太空光伏：地外可靠能源，劍指萬億市場

隨著可回收火箭技術(shù)成熟推動(dòng)發(fā)射成本斷崖式下降，商業(yè)航天正迎來“摩爾定律”時(shí)刻，進(jìn)而引爆了對太空基礎(chǔ)設(shè)施核心組件——太空光伏的巨大需求。

據(jù)東吳證券曾朵紅團(tuán)隊(duì)6日發(fā)布的行業(yè)深度報(bào)告，2025年全球航天器發(fā)射數(shù)量超過4300顆，同比增長超50%，近十年復(fù)合增速達(dá)34%。在國際電信聯(lián)盟（ITU）頻軌資源“先登先占”的規(guī)則驅(qū)動(dòng)下，全球低軌衛(wèi)星部署進(jìn)入爆發(fā)期。

截至2025年底，全球備案衛(wèi)星數(shù)量已超10萬顆，其中美國以Starlink為主導(dǎo)，中國通過GW、千帆等計(jì)劃申報(bào)超5.1萬顆。大規(guī)模星座的建設(shè)將直接轉(zhuǎn)化為對高性能光伏電池的剛性需求，若假設(shè)年發(fā)射1萬顆衛(wèi)星，有望帶來近2000億元的太陽翼市場空間。

這一趨勢正在重塑太空光伏的技術(shù)路徑與市場格局。隨著低軌星座向多功能、重型化演進(jìn)，單星功率需求急劇攀升，例如SpaceX的Starlink V3衛(wèi)星太陽翼面積較早期版本增長超10倍。與此同時(shí)，AI算力向太空遷移的愿景正在打開行業(yè)的遠(yuǎn)期天花板，利用太空無限能源與低溫散熱環(huán)境構(gòu)建“太空數(shù)據(jù)中心”已成新風(fēng)口，若未來構(gòu)建10 GW級的太空算力系統(tǒng)，太陽翼市場規(guī)模或達(dá)數(shù)萬億元。

發(fā)射成本下行與頻軌爭奪戰(zhàn)

東吳證券表示，商業(yè)航天的快速崛起，核心動(dòng)力在于運(yùn)載成本的指數(shù)級下降。可回收火箭技術(shù)的成熟徹底打破了進(jìn)入太空的經(jīng)濟(jì)壁壘，SpaceX獵鷹9號(hào)的發(fā)射成本已降至約1400-1800美元/公斤，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)航天發(fā)射。成本紅利推動(dòng)全球航天發(fā)射活動(dòng)進(jìn)入“指數(shù)級”增長周期，2025年全球航天器發(fā)射次數(shù)預(yù)計(jì)超300次，較2021年實(shí)現(xiàn)翻倍。

除了經(jīng)濟(jì)性驅(qū)動(dòng)，戰(zhàn)略資源的稀缺性也是各國加速部署的關(guān)鍵。由于近地軌道頻段與位置具有“不可再生”屬性，且ITU規(guī)定了申報(bào)后7年內(nèi)必須發(fā)射首星、14年內(nèi)完成整個(gè)星座發(fā)射的嚴(yán)格時(shí)限，搶占軌道資源迫在眉睫。目前，美國在發(fā)射數(shù)量與在軌存量上占據(jù)主導(dǎo)，中國正加速追趕，隨著“千帆”、“GW”等星座計(jì)劃的推進(jìn)，數(shù)萬顆規(guī)模的衛(wèi)星發(fā)射將成為行業(yè)確定性趨勢。

光伏：衛(wèi)星價(jià)值鏈的“能量心臟”

在衛(wèi)星系統(tǒng)中，電源系統(tǒng)占據(jù)了舉足輕重的地位。數(shù)據(jù)顯示，電源系統(tǒng)在衛(wèi)星整星制造成本中占比約20%-30%，其中太陽翼（空間太陽電池陣）作為發(fā)電核心，價(jià)值量占比高達(dá)電源系統(tǒng)的60%-80%。這意味著光伏電池實(shí)際上決定了衛(wèi)星的供電能力及功率上限。

東吳證券表示，隨著衛(wèi)星載荷的升級，尤其是通信及算力需求的增加，航天器的功率需求穩(wěn)步提升，帶動(dòng)太陽翼向大面積、高功率方向發(fā)展。以SpaceX的Starlink衛(wèi)星為例，其太陽翼面積已從V1.5版本的22.68平方米演進(jìn)至V3版本的256.94平方米，實(shí)現(xiàn)了數(shù)量級的增長。載荷升級推動(dòng)太空光伏產(chǎn)業(yè)從單純的組件制造邁向“量價(jià)齊升”的階段，大面積、高轉(zhuǎn)換效率的太陽翼已成為商業(yè)航天競備的關(guān)鍵資源。

技術(shù)路線：成本與性能的博弈

東吳證券表示，當(dāng)前太空光伏的技術(shù)路線呈現(xiàn)出多元化競爭態(tài)勢，核心在于成本與性能的平衡。

• 砷化鎵（GaAs）：目前國內(nèi)的主流選擇。其優(yōu)勢在于轉(zhuǎn)換效率高（組件效率可達(dá)30%+）、抗輻照能力強(qiáng)、高溫穩(wěn)定性好，完美適配長壽命、高可靠性的高端任務(wù)。但其劣勢在于成本高昂（約20-40萬元/平方米，測算約1200元/W）且產(chǎn)能有限，難以支撐大規(guī)模星座的低成本爆發(fā)需求。
• 晶硅電池：SpaceX的選擇。得益于極低的發(fā)射成本，Starlink采用了成本更低的地面級加固型晶硅電池，通過增大電池面積來彌補(bǔ)效率（約20%）的不足。對于發(fā)射成本較高的主體，晶硅電池較低的能質(zhì)比（功率重量比）是主要制約。
• 鈣鈦礦及疊層技術(shù)：未來的潛在顛覆者。鈣鈦礦具有極高的能質(zhì)比（可達(dá)30W/g）、輕量化以及低成本制造潛力。雖然目前在太空極端環(huán)境下的穩(wěn)定性仍需驗(yàn)證，但其與晶硅結(jié)合的疊層技術(shù)有望突破效率瓶頸，成為太空供電的更優(yōu)方案。

除了通信星座，太空經(jīng)濟(jì)正向算力與數(shù)據(jù)中心延伸。東吳證券表示，AI算力需求的激增使得地面數(shù)據(jù)中心面臨巨大的能耗與散熱挑戰(zhàn)，而太空具備天然的真空散熱環(huán)境與無限的太陽能資源，是部署高性能計(jì)算節(jié)點(diǎn)的理想場所。

目前，包括北京“辰光一號(hào)”、之江實(shí)驗(yàn)室“三體計(jì)算星座”以及國星宇航的“星算計(jì)劃”等已啟動(dòng)技術(shù)驗(yàn)證。海外方面，馬斯克曾表示星艦將實(shí)現(xiàn)在軌吉瓦級基礎(chǔ)設(shè)施，Starcloud也提出了建設(shè)5GW軌道數(shù)據(jù)中心的構(gòu)想。太空算力對能源的需求遠(yuǎn)超傳統(tǒng)衛(wèi)星，若未來實(shí)現(xiàn)10 GW級的太空算力部署，按現(xiàn)有價(jià)格體系測算，太陽翼市場規(guī)模有望達(dá)到數(shù)萬億元級別。