低空经济：“万亿产业”背后的“芯”引擎

低空经济：“万亿产业”背后的“芯”引擎

政策东风已至，万亿市场开启，低空飞行器的“大脑”“神经”与“感官”正重塑半导体供应链格局。2024年，“低空经济”首次写入国务院《政府工作报告》，并被列为战略性新兴产业。2024年至2025年间，全国超30个省份将发展低空经济写入当地政府工作报告或出台相关政策，基础设施建设和应用场景快速拓展。据中国民航局预测，2025年我国低空经济市场规模将达1.5万亿元，到2035年有望突破3.5万亿元。

低空经济正加速走进大众视野。无人机物流、电动垂直起降飞行器（eVTOL）、巡检无人机等场景商业化进程提速。仅eVTOL领域，摩根士丹利预测，到2040年全球市场规模将达1万亿美元，带动芯片需求达千亿级别。

当天空成为新的经济疆域，半导体技术正悄然重构低空产业的底层逻辑。从北斗芯片的高精度定位，到碳化硅模块的高能效转换，一场围绕“制空权”的芯片竞赛已然拉开序幕。

一、低空飞行器的“芯”脏版图

低空经济的蓬勃发展，依托于无人机等飞行器的广泛应用，而其核心——芯片，则是实现高效、安全运行的关键。一架典型无人机需十余类芯片协同运作，主要涵盖通信、感知、控制、能源四大系统。

1.飞控与智能处理芯片：飞行器的“大脑”

国产飞控SoC在全链路自主化方面取得了突破。以羲岳天工为例，其推出的100%国产化飞控系统，其采用分层式双核主从协同架构（控制核+任务核），支持边缘计算与视觉处理，满足军民用高可靠需求。西安航空学院主导研发的国内首款全国产化飞控机完成首飞，标志着国产飞控机正式进入应用开发阶段，为低空飞行器的自主可控提供了坚实保障。

在处理传感器融合、路径规划等任务的高性能计算芯片领域，国产方案同样表现出色。针对L3级以上自动驾驶飞行器所需匹配的50TOPS+算力的AI芯片，寒武纪、地平线等国产方案正在加速渗透。

值得注意的是，部分车规级SoC（如黑芝麻A1000）经改造可适配飞行器，这种技术迁移策略使得分销商能够复用现有车用芯片渠道，响应市场需求变化。

2.导航定位芯片：精准飞行的“指南针”

北斗高精度芯片已经成为低空经济的标配。泰斗微电子推出的TD3050芯片，作为一款完全自主知识产权的北斗三短报文通讯射频基带一体化芯片，其授时误差小于5纳秒，并且支持复杂城市峡谷环境定位。凭借技术创新，泰斗微电子的单北斗三频芯片正在成为低空经济发展的关键使能技术。

现代低空飞行器普遍采用GNSS（北斗/GPS）、IMU（惯性测量单元）和RTK（实时差分定位）的多模融合定位系统，通过互补优势实现连续高精度定位。抗干扰能力成为系统性能的核心指标，多模融合系统可在强电磁干扰下自动切换最优信号源，保持厘米级定位精度。

3.MEMS传感器：姿态控制的“神经末梢”

低空经济迅猛发展带动导航级MEMS器件需求激增。在高精度MEMS陀螺仪/加速度计领域，芯动联科作为国内高性能MEMS惯性传感器龙头企业，已构建从芯片设计、工艺开发到封装测试的完整技术闭环，其第三代MEMS陀螺仪零偏稳定性达0.01°/h，接近霍尼韦尔顶级产品水平，而成本优势达30%。其加速度计单片三轴集成技术实现微重力级精度，适配人形机器人、eVTOL等高端场景。

通过多MEMS传感器数据融合，系统可构建精确三维姿态模型，为飞控提供实时反馈。高性能MEMS传感器在极端温度、振动和冲击条件下仍稳定运行，是保障低空飞行安全的关键。

4.功率半导体：电动化的“心脏起搏器”

SiC MOSFET采用绝缘单芯片封装技术，通过高开关效率提高驱动转换器的整体效率，同时最大限度地减少系统所需的空间，成为eVTOL电驱系统首选。国产碳化硅模块也取得技术突破，以BASiC基本股份的B3M系列为例，其采用第三代芯片技术，比导通电阻再降20%，芯片面积缩减30%，FOM（品质因数）优化5%，性能接近国际头部企业水平，在eVTOL领域实现国产替代。

SiC材料特有的宽禁带特性使其在高温、高压环境下仍能保持优异性能，显著提升了电动飞行器的能量利用效率和续航能力。随着8英寸SiC衬底量产技术的成熟，国产功率半导体有望在低空经济领域发挥更加重要的作用。

二、反向赋能：低空需求驱动半导体材料革新

低空经济对半导体材料的耐候性和可靠性提出了前所未有的要求，这直接推动了第三代半导体材料的快速发展和应用。

碳化硅（SiC）已成为eVTOL电驱系统的标准方案。2025年被行业视为SiC全面替代IGBT的元年，其技术优势在高频、高温、高压场景下尤为突出。SiC MOSFET的开关频率可达数十至数百kHz，开关损耗比IGBT降低70%～80%，在50kW高频电源中，SiC模块总损耗仅为IGBT的21%。国产企业如三安光电已实现8英寸SiC芯片量产，湖南基地6英寸晶圆月产能达1.6万片，8英寸衬底月产能为1000片。

耐高温MEMS器件则采用硅锗（SiGe）封装技术，工作温度范围扩展至-40℃~200℃。SiGe HBT器件通过锗硅合金基区禁带宽度调节，显著提升了器件的特征频率和电流增益特性。这种封装技术已应用于航空电子领域，如恩智浦的射频解决方案就采用了SiGe技术，为5G射频基础设施和航空与国防应用提供支持。SiGe整流器结合了肖特基整流器的高效性和快速恢复二极管的稳定性，成为高温环境下的理想选择。

随着8英寸SiC衬底量产技术的成熟，SiGe与SiC的集成方案或将成为下一代高温MEMS器件的关键技术路径。

三、国产化挑战

尽管我国低空经济领域技术突破显著，但在关键环节仍存在多个瓶颈。

1.高端芯片依存度超70%

当前，我国在高端芯片领域的对外依存度仍然较高，部分关键元器件进口依赖程度超过70%。其中包括高算力FPGA（如Xilinx UltraScale+系列）和毫米波雷达芯片等核心部件，国产化率普遍不足30%。同时，据2024年海关总署数据——中国进口芯片单价5.1元/块，出口3.9元/块，贸易逆差1.65万亿元。高端芯片的加快技术攻关和国产替代刻不容缓、至关重要。

2.航空认证滞后

国产碳化硅（SiC）功率模块在航空认证方面仍存在明显滞后，尚未取得如DO-254等必需的航空级认证。这一瓶颈导致许多eVTOL制造商为满足适航与安全性要求，仍不得不选用Wolfspeed等进口模块，限制了本土供应链的自主化进程。

3.成本平衡难题待解

全国产飞控系统成本较进口方案高20%～30%，主因研发投入大、生产规模小。飞控系统约占eVTOL总成本的20%～30%，其中硬件（处理器、传感器等）和研发成本占主导。降低成本需依靠规模效应：一方面通过工信部“低空智联”专项扶持政策，优先布局获政府基金注资的企业；另一方面推动车规级芯片改造复用，利用现有车用渠道摊薄研发成本。

四、抢占“低空芯片”窗口期的关键三步

低空经济不仅是飞行器的革命，更是中国半导体供应链实现跃升的历史性机遇。

1.场景化选品：锚定高价值赛

可以重点聚焦导航芯片、SiC模块、MEMS IMU三类高增长、高附加值的核心元器件。这些产品技术壁垒高、需求明确，与物流无人机、eVTOL等主流机型的关键需求高度匹配。通过精准对接应用场景，可快速切入供应链，提升国产部件市占率，并推动整个产业生态的成熟与自主可控。

2.国产化替代：分阶突破技术壁垒

系统构建从“车规—工规—航空”级芯片的渐进式替代路径。优先选用通过功能安全认证的国产芯片方案，既可降低供应链风险，也能加快技术落地与应用迭代。该路径依托现有工业与汽车电子基础，逐步拓展至更高可靠性要求的航空领域，有助于在保障安全的前提下实现关键芯片的自主可控与产业升级。

3.生态化合作：构建开源协作网络

积极构建生态化合作体系，终端厂商可参与飞控、导航等关键系统的开源社区（如国产飞控开源计划）。通过开放协作、资源共享与能力互补，有效降低技术迁移和研发成本，加速国产技术迭代与应用成熟，形成良性循环的产业生态，提升整体供应链的竞争力和抗风险能力。

低空芯片的未来将围绕场景适配、国产替代、生态协同三大主线发展，技术突破与政策支持将共同推动产业从示范走向规模化商用。

技术变革的本质是供应链的重构。当低空经济叩开万亿市场的大门，那些在碳化硅晶圆上刻下代码、在MEMS传感器中校准姿态、在北斗信号里锚定坐标的中国芯片企业——正与他们的供应链伙伴携手，共同定义天空的新秩序。

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