行业调研|太阳翼专家交流纪要1、太空光伏应用场景与前景 ·各航天器太阳翼应用:航天器的取电与电源管理是太空中各类航天器运行的核心环节,光伏取电是关键支撑,不同场景的航天器对太阳翼需求与技术路线各有不同。卫星作为长期无人值守的自动化设备,稳定工作保护需求高,光伏是其不可或缺的能源保障。载人航天领域中,太阳能同样至关重要,国际空间站、中国空间站等均采用刚性翼、半刚性翼乃至柔性太阳翼的技术路线,其中国际空间站太阳翼翻版面积超2000平,中国空间站太阳翼面积近百平,日发电量超千度,且后续载人航天航天器体量还将持续攀升。深空探测场景面临太阳辐照强度弱、行星表面取电效能低的挑战,同时航天器需携带更多燃料与任务设备,功率需求提升,因此太阳翼的使用面积持续增加,不过规模化效应弱于低轨卫星;此外小行星挖矿、外星探测器落地返回等长期脱离人类控制的任务,也需依赖太阳翼解决电池不足问题。往返大气的货运飞船、星际客机等,光伏取电系统作为备份,采用折叠展开设计,发射时折叠节省成本,入轨后展开使用,返回时收起。 ·太空光伏应用前景:在大气层内外的所有航天应用场景中,光伏取电与太阳翼分系统都是核心环节,几乎所有航天器都会配备该系统,应用必要性极强。不同场景下太阳翼呈现出不同的技术发展趋势与需求增长逻辑:部分场景朝着更大面积、适配长时间光照的方向发展,部分场景则侧重易折叠特性,追求更高收纳比,避免受空气阻力影响主任务推进。无论哪种发展思路,太阳翼分系统在航天任务中的核心地位都不会动摇。 2、刚性与柔性太阳翼技术对比 ·刚性太阳翼市场定位:刚性太阳翼结构刚度和强度优势突出,在大运载火箭的震动冲击、长时间恶劣太空环境下是最为成熟的方案,对于大型高价值的遥感型、科学探测型、中高轨卫星及深空探测等任务而言,是兼具性价比且值得信任的选择。但刚性太阳翼短板明显,重量、体积大,收纳比低,导致载荷功率偏低,在卫星或飞行器中占比过高,严重限制发射成本。基于上述特性,刚性太阳翼将以存量市场为核心定位,相关现有航天任务的指标、方案及供应商体系可继续沿用,其降价空间相对有限。 ·柔性太阳翼发展前景:柔性太阳翼凭借超轻重量、高收纳比的特性,成为未来大规模星座建设及相关任务的核心选择方向。它可进行多种电池片叠层或其他方案尝试,特殊的展开和驱动机构还可配合姿态调整,在重量、收纳空间、发电效率、展开管理及超大规模空间取电的规模化效应上具备综合优势。成本方面,其所用材料可通过大规模制备降低成本,未来降价潜力较大。渗透率方面,有预测显示,2030年低轨卫星中柔性太阳翼的渗透率将超80%,后续发射的宽带卫星互联网星、算力星等均会采用柔性方案,其渗透率将持续提升。 3、太阳翼系统组成与价值量拆解 ·太阳翼核心组成环节:太阳翼系统核心组成包含基板、电池片、互联焊接结构及支撑框架等关键环节: a. 基板:作为基础承载结构,分为刚性与柔性两类。刚性基板主流采用铝合金或铝基蜂窝板,具备轻量化特性,当前也有碳纤维材料的替代方案,轻量化表现更突出;柔性基板以复合材料搭配玻璃纤维布制成,目前仍处于小规模制备与验证阶段,未实现规模化生产。 b. 电池片:多采用砷化镓材质,交付时已与玻璃盖片完成组合,玻璃盖片厚度为0.1~0.12毫米,具备屏蔽、抗原子氧及紫外线等防护功能。 c. 互联与框架:电池片需通过互联片焊接实现串并联以形成完整电路,太阳翼还需配套框架维持整体结构形态,其中柔性太阳翼一般采用碳纤维框架,需结合展开与支撑功能进行定制化设计。 4、卫星太阳翼面积放大趋势分析 ·面积放大驱动与制约:卫星太阳翼面积呈明显持续放大趋势,核心驱动因素包括:卫星功能升级、载荷密度及单载荷能力提升、工作时长延长,使得单芯功耗缺口不断扩大;马斯克将柔性及地面金龟路线引入航天领域,形成“用大面积换效率”的思路,进一步推动该趋势。网传星链V3版本太阳翼面积约400-500平,还有方案提出16平方公里级太阳翼,但面积放大存在多重制约:地面大尺寸翻版的制备和展开验证面临巨大测试挑战;大尺寸材料对展开机构、支撑机构、取电电路管理、能源管理及热管理的复杂度要求大幅提升;太阳翼面积增大会加剧姿态控制难度,需更大卫星本体、更强或更多飞轮来抵消干扰;短期内平方公里级太阳翼在天上制备、展开及结构稳定性方面均存在巨大问题。整体来看,太阳翼面积短期内增速确定,会呈现“上升-平台期-再上升”的阶段性特征,待平台技术、材料技术等迭代后才会再次大幅增长。 ·面积放大受益环节:卫星太阳翼面积放大将直接带动多个环节需求增长:封装与电池片环节,需求将随太阳翼面积呈倍数级增长;柔性材料与支撑结构环节,大尺寸太阳翼对柔性材料性能要求提升,支撑结构复杂度和需求量同步增加;能源管理系统环节,大尺度太阳翼电流管控难度陡增,需采用分级管理模式,甚至可能出现单块太阳翼配备独立子管理机构的情况,相关技术及产品需求显著提升;展开机构与驱动结构件环节,需求随太阳翼面积扩大持续增长。上述环节均与太阳翼面积放大呈直接正向相关关系,需求将随面积增长同步膨胀。 5、星链太阳翼与光伏电池路线 ·星链太阳翼发展历程:星链太阳翼面积持续大幅提升,早期版本(V1.5及更早)太阳翼面积约20多平米;发展到V2 mini(即2.0版本)时,双翼总面积达到105平,较早期增长接近5倍;V2完全版面积则接近257-259平,面积提升支撑了载荷类型、功能强度的持续攀升。通过公开信息可推导其光伏电池路线的迭代逻辑:早期版本可能采用砷化镓路线,因当时太阳翼面积较低,追求稳定性,且有传闻其供应商为台湾某砷化镓厂商。后续星链大概率从V1.0或V1.5版本开始将砷化镓路线替换为晶硅路线,依据包括:V2 mini版本105平的太阳翼峰值功耗仅约5千瓦(或不到20千瓦),测算转换效率约16%,符合晶硅电池特性;部分星链卫星在轨约一年后降轨、功能削减,符合晶硅电池衰减特性;星链提交给ITU的卫星不可烧毁材料清单中包含大量硅。星链的发展路径为先通过大面积太阳翼提升载荷能力并追求规模化降本,再逐步提升转化效率,市场猜测其下一代采用P型异质结路线具有合理性。 ·太空光伏电池路线分析:a. 异质结电池:相比星链现有晶硅电池16%的转换效率,异质结电池转化效率更高,国内头部厂商称规模化后效率可追平砷化镓;可实现50微米以下的薄片化,大幅减重,柔性化更极致;采用对称结构与低温制备工艺,地面制备能耗低,抗辐射衰减性能优于传统晶硅,有望追上砷化镓,且规模化制备友好,是当前较具平衡性的选择,但国内缺乏太空验证经验,不清楚星链是否对其进行特殊改造。 b. Topcon、BC等电池路线:两者在抗辐射性能上存在劣势,其结构、内部电极材料与工艺可能影响抗辐射表现,需进行改造或工艺优化;地面制备工艺复杂,对航天规模化生产存在挑战,且适配航天的封装系统方案尚未明确。不过Topcon是地面主流路线,渗透率约90%,具备地面规模化成本与生产优势,仍有太空应用的尝试潜力。 c. 其他路线:钙钛矿等电池路线也被持乐观态度,当前阶段尚未出现适配航天辐照、热控及大面积制备等复杂需求的唯一最优方案,需2-3年的系统解决方案落地与验证才能确定最终路线。 6、中国太阳翼发展与竞争格局 ·中国太阳翼技术演进:太阳翼技术历经多阶段发展:最早以固定不展开的刚性结构为主,无需复杂展开设计。随着卫星功耗要求提升,刚性展开结构出现,采用铝板或纤维板结构压紧,通过火工品、热刀等机构在轨一次展开以形成大面积取电,北斗星等中高轨卫星采用该方案,但火工品展开成本高、冲击大、潜在风险高。之后进入半刚性过渡阶段,空间站等开始采用,搭建结构性框架后以高强度玻璃纤维形成网状结构,粘贴电池片,兼顾力学稳定性与展开效果,多用于大型通信星、国家重大实验卫星。小型商业星、遥感星因成本考量仍沿用刚性展开思路,但做了技术优化:基板采用碳纤维材料减重,驱动及功率传递机构改用低成本方案,比如卫星互联网星采用摆线机构替代萨达功率环。目前柔性路线尚未大规模普及,相关方案应用较少,但卫星互联网星因发射规模大在推进柔性化,未来柔性化是主流方向,不过光伏侧需技术迭代更新。 ·国内太阳翼竞争格局:国内太阳翼市场竞争主体主要分为三类,格局较为清晰:a. 体制内传统单位:包括白药所(同时承接商业化订单与体制内型号研制任务)、电科十八所(孵化中电科蓝天)、五院(多服务院内任务,成本较高,对外供应少),还有513所等少量院所渗透该领域;b. 卫星总体孵化企业:因太阳翼与卫星总体设计深度耦合且需控制成本,多家卫星总体企业下场孵化相关方案,比如银河航天在自有卫星及星网试验星配备自研柔性太阳翼,魔方卫星(深圳东方红孵化)旗下重庆开拓卫星具备系统级方案能力,时空道宇依托台州星空智联工厂孵化方案,用于自身64颗星星座,此外五院科技团伤星、蓝箭红擎也有相关布局,这类企业在电池片等细颗粒度环节仍需与外部供应商集成合作;c. 系统级供应商:如苏州复材(811所孵化技术团队)、南京空天动能、德华芯片等。当前各主体任务持有量丰富,因行业产能较低,竞争格局预计将长期存在。卫星总体会持续把控批产能力与成本,同时预留备份供应商空间,还会与乾照光电、三安等上下游企业开展深度合作。 7、太空光伏与封装材料对比 ·主流光伏路线参数对比:主流光伏路线在转换效率、衰减、比功率、成本及太空适配性上差异显著:a. 转换效率与衰减:砷化镓转换效率表现好时接近30%,稳定在25%左右,5-10年内衰减均匀平缓;传统晶硅转换效率在18%以下,首年衰减超5%甚至达10%;钙钛矿实验室转换效率可达35%以上,但材料对光、热、辐射敏感,太空应用需改造,目前缺乏成熟在轨验证数据;异质结因马斯克使用受关注,但无公开成熟的转换效率、衰减等参数。b. 比功率:砷化镓太阳翼单平米发电功率约250瓦,晶硅单平米不足200瓦甚至仅150-160瓦,钙钛矿理论比功率表现更优,但未得到太空应用验证。c. 成本与适配性:砷化镓单平米成本为20-30万,晶硅约为其1/5;异质结成本略优于晶硅,钙钛矿理论成本更低但无公开确定报价。目前砷化镓和晶硅是国内太空光伏的首选路线,钙钛矿和异质结需更多长期验证才能明确实际应用价值。 ·封装材料性能与前景:UTG玻璃与CPI膜作为潜在的太空光伏封装材料,性能与应用前景各有优劣:a. 性能对比:UTG玻璃通过材料配比优化,在薄片状态下具备抗辐射、防原子氧、防紫外线特性,透光率好,在轨稳定性超5-10年,但制备工艺制约其规模化生产与长期成本降低;CPI膜为合成材料,已有应用但未大规模普及,受辐照易变黄老化,透光性下降,3-5年内可能出现不可逆损失。b. 主流方案核心条件:两者要成为主流封装方案,需满足系统级适配要求,需与电池片匹配,热膨胀系数一致,在抗弯曲、贴合度、放气等性能上符合航天标准。最终需系统厂商推出整体解决方案,搭配特定电池片与封装材料形成柔性太阳翼,且需经2-3年的在轨考核验证。目前难以判断哪一种材料会成为最终的主流封装方案。 8、国产替代与算力卫星轨道分析 ·太阳翼国产替代卡点:太阳翼环节中,CPI膜、UTG玻璃、光伏材料、PI膜等材料国内已有成熟供应商,经改造和航天级适配即可满足需求;核心替代卡点为高端驱动机构,当前数KW以上、具备360度旋转控制能力的高功率驱动机构(如大型卫星所用)仍依赖国外产品,瑞典/瑞士华格公司的该类产品可靠性高,是北斗等众多重大任务的核心部件,但单价达300-500万人民币/台,单星一般配备2台,成本高昂,因此该环节的全国产化是必然方向。若不采用这类高端驱动机构,如宽带通信星采用两维旋转设计(轴向分别为正负90度、正负170度),需先在轨升起翻板再双向推开,设计复杂且可靠性存疑,曾导致卫星发射进度延迟。 ·算力卫星轨道资源布局:低轨轨道资源的容纳量受安全距离和频谱干扰限制,6万颗并非确定数字,随着太空态势感知、卫星智能化运行与避障能力提升,以及激光通信等技术融合,轨道容纳量有望提升,但“先占先得”是首要原则。当前国内外卫星部署差距显著,美国星链累计发射卫星已超1万颗,而国内宽带通信星在轨不足300颗,国内发射与建设能力落后较多,差距有扩大趋势。算力星的形态尚未明确,100GW算力对应的卫星数量或集群形态均无落地方案,现阶段主流布局于600-800公里的晨昏轨道,可实现24小时取电,但该轨道航天器少,数据来源有限,服务价值受限;未来算力星或将向中高轨延伸,依托广袤空间实现规模扩张与成本降低。长期来看,算力星的发展形态或类似地面计算存储资源,呈现解耦与融合、大型与小型并存的多元化格局,具体方向仍需验证。 9、太阳翼技术细节与供应链 ·柔性太阳翼技术路线探讨:目前对Starlink太阳翼技术路线的判断存在硬伤,无确定性证据表明其采用柔萨全柔性方案。当前Rocky Lab、NASA使用的柔性iROSA方案均未采用硅基,硅基材料脆性大,现有柔性方案多为百叶窗或手风琴折叠形式,但马斯克的星收拢状态及国内部分发射星呈现卷式状态,引发技术路线质疑。市场猜测星链V2/V3版本可能用回砷化镓,因硅基面积过大后年效率下降损失严重;也有观点认为下一代会用硅基,逻辑在于硅基可贴近地面光伏产业实现规模化降成本,且星寿命短可快速更换,但在V3版本出现确定信息前无法定论。国内银河、德华称可做卷轴式方案,但0703型展开结构与宣发不符,真实性存疑。关于砷化镓衬底剥离技术,因非光伏出身无法深入交流。 ·太阳翼铰链供应链分析:太阳翼铰链供应商主要是18所、811所等院所协同的加工厂商,如微动时空,需与整星设计深度耦合,目前无普遍意义上的大型商业供应商。单星铰链及配套支撑架、展开箱整体成本约几万块,拆分后单个部件价格不高。刚性与柔性太阳翼对铰链要求不同:刚性太阳翼铰链部分类似地面门用百叶合页;柔性太阳翼铰链需具备更好的展开限位能力,防止过展开及大角度震动,一般采用碳纤维材料做特殊设计。由于行业尚未规模化,目前无成熟的商业化解决方案及配套供应商,相关需求多源于院所任务分配后的深度定制设计。 Q&A Q: 从它的应用场景角度来讲,其实不仅是卫星,就还有哪些航天器它也采用这个太阳翼的发电的方案?以及您怎么看太空光伏的整个应用前景? A: 好的。其实整体上是这样的,太空中的所有的航天器的取电和电源管理都是一个最重要的环节,也是大家思考最多、尝试最多的一个部分。我觉得除了这个卫星,它是一个长期无人值守的一个自动化设备,需要去进行这个稳定的工作保护。那所以光伏对它是最重要的,这个是毋庸置疑的。那另外在这个,像这个载人航天领域,太阳能也是一个非常重要的环节。比如我们也之前讲说国际空间站,然后咱们国家的自己的这个空间站等等。都是采用了大规模的这种要么刚性翼,或者是半刚性翼,甚至出现了柔性太阳翼的这样的一些技术路线。甚至,这个空间站的整体。太阳翼的这个面积,发发电功率,还有这个整体的使用的一个规格,是远远超过单体的卫星的,那也的确因为是这些航天器自身,它的体量较大,所以在整体控制上和稳定度上和这个卫星的一个形态还不同。这是载人航天的领域上,我们能够看到应该最大的应该是像国际空间站应该,据说总面积,翻版面积应该超过2000平以上。然后咱们国家现在加在一起的,好像也应该会有这个近百平。以上了,然后每天据说发电量都会超过千度以上这样的一个体量。能看到它在载人航天里,后续也会不断地进行体量的一个攀升。然后就是深空探测这一侧也是,深空探测现在目前是一些比较严峻的考验。就是在它的距离上,如果不是将向大太太阳内部去进行一些探测器或者是一些任务的话,它的整体挑战更难是因为距离太阳更远了,那整个太阳辐照的强度在明显变弱。所以单体的这个翻板面积反而要增大。同时还要考虑如果降到一些复杂的这些行星上,它的一个取电的效能也会明显的在下降。那这样的一个逻辑看到,如果深空探测不断地增加的话。首先,它的体量要变大,就是携带更多燃料,携带更多的通信设备和任务设备。那为了这些任务的话,那同时功率要增加,但功率增加的同时,是发电效率不停的在下降的,所以整体上在深空探测这一侧,太阳能或者太阳翼的这个使用和面积都是不停在往上增加的。但可能它的规模化效应没有像低轨卫星这样的明显,同时还有一些这种小行星挖矿,还有这个什么外星外星星的这种探测器这种落地返回的这些任务其实也都是需要携带这个太阳翼的,因为这个很有可能它会出现,就是电池不够用,包括还有一些是长时间的这种。非常脱离人类控制的这种任务的一个形态。那在这种状态之下,稳定的,然后虽然效率没有那么高的一个取电,也是光伏,也还是非常重要的一个角色。剩下其他的话,基本上光伏在太空中,还有一些往返于大气之间的这种,像什么货运飞船,还有一些这种什么星际客机这种载人的,这种货运飞船等等,它都还是要提供一个备份的这种通信的这种。这个取电的能源的这种系统的力量。电力的设计的,一般来讲,它都是这种折叠展开的一个逻辑。在发射的时候折叠起来省成本,带入的时候进入轨道以后,就可以展开使用,带入的时候再收起来。可以看到基本上我们讲大气层来回,以及大气层以外的所有的应用场景中,光伏取电和太阳翼的这个技术或者分系统。都是最重要的一个环节,几乎都会进行配备。并且,不同场景下可能是一个不同的发展逻辑,对,要么就是走更大,然后长时间光照。然后有的是走这个容易折叠,收纳比更高,然后不影响主任务的来回,这个空气的这种阻力等等,这些的思路。但是这个太阳翼的这个分系统的重要程度还是非常高的。 Q: 太阳翼有刚性与柔性两种方案,后续发展情况如何? A: 刚性太阳翼结构刚度与强度高,适应复杂震动、冲击及恶劣太空环境,方案成熟,适用于大型高价值遥感、科学探测、中高轨卫星及深空探测等场景;但其重量体积大、收纳比低、载荷功率低,对发射成本限制明显,将保留存量市场。柔性太阳翼超轻、高收纳比,可叠层电池片,特殊展开驱动机构可配合姿态调整,在重量、收纳空间、发电效率、展开管理及规模化取电上有综合优势,是未来大规模星座及任务的主要选择方向;其通过大规模制备可降低成本,预测2030年左右低轨星中渗透率超80%,后续宽带卫星互联网星、算力星需柔性方案,渗透率将持续提升。 Q: 具体太阳翼系统包含哪些环节及内容,按价值量排序情况如何? A: 具体太阳翼系统主要包含基板、电池片、互联与焊接、粘贴与涂层、碳纤维框架等环节。基板为基础支撑结构,刚性基板采用铝合金或铝基蜂窝板,单平米价值约2-4万元;柔性基板采用雅安复合材料+玻璃纤维布等,因未大规模制备验证,单平米价值约5-6万元以上。电池片带玻璃盖片,形成一平米翻版价值约10-20万元。互联与焊接环节按整套翻版收取费用,每套约几万元。粘贴与涂层采用导热胶或硅橡胶,单平米价值约1-2万元。柔性太阳翼的碳纤维框架与展开支撑设计相关,每套价值约5-10万元。按价值量排序,电池片价值量最高,其次是柔性基板、碳纤维框架、刚性基板、互联与焊接、粘贴与涂层。 Q: 马斯克卫星太阳翼面积放大的趋势如何,未来会达到什么程度或是否持续放大? A: 马斯克卫星太阳翼面积在一定限度下持续增大趋势明显,主要因功能性、载荷密度、单个载荷能力及工作时长增加,且其引入柔性和地面金龟路线形成大面积换效率思路。但增大过程受地面制备设备难度、材料对展开/支撑机构及能源/热管理的复杂性、整形和姿态控制难度等制约,需伴随其他技术提升逐步迭代。短期内面积增大确定,某节点会因平台、材料技术需提升而放缓,之后再飙升;平方公里级短期难实现,需经多次上升-平台期迭代。 Q: 卫星太阳翼面积持续放大时,哪些环节与之有直接正向相关关系、会直接受益且随面积增大而需求增加? A: 封装、电池片、柔性材料、需分级处理的智能化能源管理技术或产品、展开机构及日常驱动机构的结构件等环节,会随卫星太阳翼面积增大而需求增加。 Q: 马斯克的卫星太阳翼从V1.5及更早版本到V3的发展历程及变化如何? A: 马斯克的卫星太阳翼面积持续提升,早期版本约20多平米;V2 mini双翼面积达105平,V2完全版约257-259平。技术路线方面,早期可能使用生化家路线;后续从V1.0或V1.5版本开始替换为金龟路线,依据包括:V2 mini 105平米峰值功耗约5千瓦或不到20千瓦、卫星降轨功能削减符合金规衰减特性、提交给ITU的卫星不可烧毁材料清单含大量硅。其发展逻辑为一路向大面积容纳更大效率,先追求规模化降成本及发射能力提升,再迭代提升转化效率;网传使用金龟下一代路线有合理性推导基础,但无更多详细信息。 Q: 测算某一代产品转换效率约16%的情况下,超薄P型异质结电池的价值是什么?Topcon、BC等电池路线是否有希望在太空使用? A: P型异质结电池的价值在于转化效率高于现有晶硅,国内一级厂商称规模化效率可打平砷化镓;可做50微米以下超薄硅片,减重明显,柔性化更极致;对称结构+低温制备工艺,地面制备耗能低,抗辐射衰减表现平衡,成本较低,抗辐射性能优于传统晶硅、接近砷化镓,地面规模化制备友好,但国内缺乏验证经验,仅马斯克使用,不清楚是否有特殊改造。Topcon、BC等路线抗辐射性能、温度适应性需优化,制备工艺复杂,规模化生产有挑战,与封装的系统级方案未明确,但地面迭代快,有尝试空间。包括钙钛矿在内的材料均需2-3年系统解决方案落地及验证,才能确定最优方案。 Q: 中国太阳能的发展历程是怎样的? A: 中国太阳能发展历程具有综合性。最早以固定、不展开的刚性结构为主;随着卫星功耗需求提升,逐步采用刚性展开结构,应用于中高轨星、北斗星等,但存在成本高、冲击大、风险高的问题。此后过渡到半刚性路线,通过搭建结构框架,内部用高强度玻璃纤维形成网状结构,将电池片贴附其上,在轨使用时兼具力学稳定性与展开效果,主要用于大型通信星、国家重大实验项目卫星等大体量卫星。小商业星、遥感星、小通信星等因成本考虑,仍沿用刚性思路,但做了技术改进:基板采用更轻薄的碳纤维材料减重,驱动及功率传递机构改用低成本方案。目前柔性方案未大规模普及,电池片仍采用深化加技术路线,太阳翼整体以半刚性或传统刚性为主;卫星互联网星因发射规模大,正逐步解决柔性化问题。未来柔性化将成为发展主流,但光伏侧需进行迭代更新尝试;中国因发射成本较高、试错机会较少,太阳翼整体迭代速度较慢。 Q: 刚才讲日结时提到的90%参数具体指什么?是否涉及地面90%利用? A: 该90%参数是地面光伏领域主流方案的相关参数。 Q: 国内太阳翼机构的竞争格局现状如何? A: 国内太阳翼机构主要分为三类:一是体制内传统单位,包括白药所、电科十八所、五院,其他如513所等渗透该领域但任务量较少;二是卫星总体单位,例如银河航天、魔方卫星、时空道宇等,此类单位依赖外部供应商提供电池片等细分环节产品;三是系统级供应商,包括苏州副厂、南京空天动能、德华芯片等。现阶段竞争格局不复杂,任务持有量丰富,未来格局将长期存在——卫星总体将控制批产能力和成本,保留备份供应商空间,同时与干照光电、三安、811所电池片等上下游深度合作。 Q: 卫星太阳翼能源供给系统可选的光伏技术路线包括金硅、砷化镓、钙钛矿,能否对比三者的核心参数? A: 卫星太阳翼光伏技术路线中,金硅与砷化镓有成熟参数,钙钛矿、异质结无太空应用成熟指标。转化率方面,砷化镓稳定在25%左右,金硅在18%以下;衰减方面,金硅首年衰减超5%甚至10%,砷化镓5-10年衰减均匀且体量小,长寿命指标更优。比功率上,砷化镓约250瓦/平米,金硅不足200瓦/平米。钙钛矿地面转化效率可达35%以上,但材料对光、热、辐射敏感,不适合太空,无大规模在轨验证数据;异质结因马斯克大规模使用受关注,但无公开转化效率、衰减数据。成本方面,砷化镓报价20-30万元/平米,金硅约为其1/5或更低;异质结成本稍好于晶硅,钙钛矿无可信规模化报价。 Q: UTG玻璃与CPI膜在价格、应用前景上的差异及哪一种可能成为最终方案? A: UTG玻璃在性能指标及在轨稳定性上更优,长期高价值场景有优势,但制备工艺限制大规模化及长期成本降低;CPI膜为合成材料,虽有应用但未大规模使用,受辐照易变黄、老化、透光性降低,约3-5年出现脱落等不可逆损失。最终方案需与钙钛矿、异质结、叠层等电池片匹配,满足热膨胀系数一致、弯曲后的力学稳定度、高贴合度及无气泡放气等要求,由系统厂商提出系统级解决方案并通过2-3年在轨考核,当前难以判断两者谁会成为最终方案。 Q: 国内卫星TE环节中,需国产替代的关键卡点环节有哪些? A: 太阳翼环节需替代高端驱动机构。CPI膜、UTG玻璃、光伏材料、PI膜等有成熟供应商,只需改造适配航天级要求;而几KW以上超高功率、高精度、高可靠性、360度旋转控制的驱动机构,目前多采用瑞典/瑞士华格公司产品,需全国产化,其他材料具备国产化替代能力。 Q: 目前瑞典SADA结构的单芯价值量是多少? A: 一颗芯通常使用两台SADA结构,单个价格约300~500万人民币。 Q: 算力卫星及卫星轨道资源情况如何?马斯克计划部署100GW AI算力卫星,低轨能容纳的卫星数量及未来可能分布的轨道是怎样的? A: 轨道容纳资源基于安全性距离和频谱不干扰两方面考量,目前太空态势感知、卫星智能化运行及避障能力提升、激光通信等技术可打开瓶颈,总数量未确定,但频谱资源可进一步拓展,先占先得是首要原则。我国宽带通信星在轨不足300颗,马斯克已发射超1万颗,发射及建设能力差距有扩大趋势。算力星未来形态未落地,超大面积翻版会影响近地轨道其他航天器部署,短期内主流为晨昏轨道,部分星座会建设自身算力集群;算力星不会仅集中低轨,会伴随网络铺设、深空探测等向中高轨延伸,通过空间叠加及翻版面积扩张降成本。卫星总颗数及资源抢占需通过发展解决,未来算力星分布及形态尚未明确,可能像地面计算存储资源一样呈现多种类型。 Q: SpaceX的V2V3是否已使用类似NASA IROSA的卷轴式方案? A: 目前无确定性证据,但从其发布的物料来看疑似使用全柔性方案,无确定性证据是判断Starlink时的硬伤。 Q: Rocky Lab及NASA目前采用的柔性iROSA方案均未使用硅基,而是采用生化加方案,若使用硅基,因硅脆性较大,能否实现大面积卷轴式设计? A: 硅基实现大面积卷轴式设计难度较大,当前生化加及硅基的柔性化方案多采用百叶窗或手风琴式折叠形式,无法明确判断技术路线;但马斯克折叠星的收拢状态类似全卷,国内部分卫星发射时也采用卷式设计,因信息未公开,目前仍处于猜测阶段。 Q: 国内生化家比较普遍,V2V3是否有可能回用生化加,面积过大导致工质损耗、串联数量多导致硅效率下降及脆性问题,当前技术是否无定论,是否无法明确使用硅还是砷化镓 A: 目前无直接证据证明,均为侧面推导。推测下一代仍用金龟,主要因硅或晶硅升级更贴近地面规模化光伏产业,可将规模化降本逻辑延伸至马斯克的一贯思路;同时马斯克认为卫星寿命短可快速替换,下一批13年即可发射,此为合理解释。马斯克当前行为逻辑已自洽,在V3版本发射及确定性信息公布前难以猜测,因此交流中会用网传马斯克用金龟推理、应为易智捷等表述,难以明确具体技术路线。 Q: 国内目前有企业能做roll out方案吗? A: 银河、德华均表示能做roll out方案,但新网使用的效果及是否为该方案无法确定;0703型的展开结构与roll out方案形式不符,但其宣发称采用该方案,因无法核实信息,故无法确定。 Q: 如何看待算力卫星上天后载荷价值量极速飙升的问题,及G瓦级别的算力卫星携带的GPU是否为几十亿规模? A: 算力卫星上天后载荷价值量会极速飙升,且G瓦级别的算力卫星携带的GPU为几十亿规模。 Q: 算力卫星上天后,对可靠性的要求会否急剧提升?携带价值量提升后低可靠性方案无性价比是否为相关考量因素? A: 需要平衡可靠性与算力,可选择每块卡24小时可用,或牺牲部分规模化指标通过冗余备份实现服务器间替代;当前路径选择尚不明确,因无探索途径、未落地,国内最大卫星未达7卡/10卡以上规模,需结合发射及成本尝试找到最终平衡点;11月算力热度让行业措手不及,相关验证未完成,马斯克提出100GW后想象力提升但落实困难。 Q: 生化家采用的适配柔性材料的衬底剥离技术方案中,对该彻底剥离技术的了解及情况如何? A: 因非光伏出身,长期从事系统级设计,对该技术不了解,无法深入交流。 Q: 太阳翼铰链的价值量、行业供应商情况,以及柔性与刚性太阳翼对铰链的要求如何? A: 行业供应商主要为18所、811所延伸的加工厂商,以及上海805所、微动时空等从事航天级、宇航级活动部件加工交付的厂商,需与卫星总体设计深度耦合,无普遍意义上的商业型大型供应商。一颗星上的铰链及配套支撑架、展开箱整体成本约几万块,单部分价格不高。柔性与刚性太阳翼对铰链要求不同:刚性铰链形态类似地面百叶合页,柔性铰链需强化展开限位以防止过展开及角度过大震动,设计需结合卫星总体设计及碳纤维材料加工特性,目前无标准化成熟供应商,因未规模化缺乏成熟商业化解决方案。


