太空算力中心 先用在太空

太空算力中心正成為投資圈的一個“新潮”詞匯。當?shù)貢r間3月21日，SpaceX創(chuàng)始人埃隆·馬斯克宣布將投建芯片項目TeaFab，未來將實現(xiàn)年產(chǎn)能1萬億瓦AI（人工智能）算力，計劃2027年投產(chǎn)，其中80%的芯片將用于太空算力中心。

馬斯克也展示了一顆概念性太空AI計算衛(wèi)星，功率約100千瓦，配備太陽能電池板和散熱器，主要為星載人工智能處理器提供能源支持。

聯(lián)想創(chuàng)投投資人李文歡向經(jīng)濟觀察報表示，太空算力中心可以解決地面算力中心在能源、土地等方面的約束，但現(xiàn)階段衛(wèi)星發(fā)射與建設成本較高，尚未有實際落地項目。李文歡從2024年就開始關注太空算力賽道。

中科天算戰(zhàn)略發(fā)展部部長李泓辛向經(jīng)濟觀察報表示，太空算力中心需要具備能源、算力和通信三大模塊。

中科天算成立于2024年6月，是國內以建設萬卡級太空超算中心為目標的創(chuàng)業(yè)公司。中科天算創(chuàng)始人劉垚圻博士畢業(yè)于中國科學院大學，此后留任中科院計算所，是天基計算方向帶頭人，同時擔任中國計算機學會容錯計算專委會副秘書長。

以中科天算太空算力中心的設想為例，能源艙主要由高效太陽翼、儲能系統(tǒng)和電源管理單元組成，負責提供持續(xù)穩(wěn)定的電力并進行功率調度；算力艙集成CPU（中央處理器）、GPU（圖形處理器）或AI加速器、存儲及高速互聯(lián)組件，承擔在軌數(shù)據(jù)處理與分布式計算任務；通信艙包括星地鏈路設備、星間激光通信終端及星載網(wǎng)絡系統(tǒng)，用于構建星座內部及天地間的高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡。

“主要是工程和成本上的挑戰(zhàn)，科學原理上已經(jīng)證明可行?！崩钗臍g說。

先用在太空上

“太空算力中心是商業(yè)航天發(fā)展的產(chǎn)物?！崩钗臍g表示。

2019—2026年，全球低軌衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量快速增長，累計發(fā)射約12000顆，僅2025年就發(fā)射了約4000顆。全球在軌遙感衛(wèi)星大概有2000顆，絕大部分精度可達0.1米。

據(jù)李文歡介紹，海外商業(yè)航天領域以通信衛(wèi)星為主，相關商業(yè)模式已經(jīng)跑通。國內地面通信系統(tǒng)發(fā)達，通信衛(wèi)星商業(yè)化難度高于海外，發(fā)射算力衛(wèi)星是另一種可行的商業(yè)化選擇。

李文歡預測，短期來看，太空算力將主要應用于“天數(shù)天算”場景。

此前，太空之中早已部署具備算力功能的衛(wèi)星，但主要用于處理太空自身產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，即“天數(shù)天算”。這一技術已經(jīng)在遙感領域實現(xiàn)商業(yè)化落地，指衛(wèi)星在軌對數(shù)據(jù)進行初步處理或壓縮，再通過星地鏈路回傳地面完成后續(xù)計算，或依托多星協(xié)同的分布式體系實現(xiàn)在軌閉環(huán)處理。

相對于地面每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，太空產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量并不算大，但傳回地面很麻煩。低軌衛(wèi)星需花一個半小時繞地球一圈，飛行過境時間在數(shù)十分鐘以內，數(shù)據(jù)下載窗口期僅有數(shù)分鐘，業(yè)內公認數(shù)據(jù)丟失率在90%及以上。同時數(shù)據(jù)下載會產(chǎn)生延遲，難以應對突發(fā)事件。

梅花創(chuàng)投投資副總裁任潔向經(jīng)濟觀察報表示，“天數(shù)天算”可以讓衛(wèi)星在軌道上直接處理采集的數(shù)據(jù)，僅回傳處理結果，具備低時延、省帶寬、全球覆蓋和綠色節(jié)能等優(yōu)勢。

李泓辛表示，對“天數(shù)天算”有需求的主要是應急響應、國防安全、遠洋及無人區(qū)作業(yè)等領域客戶。這些客戶的共同特點是地面體系難以覆蓋、服務效率較低，或不依賴地面基礎設施。

以森林防火為例，遙感衛(wèi)星可以通過紅外設備監(jiān)測無人區(qū)是否出現(xiàn)溫度升高的情況，實現(xiàn)提前預警。

任潔說：“太空算力中心最先應用于對地觀測與遙感領域，包括應急安全、環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)遙感、國土測繪等場景，目前正推廣至低空經(jīng)濟和智能交通領域，并將逐步應用于氣象與海洋、深空探測與科學研究，未來有望實現(xiàn)地面計算向太空遷移。市場空間可達萬億元級別?！?/p>

技術和成本都有待突破

任潔認為，當前太空中的算力衛(wèi)星尚處于實驗星階段，沒有形成規(guī)?；懔?，還需要進一步降低綜合成本、提升關鍵技術水平。

在太空算力中心賽道，梅花創(chuàng)投當前主要關注星座建設、太空級計算機和天基計算芯片等方向。以天基計算芯片為例，普通消費級芯片難以抵御太空輻射，需要進行航天級加固，進而推高成本。

據(jù)李泓辛介紹，要實現(xiàn)萬卡級太空超算中心的目標，能源、算力、通信三大核心問題仍有待解決。

從數(shù)據(jù)通信來看，太空與地面之間的通道以微波鏈路和光通信為主，星間通信以激光鏈路為主。低軌衛(wèi)星運行軌道高度多在數(shù)百公里，與地面距離和地面跨城市距離相差不大，星間通信時延能控制在毫秒級，與地面跨區(qū)域通信時延相當。

太空算力中心面臨的通信挑戰(zhàn)，主要是衛(wèi)星動態(tài)拓撲變化、鏈路穩(wěn)定性不足及高精度指向難度大等工程問題。目前行業(yè)正通過網(wǎng)絡架構設計、協(xié)議優(yōu)化、策略調整等方式，提升通信可靠性與系統(tǒng)整體效率。

此外，太空算力中心設施的維護也是難點。在軌衛(wèi)星通常不可維修，而數(shù)據(jù)中心的基礎架構則一直在變。

李泓辛表示，硬件層面主要依靠模塊化、可擴展、可替換的架構設計，通過在軌更換故障模塊提升系統(tǒng)可靠性與使用壽命；軟件升級則相對成熟，可通過遠程方式完成操作系統(tǒng)更新、算法迭代與模型部署，實現(xiàn)系統(tǒng)持續(xù)演進。

李文歡表示，發(fā)射成本的降低能有效解決在軌衛(wèi)星無法維修的問題。以太空光伏為例，晶硅電池抗太空輻射較弱且重量大，早期衛(wèi)星基本使用壽命更長的砷化鎵電池，但如果發(fā)射成本夠低，可以實現(xiàn)“壞了再發(fā)”。

國海證券在其發(fā)布的研報中表示，預計到2030年，伴隨發(fā)射成本的下行，太空算力的經(jīng)濟性拐點有望出現(xiàn)。

據(jù)其預測，2026年衛(wèi)星發(fā)射成本約1600美元/千克，衛(wèi)星算力成本約22000美元/千瓦，太空部署成本約1140億美元，而地面部署成本約160億美元。其中發(fā)射成本優(yōu)化空間最大，當發(fā)射成本在200美元/千克以下時，太空算力中心成本將與地面基本持平。

李泓辛向記者表示，太空算力中心屬于高投入新型基礎設施，單星成本通常在數(shù)億元量級，一個初具規(guī)模的算力星座整體投入可達百億元甚至更高。

李文歡說，因為太空算力中心對技術有嚴苛的要求，且具備太空相關資源與行業(yè)認知的人較少，目前國內參與太空算力中心實踐的企業(yè)相對有限。但他認為，太空算力中心是長期賽道，“可能會經(jīng)歷幾輪產(chǎn)業(yè)周期”，長期發(fā)展具備確定性。

（作者 潘俊田）

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潘俊田

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