大国航天“心脏”材料，商业航天引爆千亿高温合金黄金赛道！

大国航天“心脏”材料，商业航天引爆千亿高温合金黄金赛道！

1、火箭发动机用高温合金行业概述

根据《战略性新兴产业分类（2018）》（国家统计局令第23号），“火箭发动机用高温合金”属于 “3.2.2 高性能有色金属及合金材料” 中明确列出的 高温合金 类别，是国家认定的关键战略材料。其用于航空航天发动机热端部件（如推力室、涡轮泵等），能在600℃以上高温及复杂应力环境下长期可靠工作，符合该分类的技术特征和应用定位。

中国火箭发动机用高温合金发展历经三个阶段。奠基期（1960s-1980s）：以满足“两弹一星”工程需求为起点，以仿制苏联牌号为主，建立了抚顺特钢、航材院等首批研制生产基地。自主突破期（1990s-2010s）：伴随长征系列火箭发动机的独立研制，成功开发出具有自主知识产权的GH系列、K系列等牌号，支撑了从常温到液氢液氧发动机的全谱系发展。创新与融合发展期（2010s至今）：以商业航天崛起和新型大推力发动机研制为标志，需求呈现“高性能”与“低成本”双重导向，民营资本与技术力量（如图南股份等）开始进入，行业步入军民深度融合、市场与创新双轮驱动的新阶段。

目前，中国已形成涵盖科研院所（如航材院）、国有特钢企业（如抚顺特钢）及专业化上市公司（如钢研高纳、图南股份） 的产业主体。在液氧煤油发动机用高温合金上实现自主保障，但在高性能单晶叶片、粉末冶金盘件等最尖端领域仍与国际领先水平存在差距。受益于商业航天爆发，行业正从 “小批量、多品种”的科研定制模式，向“规模化、稳定化”的工业级供应模式转型，产能扩建与工艺优化成为当前焦点。

2、火箭发动机用高温合金产业链总结及影响

产业链总结：本行业产业链清晰，上游是镍、钴、铬、铼等战略金属矿产及高纯原料供应商；中游是高温合金的熔炼、铸造、锻造、轧制及零部件精密加工企业，是技术附加值核心环节；下游是火箭发动机制造商，包括国家队（航天科技、科工集团）和商业航天公司（蓝箭航天、星河动力等），最终应用于运载火箭整机。

上游影响：上游原材料的价格波动与供应安全直接制约行业成本与稳定。例如，镍、钴作为主元素，其国际期货价格波动显著影响合金生产成本。更为关键的是，铼等稀有战略金属几乎完全依赖进口，构成供应链的潜在“卡脖子”风险。因此，上游资源的自主可控、废料回收技术以及寻找替代元素，是保障产业链安全的关键课题。

下游影响：下游需求是行业发展的直接引擎。一方面，国家重大工程（如载人登月、深空探测）牵引着材料向极限性能突破；另一方面，商业航天对低成本、高可靠、快速迭代的追求，倒逼中游材料企业优化工艺、降低成本、提升交付效率。可回收发动机技术路径的确立，更对材料的抗疲劳、长寿命性能提出了前所未有的要求，深刻改变着材料研发的方向。

3、火箭发动机用高温合金行业技术水平及特点

技术水平：我国已系统掌握第一、二代变形和铸造高温合金的工业化制备技术，并成功应用于现役主流火箭发动机，实现了自主保障。在代表尖端水平的单晶高温合金领域，已具备第二代单晶叶片的工程应用能力，并在第三代单晶合金的实验室研制上取得突破，但在最高工作温度、长期组织稳定性及大尺寸铸件成品率方面，与国际最先进水平仍存在一定差距。在粉末冶金盘件等更为前沿的领域，尚处于从研制向批量应用的过渡阶段。

行业特点

资料来源：普华有策

4、火箭发动机用高温合金行业竞争格局

全球竞争格局呈现高度集中与寡头垄断特征。美国凭借先发优势，形成了以PCC（已被伯克希尔收购）、ATI、豪梅特等巨头为主导的产业生态，其产品深度嵌入SpaceX（猛禽发动机）、蓝色起源（BE-4发动机）等公司的供应链，并通过技术标准和专利构筑了极高壁垒。欧洲则以英国罗尔斯·罗伊斯、德国MTU等发动机公司内部的材料体系为代表，呈现出技术与市场一体化特征。

中国竞争格局是典型的 “双轨并行、分层竞争” 局面。第一梯队（国家队主力）：以钢研高纳（研发与精密铸造龙头）、抚顺特钢（变形合金棒材核心）、航材院（前沿研发与标准制定） 为代表，承担国家重大专项，技术积淀深厚，是型号装备的“基本盘”。第二梯队（市场化生力军）：以图南股份（精密铸件核心供应商）、西部超导（关联高端钛合金）、隆达股份等上市公司为代表，凭借灵活机制、快速响应能力和资本助力，积极切入商业航天供应链，并在部分细分产品上形成替代能力。当前，国家队仍主导高端领域，但民企在商业化、低成本路径上展现出强大活力，两者在竞争中融合的趋势日益明显。

5、驱动火箭发动机用高温合金行业发展的核心因素

驱动火箭发动机用高温合金行业发展的核心因素

资料来源：普华有策

北京普华有策信息咨询有限公司《“十五五”火箭发动机用高温合金行业深度研究及趋势前景预测专项报告》构建了火箭发动机高温合金行业的全景分析框架。开篇明义，对行业进行官方界定并梳理其从仿制到自主创新的发展历程。报告核心部分深入剖析了产业链结构，阐明上下游的互动与影响；描绘了 “国家队主导、民企追赶”的竞争格局，对比国内外重点玩家。系统阐述了由政策、需求、技术、资本构成的核心驱动因素，并预判了向高性能、低成本、智能化演进的发展趋势。报告详细解构了行业高企的技术壁垒与认证壁垒，评估了当前技术水平与特点。全文贯穿对 “十四五”规划、中央经济工作会议精神、AI及新场景的前沿解读，旨在为决策者与投资者提供战略洞察。

目录

第一章 执行摘要

1.1 核心观点与关键结论

1.1.1 行业黄金十年启动，商业航天与国防现代化双轮驱动

1.1.2 技术、资质与供应链三重壁垒构筑极高护城河

1.1.3 “十五五”新材料战略下，国产替代与自主可控成为主旋律

1.2 行业发展阶段判断与核心逻辑

1.2.1 当前阶段：从“科研试制”迈向“规模化稳定供应”关键期

1.2.2 核心逻辑：发动机迭代决定材料需求，发射频率决定市场容量

1.3 关键市场数据预览（2024-2035）

1.3.1 全球及中国市场规模预测

1.3.2 重点企业市场份额与发展趋势

第二章 行业概述与发展环境分析 (PEST)

2.1 高温合金的定义与分类

2.1.1 按基体元素分类：镍基、钴基、铁基高温合金性能对比

2.1.2 按制备工艺分类：变形、铸造、粉末冶金高温合金

2.1.3 火箭发动机用高温合金的特殊性：极端工况与可靠性要求

2.2 产业链全景图与战略地位分析

2.2.1 上游：战略金属资源（镍、钴、铬、铼）与高纯原材料制备

2.2.2 中游：熔炼、铸造、锻造、加工与部件制造

2.2.3 下游：火箭发动机制造商及整机集成（国家队/商业航天）

2.3 全球发展概况与历史演进

2.3.1 全球产业发展历程：从航空主导到航天需求爆发

2.3.2 全球主要国家/地区产业政策与研发计划

2.3.3 国际技术合作与竞争格局演变

2.4 中国发展概况与现状

2.4.1 中国产业发展历程：从仿制到自主创新的跨越

2.4.2 产业区域分布与集群现状（如长三角、京津冀、西部等）

2.4.3 中国在全球产业链中的地位与角色

2.5 行业宏观环境分析 (PEST)

2.5.1 政治与政策环境 (P)

2.5.1.1 “十五五”规划建议中关于商业航天、新材料、高端制造的阐述

2.5.1.2 2025年中央经济工作会议精神：以科技创新引领现代化产业体系建设

2.5.1.3 国家军民融合战略与自主可控政策对行业的深度影响

2.5.1.4 商业航天准入、频轨资源管理等行业监管政策演变

2.5.2 经济环境 (E)

2.5.2.1 国民经济高质量发展对高端装备的需求拉动

2.5.2.2 资本对商业航天及硬科技领域的投资热度与偏好

2.5.2.3 国际原材料价格波动与供应链成本压力

2.5.3 社会环境 (S)

2.5.3.1 社会对航天事业的关注度与民族自豪感提升

2.5.3.2 高端科技人才供给与职业教育发展情况

2.5.4 技术环境 (T)

2.5.4.1 国际前沿材料技术（如超合金、CMC、3D打印）发展动态

2.5.4.2 AI在材料研发（材料信息学）、工艺优化与质量检测中的应用

2.5.4.3 数字化、智能化制造对传统生产模式的改造

第三章 需求端深度分析：驱动因素与市场前景

3.1 下游应用市场需求分析

3.1.1 液体火箭发动机：主流需求来源，分型号（液氧煤油、液氧甲烷、液氢液氧）拆解

3.1.1.1 国家重型运载火箭（长征九号等）发动机需求

3.1.1.2 商业航天可回收中大型火箭（天龙三号、朱雀三号、双曲线三号等）发动机需求

3.1.2 固体火箭发动机：对特定高温合金部件的需求

3.1.3 超燃冲压发动机等新型动力：前瞻性需求分析

3.2 核心驱动因素剖析

3.2.1 政策驱动：国家航天发射规划与商业星座建设计划

3.2.2 技术驱动：可重复使用发动机对材料寿命和可靠性的苛刻要求

3.2.3 市场驱动：全球低轨卫星互联网竞赛带来的高频发射需求

3.2.4 新场景驱动：太空旅行、在轨服务、深空探测等衍生需求

3.3 市场规模测算与前景预测

3.3.1 全球市场规模历史数据（2020-2024）及预测（2025-2035）

3.3.2 中国市场规模历史数据（2020-2024）及预测（2025-2035）

3.3.2.1 “十四五”期间（2021-2025）需求总结

3.3.2.2 “十五五”期间（2026-2030）需求预测（核心增长期）

3.3.2.3 2031-2035年远期展望

3.3.3 细分产品市场结构（按合金牌号、按部件类型）

3.3.4 需求区域结构分析：全球及中国市场需求分布

第四章 供给端、技术发展与产业特征

4.1 上游原料供应情况分析

4.1.1 关键战略金属（镍、钴、铬、铼）的全球储量、产能与贸易格局

4.1.2 中国资源禀赋、进口依赖度及供应链安全评估

4.1.3 高纯金属、母合金等中间产品市场格局

4.2 核心技术体系与工艺壁垒

4.2.1 材料设计：成分微合金化与组织性能调控

4.2.2 制备工艺壁垒详解：

4.2.2.1 真空感应熔炼 + 真空自耗/电渣重熔 (VIM+VAR/ESR)

4.2.2.2 定向凝固/单晶铸造技术（用于涡轮叶片）

4.2.2.3 粉末冶金技术（用于高性能盘件）

4.2.2.4 等温锻造与精密成型技术

4.3 行业特征分析

4.3.1 技术密集型与资本密集型特征

4.3.2 高认证壁垒与长研发周期

4.3.3 强烈的定制化与小批量、多批次特点

4.3.4 军民两用属性与供应链稳定性要求

4.4 前沿性技术与产品布局

4.4.1 新一代单晶/定向合金：更高承温能力与更长寿命

4.4.2 氧化物弥散强化合金与粉末冶金盘件

4.4.3 金属间化合物（如Ni3Al基）材料探索

4.4.4 材料基因工程与AI驱动的加速研发

4.4.5 增材制造（3D打印）在复杂结构件制造中的应用与挑战

第五章 区域格局与产业集群分析

5.1 全球重点区域分析

5.1.1 北美地区：技术领先，产业链完整，巨头聚集

5.1.2 欧洲地区：拥有顶尖研发机构与专业化供应商

5.1.3 亚太其他地区：日本在单晶叶片等领域的优势

5.2 中国重点区域分析

5.2.1 京津冀地区：依托央企与国家级研究院所，研发与高端制造核心区

5.2.2 长三角地区：民营商业航天活跃，供应链配套潜力区

5.2.3 西部地区：传统重工业基地，原材料与部分加工优势区

5.2.4 其他潜在产业集群分布

5.3 区域产业政策对比与集群效应评估

第六章 市场竞争格局与集中度分析

6.1 全球市场竞争格局

6.1.1 国际主要供应商矩阵及其市场定位

6.1.2 全球市场集中度（CR3, CR5）分析

6.1.3 国际巨头与下游发动机厂商的绑定关系

6.2 中国市场竞争格局

6.2.1 市场主体分类：国家队科研院所/企业 vs. 民营企业

6.2.2 中国市场集中度分析

6.2.3 国产化率进程及进口替代空间

6.3 波特五力模型分析

6.3.1 上游供应商议价能力

6.3.2 下游客户议价能力

6.3.3 潜在进入者威胁

6.3.4 替代品威胁（陶瓷基复合材料CMC等）

6.3.5 行业内现有竞争者强度

第七章 竞争格局与重点企业深度分析

7.1 行业SWOT分析

7.1.1 优势 (S)

7.1.2 劣势 (W)

7.1.3 机会 (O)

7.1.4 威胁 (T)

7.2 重点企业分析框架

7.2.1 企业概述（发展历程、股权结构、主营业务构成）

7.2.2 企业核心竞争力分析（技术、产品、客户、渠道）

7.2.3 企业经营情况分析（营收、毛利率、研发投入、产能）

7.2.4 企业在火箭发动机高温合金领域的战略布局与最新动态

7.3 国际重点企业分析（选取2-3家）

（示例：PCC (Precision Castparts Corp.), ATI (Allegheny Technologies Incorporated), 等）

7.4 中国重点企业/玩家深度分析

7.4.1 抚顺特钢

7.4.2 钢研高纳

7.4.3 航材院（北京航空材料研究院）及相关产业化平台

7.4.4 图南股份

7.4.5 西部超导（相关业务）

7.4.6 其他具有潜力的民营企业或创新团队

7.5 企业市场占有率（中国）分析与对比

第八章 行业驱动因素、投资价值与前景预测

8.1 行业整体驱动因素总结与评估

8.2 行业整体市场规模前景预测（2026-2035）

8.2.1 乐观、中性、保守情景下的增长预测

8.2.2 市场规模结构演变预测（按应用、按产品）

8.3 投资机遇分析

8.3.1 产业链关键瓶颈环节的投资机会

8.3.2 技术迭代带来的颠覆性创新机会

8.3.3 商业航天爆发带来的增量市场机会

8.3.4 “一带一路”航天合作带来的国际化机会

第九章 投资策略、主要壁垒与风险提示

9.1 投资策略建议

9.1.1 长期价值投资 vs. 主题性投资

9.1.2 赛道选择：建议重点关注的中游制造与部件环节

9.1.3 标的筛选标准：技术验证、客户认证、产能释放节奏

9.2 主要进入/竞争壁垒构成

9.2.1 技术壁垒

9.2.2 资质与认证壁垒

9.2.3 人才与经验壁垒

9.2.4 资本壁垒

9.2.5 供应链生态壁垒

9.3 风险提示

9.3.1 技术进步与路线风险

9.3.1.1 可回收发动机技术路径不确定性

9.3.1.2 陶瓷基复合材料（CMC）等替代材料的加速应用

9.3.2 市场与运营风险

9.3.2.1 商业航天发射失败频发导致行业短期遇冷

9.3.2.2 下游星座建设进度不及预期

9.3.3 供应链与成本风险

9.3.3.1 关键战略金属价格剧烈波动与供应中断

9.3.3.2 高端生产设备进口依赖

9.3.4 政策与地缘政治风险

9.3.4.1 国际贸易摩擦与技术封锁

9.3.4.2 国内产业政策支持力度变化

第十章 研究结论与建议

10.1 行业总体判断

10.1.1 战略定位：大国博弈与科技自立的关键基础材料

10.1.2 发展阶段：“政策与需求共振，规模与技术齐飞”的黄金前夕

10.2 对相关主体的建议

10.2.1 对投资者的建议

10.2.2 对企业的建议（技术研发、市场开拓、合作模式）

10.2.3 对政策制定者的建议

10.3 未来展望

10.3.1 技术趋势：向着“更高温度、更轻重量、更长寿命、更低成本”演进

10.3.2 产业生态：形成开放协同、自主可控的健康供应链体系

10.3.3 终极愿景：支撑人类大规模、低成本进入太空的“材料基石”