化,采用模块化、集成化的设计理念。将多个功能的部件集成为一个模块,不仅可以减少重量和空间占用,还能提升系统的可靠性和可维护性,降低全生命周期的运营成本。
3.3 注入灵魂,智能化融合与系统集成
中国的优势在于强大的数字技术生态。将新一代信息技术与低空飞行器深度融合,是实现“换道超车”的关键。
“通感算”一体化,这是一种前沿的理念,即将5G-A通信、高精度感知和边缘计算能力深度融合。未来的飞行器不仅是一个飞行平台,更是一个空中的智能节点。它能利用5G-A网络进行超低时延的通信和远程控制,同时网络基站也能辅助感知空域环境,与飞行器自身的传感器形成协同,再通过强大的算力进行实时决策。
AI与北斗的赋能,将先进的AI算法应用于飞行控制、图像识别和故障诊断,让飞行器更“聪明”。深度融合北斗高精度定位服务,为飞行器提供全天候、全时域的精准时空信息,尤其是在复杂城市峡谷环境下的导航能力。
3.4 攻克堡垒,底层核心技术攻关
对于那些最硬的“骨头”,必须集中力量进行攻关。
国家级战略牵引,依托国家重点实验室、新型研发机构等平台,采取“揭榜挂帅”等新型科研组织模式,瞄准航空发动机、高端芯片、核心传感器等领域,集中国内最优秀的科研力量和产业资源,进行长期、稳定的投入。
产学研用协同,鼓励整机厂、零部件供应商、高校和科研院所之间建立紧密的合作关系,形成从基础研究、技术开发、产品制造到市场应用的完整创新链条。
3.5 铺设跑道,标准制定与适航认证
技术和产品最终要走向市场,统一的标准和权威的认证是必不可少的“通行证”。
加快标准体系建设,联合行业内的龙头企业和机构,尽快制定和完善覆盖低空飞行器设计、制造、运营、维护等全生命周期的技术标准体系。
推动适航认证,积极与民航管理部门沟通,探索适合eVTOL等新型航空器的适航审定方法和流程。获得中国民航局(CAAC)的适航认证,是国产核心零部件进入国内外市场的敲门砖,也是对其安全性、可靠性的最高背书。
📈 四、机遇与博弈,市场蓝海与全球竞争
国产化替代的浪潮,为国内上游企业打开了一扇通往万亿蓝海市场的大门,但门外,也站着实力强劲的国际巨头。
4.1 广阔天地,国产化带来的巨大机遇
市场规模的驱动,2025年1.5万亿元,2035年3.5万亿元,这不仅仅是数字,背后是对核心零部件海量的、持续爆发的需求。无论是物流配送、应急救援,还是空中游览、城市通勤,每一个新场景的开拓,都在为上游企业创造新的增长点。
资本的青睐,低空经济作为新质生产力的代表,正吸引大量资本涌入。这为处于产业链上游、掌握核心技术的企业提供了充足的“弹药”,支持它们进行技术研发、产能扩张和市场开拓。
成本与供应链优势,国产化率的提升,最直接的好处就是成本的降低和供应链的稳定。这使得国内整机厂商在全球市场上更具竞争力,反过来又会优先采购国产零部件,形成一个良性循环。
4.2 巨头环伺,直面国际竞争的压力
机遇的另一面是挑战。低空经济的赛道是全球性的,国内企业必须直面来自国际航空巨头的竞争。
技术与品牌的壁垒,在航空发动机、航电系统、高精度传感器等领域,赛峰、普拉特·惠特尼、霍尼韦尔、柯林斯宇航等欧美巨头,拥有数十甚至上百年的技术积累、完整的产品线和强大的品牌影响力。它们的产品经过了全球市场的长期检验,是安全和可靠的代名词。
适航认证的挑战,航空产品,安全是第一位。要进入国际市场,不仅要通过本国的CAAC认证,还需要获得美国联邦航空局(FAA)、欧洲航空安全局(EASA)等国际主流适航机构的认可。这是一个漫长且严苛的过程,对企业的技术、质量管理体系提出了极高的要求。
外部环境的不确定性,供应链中断、技术封锁等风险依然存在。这要求我们必须坚持自主创新的道路,将核心技术牢牢掌握在自己手中。
总结
低空经济的万亿画卷已经展开,而上游核心零部件,正是描绘这幅画卷最关键的画笔。回顾全文,我们可以看到一幅清晰的产业图景,中国在电池、电机、飞控等领域,凭借强大的产业基础,已经展现出领跑者的姿态,成为全球供应链中不可忽视的力量。但同时,在高端芯片、传感器、航空发动机等技术深水区,我们依然面临着严峻的“卡脖子”挑战。
破局之路,在于内外兼修。对内,要通过材料创新、工艺革新、智能融合和底层技术攻关,不断夯实产业基础,提升核心竞争力。对外,要积极参与国际标准制定,勇于在全球市场与顶尖高手同台竞技。
这根决定产业命运的“定海神针”,正在被我们亲手锻造。未来,随着技术的不断突破和产业链的日趋完善,一个安全、自主、高效的核心零部件供应体系必将建成。届时,中国的低空经济将不再仅仅是“起飞”,而是真正地实现“领飞”,成为驱动新质生产力发展的强大引擎。
📢💻 【省心锐评】
低空经济,上游为王。别总盯着整机飞得多炫,底层零部件的国产化率,才是决定我们能飞多高、飞多远的真正底气。
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