从去年开始，低空经济作为政策与市场需求双重驱动力下的新兴主题行业，其发展受到广泛关注。去年底的中央经济工作会议明确将低空经济定位为战略性新兴产业，3月，低空经济首次写入2024年国务院政府工作报告。

目前发展低空经济由国家统一规划，制定政策，具体管理和实施层面的事权下放到地方，2024年，多地将“低空经济”写入了地方政府工作报告，据不完全统计，已经有17个省（直辖市、自治区）将“低空经济”有关内容写入了政府工作报告，包括了广东、江苏、福建、安徽、浙江、江西、黑龙江、上海、山东、重庆、湖南等地。

在市场规模方面，据赛迪顾问今年4月1日发布的《中国低空经济发展研究报告（2024）》统计，2023年中国低空经济规模达5059.5亿元，增速达33.8%，乐观估计，到2026年，低空经济规模有望突破万亿元。全球市场来看，按照Morgan Stanley的预测，2030年全球城市空中交通规模550亿美元，2040年达到1万亿美元，2050年达到9万亿美元。

低空飞行器

（图片来源：Lilium官网）

低空经济产业链包括了低空基础设施（如航路网络、起降场地和通信导航设施）、低空飞行器制造（包括整机制造、材料元器件和航电系统）、低空运营服务（涵盖城市应用、文旅和应急救援等场景）以及低空飞行保障（提供统一的监管服务和飞行活动审批管理）。这其中与半导体和电子产业链相关的部分有低空基础设施、低空飞行器制造产业。

低空基础设施先行

都说“要想富，先修路”，低空经济要想腾飞，基础设施也需要先行一步。低空基础设施由机场及航站楼、航路、运营中心、小型起降点，以及各类通信导航监视设施组成，为飞行器提供承载环境。

规模化的低空经济必然需要依赖一套全数字化的低空管理系统，保证空管部门有科学工具和技术手段，有理有据、风险可控地开放和管理空域，保证低空飞行安全有序，保证低空空域的高效利用，保证低空应用的运营成本的大幅降低。因此，地面基础设施会主要包括空管系统、通信、导航、监视四部分：

在空管系统方面，完整的空中交通管理系统由三大部分组成：空中交通服务（ATS），空中交通流量管理（ATFM）和空域管理（ASM）。其中空中交通服务又由三部分组成：空中交通管制（ATC），飞行情报服务（FIS）和告警服务（AS）。

空管系统组成及功能架构

（图片来源：莱斯信息招股书）

其实空管系统的核心系统技术壁垒是相当高的，据悉目前国内在核心系统方面做得比较好的有莱斯信息和民航二所两家。

在通信方面，主要有四种方式，分别是ADS-B、二次雷达、低轨卫星，以及5G-A。针对低空空域，考虑到基础设施建设成本，部分可以采用移动运营商提供的4G/5G公共网络：基于通感一体化提供的成像、地图构建和环境重构能力，系统可以派出飞行器进行载人、物流派送等活动，并能根据多站感知能力，在未知的环境中执行自动导航和路径规划。根据四部委发布的《通用航空装备创新应用实施方案》，更加强调5G-A和低轨卫星。也就是说，要加快5G、卫星互联网的应用融合，尤其是与低轨卫星的发展相结合。

在导航方面，针对低空飞行器，涉及的技术包括基站定位技术、卫星导航技术、雷达导航、视觉导航和惯导等。目前广泛应用的是GNSS（全球卫星导航系统，包括GPS、北斗等在内）/IMU（惯性测量单元）组合导航手段，但在城市超低空运行环境中，飞行器卫星导航定位系统受到干扰是事实存在的，因此对于超视距运行的轻小型飞行器必须要面对信号易受城市电磁环境和建筑物遮蔽影响这一可能，一般会考虑增加视觉导航、基站辅助定位等手段作为其冗余备份的导航手段。

在监视方面，低空飞行过程中，飞行器的飞行位置和状态信息等需要主动或被动地传送给地面管制单位。城市超低空空域监视对象可分为入网目标和非入网目标，即基于低空智联网中通信网进行合作监视的飞行器和未入网的飞行器。监视新技术主要为5G-A技术、相控阵雷达和ADS-B三大方向。比如，深圳地区已经开始布局相控阵和 5G-A。目的是为低空飞行活动提供天气信息。同时，深圳与华为和中国电信合作，推动低空物流领域内的通信感知一体化基站建设。

低空飞行器制造是关键

低空飞行器制造在低空经济中占据重要地位，当前主流的飞行器动力主要有四种，即燃油、纯电、混动，以及氢能。这四种方案各有优势，比如燃油方案载重大、续航时间长；纯电方案可适配智能化、噪音低；混动拥有纯电的优势，同时弥补了续航短的短板；氢能在发展早期，有望在大机型上率先使用。目前，新兴厂商普遍布局纯电和混动路线。

供给端看，各国积极布局飞行器研发。早在1989年，美国的波音公司便已经开始研发飞行器项目，国内公司也在十年前开始布局飞行器的研发。全球主要玩家包括传统航空领域的波音、空客、中航工业等；汽车领域的丰田、吉利等；创新公司Joby、Archer、亿航等。

从形态上来看，低空飞行器包括直升机、无人机、固定翼飞行器，以及电动垂直起降飞行器（eVTOL）等，其中由于eVTOL制造成本、运营成本及起降设施占地空间建设成本的优势，有望成为未来低空经济的主体。

根据美国垂直飞行协会（VFS）的分类，eVTOL可以分为以下三类构型：

1）多旋翼型（Multi-copters）：无巡航用螺旋桨，完全通过控制多旋翼的升力大小实现飞行，代表机型如Ehang-216、VoloCity、LIFT-Hexa等。

2）升力+巡航复合型（Lift+Cruise）：升力和巡航用的螺旋桨是独立的，分别实现垂直起降和巡航，代表机型如Boeing-PAV、Wisk-Cora等。

3）矢量推力型（Tilt-X）：在不同使用阶段，通过改变推力方向，实现垂直起降和巡航，代表机型如Lilium-Jet、Joby-S4等。矢量推力可以再细分为倾转旋翼、倾转机翼、倾转涵道等类型。

产品布局上，传统航空企业较多采用复合翼构型，因其在固定翼飞机上的涉及经验可迁移，且复合翼构型在速度、航程、载荷上属于折中选择。空客的CityAirbus NextGen、波音与Kitty Hawk合资公司Wisk的Cora均采用复合翼构型。我国峰飞V2000CG也采用此构型。

eVTOL创新企业大多采用多旋翼和倾转旋翼构型。从行业共识来看，多旋翼构型是近期可迅速落地的方案，倾转旋翼构型在落地时能覆盖更多应用场景，具有较强市场竞争力，但技术难度也相对较高。亿航智能EH216系列采用多旋翼构型，时的科技E20、Joby S4采用倾转旋翼构型。目前多旋翼/倾转旋翼构型分别在中国民航局和美国FAA取得可载人适航审定标准。

当前，eVTOL企业大体可分为三类：汽车企业、飞机企业和初创公司。根据VFS统计，截至2023年12月，全球发布eVTOL产品概念共914款。

汽车企业方面，丰田、现代、Stellantis等企业采用投资形式参与，小鹏、广汽、本田等企业则自己研发飞行汽车。

飞机企业方面，空客公司自己研发Airbus Nextgen；波音则通过参股Wisk形式研发。

初创企业有美国Joby、Archer，中国亿航智能、峰飞航空；德国Lilium等，这些公司在飞行器制造和取证方面较为领先。

此外，国内小鹏汇天、沃飞长空、时的科技、御风未来、沃兰特、航天时代飞鹏等公司均已完成首架试飞并提交TC申请。

目前eVTOL供应链的主要研制模式有两种，一种是主制造商几乎完全自主研制，包括机体结构、客舱、货仓、复合材料工厂和加工设备，以及包括电池、电机、电控在内的三电系统等，比如Joby就具有自研大部分系统组件及垂直整合能力，拥有完全可控的组件，采用该方式的厂商较少；另一种模式则是主制造商仅保留关键的差异化电动组件开发，保持更高的专注度，其他的更多组件则与外部厂商合作，主要以集成为主。

由于eVTOL融合了飞机和汽车的特点，其很多核心环节与电动汽车产业链有重合，比如电池、电机、电控三电系统，以及一些通信和导航系统等。当然，eVTOL的电控相对汽车而言会更加复杂一些，除了需要控制电机转速以外，还涉及到飞机的姿态、导航定位输入等。此外，它还比汽车多了一个飞控系统，eVTOL的飞控系统也比传统飞机的飞控系统更加复杂、集成度更高、算力也更高。

也就是说随着eVTOL市场规模的扩大，三电系统与飞控系统供应商会迎来发展良机。据业内人士估算，eVTOL的机体结构（BOM占比15%）、电动力系统（BOM占比20%）、飞控（BOM占比20%）、电池（BOM占比15%）、电气系统（BOM占比10%）。

目前eVTOL产业链尚未实现专用和规模化生产，电池、电机、电控等以新能源汽车产业链为主，飞控、导航、通讯，以及机体系统以航空产业链为主。不过，随着各国监管机构逐渐推出适合eVTOL的零部件适航标准，预计未来将会出现越来越多具有适航标准的零部件。但值得注意的是，这些供应链系统目前的国产化率均不高，电池、结构、电气化将成为率先突破的方向，其次是飞控和电动力系统。

电池技术亟待突破

电池技术作为低空飞行器的关键组件，目前行业正致力于提升能量密度、充放电速率和循环寿命等方面的表现。目前市场上可供应低空飞行器电池的企业并不多，部分主机厂选择自购电芯组装，比如小鹏汽车采用中航锂电（现中创新航）产品。

能量密度更高的半固态或凝聚态电池尚未进入商业化验证阶段，但因其潜在的巨大能量密度提升作用而备受行业期待。比如，目前eVTOL企业普遍采用的锂电池能量密度约为250Wh/kg，标准体积下对应最大航程约为200km+；而宁德时代等主流厂商的凝聚态电池密度预计可达500-600Wh/kg，对应续航里程可达400-500km。

除了能量密度，电池循环寿命也非常重要，因为eVTOL在飞行过程中对电池放电速率要求较高。比如目前eVTOL电池需要在一年内完成1,600此充放电循环，这意味着电池可能在短时间内就需要更换，增加了运营成本。因此，提升电池循环寿命是提升eVTOL经济性的重要途经。

目前国内eVTOL企业多采用国轩高科、孚能科技的锂电池产品，宁德时代正积极布局航空级锂电池。值得关注的是，正力新能为美国Joby公司锂电池供应商；珠海冠宇已经开始将其电池配套到大疆的物流无人机上；宁德时代正与商飞合作。

电机电控：需要平衡性能与重量

电机与电控是eVTOL的核心动力单元，一般来说，eVTOL会采用多电机方案，通常采用6~12个电机，停用1~2个电机的情况下仍具有飞行能力。其垂直推理系统主要有垂起电机、电调、REU、电机冷却系统，以及螺旋桨组成，相比电动汽车，电机的数量更多，冗余度也更高，因为多冗余度的动力架构设计可以提升电动飞行器动力架构的安全性。

当然，eVTOL对电机的要求与电动汽车对电机的要求还是有很大不同的，eVTOL对电机效率和转矩密度的要求更高。目前，永磁同步电机是电推进动力系统中比较有前景的解决方案，比如Joby S4、Archer Midnight等eVTOL都采用了永磁同步电机。

也就是说电机也面临这与电池类似的功率密度与运行效率方面的挑战。对eVTOL使用的电机来说，电机需要具备高功率的持续输出能力，特别是在起飞和降落阶段，需要短时间内提供较大的功率，目前面临的主要挑战包括：

首先是轻量化与小型化，低空飞行器所使用的电机需要保持一定的轻量化，同时实现更大的输出功率，这就需要研发更轻、更小的电机，同时保持动力性能的优越性，以减轻整机重量，提高升力和载重质量。

其次是功率密度的提升，目前电动汽车用的电机输出功率密度约为2Kw/kg，通过改进高磁场材料和绕组方式，未来有望将这一数值提升至5Kw/kg，甚至是10Kw/kg，实现显著的功率密度提升。

三是散热与可靠性，由于电机工况条件严苛，其更换频率可能更高，约每1至2年更换一次，具有耗材特性。因此，电机设计需要兼顾散热性能和可靠性，确保在高温、高负荷条件下稳定运行。

供应商方面，国内企业有卧龙电驱、T-Motor等，国外企业主要有pipistrel、塞峰、罗罗、magnix、magicall等。其中，magicall为波音和空客的电机供应商，卧龙电驱2022年9月与中国商飞合作，联合开展电动航空技术研究与产业化应用，并与国内eVTOL主机厂合作进行适航级产品研发。T-motor则在航模级、轻小型无人机电机产品上处于全球领先地位。

电控方面，由于目前电机大都采用的是400V电压平台，功率在60kW左右，推力电机功率可达80至100kW，峰值功率可达105至110kW，远超电动汽车的电机功率。业内人士表示，因为充电功率的提升和电机重要减轻的要求，未来还将逐渐过渡到800V电压平台，因此，电控核心元件，比如硅基IGBT等功率器件，将转向SiC器件，虽然短期成本可能会提高，但规模化生产后成本将会大幅降低。

飞控系统呈现“软件定义飞行器”趋势

飞控系统负责根据外界环境变化实时调节飞行器的飞行状态，确保飞行安全。随着技术发展，消费级传感器开始在无人机领域得到应用，许多飞行器采用冗余设计以提高安全性。

从国外发展情况来看，美国Joby公司依靠内部大量来自于军工企业和特斯拉、苹果等IT产业头部企业的研发人员自研飞控。根据Joby公布的消息，其第一代自研飞控为集中式，新一代自研飞控为分布式，空中数据模块、互联单元、飞控模块、显示计算模块和传感模块相互独立，与汽车域控概念相似，呈现出“软件定义飞行器”的趋势。其他国外eVTOL厂商多采用霍尼韦尔航天的集成解决方案，例如美国Archer、德国Lilium、英国Vertical等。

国内方面，由于中西方的技术限制，美国商务部明确禁止自动飞行器和无人飞行器的相关技术转移到中国，所以国内的飞控系统很多都是自己研发设计的。目前国内的飞控系统有些是参考国外的通用飞机，有的是参考国内做研究的方案。总的来看，飞控供应商主要有三类：

一是以前做无人机飞控的厂商，他们会基于之前无人机飞控模型做迭代研发，他们的优势是迭代速度快、产品成本低，缺点是没有市场使用经验，技术成熟度比较低。比如边界智控、创衡、翔仪、致导等。

二是从车企或者互联网企业转行过来的，类似于新能源汽车的开发，选择完全自研，飞控系统也自己做。存在的问题是汽车的控制系统与飞机的飞控还是不一样的，例如车出问题了可以停在路边等维修，但是飞机不行。

三是航空专业出身的企业，包括军航和民航，军航的优势在于科研资金足够且科研人员足够，但他们对于可靠性和适航性等考虑不充分。比如中航618所、北航、南航等科研院所，以及昂际航电等。

据悉，国内目前飞控系统做的比较好的是昂际航电，电科航电，其中，昂际航电偏民品，电科航电偏军品。昂际航电是航空工业和美国GE分拆后的最大一个事业部，他们作为C919飞控系统核心供应商，已经完成level A级别的产品设计。核心是因为他们是中美建交以来最大的技术转让协议，把波音787上的核心技术，包括航电技术的文件、 源代码、设计流程、取证体系、取证方法、实验规范等全部转移到中国。基于这样的技术背景，昂际航电在2018年开始启动项目，开发面向eVTOL的高度集成化、轻量化、高可靠性的数据计算平台。

导航系统方面，卫星导航GNSS+惯性导航IMU组合导航方案基本是标配。其中，卫星导航多采用GPS+北斗双模；惯性导航目前是两条路线并行：一种是用高精度的军用惯导，主要供应商为中航工业618所、航天13所、16所、33所、星网宇达等，另一种是使用车规级MEMS传感器，供应商繁多且产业链成熟，价格远低于军用惯导产品。

 结语

从目前各地公布的政策，以及企业参与的热情，可以看得出来，2024年将是低空经济发展的元年。随着低空经济的起飞，相关产业链，比如电子产业链也会迎来发展良机，特别是低空飞行器电动化趋势越来越明显的情况下，有望复制电动汽车的发展模式。

新闻来源：芯查查资讯

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