芯耀
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eVTOL 產業(yè)發(fā)展迅猛
在低空經濟的廣闊版圖中，eVTOL 堪稱一顆耀眼的明星，占據著舉足輕重的地位 。作為低空經濟的前沿賽道，eVTOL 將享受諸多產業(yè)政策紅利。從 2021 年國務院將 “低空經濟” 納入國家規(guī)劃，到《“十四五” 通用航空發(fā)展專項規(guī)劃》《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》等一系列政策的發(fā)布，再到 2023 年中央經濟會議提出打造低空經濟等戰(zhàn)略性新興產業(yè)，2024 年 “低空經濟” 首次被寫入政府工作報告，其戰(zhàn)略高度不斷攀升。
政策的春風吹綠了 eVTOL 的發(fā)展田野，市場規(guī)模呈現出爆發(fā)式增長。據 CRI 元哲咨詢數據，2023 年全球 eVTOL 市場規(guī)模為 28 億美元，預計 2032 年將達到 701 億美元，2023-2032 年 CAGR 約為 43% 。中國市場同樣潛力巨大，2023 年中國 eVTOL 市場規(guī)模達到 9.8 億元，同比增長 77.3%，中商產業(yè)研究院預測 2024 年將增至 32 億元 。全球范圍內，越來越多資本開始將目光投向原來小眾的 eVTOL 創(chuàng)業(yè)賽道。2022 年 5 月以來，eVTOL 領域投融資日益活躍。據不完全統(tǒng)計，2021 年以來涉及 eVTOL 的投融資事件合計有 22 起，投融資規(guī)模較大，多為數千萬人民幣、1 億人民幣規(guī)模。在政策支持與資本青睞的雙重加持下，eVTOL 產業(yè)迎來了黃金發(fā)展期。
eVTOL 產業(yè)鏈全景概覽
eVTOL產業(yè)鏈結構
上游
- 電池
-
- 電機&電控
- 螺旋槳
- 飛控系統(tǒng)
-
- 舵機
- 系統(tǒng)提供商
- 通訊系統(tǒng)
- 導航系統(tǒng)
-
- 傳感器
- 導航解決方案
中游
- 主機制造
下游
- 載人客運
- 載物貨運
- 低空旅游
- 城市管理
- 警務安防
- 應急救援
eVTOL 產業(yè)鏈猶如一棵枝繁葉茂的大樹，涵蓋了從上游到下游的多個關鍵環(huán)節(jié)。上游主要包括原材料與核心零部件供應，中游聚焦于整機研發(fā)與制造，下游則拓展至運營服務與市場推廣 。
在這個產業(yè)鏈中，零部件環(huán)節(jié)扮演著舉足輕重的角色，堪稱整個產業(yè)大廈的基石。它不僅直接影響著 eVTOL 整機的性能、安全性和成本，還在很大程度上決定了產業(yè)發(fā)展的速度和規(guī)模。優(yōu)質的零部件能夠提升 eVTOL 的飛行效率、續(xù)航里程和可靠性，使其在市場競爭中脫穎而出；而先進的零部件技術更是推動 eVTOL 產業(yè)創(chuàng)新升級的關鍵動力，為實現更高效、更安全、更環(huán)保的城市空中交通提供可能。
潛力零部件大盤點
在 eVTOL 這座產業(yè)大廈中，有幾類零部件宛如閃耀的明珠，憑借其獨特的優(yōu)勢和巨大的潛力，成為了眾人矚目的焦點。它們不僅在當前的 eVTOL 發(fā)展中發(fā)揮著關鍵作用，更是引領著未來技術創(chuàng)新和產業(yè)升級的方向。
（一）非晶電機：高效動力擔當
非晶電機，堪稱 eVTOL 的 “心臟”，在整機價值量中占比約 40%，地位舉足輕重 。它具有鐵芯損耗小、效率高、體積小等顯著優(yōu)勢，能完美契合 eVTOL 電機小型化、高頻化的發(fā)展趨勢。以我國自主研發(fā)的某款非晶電機為例，相較于傳統(tǒng)電機，其鐵芯損耗降低了 30% 以上，效率提高了 10% 左右，而體積則縮小了 20% 。這使得 eVTOL 在動力系統(tǒng)重量減輕的同時，能夠獲得更強勁、更穩(wěn)定的動力輸出，大大提升了飛行性能和效率。
（二）碳纖維結構件：輕量化關鍵
在 eVTOL 整機材料中，復合材料占比高達 70%，而碳纖維復合材料又在其中占據了 90% 的份額，現有訂單對碳纖維的需求就高達 75 億元 。碳纖維復合材料具有質量輕、強度大、抗疲勞、耐腐蝕等諸多優(yōu)點，將其應用于 eVTOL，可使機身整體重量減輕 30%-40% 。比如小鵬匯天的旅航者 X2，其旋翼槳葉和起落架均采用了碳纖維復合材料，不僅有效減輕了機身重量，還提高了飛行器的搭載能力和續(xù)航里程，讓 eVTOL 在性能上實現了質的飛躍。
（三）電池：續(xù)航核心保障
電池，作為 eVTOL 續(xù)航能力的核心保障，其重要性不言而喻 。尤其是固態(tài)電池等新型電池技術，直接決定了 eVTOL 的飛行里程和應用范圍。當前，eVTOL 面臨的里程焦慮問題，正成為推動電池行業(yè)技術創(chuàng)新和發(fā)展的強大動力 。例如，孚能科技生產的 eVTOL 電池已交付客戶，其電芯和能量密度分別達到 280Wh/kg 和 230Wh/kg，為提升 eVTOL 的續(xù)航能力提供了有力支持 。而上海洗霸與中國科學院上海硅酸鹽研究所合作設計的高比能軟包鋰離子固態(tài)電池，能量密度≥320Wh/kg，有望在未來進一步突破 eVTOL 的續(xù)航瓶頸。
（四）飛控系統(tǒng)：飛行的 “智慧大腦”
飛控系統(tǒng)，如同 eVTOL 的 “智慧大腦”，承擔著航跡控制、姿態(tài)控制和飛行增穩(wěn)等核心功能，是確保飛行安全和穩(wěn)定的關鍵所在 。它包括傳感器、飛控計算機、作動器和控制顯示四大子系統(tǒng)，其中計算機子系統(tǒng)是控制計算核心 。載人 eVTOL 飛控系統(tǒng)多要求采用多余度技術提高可靠性和安全性，這也構成了極高的技術壁壘 。隨著 eVTOL 產品逐漸成熟并進入量產階段，飛控系統(tǒng)的市場空間將進一步打開。據航空產業(yè)網預測，2023 年全球無人機（含 eVTOL）飛控市場規(guī)模約 45 億美元，到 2030 年有望增長至 130 億美元，7 年 CAGR 約 16.4% 。在國內，獅尾智能、邊界智控等企業(yè)正積極推進飛控系統(tǒng)的國產替代，有望在這一領域實現突破。
技術含量大比拼
在 eVTOL 的零部件世界里，各零部件猶如身懷絕技的武林高手，在技術含量的擂臺上展開了激烈角逐。從技術難度、研發(fā)投入、行業(yè)壁壘等多維度進行考量，飛控系統(tǒng)無疑是其中的 “最強王者”。
飛控系統(tǒng)的技術難度堪稱登峰造極。它涉及到航空航天、自動控制、電子信息等多個前沿學科領域，需要對飛行器的姿態(tài)、軌跡、動力等進行精確而復雜的控制 。以獅尾智能的飛控系統(tǒng)研發(fā)為例，其團隊匯聚了來自航空航天領域的頂尖專家，他們不僅要深入研究空氣動力學、飛行力學等基礎理論，還要攻克飛行過程中的各種復雜工況和不確定性因素，如氣流擾動、電磁干擾等，技術難度之高可見一斑。
研發(fā)投入方面，飛控系統(tǒng)同樣令人咋舌。為了打造出高性能、高可靠性的飛控系統(tǒng)，企業(yè)往往需要投入巨額資金，用于研發(fā)設備購置、人才培養(yǎng)、技術攻關等。據了解，邊界智控在飛控系統(tǒng)研發(fā)上的投入已超過數億元，其研發(fā)周期長達數年甚至數十年 。這種長期且高額的投入，不僅考驗著企業(yè)的資金實力，更考驗著企業(yè)的戰(zhàn)略眼光和耐心。
行業(yè)壁壘也是飛控系統(tǒng)的一道堅固防線。載人 eVTOL 飛控系統(tǒng)多要求采用多余度技術提高可靠性和安全性，這就要求企業(yè)具備深厚的技術積累和強大的研發(fā)實力 。同時，飛控系統(tǒng)還需通過嚴格的適航認證，如 DO-178 標準認證等，這一過程不僅漫長，而且對技術指標和安全性要求極高 。目前，全球范圍內能夠滿足這些要求的企業(yè)屈指可數，這也使得飛控系統(tǒng)的市場競爭相對較小，技術優(yōu)勢更加凸顯。
相比之下，雖然非晶電機、碳纖維結構件和電池等零部件也具備較高的技術含量，但在技術難度、研發(fā)投入和行業(yè)壁壘方面，與飛控系統(tǒng)相比仍稍遜一籌。非晶電機主要面臨材料改進和電磁結構設計的挑戰(zhàn)；碳纖維結構件的技術難點在于復合材料的成型工藝和質量控制；電池則側重于提升能量密度和安全性 。它們的研發(fā)投入和行業(yè)壁壘雖然也不容小覷，但相對飛控系統(tǒng)而言，在技術綜合性和復雜性上略顯不足。
發(fā)展挑戰(zhàn)與應對策略
在 eVTOL 產業(yè)蓬勃發(fā)展的背后，各零部件也面臨著諸多挑戰(zhàn)，猶如前行路上的荊棘，阻礙著產業(yè)的進一步騰飛。
非晶電機在材料制備和電機設計方面仍存在技術瓶頸。目前，非晶合金材料的生產工藝復雜，成本較高，限制了其大規(guī)模應用 。電機設計需要進一步優(yōu)化，以提高電機的效率和可靠性，滿足 eVTOL 日益增長的動力需求。為應對這些挑戰(zhàn)，企業(yè)需加大研發(fā)投入，與科研機構合作，共同攻克材料和設計難題。同時，積極探索新的生產工藝，降低成本，提高產品競爭力。
碳纖維結構件的成本居高不下，成為其大規(guī)模應用的一大障礙。碳纖維復合材料的原材料價格昂貴，生產工藝復雜，導致其制造成本較高 。碳纖維結構件的回收和再利用技術尚不完善，也制約了其可持續(xù)發(fā)展。企業(yè)應加強與上游供應商的合作，通過規(guī)?；a降低原材料成本。加大研發(fā)投入，改進生產工藝，提高生產效率，降低制造成本。還要積極開展碳纖維結構件的回收和再利用研究，推動產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
電池技術雖然取得了一定進展，但仍無法完全滿足 eVTOL 的需求。當前，電池的能量密度、充放電速度和安全性等方面還存在提升空間，續(xù)航里程焦慮依然是 eVTOL 面臨的主要問題之一 。電池的成本也較高，影響了 eVTOL 的市場競爭力。企業(yè)應加大研發(fā)投入，積極探索新型電池技術，如固態(tài)電池、氫燃料電池等，提高電池的能量密度和安全性。加強與電池供應商的合作，通過規(guī)?；少徑档碗姵爻杀?。還要加快充電基礎設施建設，提高充電速度，解決 eVTOL 的續(xù)航難題。
飛控系統(tǒng)面臨著技術復雜性高、研發(fā)難度大、適航認證嚴格等挑戰(zhàn)。飛控系統(tǒng)涉及多個學科領域，技術難度高，研發(fā)周期長 。適航認證要求嚴格，需要滿足一系列的技術標準和安全要求，這對企業(yè)的研發(fā)實力和資金實力提出了很高的要求 。企業(yè)應加強技術研發(fā)，引進高端人才，提升自身的技術實力。積極與科研機構合作，開展產學研合作，共同攻克技術難題。還要提前規(guī)劃適航認證工作，加強與認證機構的溝通協(xié)調，確保飛控系統(tǒng)能夠順利通過適航認證。
總結與展望
在 eVTOL 產業(yè)鏈中，非晶電機、碳纖維結構件、電池和飛控系統(tǒng)等零部件都展現出了巨大的潛力和價值 。非晶電機憑借其高效動力特性，成為 eVTOL 動力系統(tǒng)的理想選擇；碳纖維結構件的輕量化優(yōu)勢，為提升 eVTOL 性能提供了關鍵支撐；電池作為續(xù)航核心，其技術進步直接影響著 eVTOL 的應用范圍；而飛控系統(tǒng)以其高度的技術含量和重要性，成為保障 eVTOL 飛行安全和穩(wěn)定的 “智慧大腦” 。
展望未來，隨著 eVTOL 產業(yè)的持續(xù)發(fā)展，各零部件企業(yè)需不斷加大研發(fā)投入，突破技術瓶頸，降低成本，提高產品性能和質量 。加強產業(yè)鏈上下游的協(xié)同合作，共同推動 eVTOL 技術創(chuàng)新和產業(yè)升級，也是未來發(fā)展的關鍵 。相信在各方的共同努力下，eVTOL 產業(yè)鏈將迎來更加輝煌的明天，為我們帶來更加便捷、高效、環(huán)保的城市空中交通體驗 。
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