2025年化工行业深度报告:卫星互联网蓬勃发展,化工机会何在?

卫星通信系统发展迅猛,各国大力部署

卫星通信凭借其广覆盖、高可靠性以及灵活性,成为全球通信体系的重要组成部分。其 应用场景广泛覆盖民用、商用等领域,尤其在传统地面网络难以触及的区域展现出独特 优势。在应急通信与灾害救援方面,当地震、洪水、飓风等自然灾害导致地面通信设施 损毁时,卫星通信可快速恢复灾区与外界的联系,保障救援指挥、物资调配、人员搜救 等工作的高效开展。在 2023 年美国遭遇飓风时,SpaceX 星链在佛罗里达州部署便携 式终端,为受灾家庭提供临时互联网接入服务。在航空与海事通信方面,飞机、远洋船 舶及海上平台需在移动中保持稳定通信,传统地面基站覆盖有限,卫星通信成为唯一可 靠选择。此外,卫星互联网在边远地区通信、广播与媒体传播、特殊区域科学考察等领 域发挥了重要作用。未来,6G 网络与卫星通信的深度集成将进一步推动智慧城市、自 动驾驶等新兴场景的落地,重塑全球通信与数字化生态。

低轨卫星通信系统优势明显,但需组建星座群来连续覆盖。卫星通信是利用人造地球卫 星作为中继站实现的两个或多个地球站之间的通信。基于卫星通信,逐步发展出了卫星 互联网,卫星互联网是卫星通信网与互联网融合的信息服务系统,可实现全球、全域、全天候互联网服务。根据卫星所处轨道高度,可以将卫星划分为低地球轨道(low Earth orbit,LEO)卫星、中地球轨道(middle Earth orbit, MEO)卫星、高轨道(geosynchronous Earth orbit,GEO)卫星,其所处高度分别为:低地球轨道卫星 500-2000km,中地球 轨道卫星 2000-20000km,高轨道卫星 35786km(地球同步轨道)。

卫星系统地面段主要包括信关站和终端。信关站方面,为了支持 Starlink 星座运行,2023 年 9 月,SpaceX 公司称计划在美国的 40 个州运营 99 个地面站。随着 Starlink 星座系 统在国外业务的不断落地,目前 Ka 频段信关站已落地包括美国在内的 50 余个国家, 并开始提供通信服务。

卫星互联网作为新一代通信基础设施,可为全球用户提供“无处不在”的网络服务,当 前已迈入发展快车道。根据欧洲空间局发布的数据,截至 2025 年 7 月底,全球在轨活 跃卫星数量超 1.2 万颗,其中低轨道地球卫星(LEO)占比达 67.5%(超 8100 颗); 2025 年全球卫星互联网市场规模预计达 300 亿美元,并将持续保持高速增长。 各国正大力部署低轨卫星通信系统。最早的低轨卫星通信系统是 20 世纪 90 年代实现 的“铱星”系统,其共有 6 个轨道面,每个轨道均匀分布有 11 颗卫星,由此组成的低 轨卫星星座可以覆盖全球,为全球任何地点提供通信服务。近年来,集成电路技术的迅 速发展显著降低了卫星的研制成本以及卫星的能耗、质量、尺寸;同时,回收火箭技术 以及一箭多星技术的迅速发展使得卫星发射的成本急速降低。各国均开始大力部署低轨 卫星通信系统,我国也在大力推进低轨卫星星座的建设,未来的低轨卫星星座将实现低 轨物联网、低轨导航增强、低轨通导融合等功能。从行业格局看,全球卫星互联网企业 的网络建设和业务发展进入不同阶段:SpaceX、OneWeb 等头部企业已进入商业化运 营阶段,中国星网、Kuiper 等企业加速推进卫星网络规模部署,而部分规划宏伟的项目 则因技术或资金问题逐渐沉寂。

当前中国卫星互联网产业正处于快速发展的关键阶段,政策支持、技术创新和市场需求 共同推动行业加速布局。2020 年 4 月,国家发展改革委首次明确将卫星互联网纳入新 基建范畴,上升为国家战略性工程,国家发布一系列推动卫星互联网行业发展的相关政 策。2023 年 2 月,工业和信息化部发布《关于电信设备进网许可制度若干改革举措的 通告》将卫星互联网设备正式纳入进网许可管理范围。同时,各地区也发布相关政策推 动卫星互联网发展部署。中国卫星星座建设已进入规模化部署阶段,中国星网(GW 星 座)、千帆星座(G60 星链)等低轨卫星互联网星座加速推进。

卫星性能要求独特,用到哪些化工材料?

结构材料:树脂基复合材料与钛合金兼具性能与轻量化

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)作为先进复合材料的典型代表,是目前航天器结 构应用范围最广、技术成熟度最高的材料,同时也是实现航天器结构轻量化、多功能化 的关键材料。和传统钢、铝材料相比,先进复合材料的应用,能够减轻航天航空器结构 重量的 30%左右,在提高航空航天器性能的同时,还能降低制造和发射成本。与密度达 到 2.8g/cm3左右的铝合金相比,先进的碳纤维复合材料密度一般在 1.45-1.6g/cm3左右; 而拉伸强度可以达到 1.5GMPa 以上,超过铝合金部件的 3 倍,接近超高强度合金钢制 部件的水平。此外,CFRP 还具备优异的耐疲劳性能、耐腐蚀性以及低热膨胀系数,使 其能够在复杂的空间环境中保持稳定的力学性能和尺寸精度。航天器结构用碳纤维主要 为聚丙烯腈基(PAN)碳纤维,以高强中模、高强高模为主。航天器结构用树脂基体已 采用耐热性更好、吸湿率更低、尺寸稳定性更高的高性能氰酸酯,来代替传统的环氧树 脂,以解决耐冲击损伤能力、韧性以及耐湿热性能较差的缺点,同时采用双马树脂和聚 酰亚胺树脂体系来提升复合材料作为结构件时的耐温性。

卫星对结构材料主要要求在承载能力和热防护能力,即要求树脂基复合材料作为结构材 料时具有足够的强度、刚度以及耐温性,典型产品如:卫星舱体壁板、卫星发动机支架、 卫星承力筒以及高精度的星载天线。

卫星舱体壁板是卫星的关键结构件,多为面板/蜂窝夹层结构形式,内置多类型镶 嵌连接件,主要用于装载卫星的各种功能部件。下图为碳面板/铝蜂窝夹层结构形 式,其中碳面板为碳纤维增强树脂基复合材料,涉及超薄预浸料制备工艺、蜂窝夹 层结构装配工艺、热压罐/真空袋固化工艺等工艺技术,同时应用了结构板胶接装 配技术、埋件精准定位技术以及平面度控制技术等关键技术。

发动机支架为卫星推进发动机的典型支撑结构,其由空间多向接头和杆件胶接而 成,接头要求一体成型,难度高,涉及预浸料制备工艺和缠绕成型工艺以及编织预 制件/RTM 成型工艺等关键工艺技术。初期结构材料采用的是环氧树脂体系,但随 着设计要求的提高,原有环氧树脂的耐温性(低于 160℃)已不满足未来的使用要 求,北京空间机电研究所复材专业经过一系列新型材料体系应用技术研究和工艺 验证,成功采用新型的耐高温双马树脂体系代替了原有的环氧树脂,辅以新型耐高 温胶黏剂,将发动机支架的使用温度提高到 200℃,研制产品已被用于多颗卫星。

承力筒是卫星结构的重要承力件,要求结构具有力学性能好、空间利用充分、承载 能力宽和适应性强等特点。某型号卫星承力筒为柱锥一体结构,研制采用碳面板/ 铝蜂窝夹层筒体的结构形式,充分发挥了蜂窝夹层结构的结构效率高、刚性强、重 量轻等优势。

星载天线反射面是卫星功能应用的重要结构件,其型面精度以及副反射面的安装 精度直接影响天线功能的正常发挥。某型号 0.6m 口径和 1m 非圆口径抛物面天线, 反射面主体结构为碳纤维/环氧树脂复合材料蒙皮铝蜂窝夹层结构。

钛合金凭借其独特的性能优势,成为卫星制造的理想材料。它密度小,在保证卫星结构 强度的同时,能有效减轻卫星的整体重量。比强度高,意味着在相同重量下,钛合金能 够承受更大的载荷,为卫星提供更可靠的支撑。熔点高,使钛合金能够在高温环境下保 持稳定的性能,适应太空中的温度变化。这些优点决定了钛合金可以胜任在太空的工作, 为卫星在极端环境中的稳定运行保驾护航。

钛合金在卫星上的应用十分广泛,涵盖了卫星结构的多个关键部位。

在支撑卫星的“外骨骼”方面,采用 TB2 高强度钛合金制成的大口径双波纹壳结 构,为卫星提供了坚固的框架,确保卫星在发射和运行过程中的结构稳定性。

远地点发动机支架也由钛合金制成,能够承受发动机工作时产生的巨大推力和振 动,保障卫星准确进入预定轨道。

卫星与运载火箭的“星箭连接带”同样采用钛合金制造。这一部件承担着连接卫星 和运载火箭的重要任务,在发射过程中需要承受巨大的拉力和冲击力。钛合金的高 强度和良好韧性,使其能够可靠地完成这一使命,确保卫星与火箭的安全分离。

返回式卫星回收舱端框的制造也离不开钛合金。在卫星返回地球的过程中,回收舱 要经历高速穿越大气层时的高温摩擦和剧烈振动。钛合金的耐高温和抗振动性能, 使其能够保护回收舱内的设备和数据安全无损地返回地面。

铬盐是指含铬的化合物,是一种重要的化工产品,铬在与其他材料结合使用时具有颜色 鲜明、高硬度、耐腐蚀、耐极端温度等特性。铬盐产品主要包括铬酸盐、重铬酸盐、碱 式铬酸盐、铬的氧化物和氯化物等,其中重铬酸钠是化学工业中含铬的基础产品,它既 用作生产其他铬化学品的原料,也用作金属表面处理的工艺材料。全球铬盐产品应用广 泛,能够覆盖约 10%的工业品。目前铬盐主要消费领域主要包括 30.7%皮革鞣制、26.5% 表面处理(电镀)、21.1%耐火材料和金属铬、12.0%颜料等。

除传统领域之外,铬盐需求还包括占比 21%的耐火材料和金属铬制备,贡献近年主要增 量。金属铬通常指铬含量接近 100%,并含有非常少量铝、硅和铁等元素的金属,通过 对氧化铬绿进行电解、铝热还原或碳还原法等高精度工艺获得,它是组成各种高温合金 的基本成分之一。高温合金是指能在高温及较高的机械应力作用下长期工作的合金材料, 高温合金中使用的金属铬提高了机械阻力,具有防腐性能和耐高温能力。凭借这些独特 的性能,当将金属铬添加到超级合金中时,它可以实现非常苛刻的应用,例如航空航天 涡轮反应堆、陆基燃气轮机、石油和天然气工业、医用合金、核能、化学和汽车工业。

航天发动机发展带动高温合金需求量增长。高温合金是火箭发动机核心部件燃烧室和涡 轮泵的关键用材,我国航天产业的发展对高温合金提出了持续需求。2024 年我国航天 发射次数达 68 次,位列全球第二,仅次于美国,占全球发射次数比例为 25.9%。近年 来产业政策大力支持航天事业,我国商业航天已从初创期迈入快速发展期,2025 年或 为成果集中落地爆发的商业航天“产业化”元年。据人民日报采访海南商发董事长称, 未来 3 到 5 年我国商业航天将迎来高密度发射期,有望拉动铬盐需求提升。

铌(Nb)和钽(Ta)是两种具有相似物理性质的金属元素,它们在元素周期表中属于同 一族,因此具有许多共同的特性。铌钽合金具有高温比强度高、冷热成形性能优良和焊 接性能好等优点,可用于制造火箭、卫星、宇宙飞船、导弹等关键部件。铌钽材料在战 略装备、超导技术、科学研究等领域发挥着重要作用,是国防建设不可或缺的重要材料。 铌钽在航空航天领域的应用归功于其高强度、轻质、高熔点以及耐腐蚀性等卓越性能。 这些特性使得铌钽合金成为制造飞机和火箭部件的理想材料。例如,钽合金常被用于制 造喷气发动机的部件,而铌则因其耐高温特性,被用于制造火箭的隔热罩和发动机的零 部件。这些应用确保了航天器在极端环境下的可靠性和稳定性。

控热材料:特殊的太空环境对隔热提出严苛要求

卫星对热控材料要求苛刻。在空间热环境的作用下,卫星温度将发生变化影响结构性能、 精度以及星上设备单机的工作,因此必须采取隔热、导热、辅助加热等热控措施,将湿 度控制在合理范围。卫星上采用的热控件包括多层隔热材料、热管,热控涂层、扩热板 等,高反射率、高发射率、高导热率是热控材料追求的目标。

多层隔热材料由若干个多层单元和内外表面面膜组成,外表面面膜反射太阳光减 少外部热流输入。每层单元由反射层和间隔层组成,反射层减少辐射换热,间隔层 减少反射层表面的接触。

热管利用毛细力驱动工质的蒸发、凝结相变和循环流动而工作,以满足星上设备的 散热需求。典型工质材料为氨、正十四烷等。

扩热板可用于均衡面域上的温度,传统材料为单一铝实体。随着空间设备对散热要 求的提高,南京电子设备研究所研究了新型复合相变扩执板,以铝合金为壳体,内 部采用高导热复合相变材料提高散热能力。

电源材料:追求高能量转化效率和轻量化

卫星电源材料工作环境恶劣。卫星在轨运行时,会周期性地进入地影区与光照区。在光 照区,卫星接收太阳辐射,太阳能电池阵材料通过光电效应为卫星提供能源,并储存在 蓄电池中。由于长期暴露在卫星外侧,不论是温度环境还是辐射环境都较为恶劣,太阳 阵材料要能够经受粒子和紫外辐射、温度交变,并具有能量转换效率高、质量轻的特点。 卫星电池阵的传统材料为单晶硅太阳电池、单结砷化镓太阳电池。随着光电转换材料的 不断升级,空间太阳能转换效率最高已经达到 30%以上。蓄电池主要作用于地影区的整 星供电,电池材料有镉镍蓄电池、氢镍蓄电池,面向轻量化的目标日益成熟的锂离子电 池可以节省 30%-50%的质量,功率密度可达到 120Wh/kg,已成为卫星电源系统首选 对象。

关键设备:光学载荷与陶瓷管壳性能关键

卫星光学载荷材料碳化硅性能优势明显。反射镜是空间光学遥感器的核心关键部件,遥 感器分辨率的提高使得反射镜口径不断增大。为节约结构质量,提高光电系统的性能, 大尺寸反射镜的材料应具备质量轻、刚度高、导热性好等特点。目前,反射镜常用的材 料有石英玻璃、碳化硅、金展铍等。相比于玻璃,碳化硅的比刚度高出约 4 倍,热导率 提升 2 个数量级,是国内空间遥感器反射镜的首选材料。 陶瓷管壳可应用低轨卫星的射频微系统。LTCC 基板(低温共烧陶瓷基板)具有高频性 能好、布线方阻小、烧结温度低和气密性能好的特点,它的使用有利于系统的小型化, 可提高电路的组装密度,且有利于提高系统的可靠性,被公认为微波一体化封装的良好 解决方案,因此 LTCC 基板广泛应用于微波通信、航空航天和军事电子等领域。近些年, 我国陶瓷多层气密结构的系统级封装技术、系统级射频垂直互联技术及复杂组件/部件 一体化焊接技术不断成熟,成为实现星载射频接收组件的小型化、集成化、工程化的最 优方案,所以陶瓷管壳产品可应用到低轨卫星的射频微系统。一般射频前端(T/R 组件) 占卫星制造成本为 20%,芯片封装后封装材料占射频前端成本约 28%,而封装基板在 封装材料中占比 50%-80%,且技术越先进占比越高。考虑目前国内低轨通信卫星平均 造价约为 3000 万元,据此测算单颗卫星中陶瓷管壳价值量占比在 110 万元左右。

重点公司:化工企业布局卫星材料

国瓷材料:陶瓷一体化龙头,卫星陶瓷管壳取得突破

国瓷材料主要从事各类高端陶瓷材料及制品的研发、生产和销售,已形成包括电子材料、 催化材料、生物医疗材料、新能源材料、精密陶瓷和其他材料在内的六大业务板块,产 品应用涵盖电子信息和通讯、汽车及工业催化、生物医疗、新能源汽车、半导体、数码 打印等领域。 精密陶瓷板块是公司以材料为核心,向下游延展产业链的平台,包括氧化锆、氧化铝、 氮化硅、氮化铝等材料体系,具体产品包括陶瓷轴承球、陶瓷套筒、陶瓷插芯、陶瓷基 板、陶瓷管壳等。公司具备“材料-工艺-器件”三维创新体系,可以实现对高附加值赛 道的精准卡位,致力于成为领先的精密陶瓷全产业链平台型公司。通讯射频微系统芯片 封装管壳凭借技术领先优势,已成为低轨卫星射频芯片的主要封装方案,2025 年管壳 业务市场开发取得较大突破。

东材科技:高端树脂龙头,切入 AI 与卫星领域

东材科技以新型绝缘材料为基础,重点发展光学膜材料、电子材料、环保阻燃材料等系 列产品,产品广泛应用于发电设备、特高压输变电、智能电网、新能源汽车、轨道交通、 消费电子、平板显示、电工电器、5G 通信等领域。 公司加快推进“年产 20000 吨高速通信基板用电子材料项目”的建设进度,积极拓展电 子材料在人工智能、低轨卫星通讯等新兴领域的市场应用,进一步完善公司在电子材料 板块的产业链布局。未来,公司将密切关注人工智能技术的发展趋势和变化,积极配合 终端客户推动新一代服务器的迭代升级,提升高附加值产品的销售占比;同时,积极拓 展高性能树脂在电子材料、复合材料、绝缘材料、防腐涂料、橡胶轮胎等诸多领域的市 场化应用,完善电子材料的品种结构,实现新建产业化项目的产能释放,为我国新一代 服务器、汽车电子、卫星通讯等领域的发展,提供关键原材料的本土化保障。

龙佰集团:钛产业链全球龙头,海绵钛应用于航空领域

龙佰集团主营产品为钛白粉、海绵钛、锆制品及锂电正负极材料,其中,钛白粉产能为 151 万吨/年,海绵钛产能 8 万吨/年,双双位居全球第一。磷酸铁锂产能为 5 万吨/年, 磷酸铁产能 10 万吨/年,石墨负极产能 2.5 万吨/年,石墨化产能 5 万吨/年。公司钛产 业基地布局河南、四川、湖北、云南、甘肃等五省六地市,已形成从钛的矿物采选加工, 到钛白粉和钛金属制造,衍生资源综合利用的绿色产业链。 海绵钛是钛金属单质,一般为浅灰色颗粒或海绵状,海绵钛是生产钛材的重要原材料。 钛金属具有密度小、比强度高、导热系数低、耐高温低温性能好,耐腐蚀能力强、生物 相容性好等突出特点,被广泛应用于航空、航天、生物医疗、化工冶金、海洋工程、体 育休闲等领域,被誉为“太空金属”、“海洋金属”、“现代金属”和“战略金属”。公司的“钒钛磁铁矿高效绿色综合回收工艺及装备研究”和“航空级海绵钛智能制造产业化” 荣获中国有色金属工业协会科技进步一等奖。

振华股份:铬盐全球龙头,量价齐升正当时

振华股份作为全球铬盐全产业链一体化龙头企业,采取市场份额优先、低成本扩张的发 展策略,规模优势显著,同时清洁化生产技术使其跨越壁垒,一方面不断提高开工率实 现铬盐产销增长,另一方面公司产能即将再次扩张,抬高未来成长上限。铬盐需求增长 驱动力从低速增长的革鞣、电镀、颜料等行业逐渐转向金属铬、高端电镀添加剂等高增 长行业,同时铬盐供给扩张受限,预计供给趋向紧张,行业开启景气周期,公司有望充 分受益。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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