(以下内容从东兴证券《首席周观点:2026年第20周》研报附件原文摘录)
金属行业:航空航天产业发展或推动铷原子钟需求爆发,铷盐战略资源要素价值凸显
原子钟是国家授时系统的核心,具有重大战略意义。原子钟分为铷原子钟、铯原子钟和氢原子钟三类。原子钟的精度可以达到每2000万年误差1秒以下,是目前世界上最准确的时间获得和测量工具。原子钟行业的发展对国家时间频率体系建设有重要意义。从我国“两弹一星”的研发,到现代军舰、飞机和导弹的导航定位与精准打击,以及民用领域5G/6G基站、汽车自动驾驶定位等方面,原子钟都发挥着重要作用。
全球原子钟市场规模进入结构性的高速扩张,2025-2030年间CAGR或达29%。据MordorIntelligence最新数据,从原子钟种类观察,2023年全球原子钟市场中,铯、铷、氢原子钟市场份额分别为42.10%、40.50%和17.40%;从应用领域观察,国防领域原子钟应用占比达73.60%,航天领域应用占比为26.40%。据QYResearch数据,2025年全球原子钟市场规模约为3.4亿美元且呈现寡头垄断特征(CR5达65%)。其中,Microchip占据全球原子钟市场主要份额,产品系列覆盖军用、航天到工业级。从地区消费分布观察,2025年北美为全球最大原子钟市场(占比35%),而后为欧洲与亚太市场,三大地区合计占全球原子钟市场份额的90%。结合QYResearch和贝哲斯咨询的数据与市场预测,2025-2030年间,全球原子钟市场规模或由21.78亿元升至78.02亿元,期间CAGR或达29.07%。
芯片原子钟—原子钟行业微型化、量产化的关键突破。芯片(铷)原子钟相较传统原子钟具有微型化、超低功耗、低成本等明显优势。通过上市公司公告的产品信息测算,一颗芯片原子钟的体积约为16.8立方厘米(含外包装壳),仅为传统星载铷原子钟的0.3%。同时,芯片原子钟是目前唯一能够用电池或太阳长期供电的原子钟。受益于核心组件的微型化,芯片原子钟的材料、制造和维护成本均较传统原子钟大幅降低,这有助于其在航空航天、卫星导航、通信、海底勘探、物联网等领域应用前景的拓展及全面化普及。
全球商业航天产业全面加速,低轨资源争夺激烈。根据泰伯智库《2025中国商业航天产业进展数据年报》,2025年全球共进行了329次航天发射,入轨卫星4517颗。其中,中国发射92次,入轨卫星367颗。从企业端观察,SpaceX在全球商业航天产业中占据先发优势。2025年SpaceX完成170次发射(包括165次猎鹰9号和5次星舰),创下新的历史纪录;其中,星链卫星发射122次,SpaceX全年共发射3190颗星链V2mini(占2025年全球卫星发射量71%,发射数量同比+63%),平均每次发射26.16颗。截至2025年底,星链在轨工作卫星数量超过9400颗,是全球最大的低轨卫星星座,占全球在轨活跃卫星总数(约12600颗)的75%。SpaceX的高速发展背后,不乏地缘政治因素的推动。美国政府是SpaceX最重要的客户之一,SpaceX已从美国宇航局(NASA)和美国空军等政府机构获得了超过90亿美元的合同与资金支持。2026年1月,美国联邦通信委员会(FCC)已批准SpaceX新增发射7500颗星链V2卫星(其中50%需在2028年12月前完成发射并投入运营),目前其累计获批星链V2卫星总数已达15000颗。除SpaceX外,亚马逊公司亦推出了柯伊伯计划,计划建造一个大型低地轨道卫星星座,通过近地轨道上3000多颗卫星组成的星座提供宽带互联网;欧洲通信卫星公司(Eutelsat)亦已订购550颗卫星以维持OneWeb卫星星座运行,这批卫星预计将于2026年底开始交付;俄罗斯“黎明”星座计划2026年发射首批16颗卫星,2035年前发射超过900颗低轨卫星。低轨资源具有稀缺性,对于下一代全球数字基础设施建设具有重大战略意义。在国际电信联盟(ITU)“先登先占,先占永得”规则下,全球商业航天产业已全面加速,各国围绕低轨资源的争夺更加激烈。
中国商业航天进入爆发元年。“十五五”规划中,商业航天被明确纳入战略性新兴产业集群重点方向。2025年11月,国家航天局发布《国家航天局推进商业航天高质量安全发展行动计划(2025—2027年)》,提出到2027年形成不少于3个国际竞争力商业航天产业集群,建立覆盖卫星制造、发射服务等全产业链协同机制,实现卫星应用服务市场规模突破5000亿元的目标。同期,国家航天局设立商业航天司,中国空天信息产业已进入制度化、系统化发展新阶段。2026年初,中国向国际电信联盟集中申报20.3万颗中低轨卫星频轨资源,抢先完成未来十年中关键频段和轨道位置的战略占位。据ITU规则要求,申报后7年内(2032年底前)必须发射首星,14年内(2039年底前)需完成全部星座部署,即2026-2040年间,中国年均卫星发射数量需达约1.5万颗。其中,中国现阶段的低轨卫星互联网星座规划包括“GW星座”“G60星座”和“鸿鹄-3星座”,三大星座2026-2030年间合计发射规划近3.8万颗。结合当前及规划数据测算,2025-2028年间,中国卫星发射量或由367颗升至6500颗,三年间需实现近18倍的量级跃升,年均复合增长率达161%。参考2026-2030年间SpaceX、亚马逊柯伊伯及中国三大低轨卫星互联网星座的发射量预测,全球主要星座低轨卫星发射量或由2026年的6430颗升至2030年的26400颗(期间CAGR达42%),期间中国发射量占比或由12.9%升至43.2%(期间中国发射量CAGR或达93%)。
我国计划于2035年前完成下一代北斗系统建设。在商业航天中,普遍航天发射场景为低轨卫星发射。低轨卫星轨道高度一般为500-2000公里,需数十至数万颗卫星组成星座以实现全球覆盖,单星覆盖范围小但信号延迟低(<20毫秒),主要应用侧重宽带通信及导航增强方面。另一方面,中高轨导航卫星,如中国的北斗卫星及美国的GPS卫星,轨道高度约为20000-35786公里,仅需少量卫星(如第三代北斗卫星在轨运行数量为35颗)即可覆盖全球,信号稳定但传输延迟较高(约50-100毫秒),主要应用方向为全球导航、授时服务和短报文通信等。与商业航天不同,北斗卫星等导航卫星系统是由政府主导的国家级卫星导航系统。考虑到低轨卫星具有导航增强功能,其部署的逐渐成熟亦将有益于下一代北斗系统建设。根据《北斗卫星导航系统2035年前发展规划》,我国计划2025年完成下一代北斗系统关键技术攻关;2027年左右发射3颗先导试验卫星,开展下一代新技术体制试验;2029年左右开始发射下一代北斗系统组网卫星;2035年完成下一代北斗系统建设。
深空探测将高频次持续推进。深空探测以太阳系内的行星、小行星、彗星等天体为探测目标,探测器需脱离地球引力影响,飞行数亿至数十亿公里。除发射深空探测器外,深空探测任务还需在超高空轨道部署深空探测中继卫星,使超高空轨道为探测任务提供轨道支持。由于地球与其他天体围绕太阳公转的周期不同,而只有当两者运行到特定的相对位置时,才能以最节省燃料的方式将探测器送至目标天体,因此深空探测任务具有固定的发射窗口,如火星探测的发射窗口约为每26个月1次。当前,中国已制定多项深空探测计划,2030年前或将发射嫦娥七号/八号、天问三号/四号、长征九号和羲和二号等多个深空探测器,对月球、火星、太阳(日地L5点)、木星/天王星等多项目标进行探测。其中,2028年长征九号的发射或帮助中国实现首次载人登月。深空探测有严格的时间窗口,确定性较高,当前高频次、高目标的深空探测计划亦标志着中国在太空探测的国际竞争中的领先地位。
航空航天行业的持续发展推动铷原子钟需求提升。参考天奥电子的公开信息,星载铷原子钟物理系统及整钟、时间双向比对设备等产品均已为中国星网“GW”配套,用于实现卫星间的精准同步和授时服务。根据中国航天科工二院203所公开信息,国内的低轨卫星中,每颗卫星或配套两台星载铷原子钟。另一方面,由于SpaceX的星链系统功能以通信服务为主,而非导航增强,因此对定位精度要求不高,并未安装原子钟,而是利用通信信号中固有的“同步序列”,通过地面设备反向推算位置,其定位精度约为30米左右。此外,卫星导航系统的建设以及深空探测的持续进行亦将提振铷原子钟的需求量,如天奥电子的星载原子钟物理系统已应用于北斗三号导航卫星系统。
卫星补网转化原子钟存量市场。低轨卫星设计寿命通常在8~12年,中高轨卫星设计寿命普遍在15年左右。已有卫星出现故障、寿命终结或需要增强网络能力时,星座需要进行补网,进行发射以替换或补充星座中卫星,从而保障整个网络服务的连续性和稳定性。通过卫星寿命测算,低轨卫星年度补网率在8%~13%左右,中高轨卫星年度补网率则低于7%。截至2025年12月,全球低轨卫星在轨数量达16881颗,其中星链卫星在轨数量9300颗,中国在轨卫星数量1083颗。以10%补网率测算,2026年全球低轨卫星补网数量或为1688颗。2026-2030年间,随着中国星座部署持续发展,中国低轨卫星年度补网数量或由2026年的191颗升至2030年的3094颗,期间CAGR或高达101%。
原子钟需求增长带动铷盐需求量提升。参考中国原子能科学研究院《电磁法分离高丰度铷-87及其应用》一文中的数据,单台铷原子钟中,铷-87同位素需求量约为20毫克。根据同位素生产商――橡树岭国家实验室(ORNL)的公开数据,为了稳定获得完整的一克高纯铷-87,至少需要准备300~500克的铷盐作为起始原料(若以价格为参考,同质量铷-87价格为铷盐的43000倍)。结合两组数据测算,单台铷原子钟对应铷盐需求量约为10克。考虑到导航卫星及深空探测发射量较少,对原子钟的需求影响较低,因此暂不计入铷盐需求量预测中。在商业航天中,根据中国低轨卫星发射量、补网量及单位铷原子钟、铷盐需求量测算,中国低轨卫星发射对应铷原子钟需求量或由2026年的2043台升至2030年的28989台,对应铷盐需求量或由20千克升至290千克,期间CAGR或高达94%。
风险提示:卫星发射进度不及预期,6G通信发展进度不及预期,电网投资不及预期,地缘政治冲突加剧,供给侧投产不及预期,铷价格超预期下跌等。
