關鍵新材料助推低空經濟產業鏈騰飛
華安證券產業研究中心認爲,低空經濟產業鏈條長、輻射面廣,有望帶動萬億級市場。材料體系的創新迭代是低空經濟騰飛的關鍵環節,低空飛行器在機身結構、三電系統中將廣泛使用新材料。
具體來看,碳纖維複合材料因其輕質高強特性成爲eVTOL機身理想材料,是eVTOL機身的主要材料,目前國內航空航天級碳纖維國產化仍有較大提升空間,eVTOL大型化趨勢拉昇高性能碳纖維需求。電動化爲主要動力路線,固態、氫燃料電池相關材料未來可期。液態電池向固態電池演變爲技術趨勢,將更好滿足eVTOL商業化對電池性能"三高一快"的迫切要求。關注硫化物和氧化物等路線的固態電解質材料、硅基負極材料、富鋰錳基正極材料。氫鋰結合有望成爲eVTOL理想動力源方案,我國氫燃料電池市場規模持續擴大,氫燃料電池系統成本不斷下探,其中電堆成本佔電池系統的60%,催化劑低鉑非鉑、質子交換膜和氣體擴散層國產化是降本關鍵。永磁同步電機、非晶電機適配eVTOL電機高功率、高效率及長適航要求,關注高性能釹鐵硼永磁材料、非晶材料。永磁同步電機具有功率密度高、調速範圍廣、電磁轉矩大等優勢,其成本主要在於永磁材料和定子材料,我國高性能釹鐵硼永磁材料供需缺口較大,非晶材料較傳統定子材料硅鋼有損耗低、效率高的特點,在eVTOL高速、高頻場景表現更優,磁密提升和降本將進一步打開市場。高電壓架構爲電控系統技術趨勢,碳化硅迎來快速增長。提高電壓平臺是實現eVTOL大功率輸出、快充和長續航的關鍵技術之一,使用以碳化硅爲代表的高耐壓半導體材料是提高電壓平臺的技術核心。目前6英寸導電碳化硅襯底佔主流,國產化率穩步提升,8英寸有望推動產業鏈降本,即將成爲市場主導,國內企業取得突破,設備國產化亟待解決。
我們認爲材料體系的迭代將伴隨低空經濟的發展將呈現階段性特徵。低空經濟將經歷導入階段、爆發階段、普及階段。在導入階段eVTOL保有量較小,一些性能優異、當前成本偏高的材料,例如碳纖維複合材料,將在低空經濟領域得到應用,市場迅速增長;在爆發階段,eVTOL應用場景增加,產品大型化,續航里程增加,機身結構件材料如高性能碳纖維複合材料的需求量將進一步拉昇,固態電池及相關材料將在eVTOL大型化、長續航的要求下得到廣泛應用;在普及階段,eVTOL將進入私人市場,該產業逐漸轉向成本敏感型產業,相關材料發展趨勢從高性能轉向高性價比,降本增效將成爲產業關注重點。