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近期,北京明确提出在700-800公里晨昏轨道建设运营超千兆瓦(GW)功率的集中式大型太空数据中心系统,这一规划不仅勾勒出天地一体化算力网络的未来蓝图,更带动了卫星制造、核心芯片、能源散热、通信传输等全产业链的协同发展。
当数据中心从地面升向太空,人类算力网络正迎来跨维度突破。
规划逻辑拆解:三阶段构建太空算力枢纽
北京太空数据中心规划以技术突破-星座建设-规模组网为核心逻辑,分三步实现太空算力规模化运营:
1.技术攻坚期(2025-2027年):聚焦能源供给、极端环境散热等核心痛点,完成试验星迭代研制,搭建一期算力星座基础框架;
2.成本优化期(2028-2030年):突破在轨组装建造关键技术,降低太空设施建设与运营成本,推进二期算力星座扩容;
3.规模组网期(2031-2035年):实现卫星批量生产与组网发射,通过在轨对接建成全球覆盖的大规模太空数据中心。
整个系统由空间算力、中继传输、地面管控三大分系统构成,形成太空算力生成-天地数据传输-地面精准管控的闭环体系,其技术难度与产业带动效应均处于全球领先水平。
认识天空算力及其投资逻辑
理解这个领域,可以从它的核心优势和产业链构成来看:
为什么要把算力送上天?太空拥有近乎无限的太阳能,可以提供清洁、持续的能源。同时,太空接近绝对零度的超低温真空环境,是天然的"超级冰箱",能极大地降低数据中心的散热成本和能耗。此外,将算力部署在卫星上,可以实现数据的"在轨实时处理",省去海量数据传回地面的步骤,效率更高。
太空算力具备能源、散热优势
太空算力是一种将数据中心和计算能力部署到太空轨道的技术,通过卫星及其搭载的计算硬件进行在轨数据处理。其利用星间高速激光通信实现数据传输和实时处理,并将结果传回地球。
随着星际之门等大型项目计划的宣布以及CSP各厂商资本开支的持续上修,爆发式增长的算力需求已成为确定性趋势,但电力生产、输送和冷却需求一直是布局大型AI数据中心的主要制约因素。
太空中独特的永续太阳能与真空环境等,理论上能使太空算力具备地面算力所没有的能源、散热优势。
在此前的美沙投资论坛中,马斯克大胆预言:五年内,太空中的AI计算会比地面便宜。他认为,这主要得益于太空中免费的太阳能和相对容易实现的冷却技术,在太空中,你可以利用持续的太阳能,实际上你不需要电池,因为太空永远阳光充足,而且太阳能电池板实际上会更便宜,因为你不需要玻璃或框架,冷却也只是辐射冷却。
谷歌、亚马逊、英伟达也看好
本月早些时候,谷歌提出捕日者(Suncatcher)项目的构想,拟在2027年初发射两颗搭载Trillium代TPU的原型卫星,将AI算力直接部署到太空。
另外,亚马逊公司创始人杰夫•贝索斯、以及谷歌母公司Alphabet的首席执行官桑达尔•皮查伊都详细阐述了在太空轨道上建设数据中心的计划。贝索斯预测,未来10到20年内人类将能够在太空建造千兆瓦级数据中心。
海内外已有太空算力项目部署,英伟达也参与其中。如美国初创公司StarCloud计划在太空中建设首个千兆瓦级别数据中心,用于在轨AI计算,这一项目获得英伟达初创加速计划支持;加拿大光伏、储能公司PowerBank与新加坡航空航天公司Orbit AI将在12月发射一颗名为DeStarlink Genesis-1的卫星,验证在低地球轨道上部署英伟达算力芯片。
国内,我国首个整轨互联太空计算卫星星座已正式进入组网阶段,这也是中国三体计算星座的首次发射,该星座由之江实验室牵头;北京星空院轨道辰光完成首轮融资,核心任务是在地球晨昏轨道发射部署算力卫星,组成太空数据中心;中国ADA Space与浙江Lab合作推出的三体计算星座已发射首批12颗AI卫星;国星宇航早在2024年11月启动星算计划,并于2025年5月成功发射全球首个太空计算星座,在轨集群算力达5POPS。
可复用火箭成助推器
巨头在当下时点力推算力上天,与航天业发展密不可分。可复用火箭技术的进步极大降低了火箭发射成本,将太空算力建设从经济上不可行变为商业上可计算。
一个大型数据中心不可能一次建成,需要像搭积木一样,通过多次发射,将各个模块(计算单元、能源系统、冷却装置等)送入太空再组装。
以往发射一颗卫星的成本动辄数亿甚至数十亿美元,将重达数吨的数据中心模块送入轨道,其发射成本本身会让整个项目毫无经济性可言,随着SpaceX等公司通过火箭回收技术将发射成本降低了数十倍,投资者和公司认真评估太空数据中心的长期收益是否能够覆盖其总成本。
对于各国而言,若太空算力跑通,太空轨道即算力矿区,芯片竞争将进一步升级为轨道资源竞争。
不过,理想很美好,太空算力前方依然障碍重重。
技术上,数据传输和芯片抗辐射能力依然面临考验,单颗卫星每天产生TB级数据,但受限于地面站分布和频谱带宽,实际能回传的数据量往往不足10%。
即使在地球同步轨道上,建造大型人工智能数据中心也面临着严峻的挑战:兆瓦级GPU集群需要巨大的散热翼,才能仅通过红外辐射散热。这意味着每个吉瓦级系统都需要数万平方米的可展开结构,远远超过迄今为止任何飞行器所能达到的水平。
另外,轨道碎片、监管审批和国际空间政策都构成风险。
太空算力产业链主要分为上游、中游、下游三个环节,以下是详细梳理:
一、上游:核心硬件与基础设施
卫星制造企业:中国卫星、航天五院、银河航天、国星宇航等。作用:设计、制造卫星平台,提供承载算力的物理基础,包括轻量化结构、热控系统、姿控系统等,支持卫星在轨稳定运行。核心元器件企业:复旦微电、紫光国微、臻镭科技、铖昌科技等。作用:提供抗辐照芯片、FPGA、射频组件等关键元器件,保障卫星在轨计算的可靠性与性能,适应太空辐射环境。关键材料企业:光威复材、宝钛股份等。作用:提供砷化镓晶片、复合材料等,用于卫星轻量化设计与抗极端环境性能提升。发射服务企业:蓝箭航天、星河动力、航天科技集团等。作用:提供火箭发射服务,将卫星送入预定轨道,成本下降是推动太空算力规模化的关键因素。星间/星地通信模块企业:光迅科技、烽火通信、氦星光联等。作用:提供激光通信终端、微波通信设备,实现卫星间及星地间高速数据传输,构建天地一体化通信网络。二、中游:星座运营与算力调度
星座研制与组网企业:国星宇航、之江实验室、航天科工等。作用:规划卫星星座布局,完成卫星组网,实现全球覆盖与协同计算,如星算计划三体计算星座等项目。在轨运控与管理企业:航天驭星、天链测控、软通动力等。作用:负责卫星在轨状态监测、故障处理、轨道调整等,保障星座稳定运行。算力调度平台企业:普天科技、之江实验室等。作用:实现跨星任务调度、算力资源分配、数据分片处理,优化算力使用效率,类似太空操作系统。数据处理与边缘计算企业:中科星图、航天宏图等。作用:在轨进行数据预处理、特征提取、模型推理,减少数据回传量,提升应用效率。三、下游:应用场景与商业服务
通信与移动联网企业:中国电信、中国移动、北斗星通等。应用:为航空、航海、铁路等移动场景提供低时延、高带宽通信服务,支持实时数据传输与本地推理。遥感与智能监测企业:长光卫星、中科星图等。应用:对地球表面进行高分辨率观测,实现农业监测、环境评估、灾害预警等,提升数据处理效率。应急与安全企业:航天宏图、星图测控等。应用:在灾害发生时提供实时影像处理、应急通信支持,辅助救援决策。企业跨域算力调度企业:阿里云、华为云等。应用:为企业提供跨区域、跨境的算力同步与数据分发服务,降低时延,支持全球化业务。终端设备与服务企业:海格通信、通宇通讯等。应用:研发卫星通信终端、手持直连设备,推动太空算力向C端普及。以上产业链环节相互协作,共同构成太空算力从硬件制造到应用服务的完整生态,未来随着技术成熟与商业化推进,太空算力将在更多领域发挥价值。
产业链全景扫描:26家上市公司业务布局梳理
太空算力的实现需要全产业链协同突破,以下梳理的上市公司均在相关细分领域布局了适配技术或产品,仅为产业信息整理,不涉及投资价值判断:
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一、卫星制造与组网核心环节
中国卫星(600118):业务覆盖小卫星研制、星载系统供应,参与国家级算力星座平台研发与组网任务,具备卫星批量生产能力;
上海瀚讯(300762):作为千帆星座通信分系统供应商,承研G60星座载荷通信设备,提供卫星通信载荷与信关站解决方案;
天银机电(300342):控股子公司天银星际实现星敏感器批量化生产,产品应用于550余颗卫星,为卫星姿态控制提供核心支持;
航天环宇(688523):专注卫星结构与热控系统,优化算力卫星在轨稳定性与极端环境散热效率,是卫星核心结构部件供应商。
二、核心芯片与算力硬件支撑
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寒武纪(688256):定制开发MLU370-X8星载AI芯片,通过航天级辐射测试,适配太空高算力、低功耗需求;
复旦微电(688385):国内唯一量产抗辐射FPGA的企业,产品应用于算力星座核心控制模块,保障太空高辐射环境下的稳定运行;
臻镭科技(688270):卫星互联网核心芯片供应商,产品覆盖主要星座计划,为算力卫星提供高可靠性元器件;
铖昌科技(001270):全球少数量产星载相控阵T/R芯片的企业,在低轨卫星芯片领域市占率超80%,技术壁垒显著;
欧比特(300053):自主研发玉龙系列嵌入式芯片,算力与功耗适配航天电子设备需求,已应用于多颗遥感卫星;
景嘉微(300474):国产GPU研发企业,产品适配卫星显控系统与雷达信号处理,为太空算力提供图形处理支持。
三、中继传输与通信链路保障
中国卫通(601698):运营18颗商用通信卫星,构建全球卫星通信网络,为天地算力数据传输提供中继服务;
光迅科技(002281):全球唯二量产100Gbps星间激光通信模块的企业,为星座高速互联提供核心设备支持;
普天科技(002544):深度参与三体计算星座建设,在星间星地链路、卫星载荷、地面站建设等环节提供技术支撑;
海格通信(002465):卫星通信终端领域龙头,参与卫星互联网地面站建设,手机直连卫星模组进入主流终端供应链;
通宇通讯(002792):形成星-地-端全链条布局,Ka/Ku双频段相控阵天线已小批量应用于低轨卫星。
四、能源供给与散热技术突破
宁德时代(300750):研发太空专用固态锂电池,能量密度达500Wh/kg,通过航天级认证,为算力卫星提供长续航能源支持;
亿纬锂能(300014):与科研机构合作开发卫星用微型核电池,寿命超10年,突破传统电池续航限制;
乾照光电(300102):航天级太阳能电池板市占率领先,转换效率达28%,为G60等商业星座提供稳定在轨供电;
英维克(002837):将地面液冷技术延伸至太空散热领域,为算力卫星设备提供高效散热解决方案;
康拓红外(300455):卫星热控系统核心供应商,推出纳米气凝胶隔热材料,保障卫星在极端温差环境下稳定运行。
五、地面管控与算力协同运营
中科星图(688568):与中科曙光共建天地一体化算网,构建太空测运控系统,为太空数据实时处理提供应用服务;
中科曙光(603019):提供抗辐射加固型服务器,目标将单星算力提升至1PTOPS,同时建设地面站接入网络;
开普云(688228):参与星算计划2800颗卫星组网,开发开悟星云平台,推动空地一体化算力网络构建;
数据港(603881):在东数西算节点布局算力基础设施,可支撑大规模数据运算,为地面与太空算力协同提供保障;
震有科技(688418):中国星网低轨卫星核心网主要供应商,单平台支持10万并发用户,保障地面管控系统高效运行。
六、火箭发射与配套设备支撑
航天动力(600343):液体火箭发动机核心供应商,为长征系列火箭提供动力系统,助力算力卫星组网发射成本优化;
航天电子(600879):星载计算机市占率超90%,提供激光通信设备与抗辐射器件,支持10Gbps星间通信速率;
航天科技(000901):参与可回收火箭项目,固体发动机实现量产,商业发射订单增长显著,降低太空设施部署成本。
随着北京太空数据中心规划的逐步落地,太空算力正从概念走向现实,带动航天技术与数字经济深度融合。未来,产业链各环节的技术突破与协同创新,将持续推动人类算力网络向更广阔的太空延伸。
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