26特色园区跟踪调研｜中期成果⑤航空航天如何赋能上海制造
【编者按】
2020年，上海集中推出26个面积在3至5平方公里的特色产业园区，定位“小而美”，瞄准科技前沿和产业高端，聚焦集成电路、人工智能、生物医药、航空航天、新材料、智能制造等六大关键领域核心环节，全力打造产业发展新高地。上海作为中国重要的节点城市，是长三角地区的枢纽，同时还是中国对外开放的窗口，在当前复杂国际形势背景下，上海的制造业产业链梳理、再造和升级，非常关键。
澎湃新闻·智库报告推出“科技城”系列第一季，追踪调研上海26个特色园区，探寻上海产业创新升级的可能路径。
航空航天产业是中国综合国力的标志之一，其产业内容涵盖航空工程、航空制造、航空运输、航空服务等多个领域。作为经济社会效益竞争的焦点之一，航空航天产业发展不仅能够体现国家利益，而且是加强和巩固国防的重要基础，对于国家安全与发展具有举足轻重的地位。放眼未来，“航空强国”应该包含两方面的涵义：一方面，航空业本身要成为与美欧同台竞技的强者；另一方面，要以航空而强国，把航空业的扩张和发展作为现代化强国建设的引擎或强大推动力。随着C919大型客机成功首飞、ARJ21新支线飞机示范运营，上海初步建立了以大型客机和民用航空发动机、新支线飞机量产为代表的民用航空产业体系。“十四五”时期，上海推动航空航天产业发展，构筑“上海制造”战略优势，既体现出上海在全国发展中的使命担当,也凸显了上海的国际视野与理想抱负。
一、 世界航空航天产业发展新趋势
（一）航空航天产业进入提速期，欧美国家领先优势明显
从行业年均增速及市场潜力释放规模来看，现阶段世界航空航天产业已进入了提速期。根据摩根士丹利预测，全球航空航天制造业的规模将从2016年的3500亿美元增长至2040年的超过1.1万亿美元，年增速10%以上。全球各国行业增加值占比来看，美国仍占主导地位，约占全球的49%，其次是英国约占8%。中国得益于近年来政府的高度支持，超越德国和英国，全球市占份额位列第三，约为7%（图1）。
图1 2018年全球航空航天产业份额占比情况。资料来源：中国报告网整理
在全球航空航天产业规模的行业占比中，飞机制造业占比最高约为54%，其次是关于航空航天产业维修升级服务约占比27%，卫星和空间占比7%，导弹和无人机占比约为5%（图2）。近年来，神舟飞船上天、“嫦娥登月”计划、国产大飞机试飞、北斗卫星的发展、歼20服役等等事件发生，中国无论从政策上还是资金上，都在向全面提升航空航天重点行业份额占比和产业国际竞争力目标迈进。
图2 2018年全球航空航天产业分行业规模占比。资料来源：中国报告网整理
（二）疫情冲击导致供应链风险加剧，关键环节自主可控成为各国关注点
受到新冠疫情冲击,航空航天产业供应链风险不断加剧，疫情的暴发在全球形成了十分明显的航空航天产业链“闭关自守”的倾向。欧美各国出于产业链上游企业供应链自主可控的考虑，通过经济救助、政府补贴等一系列措施，逐步收回原先分包给跨越国境的不同企业的生产工序和环节，将其收缩至国内或区域内部进行生产。波音和空客为代表的处于航空产业链上游的飞机制造商和供应商，利用寡头地位不断从政府获得经济援助、从金融机构获得商业贷款。例如，美国通过2万亿美元经济救助计划，其中包括向航空类头部企业提供250亿美元直接经济援助，以及250亿美元的贷款担保。
图3 航空航天产业链
疫情催化下, 在加强“主制造商-供应商”产业链建设过程中，航天航空制造业产业链的核心层（图3）成为各国发力的关键领域。具体而言，航空航天产业链核心层主要包括直接和航空业独特资源有关的环节，是航空业独立存在的基础，包括发动机制造、机载系统制造、材料研制、机身建造和组装等领域。航空航天产业链关联层对核心环节起到支撑作用，主要是指航空产业中的专业服务业，如租赁、金融、贸易、物流、维修、咨询、培训、法律等；航空航天产业链扩展层，依托前两类产业引发的产业，如相关的展览、旅游、房地产、零售等商业服务产业。在此背景下，中国航空航天产业链需要科学布局，不断扩大核心层本土化供应比例，迈出选择性自给自足的坚实步伐。
（三）数字新型基础设施建设加速推进，卫星通信行业潜力巨大
数字新型基础设施成为未来航空航天产业发展的重要基础条件和保障措施，世界各国均高度重视，已经在5G基础设施、天基互联网等重点领域展开布局。在天基互联网方面，美国Space X公司于2015年率先提出了星链计划，表示旨在为整个地球全天候提供高速卫星互联网服务，预计在9 年内向太空轨道发射约1.2万颗通信卫星。Facebook公司自2018年开始着手筹划雅典娜卫星项目，旨在通过毫米波无线电信号向地面提供互联网接入。根据《2017-2021年中国卫星产业深度分析及发展规划咨询建议报告》显示，未来10年全球卫星及应用产业发展潜力巨大。2015-2024年全球将制造发射1400颗卫星，在卫星制造和发射上将会产生2550亿美元收入。随着中国加快对现有卫星资源的开发和利用，卫星导航与卫星通信、遥感、高分等卫星资源与行业和大众应用的融合发展将具有广阔的前景和巨大的市场。
二、 上海高质量发展航空航天产业优势与挑战
（一）国内领先的航空航天材料与设计、工艺与装备、工程与服务技术行业资源与功能性平台集聚优势
目前，上海航空产业已经形成了以浦东新区为主的“2+X”空间格局，其中浦东新区的张江高科技园以飞机研发设计为主，祝桥的大飞机产业基地以飞机总装为主，临港地区以发动机制造为主（图4）。在航空航天材料方面，位于上海的中国宝武钢铁集团作为全球钢铁技术引领者，一直致力于航天航空新材料的研发及应用，为国家重大装备材料方面实现很多重大突破。在工艺与装备方面，上海已集聚了飞机核心零部件制造15家企业，从各企业功能布局来看，已形成从飞机研发设计到维修服务完整的产业链。在工程与服务技术行业资源与功能性平台集聚优势方面，现阶段上海已集聚民航华东管理局、民航华东空管局、上海机场（集团）有限公司、中国航油集团华东分公司、航空仲裁法庭等重点功能性机构，以及飞机设计、航空运输、航空维修、航空物流、通用航空等航空服务产业链，航空服务业企业达218户，航空服务业产业集群效应明显。根据《上海虹桥临空经济示范区发展规划（2018—2030年）》，上海重点航空服务业企业增加值年均增速将达到8%左右，上海重点临空服务业企业主营业务收入年均增幅将保持在10%左右，全球航空企业总部集聚效应不断显现，高端服务业发展环境持续优化。
图4 上海航空产业规划图 资料来源： 上海市产业地图官网
（二）依托中国商飞大飞机项目引领和科技创新中心“上海制造”形成战略优势
中国商飞集团从2008年5月11日在上海成立，到2017年国产大飞机C919上海首飞，同时实施国家大型飞机重大专项中大型客机项目，统筹干线飞机和支线飞机发展，用近10年时间串起了一条完整的民用飞机制造产业链。上海科创中心建设的优势也体现在航空航天产业。从高等院校来看，上海有四所高校院系开设了与航空产业相关专业，分别是复旦大学航空航天系、同济大学航空航天与力学学院、上海工程技术大学航空运输学院以及上海交通大学航空航天学院。从科研院所来看，有5家科研所，分别是上海航空测控技术研究所、上海飞机设计研究院、中国航空研究院上海分院、中国航空无线电电子研究所和民用航空发动机测试验证中心（图5）。从功能平台来看，上海集聚了5家平台，分别是国家商用飞机产业计量测试中心、国家商用飞机制造工程技术研究中心、民用飞机模拟飞行国家中实验室、民用飞机工业设计中心和ELEMENT民用航空先进检测技术实验室。打破常规产学研合作模式，整合开发这些创新资源，将不断提升上海航空航天产业人才吸引力，进一步集聚国内外航空航天产业创新资源能力，为“上海制造”形成战略优势提供巨大动力支撑。
图5 上海航空航天科研院所分布图 资料来源： 上海市产业地图官网
（三）初步形成了北斗卫星导航应用覆盖全产业链产品形态和较为完整的产业体系
近年来，上海把北斗产业作为推动经济发展的战略新兴产业新动能、新支柱，多方施策，推动北斗产业聚集发展，出台了《上海市推进战略性新兴产业“卫星导航”专项工程实施方案》，同时设立战略性新兴产业专项资金，从产业基础设施建设、关键共性技术攻关和推进重点行业应用等几个方面推动上海北斗产业发展。
在上海卫星导航与位置服务产业布局中，杨浦区的湾谷北斗高精度产业园以高精度位置服务为主，青浦区的中国北斗产业技术创新西虹桥基地以北斗导航、卫星应用为主（图6）。闵行区闵行卫星导航应用产业园以空间信息产业为主，嘉定区的司南北斗高新技术产业园则以高精度北斗/GNSS板卡、北斗高精度应用模块研发为主。在目前已经落户上海的170多家创新企业中，位于北斗导航和位置服务产业链上游的北斗芯片、天线、高精度板卡等方面，聚集了以海积、金赞、华测等为代表的具有业内领先水平的企业；在基础数据和数据服务方面，聚集了以图聚、度势等为代表的具有技术创新优势的企业；在中游终端集成环节，聚集了包括华测、普适、势航等十多家具有极强竞争力的企业；在下游运营服务环节，势航、博冕、美迪索科、爱喜等多家企业已成为具有领先地位的位置服务和车联网服务运营商。同时，一批“北斗+”跨界融合类企业集聚上海，不断促进技术领域间的跨界融合创新，如诺力、寰鹰等“北斗+”智能无人系统的相关企业。现阶段，上海的北斗卫星导航产业已经成为一个完整、特征鲜明、运行机制有效、优势明显的产业链分工的科技创新集群。
图6 上海卫星导航与位置服务产业规划图 资料来源： 上海市产业地图官网
（四）大飞机产业仍处于全球价值链不利位置，面临关键部件制造能力不足挑战
国外大型航空制造企业凭借其先进的技术积累和雄厚的资金实力，在全球产业价值链的高附加值环节，保持着垄断治理者的地位，成为全球大型商用飞机产业的技术领先者和创新驱动者。国内参与大型商用飞机研制相关企业，由于核心技术和系统研发能力不足，暂时无法攀升到全球产业价值链的高端环节，只能处于价值链的低端，负责一些一般零部件制造。大型商用飞机各主要部件在全球的分配如表1所示，现阶段中国只能负责较少的重要部件和价值量较低的一般零部件生产。
表1 大飞机各部件在全球价值分配
（五）航空航天制造仍要面对关键技术薄弱、品牌影响力不强挑战
现阶段，上海航空航天制造仍然以“躯干制造”为主，对于航空航天产业链各环节的技术和管理水平等方面与国外还存在一定的差距。发动机、机载设备和新型复合材料等关键核心技术短期内难以达到国际先进水平，会导致产业链低端锁定。另外，中国适航审定能力依旧薄弱，短期还无法得到国际上的完全认可。与此同时，由于中国大型商用飞机项目起步较晚，其承载主体中国商飞公司也才刚刚成立没多久，尚未形成自主品牌。国外大型商用飞机品牌成功经验表明，自主品牌形成要经历日积月累。中国大飞机自主品牌建设将任重道远。
（六）航空航天研发领域仍面临“产学研”创新协同脱节、效率不高挑战
现阶段，央企、国企、高校在对接上的体制机制仍然不通畅，存在共担风险、共享收益利益分配机制不健全等问题，导致上海航空航天制造领域产学研协同创新动力不足，创新网络联系度不高。主要表现为，一方面，大学和科研机构技术创新和创新成果转化的渠道不够畅通；另一方面，军民融合方面，虽然上海有大量优秀的军工研究所，但是由于缺乏体制联结整合等问题形成了“民参军”“军转民”的壁垒，协同创新效果欠佳。
三、 三大特色园区将成上海航空航天强链、补链重要抓手
随着“临港新片区大飞机园一谷一园”项目开工，临港新片区大飞机园、北斗西虹桥基地、华东无人机基地相继获得航空航天产业特色园区授牌，三大特色园区分别围绕打造大飞机“工业皇冠”之谷，建成全球具有影响力的无人机产业创新示范区，以及建设具有全球影响力的北斗导航位置服务科技创新中心，为上海航空航天产业高质量发展进行补链和强链。
表2 上海航空航天特色园区
（一）临港新片区大飞机产业园，聚力打造大飞机总装和关键设备和零部件、关键技术、关键材料研发国际新高地
截至2018年底，中国航空产业园数量为84家。从目前中国航空产业园区建设现状来看，大致可以将航空产业园区分为三类，分别是采用“核心基地+生产区”模式的以航空制造业为主导的制造型园区；采用“核心基地+服务区”模式的以航空服务业为主导的服务型园区和以“核心基地+生产区+服务区”模式的综合型园区。
表3 中国航空产业园区按模式及主导产业分类
资料来源：前瞻产业研究院整理
临港新片区大飞机产业园将聚焦大飞机总装环节，致力于打造综合型园区，占据国际航空产业链“五新”制高点。
一是打造国际航空产业集聚新高地，吸引以航空产业为核心的新兴产业内一系列上下游国际性企业，汇聚全球航空产业相关数据资源，接轨、制定国际航空产业相关的规则、标准。
二是打造国际航空科技创新的新策源地，以中国商飞打造主制造商与供应商紧密协同的大飞机“一谷一园”为载体，吸引全球航空产业的各类重点实验室、工程技术研究中心、院士专家工作站，推动企业打破一批卡脖子的关键核心技术，形成产学研深度融合的国际协同创新体系。
三是打造国际高端航空产业引领前沿的新集聚地，发展一批具有国际竞争力的世界级航空研发、制造标杆企业，集聚世界水平的科学家、科技领军人才、工程师，高水平的投资贸易金融和创新创业等国际优秀人才，推动云计算、大数据、物联网、移动互联、人工智能、5G等技术在航空产业的深度应用。
四是打造国际航空复材全要素的新基地，导入一批具有大型复材部段研发和生产能力的企业入驻，布局复材上下游供应链，培育具有潜力的国内复材工装供应商，建设结构件生产平台、供应链支持平台、支撑保障平台，形成全流程、全要素的产业链。
五是打造国际开放型航空服务体系的新示范地，围绕“人、货、机”，构建新型国际航空专业服务与商业服务体系，推动出行、物流、贸易、金融、培训等领域更高水平地开展跨境服务业务。
（二）华东无人机基地，立足于提升无人机整机研发、复合材料、飞行控制软件等关键产业环节掌控力
一是利用独特的园区品牌集聚研发环节头部企业。在民航华东管理局参与下，成为首个由政府主导并正式允许无人机开展多场景测试、应用的基地。基地集聚了无人机整机研发、碳纤维复合材料、飞行控制软件等研发制造类企业共16家，保障签约飞行单位63家，代表企业有中国商飞创新工作室、峰飞航空、凯之路复合材料、哈瓦航空、iUnify。
二是利用功能平台集聚优势打造无人机产业的服务链。基地已经建成飞行服务中心、研发制造基地、展示交易中心、培训教育中心、低空智能研究院、适航技术研究中心等公共平台。同时基地也入驻了一批专注于无人机飞手培训的平台服务型企业，为上海市乃至华东地区提供专业执照培训、无人机表演服务等。上海优伟斯智能系统有限公司研发的U650，载重约200公斤，目前已经为中国邮政提供岛屿航线试飞服务；东庭自动化技术有限公司研发的无人机自动起降平台、农林植保无人机以及猎骑兵系列无人机涵盖导航控制、红外线图像处理等功能服务。
三是充分利用市区无人机政策，打造政策高地。围绕金山区扶持无人机产业发展“十八条”，从金融、人才、产业生态、配套服务等五个方面出发，包括设立5亿元专项资金全力推动无人机产业快速发展，力争在3年内形成百亿产业规模，打造世界级“天空之城”。
（三）北斗西虹桥基地园区，发力高精度导航位置服务技术等关键技术，以及行业应用类、大众应用类终端产品
一是发挥产业链集聚优势。按照产业化科学部署，北斗西虹桥园区通过打造招商宣传平台、运营服务平台、企业服务平台、孵化服务平台、技术支持平台和投融资服务平台，目前已经集聚了大批北斗产业链各个环节的企业，如：专注于北斗高精度测绘领域的华测公司位于中游，生产天线和高精度板卡的海积公司、研制芯片的北伽公司位于上游，开发学生定位机、老人手机并提供服务的美迪索科和位盟公司位于下游，还有在无线室内定位、搜索救援及安防、智能扫地机器人等领域具拥有尖端技术的博冕、瀚界、物景等企业，形成了集聚效应并且共同发展。
二是发挥关键技术创新平台优势。园区成立伊始就规划建立了“导航与位置服务技术融合创新联合实验室”（以下简称“联合实验室”），引导园区企业与高校联合开发前沿技术产品，“产学研”一体化发展，因此联合实验室引入了上海交通大学导航与位置服务重点实验室、武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室研究中心、与国防科技大学超算研究院等重点研发机构，将这些研发机构的科技服务延伸至北斗西虹桥园区，围绕产业链瓶颈技术，提供前沿设施与体验服务。
三是致力于开发行业应用类、大众应用类终端产品。园区重点布局通导一体化芯片，打造位置物联网核心能力，布局北斗高精度大众化应用，形成“上海北斗”品牌。
四、上海高质量发展航空航天产业的主要对策
“十四五”时期，为支撑上海具有全球影响力的科技创新中心建设，贯彻落实制造强国战略，进一步完善上海航空制造产业链体系，构筑“上海航天制造”的战略优势，上海亟待在航空航天装备与服务、无人机产业链技术创新链和卫星应用与位置服务方面发力。
（一）聚力提升航空航天装备与服务
依托特色园区建设，推进ARJ21-700新支线客机产业化、规模化、系列化发展；加快C919大型客机研制、生产、适航和交付；推进机载设备及系统研制，构建关键零部件、航空材料配套体系；突破商用航空发动机研制关键技术；发展通用航空产业，提升飞行控制地面保障设施能级，布局无人机产业链；发展新一代运载火箭、应用卫星平台、载人航天、探月工程和空间安全与维护等领域的研发制造；提高核心元器件和关键基础材料自主保障能力；促进航天技术转化和空间技术应用，推动以智慧能源、智能装备为重点的航天技术应用和相关服务业发展。
（二）积极布局无人机产业链技术创新链
依托特色园区建设，以无人机产业整机生产落地和发展为牵引，吸引上下游企业，整合国内外优势资源，集聚无人机产业链上下游企业，形成产业生态链的集聚。以智能感知导航与飞行控制深度融合为突破口，以智能无人机技术研究为抓手，形成产业技术核心竞争力；依托政府支撑环境，建立具有国际影响力的测试评估试验场和完善的培训配套服务，占领无人机行业标准高地。
（三）不断完善卫星应用与位置服务
依托特色园区建设，积极发展卫星遥感、通信、导航等时空协调系统，突破以高精度、高动态、高可靠为重点的核心模组技术，推进北斗卫星导航与移动通信、物联网和遥感等广泛融合；创新商业和服务模式，促进卫星导航在智慧城市和社会服务等方面的多元化应用，推动以位置服务为核心的大众应用规模化发展。
（四）加大军民融合及商业化力度
依托特色园区建设，聚焦航空航天的研发制造领域和航空航天的技术服务领域的军民融合发展，特别是在技术转化、商业运行、市场推广方面。推进装备融通、标准融通、人员资质融通等，降低军民航的切换成本，增强航空航天产业对区域经济技术辐射、提升产业和经济拉动作用。
[本文执笔人：姜乾之、李元亨，课题负责人：张俊、李显波，课题统筹协调：田春玲，课题组成员：张云伟、柴宗盛、王琳杰、姜乾之、崔园园、戴跃华、张靓。感谢上海市经信委、上海市开发区协会和礼森（中国）产业园区智库对本次调研的帮助]
海报设计：尹惠璇