太空成为AI算力的新战场相关产业链有望迎来爆发

xinwen.mobi · 发表于 2025-11-10 15:27:37

太空成为AI算力的新战场，相关产业链有望迎来爆发
地面上AI基建工程如火如荼，近地轨道上，一场无声的算力争夺战已经拉开帷幕。

当微软CEO纳德拉抱怨“有海量闲置的英伟达GPU，但它们只能躺在机架上，因为没有足够电力去点亮”时，科技巨头们正在将目光投向地球之外——太空，成为了AI算力竞争的新前沿。

近一周以来，英伟达首次将H100 GPU送入太空，谷歌启动“捕日者计划”，马斯克宣布扩大星链V3卫星规模以建设太空数据中心。而中国公司则已率先实现太空算力的商业化运营，全球科技巨头正在太空展开新一轮博弈。

01 算力困局：地球的物理瓶颈与太空的无限潜力
AI的“电力饥荒”正成为制约技术发展的关键瓶颈。

微软CEO纳德拉的抱怨揭示了这一残酷现实：价值数千亿美元的GPU资产因缺电而闲置，尚未创造价值便面临技术过时的风险。

咨询公司FTI Consulting预测，美国数据中心的能源需求将在2027年前几乎翻倍。

数据显示，美国目前已规划的大型数据中心项目总容量超过45GW，2030年将超过200GW，占美国总电力产量的40%。

与此同时，地面数据中心还面临着散热与水资源消耗的巨大挑战。以Meta为例，其新建的数据中心日最高用水量达600万加仑，远超当地全郡用水量。

而太空数据中心则提供了突破这些限制的路径：高轨太空数据中心可7*24小时使用高强度太阳能，且不受大气影响，发电效率可达95%，为地面的5倍。

02 范式转移：从“天感地算”到“天数天算”
传统的地天协作模式存在根本性效率问题。

在“天感地算”模式下，卫星采集数据传回地面处理，存在带宽有限、传输慢等局限。科学实验卫星每天会产生约500G的观测数据，但只有20G左右的数据可以传回地面。

高达96%的数据无法有效传回地面，造成了巨大的数据浪费。

太空算力则实现了“天数天算”的范式转移，使卫星能在太空完成数据预处理及AI训练推理，提升实时性与决策效率。

在森林火灾监测中，传统方法需要数小时，采用太空算力后几秒内即可识别火情并响应。

太空算力的核心优势在于将数据在轨处理后，卫星只需下传一个1KB的“洞察”，而不是数百GB的原始数据，从根本上规避了带宽瓶颈。

03 全球竞速：中美科技巨头的太空布局
全球太空算力争夺赛已经开打，中美科技公司加速布局。

海外阵营：雄心勃勃的蓝图
英伟达：通过初创公司Starcloud，在11月2日将搭载H100 GPU的卫星送入太空。这颗重60公斤的卫星提供比以往太空运算设施高出100倍的GPU算力。Starcloud计划未来建造一座5吉瓦的轨道数据中心。

谷歌：启动“捕日者计划”，拟在2027年初发射两颗搭载Trillium代TPU的原型卫星。谷歌设计了一个由81颗卫星组成的计算集群，在1公里半径内以100-200米的间距紧密编队飞行。

SpaceX与亚马逊：马斯克表示将扩大星链V3卫星规模，建设太空数据中心。贝索斯预测，未来10到20年，人类将能够在太空建造吉瓦级数据中心。

中国进展：从概念到商业运营
中国在太空算力部署上进度领先。

今年5月，国星宇航成功发射全球首个太空计算卫星星座（一箭12星）。这个“零碳太空计算中心”的计算卫星单星最高算力达744TOPS，星座具备5POPS的太空计算能力。

之江实验室牵头的“三体计算星座”计划在2025年完成超50颗星布局，2030年左右达成1000颗星规模，建成后总算力达1000P。

更重要的是，中国公司已实现太空算力的商业化落地。国星宇航的太空算力中心已在2025年9月与佳都科技合作，为其“城市交通大模型”算法提供在轨计算服务。

04 技术优势：太空算力的核心竞争力
太空算力之所以成为科技巨头的兵家必争之地，源于其在即时性、效率和能耗上的显著优势。

能源优势是高轨太空数据中心最吸引人的特点之一。太空中可以7*24小时使用高强度太阳能，发电效率可达95%，为地面的5倍。

谷歌研究指出，在合适轨道上，太阳能板发电效率可达地面的8倍以上。

散热成本大幅降低。深空温度约为-270℃，只需部署导热材料即可完成散热，无需部署大量液冷结构。Starcloud采用真空散热架构，借助深空无限散热能力，通过高导热材料将H100产生的热量以红外辐射形式排出。

部署速度与通信效率同样具优势。太空数据中心可采用模块化方式进行组装。光在真空中传播速度比普通玻璃光纤快35%，部署速度、延迟、架构灵活性远超同类地面数据中心。

05 产业链机遇：从芯片制造到运营服务
随着太空算力从概念验证迈入工程化阶段，相关产业链有望迎来爆发。

华西证券认为，太空算力“低成本广资源大空间”的特点为商业航天找到了一个稳定长期的盈利模式。

运营服务环节包括星图测控、中科星图、盛邦安全、普天科技、开普云等。普天科技深度参与“三体计算星座”项目，在星间+星地链路、卫星载荷、地面站建设等关键环节发挥重要作用。

载荷与通信设备是太空算力的核心部件。相关企业包括复旦微电、臻镭科技、通宇通讯、佳缘科技、上海瀚讯、航天电子等。上海瀚讯是千帆星座通信分系统供应商及G60星座载荷相关通信设备的核心承研单位。

卫星制造环节则有上海沪工、航天智装、中国卫星等。霍莱沃是卫星测量领域核心厂商，有效攻克卫星批量化生产中面临的高精度测量与快速验证等关键问题。

06 挑战与未来：太空算力的发展路径
尽管太空算力前景广阔，但仍面临一系列技术与经济挑战。

发射成本是目前最主要的制约因素。谷歌研究指出，到21世纪30年代中期，成本可能会下降到200美元/公斤以下。在这个成本下，启动和运营太空数据中心的成本可能与同等规模地面数据中心的能源成本大致相当。

技术可靠性也是重要挑战。谷歌CEO皮查伊指出，早期研究表明，谷歌新一代TPU在粒子加速器中模拟近地轨道辐射水平的测试中完好无损，但诸如热管理、在轨系统可靠性等重大挑战依然存在。

尽管如此，太空算力的未来前景依然广阔。华西证券认为，当前正处于“天感地算”向“天数天算”过渡阶段。未来随组网计划推进，将形成全球覆盖的空天算力网络。

Starcloud的CEO预测，“十年内几乎所有新数据中心都将在太空建造”。而贝索斯更为谨慎，认为未来10至20年内，将出现吉瓦级的太空数据中心。

据谷歌测算，当发射成本降至每公斤200美元时，太空数据中心的电力成本将与地面相当。而随着SpaceX星舰等可重复使用火箭技术的发展，这一临界点正加速到来。

太空算力不再只是科幻概念的试验场，它正在成为解决AI算力瓶颈的实用方案。

从芯片、载荷到运营服务，一条全新的太空算力产业链正在形成，它或许将重塑未来十年全球科技竞争的格局。

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