封面來源|視覺中國
航空裝備製造業不僅是維護髮展環境穩定的重要保障,也是推動經濟轉型升級的戰略性產業,近年來航空裝備國產替代進程不斷提升,人工智能、3D打印等新技術推動行業規模化發展,全產業鏈迎來巨大發展機遇。
行業定義航空是指載人或非載人飛行器在地球大氣層中的航行活動,可分為軍用航空與民用航空。航空裝備主要包括飛機、航空發動機、航空設備與系統、航空零部件。其中,飛機指提供出行服務的空中運載工具,主要包括幹線飛機、支線飛機、通用飛機、直升機、無人機以及特種飛行器;航空發動機是為航空器提供飛行動力的裝備,包括渦扇/渦噴發動機、渦軸/渦槳發動機及傳動系統、活塞發動機等;航空設備與系統是保證飛機安全、增強飛機性能、提升飛機舒適性、可靠性、維修性的重要部分,可分為航空電子、飛行控制、航空機電;航空零部件指應用於飛機機身、機翼、尾翼、起落架、發動機、機載設備等各部分的零件與部件,包括機身結構件、擾流板、方向舵、減震器等,種類繁多。
發展背景面對複雜的政治經濟環境,我國持續加強軍備建設,航空裝備為重要環節
經濟全球化、社會信息化使得各國連接更加緊密,同時,頻繁貿易等也致使國與國之間的摩擦不斷。為充分應對政治的不穩定性,打造和平發展空間,我國持續推動軍工行業轉型升級。從國防費支出結構看,裝備費佔國防費的比重持續提升,航空裝備成為重點投入領域。我國國防預算支出主要包括人員生活費、裝備費和訓練維護費三部分。其中,2011年至2021年間,多數年份裝備費年增速大於同年軍費增速,裝備費佔軍費比重呈擴大趨勢。根據中航證券預測,2022至2025年,裝備費增速維持在8.1%-8.8%,並且將持續高於同年軍費增速。裝備費中,航空裝備為重點發展領域,2013-2017年航空裝備支出CAGR達10.56%,超過同期裝備費的CAGR。在國防建設“立體攻防”、“遠海防衞”、“攻防兼備”的戰略指導下,航空裝備“質”“量”提升需求明確,產業發展空間廣闊。
國家級政策推動航空裝備產業轉型升級
航空裝備製造是典型的高端裝備業,不僅是綜合國力的象徵,也是拉動經濟發展的重要力量。“十三五”“十四五”期間,我國相繼出台了一系列政策推動航空裝備智能化、高端化、融合化發展,並且加快航空裝備製造自主化進程。2015年,《中國製造2025》(國發〔2015〕28號)提出加快大型飛機研製,推進干支線飛機、無人機、直升機等通用飛機產業化,推動航空發動機、機載設備及系統領域的技術突破,形成自主航空產業鏈。2020年,《關於擴大戰略性新興產業投資培育壯大新增長點增長極的指導意見》(發改高技〔2020〕1409號)提出,推進航空航天裝備等高端裝備生產,加快石墨烯、納米材料在航空裝備領域的應用。2021年,中國民用航空局等部門發佈《“十四五”民用航空發展規劃》(民航發〔2021〕56號),提出推動航空零部件、先進通信導航裝備等產業化應用,助力國產航空產品國際合作。
發展現狀1、行業規模
我國航空裝備行業規模呈逐年增長態勢,近年來行業增速有所放緩。在自主研發能力不斷提升與國際轉包訂單來源穩定的背景下,我國航空裝備行業規模持續增長,2020年行業規模將達1,028.9億元,2015-2020年CAGR達11.1%。從增速來看,2018年行業增速最高,達13.1%,2019-2020年呈放緩趨勢。
從產業結構來看,航空器整機制造產業在航空裝備各細分產業中佔比最高,2017年比重為60.9%,2019年比重為56.1%,呈逐年下降趨勢,航空零部件、航空發動機、機載設備與系統佔比均呈逐年上升趨勢,其中航空零部件佔比上升幅度較大,2017-2019年提升2.6%。
2、產業生態
航空裝備產業生態由上游航空裝備原材料供應商、中游航空裝備製造商、下游各領域用户以及配套服務供應商構成。
上游:航空裝備原材料主要分為金屬材料和複合材料兩大類,包括碳纖維、高温合金、陶瓷基等。其中,碳纖維是航空裝備“新材料之王”,具備耐高温、耐腐蝕、導電導熱性好等優點,在軍工領域具有不可替代的地位;高温合金則是尖端的工業材料,在超高温下能抗氧化、抗腐蝕、抗蠕變,是航空發動機等各種高温部件的關鍵材料。我國航空裝備材料整體技術與國際先進水平存在一定差距,近年來國產化水平持續提升。
中游:航空裝備製造是產業鏈中的核心環節,包括航空發動機製造商、航空零部件製造商、機載設備及系統供應商、飛機整機制造商。
整機制造是航空裝備製造的主導環節,整機制造商主要從事產品設計、總裝製造、市場營銷、客户服務、適航取證等。飛機制造業多采取“整機制造商-多級供應商”模式,二級供應商提供發動機、主要機載設備及系統、主要零部件等,三級供應商則提供用於構成各設備、子系統、發動機等的零部件。我國飛機制造以軍機為主,中航工業集團具有壟斷優勢,其產品覆蓋戰鬥機、直升機、教練機等各類。民用機制造領域,波音與空客佔據絕對領先地位,我國民用飛機自主研製進程不斷推進,中國商飛為最主要整機廠,2016年我國首架民用噴氣支線客機ARJ21正式投入商業運營,2019年,客運幹線大飛機C919實現首飛,截至2022年7月23日,C919六架大型客機已全部完成試飛,即將完成取證。
航空發動機研製工藝精準度高、程序複雜、研製週期長、附加值高,是航空裝備的重要細分領域。在民用航發領域,GE、P&W、RR、SAFRAN四家公司及其合資經營的CFM、IAE等幾家公司掌握完整的研製技術及規模化生產能力,並且佔據了全球大部分市場。在軍用航發領域,掌握完整研製技術的國家主要包括美、俄、英、法、中等幾個少數國家,GE、P&W、RR、SAFRAN四巨頭仍屬於第一梯隊。我國持續推動航空發動機國產化替代,在“兩機專項”、“飛發分離”等政策推動下,我國航發自研自產能力不斷提升。軍用方面,國內WS10系列等發動機已開始替代進口產品裝配軍機;民用領域,CJ1000等型號有望在C919等客機機型上實現國產配套。
我國機載設備及系統供應商主要集中在軍用飛機領域。其中,中航機載系統公司佔據相對壟斷地位,是我國軍用航空設備多個重要系統的唯一供應商,其業務範圍正逐步拓展到民用領域。民用機載設備及系統則主要由霍尼韋爾、聯合技術、派克漢尼汾、伊頓、利勃海爾5家公司壟斷。
我國航空零部件製造企業多為三級供應商,主要以分包的形式為國內外整機廠、發動機製造商、航空維修公司等供應零部件。我國航空分包國際市場份額不斷提升,在國際主力機型結構部件、金屬型材、金屬零部件等方面的生產能力和產品質量不斷提升。隨着國內軍民融合加深、自研民用飛機規模化生產,零部件製造商將迎來更大的國內外市場增長機遇。
下游:產業鏈下游為航空裝備的應用方,民用航空裝備主要應用於各航空公司、航空租賃公司、物流運輸公司等,軍用航空裝備主要應用於空軍軍隊。
配套服務:配套服務供應商主要為產業鏈各環節主體提供各類支持配套服務,包括設備維修、機場建設、地勤服務、空管系統等。
發展趨勢人工智能、3D打印等新技術將廣泛應用於航空裝備製造
人工智能技術主要應用於航空裝備生產製造與作戰兩個方面,既可提高航空裝備的可靠性與診斷、預測能力,也可通過推動“人機融合”實現智能化作戰。目前,航空裝備領域的人工智能技術已進入到大規模發展與應用前期階段,以人工智能為基礎的航空裝備測試與製造規模化應用條件已具備。未來,通過加強配套設施建設、深化關鍵技術研究,軍用航空裝備將更加智能化。
鈦合金、鋁鋰合金、超高強度鋼、高温合金等航空裝備材料化學性質穩定,不易成型加工,傳統加工成本高。3D打印技術則能提升材料利用率、突破複雜形狀限制、提高製造效率,目前已應用於飛機零部件、發動機、無人機生產製造。在政策支持、市場持續擴張等有利因素的刺激下,我國3D打印技術在航空裝備領域商業價值有望進一步深化。
強者恆強,航空裝備行業集中度或將進一步提升
我國航空裝備龍頭企業優勢明顯,具備強大的技術和資金實力,成熟的組織協調能力,在產業鏈核心環節中具備天然優勢和不可替代的作用。航空裝備行業具有高資金門檻、高技術壁壘的特點,並且在國防科技行業“小核心、大協作”思路指導下,航空裝備核心技術將仍掌握在以航空工業集團為代表的龍頭企業中,短期內地位難以撼動,民營企業則主要集中在材料、零部件等中上游非核心製造環節。
國產替代將不斷推進,重點領域自主研發能力持續增強
我國在整機制造、航空發動機製造等高附加值領域中不斷取得技術突破,目前已實現在軍用領域的整機生產和民用領域的幹線、支線飛機研製與商業化運營,多款航空發動機已投入使用。隨着我國參與航空裝備國際分工程度的深化,民營航空技術企業在航空研發製造領域進展迅猛。在軍民融合持續加深下,國產替代進程有望進一步加快。另外,在大國摩擦不斷的背景下,提升航空自主研發能力以減輕進口依賴是軍工行業的必經之路。
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