观察丨未来产业六大新赛道
2024-10-08
建立增长机制，打造新引擎
图：二十届三中全会提出建立未来产业投入增长机制，健全提升产业链供应链韧性和安全水平制度等具体改革举措
2024 年 1 月 29 日，工信部等七部门联合发布《关于推动未来产业创新发展的实施意见》。工信部在高新技术司设置“未来产业处”，是国家部委首次为未来产业专门设置业务主管机构。北京、上海、江苏、浙江等地陆续出台培育未来产业的政策文件。未来产业具战略性、引领性、颠覆性和不确定性，需要从技术、市场、资本和制度多方面有力支撑。
图：未来产业顶层设计加速完善：从前沿技术研发、标志性产品打造、应用场景拓展，到产业标准/投融资体系建设
构建相适应的投融资体系，发挥国资国企和资本市场作用凸显
二十届三中全会提出构建适配体制机制，未来产业高投入、长周期和经营不确定性大的特征与创业投资投早、投小、投硬科技的属性相匹配。国资国企在发展耐心资本作用凸显。我国股权投资市场国资等占比提升，多地成立母基金，国资委开展相关建设。
图：2023 年我国 VC/PE 市场各行业及部分细分赛道投资数量及规模
从投资规模和投资案例数角度看，2023 年我国 VC/PE基金投资规模 1675 亿美元，相比 2021 年的 3015 亿美元显著回落。从各行业及部分细分赛道投资数量及规模角度看，2023 年我国 VC/PE 基金主要投向了半导体、传统制造、先进制造、信息化服务和生物医药等领域。
根据投资界发布的融资消息，2021 年领投机构以红杉、高瓴等知名投资机构居多，2023 年领投机构主要是国投创新、国投创业、国新等国资背景投资机构。
图：国资和金融背景机构在股权投资市场投资资金占比显著提升
源头创新和关键技术突破是基础和方向
我国工业体系完整等为未来产业提供基础，PCT 专利申请量提升，为我国未来产业发展构筑原创技术基础。在先进半导体材料、先进制造、先进能源等领域关键技术逐步突破。先进装备、前沿材料、未来能源领域的核心技术突破成为未来产业发展打通关键堵点。
图：我国 PCT 专利申请量超过美国等科技大国，PCT 专利申请量全球占比超 25%（%），在数字通信、计算机技术领域专利申请量较大，电动机械、半导体、医药领域增速较快
未来产业的六大新赛道之标志性创新产品
未来制造
人形机器人：大模型加速机器人产业化进程，核心零部件加速自主可控。
大模型通过深度学习和强化学习，能够理解和执行复杂的任务，使得人形机器人能够在多种场景中执行任务，极大地提高了其通用性。机器人核心零部件为伺服系统、减速器、控制系统、驱动器等，核心零部件成本合计约占整机成本的 70%。近年来全球主要发达国家纷纷加强对仿生人形机器人的整机设计及制造、核心零部件、人工智能等领域的布局，并上升到国家战略层面。国内在多模态运动规划、动态平衡控制、刚柔仿生机构、全身协调控制等仿生人形机器人核心技术已取得关键突破，在整机产品研制方面已取得显著进展。
图：我国具备人形机器人研发生产的科研和制造基础，人形机器人不断迭代升级国产算力：算力技术加速迭代，国内智能算力基建亟待补短板。
英伟达引领 AI 算力突破，为 AI 应用的拓展创造条件，AI 应用进一步提升对高阶算力的需求。英伟达 Blackwell GPU 单卡算力较 8 年前提升 1 千倍，能耗降至 1/350，且计划 2025 年推出Blackwell Ultra GPU，2026 年推出 Rubin GPU，迭代周期大幅缩短。而在国内三大运营商 2024 年资本开支计划回落但智算领域投资大幅提升，在智算供给缺口大，国家推动“人工智能+”行动背景下，多地政府发布算力基础设施投资方案，叠加运营商智算领域投资加码有望驱动国产算力产业链进入需求爆发期。
未来信息
量子计算：量子技术攻关与软硬件研发进入加速期，国产软硬件和应用场景有待突破。
今年来，全球多个国家和地区发布了以量子计算为重点的量子信息产业发展战略，投资总额超 280 亿美元。而随着量子计算机硬件的不断升级和算法的不断优化，更多的软硬件企业将投身于量子计算领域，并推动量子计算在金融、医疗、材料科学等领域最先发挥作用，为下游行业带来颠覆性的创新。与此同时，产业链上的合作与竞争也将更加激烈，政府和企业将共同合作，加大研发投入，以争取在全球量子计算领域的竞争优势。根据 ICV 预测 2027 年末-2028 年初会是全行业一个重要的时间点，专用量子计算机将逐渐解决特定问题，如组合优化、量子化学、机器学习，引导材料设计和药物开发。
图：量子计算应用场景分析及产业估值
卫星互联网：布局天地一体网络基础设施，加速民用应用突破。
国际电信联盟规定，卫星频率及轨道使用权采用“先到先得”的竞争方式获取，造成“先占永得”的局面。全球正在科技领域进行着不对称的竞争，以中国和美国为例，美国计划在 6G 领域以卫星互联网参与下一代竞争。美国“星链”计划启动，英国政府收购卫星运营商 OneWeb、加拿大政府扶持发展电信卫星低轨公司、俄罗斯统筹加快卫星星座建设。我国以中国航天科技集团有限公司和中国航天科工集团有限公司为主的两大央企分别提出了“鸿雁星座”和“虹云工程”低轨卫星互联网计划，并发射了试验卫星，标志着我国新型卫星互联网布局启动。
图：我国卫星互联网产业链全景图谱
未来材料
战略材料：保障新型显示、三代半导体和新能源材料供应链安全。
材料先行引领集成电路产业升级，碳化硅、氮化镓等第三代半导体材料应用空间大。第三代半导体材料主要包括碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等，这些材料具备更优异的物理特性，适用于高温、高频、抗辐射及大功率电子器件，在光电子和微电子领域具有重要的应用价值。
2013 年，科技部 863 计划首次将第三代半导体产业列为国家战略发展产业；2016 年国务院国家新产业发展小组将第三半导体产业列为发展重点，国内企业扩大第三半导体研发项目投资，行业进入快速发展期；2018 年 1 月，中车时代电气建成国内第一条 6 英寸碳化硅生产线；2021 年，第三代半导体产业被写入“十四五”规划。
图：2014-2029 年中国 SiC、GaN 电力电子和 GaN 微波射频器件产值预测
前沿材料：构建高温超导、石墨烯材料产学研体系。
我国在关键战略材料和前沿新材料领域国产化水平整体偏低，传统产业的升级和新兴未来产业的发展需要关键领域材料的自主化为引领。先进飞行器、人形机器人、大型船舶等领域前沿新材料加速应用，看好碳纤维和商业化导入期的超导材料、石墨烯和仿生材料。
未来能源
新兴氢能：技术驱动制输氢和用氢降成本，加速产业化和终端应用。
从绿电、电解水制氢到工业用氢，氢能商业化进程有望加速。方向一：绿氢投资加码利好制氢环节，并拉动电解槽等制氢关键设备及配套装备需求。方向二：氢能上下游环节打通，看好氢储运相关的长管拖车/储氢罐等。方向三：燃料电池车、加用氢环节相关的燃料电池系统、加氢设备等。
图：我国氢气制备中绿氢增长潜力巨大，重卡/合成氨/炼钢/发电等领域需求占比高
固态电池：突破固态电解质核心技术，加速多技术路线研发验证。
固态电池产业链与液态锂电池大致相似，上游包括原料矿产、机械设备以及基础材料，两者主要的区别在于负极材料和电解质的种类，正极材料方面几乎一致。产业链中游为电池包的加工制备过程，产业链下游应用领域包括新能源汽车、储能系统、消费电子等。2022 年以来，固态电池的研发和产业化取得了明显的进展，尤其是伴随着以卫蓝新能源和赣锋锂电等为代表的中国企业的半固态电池的量产装车，标志着半固态电池在 2023 年实现了经济学意义上的产业化。据前瞻产业研究院数据，预计 2029 年中国固态电池出货量将超过 100GWh，到 2030 年，固态电池整体渗透率将达到 8.8%左右。
未来空间
低空经济：空铁联运项目应用落地，低空产业进入规模化发展阶段。
我国具备飞机制造、汽车零部件、民用无人机等领域完整产业链基础。预计 2026 年，我国低空经济规模突破万亿元，其中 eVTOL (电动垂直起降飞行器）市场 2026 年起有望进入高速增长期，2026-2030 年复合增速有望达 52.9%。低空经济产业进入商业化应用阶段，方向一：无人机、飞行汽车等低空飞行器整机制造商。方向二：飞行器相关核心系统和零部件配套企业，以及飞行培训、维修保养等飞行服务公司。
图：电动垂直起降飞行器（eVTOL）分类
商业航天：航天发射运载能力缺口仍大，可回收技术等降本路径持续研发。
卫星产业链中，卫星制造、发射服务、地面设备制造和卫星服务占卫星总收入比例，分别为 5%、2%、51%和 42%。说明卫星制造和发射服务正在起步阶段，地面设备制造和卫星服务业是航天产业率先商业化的环节。卫星服务业中，卫星电视直播、固定通信业务占比较大，越接近普通民众、贴近终端用户的业务收入越高。提升运力、降低成本成为商业火箭公司主要发展方向。与美国相比，我国在火箭动力领域的积累相对较弱，在近地轨道的运载能力较小，国内火箭运力、发射成本仍有优化空间。
图：商业航天产业链包括原材料、卫星制造和发射、地面站及终端设备等环节。
未来健康
合成生物：生物技术赋能传统产业升级，创新生物经济新业态。
生物制造，是以工业生物技术为核心的先进生产方式，即以基因工程、合成生物学等前沿生物技术为基础，利用菌种、细胞、酶等生命体生理代谢机能或催化功能，通过工业发酵工艺规模化生产目标产物的制造过程。合成生物学具备三大至关重要的战略和商业意义：第一，替代传统化石原料和高污染的化工生产工艺，实现节能减排、满足环保要求；第二，以属地常见生物质废料甚至二氧化碳为碳源开发全新合成路线，打破原料及产品的进口依赖，保障供应链安全；第三，通过开发全新产品或成本更低的生产路线，快速、全面颠覆全球产品供给格局，实现商业获利。
图：生物制造产业链各环节，上游技术和酶工程等领域自主化水平低
脑机接口：类脑计算和脑机融合技术研发，探索医疗康复等典型应用领域。
目前我国脑机接口设备市场规模在十亿量级，至 2040 年有望达到千亿规模。脑机接口技术的应用领域包括医疗、军事、娱乐及教育等。据咨询公司 GrandViewResearch 测算，2019年全球脑机接口市场规模为 12 亿美元，预计 2020-2027 年期间，复合年均增长率为 15.5%。自研算法、国产替代成为脑机接口公司主要发展方向。目前我国在脑机接口领域的积累相对较弱，对于硬件设备，脑电采集和分析设备绝大多数来自国外厂商。
（文章来源于银创智库）
2024 年 1 月 29 日，工信部等七部门联合发布《关于推动未来产业创新发展的实施意见》。工信部在高新技术司设置“未来产业处”，是国家部委首次为未来产业专门设置业务主管机构。北京、上海、江苏、浙江等地陆续出台培育未来产业的政策文件。未来产业具战略性、引领性、颠覆性和不确定性，需要从技术、市场、资本和制度多方面有力支撑。
构建相适应的投融资体系，发挥国资国企和资本市场作用凸显
二十届三中全会提出构建适配体制机制，未来产业高投入、长周期和经营不确定性大的特征与创业投资投早、投小、投硬科技的属性相匹配。国资国企在发展耐心资本作用凸显。我国股权投资市场国资等占比提升，多地成立母基金，国资委开展相关建设。
从投资规模和投资案例数角度看，2023 年我国 VC/PE基金投资规模 1675 亿美元，相比 2021 年的 3015 亿美元显著回落。从各行业及部分细分赛道投资数量及规模角度看，2023 年我国 VC/PE 基金主要投向了半导体、传统制造、先进制造、信息化服务和生物医药等领域。
根据投资界发布的融资消息，2021 年领投机构以红杉、高瓴等知名投资机构居多，2023 年领投机构主要是国投创新、国投创业、国新等国资背景投资机构。
源头创新和关键技术突破是基础和方向
我国工业体系完整等为未来产业提供基础，PCT 专利申请量提升，为我国未来产业发展构筑原创技术基础。在先进半导体材料、先进制造、先进能源等领域关键技术逐步突破。先进装备、前沿材料、未来能源领域的核心技术突破成为未来产业发展打通关键堵点。
未来产业的六大新赛道之标志性创新产品
未来制造
人形机器人：大模型加速机器人产业化进程，核心零部件加速自主可控。
大模型通过深度学习和强化学习，能够理解和执行复杂的任务，使得人形机器人能够在多种场景中执行任务，极大地提高了其通用性。机器人核心零部件为伺服系统、减速器、控制系统、驱动器等，核心零部件成本合计约占整机成本的 70%。近年来全球主要发达国家纷纷加强对仿生人形机器人的整机设计及制造、核心零部件、人工智能等领域的布局，并上升到国家战略层面。国内在多模态运动规划、动态平衡控制、刚柔仿生机构、全身协调控制等仿生人形机器人核心技术已取得关键突破，在整机产品研制方面已取得显著进展。
英伟达引领 AI 算力突破，为 AI 应用的拓展创造条件，AI 应用进一步提升对高阶算力的需求。英伟达 Blackwell GPU 单卡算力较 8 年前提升 1 千倍，能耗降至 1/350，且计划 2025 年推出Blackwell Ultra GPU，2026 年推出 Rubin GPU，迭代周期大幅缩短。而在国内三大运营商 2024 年资本开支计划回落但智算领域投资大幅提升，在智算供给缺口大，国家推动“人工智能+”行动背景下，多地政府发布算力基础设施投资方案，叠加运营商智算领域投资加码有望驱动国产算力产业链进入需求爆发期。
未来信息
量子计算：量子技术攻关与软硬件研发进入加速期，国产软硬件和应用场景有待突破。
今年来，全球多个国家和地区发布了以量子计算为重点的量子信息产业发展战略，投资总额超 280 亿美元。而随着量子计算机硬件的不断升级和算法的不断优化，更多的软硬件企业将投身于量子计算领域，并推动量子计算在金融、医疗、材料科学等领域最先发挥作用，为下游行业带来颠覆性的创新。与此同时，产业链上的合作与竞争也将更加激烈，政府和企业将共同合作，加大研发投入，以争取在全球量子计算领域的竞争优势。根据 ICV 预测 2027 年末-2028 年初会是全行业一个重要的时间点，专用量子计算机将逐渐解决特定问题，如组合优化、量子化学、机器学习，引导材料设计和药物开发。
卫星互联网：布局天地一体网络基础设施，加速民用应用突破。
国际电信联盟规定，卫星频率及轨道使用权采用“先到先得”的竞争方式获取，造成“先占永得”的局面。全球正在科技领域进行着不对称的竞争，以中国和美国为例，美国计划在 6G 领域以卫星互联网参与下一代竞争。美国“星链”计划启动，英国政府收购卫星运营商 OneWeb、加拿大政府扶持发展电信卫星低轨公司、俄罗斯统筹加快卫星星座建设。我国以中国航天科技集团有限公司和中国航天科工集团有限公司为主的两大央企分别提出了“鸿雁星座”和“虹云工程”低轨卫星互联网计划，并发射了试验卫星，标志着我国新型卫星互联网布局启动。
未来材料
战略材料：保障新型显示、三代半导体和新能源材料供应链安全。
材料先行引领集成电路产业升级，碳化硅、氮化镓等第三代半导体材料应用空间大。第三代半导体材料主要包括碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等，这些材料具备更优异的物理特性，适用于高温、高频、抗辐射及大功率电子器件，在光电子和微电子领域具有重要的应用价值。
2013 年，科技部 863 计划首次将第三代半导体产业列为国家战略发展产业；2016 年国务院国家新产业发展小组将第三半导体产业列为发展重点，国内企业扩大第三半导体研发项目投资，行业进入快速发展期；2018 年 1 月，中车时代电气建成国内第一条 6 英寸碳化硅生产线；2021 年，第三代半导体产业被写入“十四五”规划。
前沿材料：构建高温超导、石墨烯材料产学研体系。
我国在关键战略材料和前沿新材料领域国产化水平整体偏低，传统产业的升级和新兴未来产业的发展需要关键领域材料的自主化为引领。先进飞行器、人形机器人、大型船舶等领域前沿新材料加速应用，看好碳纤维和商业化导入期的超导材料、石墨烯和仿生材料。
未来能源
新兴氢能：技术驱动制输氢和用氢降成本，加速产业化和终端应用。
从绿电、电解水制氢到工业用氢，氢能商业化进程有望加速。方向一：绿氢投资加码利好制氢环节，并拉动电解槽等制氢关键设备及配套装备需求。方向二：氢能上下游环节打通，看好氢储运相关的长管拖车/储氢罐等。方向三：燃料电池车、加用氢环节相关的燃料电池系统、加氢设备等。
固态电池：突破固态电解质核心技术，加速多技术路线研发验证。
固态电池产业链与液态锂电池大致相似，上游包括原料矿产、机械设备以及基础材料，两者主要的区别在于负极材料和电解质的种类，正极材料方面几乎一致。产业链中游为电池包的加工制备过程，产业链下游应用领域包括新能源汽车、储能系统、消费电子等。2022 年以来，固态电池的研发和产业化取得了明显的进展，尤其是伴随着以卫蓝新能源和赣锋锂电等为代表的中国企业的半固态电池的量产装车，标志着半固态电池在 2023 年实现了经济学意义上的产业化。据前瞻产业研究院数据，预计 2029 年中国固态电池出货量将超过 100GWh，到 2030 年，固态电池整体渗透率将达到 8.8%左右。
未来空间
低空经济：空铁联运项目应用落地，低空产业进入规模化发展阶段。
我国具备飞机制造、汽车零部件、民用无人机等领域完整产业链基础。预计 2026 年，我国低空经济规模突破万亿元，其中 eVTOL (电动垂直起降飞行器）市场 2026 年起有望进入高速增长期，2026-2030 年复合增速有望达 52.9%。低空经济产业进入商业化应用阶段，方向一：无人机、飞行汽车等低空飞行器整机制造商。方向二：飞行器相关核心系统和零部件配套企业，以及飞行培训、维修保养等飞行服务公司。
商业航天：航天发射运载能力缺口仍大，可回收技术等降本路径持续研发。
卫星产业链中，卫星制造、发射服务、地面设备制造和卫星服务占卫星总收入比例，分别为 5%、2%、51%和 42%。说明卫星制造和发射服务正在起步阶段，地面设备制造和卫星服务业是航天产业率先商业化的环节。卫星服务业中，卫星电视直播、固定通信业务占比较大，越接近普通民众、贴近终端用户的业务收入越高。提升运力、降低成本成为商业火箭公司主要发展方向。与美国相比，我国在火箭动力领域的积累相对较弱，在近地轨道的运载能力较小，国内火箭运力、发射成本仍有优化空间。
未来健康
合成生物：生物技术赋能传统产业升级，创新生物经济新业态。
生物制造，是以工业生物技术为核心的先进生产方式，即以基因工程、合成生物学等前沿生物技术为基础，利用菌种、细胞、酶等生命体生理代谢机能或催化功能，通过工业发酵工艺规模化生产目标产物的制造过程。合成生物学具备三大至关重要的战略和商业意义：第一，替代传统化石原料和高污染的化工生产工艺，实现节能减排、满足环保要求；第二，以属地常见生物质废料甚至二氧化碳为碳源开发全新合成路线，打破原料及产品的进口依赖，保障供应链安全；第三，通过开发全新产品或成本更低的生产路线，快速、全面颠覆全球产品供给格局，实现商业获利。
脑机接口：类脑计算和脑机融合技术研发，探索医疗康复等典型应用领域。
目前我国脑机接口设备市场规模在十亿量级，至 2040 年有望达到千亿规模。脑机接口技术的应用领域包括医疗、军事、娱乐及教育等。据咨询公司 GrandViewResearch 测算，2019年全球脑机接口市场规模为 12 亿美元，预计 2020-2027 年期间，复合年均增长率为 15.5%。自研算法、国产替代成为脑机接口公司主要发展方向。目前我国在脑机接口领域的积累相对较弱，对于硬件设备，脑电采集和分析设备绝大多数来自国外厂商。
（文章来源于银创智库）
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