1.1 商业航天产业发展迅速，低轨成为主要增量

全球航天产业已迈入规模化发展阶段。据brycetech测算，2024年全球航天产业产值达4150亿美元，在轨航天器总量增至11605颗，同比增长17.81%。卫星类型中通信卫星占比超74%，稳居主导地位，遥感卫星、导航卫星等也形成规模；国家分布上，美国以8813颗在轨航天器占据全球75.9%的份额，中国以1094颗，9.4%的份额跃居第二，欧洲、俄罗斯等紧随其后，全球产业格局呈现美国领跑、多极发展的态势。

商业航天增长迅猛。商业航天是指以市场化机制运营、以盈利为导向的航天产业分支，涵盖卫星制造、运载火箭研发与发射、地面设备制造、卫星运营与应用服务四大核心领域。近年来全球航天发射活动稳步攀升，2025年全年发射达307次，创下历史新高，其中商业航天是主要驱动力；商业卫星产业长期占据全球航天产业70%以上市场份额，2024年全球卫星市场规模达2930亿美元，据Global growth insights预测口径，预计2025年增至3117亿美元、2026年达3316亿美元，2035年有望达到5785亿美元，商业航天市场空间广阔。根据Global growth insights预测口径，全球卫星市场估值预计2025年增至4808亿美元、2026年达5114.9亿美元，2035年有望达到8924.3亿美元，预计收入期间复合年增长率为6.38%，商业航天市场空间广阔。

低轨（LEO）卫星呈现爆发式增长态势。按轨道划分，低轨卫星凭借低时延（50ms以内，比肩地面光纤）、高信号强度、广覆盖、低成本等优势，成为各国布局重点；2001-2020年间，低轨航天器年发射占比从25%飙升至92%，其中2016-2020年低轨通信卫星部署量较2001-2005年激增近36倍，以大规模星座形式部署的低轨卫星，已成为全球商业航天的主要增长点。截至2024年全球卫星中，低轨卫星分布占比已接近70%。目前，Space X已经获得29988颗低轨道卫星的国际电联部署许可；中国计划发射13000颗卫星，已经得到ITU许可，在2030年完成部署。

1.2 各国政策密集加码，中美引领全球产业加速

中美政府加码商业航天政策。国家航天局出台专项行动政策，明确设立国家商业航天发展基金，鼓励地方政府、金融机构、社会资本联合成立投资平台；科创板放宽未盈利企业上市门槛，打通行业融资通道，助力优质企业加速成长。同时，国家逐步开放航天试验设施与频轨资源，推动民商协同创新，保障频轨资源。美国以放松监管、强化企业赋能为核心，加码太空领域的战略布局。2025年8月特朗普政府简化发射许可审批、取消非必要监管，大幅提升SpaceX等企业的星舰测试与星座部署效率；12月18日签署 “确保太空优势” 系列行政令，聚焦太空核能应用、探月工程推进与军事威慑能力强化。政府通过扩大商业航天政府采购订单、开放国家太空基础设施等举措，推动商业航天发展。

头部企业积极布局，太空数据中心等新兴应用场景值得期待。SpaceX 等国际头部企业持续推进卫星星座部署，纷纷喊出太空探索与商业化运营的战略目标；太空数据中心作为新兴应用场景，成为企业布局焦点。

第一、SpaceX：马斯克在X平台称，“随着星舰的问世，大规模部署太阳能人工智能卫星的道路终于得以开辟。这也是我所认为的，唯一一条能够实现每年1太瓦（1TW）人工智能算力部署的路径”，并持续推进Starlink低轨部署，截至2025年底累计入轨超10600颗，在轨约8600颗，未来将重点部署StarlinkV3卫星，单颗下行带宽达1Tbps，还可改造为搭载AIGPU的算力卫星，年发射目标达100GW太阳能AI卫星规模。同时，SpaceX推进星链云节点计划，规划在V3卫星中嵌入分布式数据处理模块，构建近地空间数据中心。

第二、Amazon：原ProjectKuiper更名为亚马逊Leo，CEO安迪·贾西强调，亚马逊Leo的核心使命是“把AWS云搬到轨道上，让太空成为数字基础设施新前沿，重塑全球通信与数据服务格局”。截至2025年底已发射180颗卫星，计划最终部署3232颗低轨卫星。

第三、OneWeb：OneWeb的核心目标是构建无死角的全球连接网络，目前已有630余颗卫星在轨运行，后续计划补充至900颗卫星规模，强化高动态场景通信稳定性。在太空数据中心应用方面，计划与欧洲企业联合研发“太空边缘计算节点”，搭建分布式数据存储与处理网络。

1.3 卫星电力系统主要由发、储能以及电转换三部分组成

卫星电力系统是确保卫星在其整个生命周期内持续稳定供电的核心组件，主要由发电装置、储能装置以及电转换模块组成。其中，

发电模块：主要通过太阳能电池将光能转化为电能。

储能模块：在卫星进入地影期时提供电力支持，主要使用化学蓄电池，如锂离子电池（主流选择）、镍镉电池和氢镍电池。

电源模块：该系统负责电能的调节、分配及保护，确保不同工况下的能源稳定供应。

太空中电力系统与地面有较大区别，主要体现在这些方面：

辐照强度大：太空中的太阳辐射强度是地面的1.3倍，UV、可见光及红外光的强度均远高于地面。虽然可见光辐照强度大会提升太阳能电池发电量，但UV会引起光伏组件衰减。同时，太空中高能粒子辐照（质子、电子、中子、γ射）拥有极强穿透力，会破坏太阳能电池晶体结构与界面特性

温差大：太空中，在日照区太阳辐照强度高，组件升温快；当卫星运行至阴影区之后，温度又会快速下降。真空环境没有空气作为热量传递介质，无法通过对流、传导散热或保温，造成太阳能电池在数小时内工作温差达到300°C以上。

原子氧通量侵蚀：卫星在低轨运行时，高层大气中大量存在的单个、高能量的原子氧与太阳能电池封装材料发生剧烈化学反应，导致材料被剥蚀、腐蚀、变性并造成污染的现象，对于封装材料提出考验。

光伏是卫星的能量来源，降本诉求强烈。在太空中，卫星要持续运行及作业，需要稳定的能源供给。太阳能电池将太阳能转化为电能，保障卫星正常运行及作业，是目前卫星主流的供电方式。电力系统在卫星中成本占比约20%，其中近三分之二是光伏发电环节，大幅降低该环节成本是未来重要的产业诉求。

目前以三结砷化镓电池为主，两结方案可能走向应用。在太空中，太阳能电池的工作环境相较于地球的大气环境更加苛刻，砷化镓电池抗辐射能力强、耐高低温、能质比高（三结）且产业化相对成熟，成为了目前卫星太阳电池的主流选择。稀有金属锗在三结砷化镓中成本占比大，在降本诉求下，未来降低锗使用的两结方案可能走向应用。

太空光伏产品还在持续迭代。低轨卫星受到空间天气影响，轨道环境恶劣，普遍设计寿命更低，对于太阳能电池寿命要求也更低；蓬勃发展的低轨卫星产业对于砷化镓产能提出更高要求。业界也在探索相关更具性价比的替代方案：

晶硅方案：晶硅方案在地面光伏的应用成熟，具有相当完备的产业链，性价比高。但综合考虑能质比、高能粒子辐射等角度，P型衬底高效电池可能是主要探索方向。目前海外已经开始使用p型PERC晶硅产品，而P型HJT方案已经在测试或试用，钙钛矿晶硅叠层电池也已开始测试。

钙钛矿/叠层：钙钛矿理论效率天花板高，叠层后效率更高，能质比突出；可柔性制备，对不同卫星的适配度高。真空环境还可以显著改善钙钛矿对于水氧的衰减问题。此外，目前钙钛矿在地面应用的主要瓶颈是寿命与大面积制备，应用于低轨卫星场景均可以规避。材料成本低，在针对性的材料体系确定后，可能会迎来大的发展。

3.1 电源模块：难度大、要求高、格局好

卫星电源系统追求高可靠、高性能。电源模块负责从太阳能阵列和电池中提取、转换并分配电能，保障通信、推进、传感器等关键载荷的稳定供电。与地面电源系统（如电网、光伏中的逆变器）主要关注噪声滤波、电压稳定和浪涌保护不同，卫星中的电源模块必须在极端空间环境中可靠运行——包括高辐射、真空、剧烈温变等严苛条件，同时其必须强调高可靠性，因空间无维护，设计寿命通常为5–15年。一旦卫星进入轨道，唯一可用的电源来自太阳能帆板。因为所提供的电源有限，因此需要所有供电链的元件都具有高效率、高可靠。

与地面电源调节系统最主要的差异在于：

第一、抗辐照。辐射源主要包括太阳粒子、范艾伦带和银河宇宙射线，会导致电子元件降解甚至故障。为应对这一问题，采用了辐射硬化半导体材料（例如Vicor的辐射耐受MOSFET，LET>35 MeV-cm²/mg）以及冗余设计，如双电源列车系统，确保一路径故障时能自动切换至另一路径。

第二、温差大。温度极端变化是卫星面临的严峻考验之一，温度范围可从-250°F至250°F，热循环加速了设备的老化过程。为此，卫星电源模块一般采取诸如辐射冷却和使用相变材料等热管理策略来维持正常工作温度。

第三、散热难。由于真空中无法依赖空气对流散热，只能通过辐射方式进行热量传递，这需要更大的散热器以增加质量。而地面系统依赖大气进行冷却，无需特别考虑真空相关的设计因素。

以Vicor的解决方案为例，目前较大的卫星一般使用 100V 的电源母线，源于电池（由太阳能帆板充电）的 100V 电压经过拆分，提供给两条线路（最大电流为 150A 时，电压为 0.8V；最大电流为 50A 时，电压为 3.3V），为 ASIC 供电。

从目前Vicor的方案看，其需要三种形式的电源:

第一、BCM（Bus Converter Module）——总线转换模块。其本质是一个非隔离、固定变比（K 因子）的 DC-DC 转换器。其作用是将高压母线电压（如 100V）按固定比例（如 K = 1/3）转换为中间母线电压33V，不进行稳压。特点：高效率（通常 >97%）、高功率密度、双向能量传输（部分型号支持）、输出电压随输入电压成比例变化（Vout = K × Vin）。典型应用：作为前端“电压缩放器”，用于将高压配电转换为适合后级调节的中低电压。

第二、PRM（Power Regulator Module）——电源稳压模块。其本质是非隔离、可稳压的 DC-DC 调节器。其作用是提供精确、稳定的输出电压，通常用于为负载（如 ASIC）供电。特点是高带宽控制环路，动态响应快、可独立工作，也可与 VTM 配合使用、支持并联均流、输入电压范围较宽（但通常工作在较低电压段，如 8–55V）。典型应用：直接稳压输出（如 33V → 28V），其一般与 VTM 搭配：PRM 作为“稳压前端”，VTM 作为“电流倍增器”靠近负载。

第三、VTM（Voltage Transformation Module）——电压变换模块。其本质是一个非隔离、固定变比（K 因子）的“电流倍增器”。其作用是将 PRM 提供的稳定中间电压按比例转换为负载所需电压（如 28V → 0.8V），同时极大提升输出电流能力。其关键特性为：极低输出阻抗（等效为一个“理想变压器”）；可紧贴负载放置（减少配电损耗）；动态响应由 PRM 控制，VTM 本身无反馈环路；输出电压：Vout = K × Vin（Vin 来自 PRM）。实现“最后一英寸”高效供电，特别适合大电流、低电压场景（如芯片供电）。

综上，我们认为，卫星电源模块的企业必须具备两类能力：

第一，过往有航天电源等抗辐照电源的开发和应用经验。因为卫星电源模块需在高辐射、真空、极端温差的严苛空间环境中，实现 5–15 年无维护的高可靠运行，必须采用辐射硬化材料、冗余设计、专属热管理等特殊技术方案。航天电源的部分应用场景和卫星电源模块重叠，相关企业可能已经积累了一定经验，且卫星电源模块是保证卫星正常运行的关键，准入门槛很高。

第二，具备较强DC-DC 电源的开发能力。卫星电源需依托 BCM、PRM、VTM 三级 DC-DC 架构，完成从高压母线到负载适配电压的高效转换，满足关键载荷供电需求。BCM、PRM、VTM 三级架构的协同匹配要求极高，从前端电压缩放、中端精准稳压到末端电流倍增，每一级的参数衔接、阻抗匹配、故障切换逻辑都需经过大量空间环境测试验证，任何一环的设计偏差都会导致整个卫星供电链路失效。

3.2 储能部分：能量密度高、高循环寿命为主要特性

卫星电源系统的储能部分是其在日食、峰值负载或太阳阵输出不足时维持供电的核心。受空间环境（辐射、极端温度、真空及严苛的质量限制）影响，卫星储能系统需满足高可靠性、轻量化、高耐久性和高效率等特殊要求，以支持无维护的长期在轨运行。相比之下，地面储能系统（如电动车或电网储能）更侧重成本、可扩展性与安全性。