“AI算力+商業(yè)航天”概念！一天吃透【太空算力】產(chǎn)業(yè)鏈

　　01 產(chǎn)業(yè)鏈全景圖

　　02 啥是“太空算力”

　　太空算力是部署在近地、同步軌道的太空版分布式 AI 系統(tǒng)：把服務(wù)器、AI 芯片等計(jì)算資源放到太空，搭建 “太空數(shù)據(jù)中心”，讓數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲(chǔ)、輸出全流程在太空完成。

　　從 “天感地算” 到 “天數(shù)天算”，是為了構(gòu)建低時(shí)延、高效的方案。傳統(tǒng)低軌衛(wèi)星是太空數(shù)據(jù) “搬運(yùn)工”，僅負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)并全部傳回地面處理，但受限于地面資源與傳輸帶寬，數(shù)據(jù)量大、時(shí)效差，大量有價(jià)值數(shù)據(jù)被浪費(fèi)。

　　算力衛(wèi)星則是太空 “AI 大腦”，搭載高性能計(jì)算與 AI 單元，采集數(shù)據(jù)后直接在太空完成處理，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息、知識(shí)甚至決策，實(shí)現(xiàn)從滯后分析到實(shí)時(shí)響應(yīng)的升級(jí)，這就是 “天數(shù)天算”。

　　核心架構(gòu)

　　太空算力的核心架構(gòu)涵蓋三個(gè)層次，分別是太空邊緣計(jì)算、太空云計(jì)算與太空分布式計(jì)算

　　03 為什么需要“太空算力”

　　“太空算力”的出現(xiàn)，并非憑空想象，而是機(jī)遇當(dāng)下AI時(shí)代加速發(fā)展所尋找的破局之道。最核心的，當(dāng)?shù)孛?算力（如 AI 數(shù)據(jù)中心）受能源、散熱瓶頸限制，而太空依托真空、深冷環(huán)境與太陽(yáng)能，恰可規(guī)避這些問(wèn)題。

　　太空算力并非地面計(jì)算的空間遷移，而是分布式智能計(jì)算的趨勢(shì)：將 AI 嵌入衛(wèi)星，讓數(shù)據(jù)在太空處理，破解星地傳輸?shù)膸挕r(shí)延瓶頸，最終構(gòu)建在軌智能計(jì)算體系，使衛(wèi)星星座成為具備實(shí)時(shí)感知、決策能力的智能節(jié)點(diǎn)網(wǎng)。

　　03-1、能源用電需求

　　AI 大模型及相關(guān)應(yīng)用的爆發(fā)式發(fā)展，直接推動(dòng) AIDC 用電量大幅攀升。中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2024 年我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)用電同比增長(zhǎng) 30.9%，2025 年全國(guó)算力基礎(chǔ)設(shè)施用電量預(yù)計(jì)達(dá) 3600 億千瓦時(shí)，占全社會(huì)總用電量 3.5%。國(guó)際能源署統(tǒng)計(jì)，2024 年全球數(shù)據(jù)中心總耗電量 415 太瓦時(shí)，占全球電力消費(fèi) 1.5%。

　　電力供給上限已成為算力發(fā)展的關(guān)鍵約束，AI 大模型訓(xùn)練推理拉高 AIDC 電力需求，據(jù)測(cè)算 2030 年我國(guó)數(shù)據(jù)中心年耗電量或?qū)⑼黄?4000 億千瓦時(shí)、占全社會(huì)用電比例接近 6%，全球數(shù)據(jù)中心電力消耗將增至約 945 太瓦時(shí)、占比略低于 3% 且超日本年度總用電量，AI 技術(shù)迭代正持續(xù)加劇電力消耗壓力。

　　地面電網(wǎng)建設(shè)存在 “代際差” 結(jié)構(gòu)性矛盾，綠色能源建設(shè)周期長(zhǎng)難匹配 AI 快速能源需求、快速建設(shè)能源穩(wěn)定性與環(huán)保性不足，短期可靠電力來(lái)源僅光伏發(fā)電與燃?xì)廨啓C(jī)，這一矛盾制約電網(wǎng)升級(jí)速度，導(dǎo)致能源供應(yīng)與 AI 電力需求明顯脫節(jié)。

　　而天基太陽(yáng)能或許能成為破局之道，既能化解地面電網(wǎng)瓶頸、為算力增長(zhǎng)提供替代能源方案，又能突破地面太陽(yáng)能受大氣層影響的能量密度上限與晝夜循環(huán)制約導(dǎo)致 70% 能量流失的問(wèn)題，其零碳排放特性契合雙碳目標(biāo)，相關(guān)技術(shù)還能為太空算力體系提供可靠能源支撐。

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　　03-2、散熱問(wèn)題

　　AI 大模型訓(xùn)練需求推動(dòng) GPU 芯片功耗與性能密度同步提升，晶體管集成數(shù)量增加進(jìn)一步推高熱流密度。

　　當(dāng)前，數(shù)據(jù)中心散熱系統(tǒng)高度依賴水資源，其水足跡涵蓋直接冷卻用水與電力生產(chǎn)間接用水，美歐相關(guān)預(yù)測(cè)顯示 2028 年美國(guó)數(shù)據(jù)中心年耗水量將達(dá)約 2800 萬(wàn)噸、2030 年歐洲數(shù)字服務(wù)年耗水量將增至 5.47 億噸且人均日間接水耗超日常飲用水需求，推動(dòng)低水耗散熱技術(shù)轉(zhuǎn)型已成為行業(yè)緊迫的關(guān)鍵議題。

　　當(dāng)前，新興的液冷技術(shù)雖然在不斷涌現(xiàn)，但依舊有著重重阻礙。

　　冷板式、浸沒(méi)式液冷技術(shù)雖能分別節(jié)約 31%、45% 左右水資源，在高功率密度芯片散熱上展現(xiàn)潛力，但冷板存在冷卻劑泄漏及改造兼容成本問(wèn)題，浸沒(méi)式受限于高性能氟化液高成本與潛在環(huán)境影響，仍難從根本上化解散熱效率、系統(tǒng)復(fù)雜性與可持續(xù)性的結(jié)構(gòu)性矛盾。

　　而太空 - 270℃的超低溫背景像無(wú)限容量的散熱黑洞，真空環(huán)境下只有輻射能傳熱，這種零能耗、零碳的被動(dòng)輻射散熱技術(shù)，有著近乎無(wú)限的擴(kuò)展?jié)摿Γ侵嗡懔Τ掷m(xù)增長(zhǎng)的高性價(jià)比散熱方案。

　　因此，太空環(huán)境為解決散熱問(wèn)題打開(kāi)一條新思路。

　　04 上游需求--技術(shù)與材料

　　04-1、可復(fù)用火箭

　　實(shí)現(xiàn)“太空算力”，首先便需要把去往太空環(huán)境當(dāng)作家常便飯。因此發(fā)射火箭常態(tài)化是必要條件。當(dāng)前，火箭的發(fā)射已是常規(guī)手段，但面對(duì)每次發(fā)射花費(fèi)上億資金，讓人頭疼。所以，實(shí)現(xiàn)火箭可復(fù)用是當(dāng)下需要解決的重要問(wèn)題。

　　目前，馬斯克在這一技術(shù)領(lǐng)域處于領(lǐng)先。對(duì)比傳統(tǒng)不可回收火箭（如 NASA 的 SLS）單枚 10 億美元造價(jià)，SpaceX 獵鷹九號(hào)初始造價(jià)僅 6000 萬(wàn)美元，通過(guò)回收一級(jí)火箭與整流罩可節(jié)省近 80% 成本、重復(fù)使用 30 次，發(fā)射成本降至初始水平四分之一且毛利率超 80%；獵鷹重型 9700 萬(wàn)美元可運(yùn)載 64 噸，性價(jià)比達(dá)傳統(tǒng)國(guó)有體系火箭 10 倍，傳統(tǒng)火箭每公斤發(fā)射成本 1-2 萬(wàn)美元，獵鷹九號(hào)已跌破 3000 美元，未來(lái)有望壓至 500-1000 美元。

　　國(guó)內(nèi)在這一領(lǐng)域，正在加速突破，隨著長(zhǎng)征十二號(hào)的成功入軌，有望加速實(shí)現(xiàn)火箭可回收技術(shù)的落地！

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　　04-2、抗輻射器件

　　太空里的高能輻射來(lái)自地球輻射帶、太陽(yáng)宇宙線和銀河宇宙線，強(qiáng)度跟著太陽(yáng)活動(dòng)周期變化，航天器在軌會(huì)被大量這類高能粒子和宇宙射線包圍，它們能穿透航天器的防護(hù)屏蔽層，撞上星載元器件引發(fā)輻射反應(yīng)，導(dǎo)致器件性能衰退、功能異常，直接威脅航天器在軌運(yùn)行安全。

　　04-3、新材料--PEEK材料

　　PEEK 作為工程熱塑性塑料，強(qiáng)度重量比優(yōu)異，還能耐受極端溫度與化學(xué)腐蝕，對(duì)商業(yè)航天研發(fā)輕量化、高效能火箭而言，其應(yīng)用有望帶來(lái)革命性突破。

　　當(dāng)前，SpaceX 用 PEEK 塑料制造梅林火箭發(fā)動(dòng)機(jī)零件，相較在燃燒室極端溫壓下易失效的金屬，PEEK 能耐受惡劣環(huán)境，渦輪泵軸套等部件壽命更長(zhǎng)，且慣性低、姿態(tài)調(diào)整所需扭矩更小，為火箭可重復(fù)使用設(shè)計(jì)提供有力支撐。

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　　05 中游產(chǎn)業(yè)鏈--發(fā)展現(xiàn)狀

　　全球科技巨頭正扎堆搶占近地軌道這塊 “太空算力寶地”，各國(guó)算力廝殺早就白熱化，太空已成大國(guó)博弈的新算力戰(zhàn)場(chǎng)；

　　中國(guó)直接以國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 + 航天央企為核心，走自主可控 + 體系化建設(shè)的硬路線，打通全鏈條自主可控，既能扛住 AI 推理、遙感計(jì)算、低空經(jīng)濟(jì)等多場(chǎng)景需求，還實(shí)打?qū)嵾~入了常態(tài)化商業(yè)運(yùn)營(yíng)階段。

　　05-1、三體計(jì)算星座

　　之江實(shí)驗(yàn)室、國(guó)星宇航、普天科技三方聯(lián)手搞的大事。2025 年 5 月發(fā)射的首批 12 顆衛(wèi)星直接秀出世界級(jí)硬實(shí)力—— 單星最高算力 744TOPS，整星座手握 5POPS 算力 + 30TB 存儲(chǔ)，搭載之江實(shí)驗(yàn)室星載智能計(jì)算機(jī)，把衛(wèi)星算力從 T 級(jí)直接飆到 P 級(jí)、性能暴漲 10-100 倍，還塞了 80 億參數(shù)天基模型，能高效處理 L0-L4 級(jí)衛(wèi)星數(shù)據(jù)，不僅讓我國(guó)首個(gè)整軌互聯(lián)太空計(jì)算星座、首個(gè)在軌計(jì)算智能衛(wèi)星入軌成型，更實(shí)現(xiàn)了從 “天感地算” 到 “天感天算” 的關(guān)鍵跨越！

　　星座技術(shù)核心是算力、星間互聯(lián)、天基分布式操作系統(tǒng)三大支柱——744TOPS 單星算力 + 100Gbps 激光星間鏈路筑牢硬件，天基分布式操作系統(tǒng)如同 “大腦”，統(tǒng)一調(diào)度資源，將分散衛(wèi)星捏合成可彈性擴(kuò)展的 “軌道計(jì)算集群”。

　　05-2、北京太空數(shù)據(jù)中心建設(shè)規(guī)劃

　　此外還有，2025 年 11 月北京官宣《太空數(shù)據(jù)中心建設(shè)規(guī)劃》，亮出業(yè)界首個(gè) “三步走” 路線圖，以 2035 為遠(yuǎn)景，從 “天數(shù)天算” 破技術(shù)、“地?cái)?shù)天算” 推規(guī)模化 + 遷地面任務(wù)，最終建成 “天基主算” 太空數(shù)據(jù)中心，成為國(guó)家算力核心。

　　05-3、技術(shù)領(lǐng)先--SpaceX

　　SpaceX 一手抓衛(wèi)星平臺(tái)、發(fā)射體系、星座組網(wǎng)三大環(huán)節(jié)，建成全球唯一基礎(chǔ)設(shè)施級(jí)太空算力部署體系。

　　和只做單點(diǎn)技術(shù)的企業(yè)不同，它解決的不是 “算力能不能上天”，而是 “怎么持續(xù)低成本大規(guī)模送軌長(zhǎng)期運(yùn)行” 的系統(tǒng)問(wèn)題 ——標(biāo)準(zhǔn)化衛(wèi)星平臺(tái)撐載荷、高頻低成本可回收發(fā)射保節(jié)點(diǎn)迭代補(bǔ)網(wǎng)、超大規(guī)模 Starlink 星座實(shí)現(xiàn)算力網(wǎng)絡(luò)級(jí)覆蓋，三者互相賦能讓太空算力具備地面數(shù)據(jù)中心般的基礎(chǔ)設(shè)施能力，這也是美國(guó)率先邁入在軌算力工程化、商業(yè)化的核心原因。

　　數(shù)百上千顆衛(wèi)星搭分布式在軌計(jì)算網(wǎng)，低成本高頻發(fā)射落地讓計(jì)算衛(wèi)星能低成本批量入軌，支撐穩(wěn)定連續(xù)算力服務(wù)，Starlink V3 等平臺(tái)升級(jí)更離不開(kāi)高能力發(fā)射，發(fā)射價(jià)格和能力可預(yù)期才能讓算力星座形成規(guī)模優(yōu)勢(shì)，反哺商業(yè)增長(zhǎng)。

　　06 “太空算力”參與公司

　　“太空算力”并非空想，也沒(méi)有那么快容易實(shí)現(xiàn)。不過(guò)，也正是行業(yè)領(lǐng)先的公司不斷深耕再深耕，才讓我們離太空越來(lái)越近，下面就總結(jié)下當(dāng)下在該領(lǐng)域已經(jīng)有所部署的公司（個(gè)人搜索）：