人算不如天算，中国先走一步

作者 | 荣智慧

编辑 | 向现

唯物的中国芯片产业深度观察

2月4日，美国联邦通信委员会（FCC）接受了SpaceX建造“太空数据中心”的申请并进行公示。随着SpaceX收购人工智能xAI，马斯克手里的两家公司合二为一，即将“真刀真枪”地在太空中生成AI算力。

在闭幕不久的达沃斯论坛上，马斯克解释，太空才是部署AI数据中心成本最低的地方。除了马斯克，亚马逊创始人贝佐斯旗下的蓝色起源、发布“捕光者计划”的谷歌、发射H100GPU入轨的Starcloud，都已经把实战“安排上了”。

美国人的电力焦虑很容易理解。毕竟一个超大规模数据中心持续运行，一年用掉的电量相当于一座中小规模城市，区域性、季节性的电力短缺将成为常态。

位于太阳同步轨道上的数据中心，展示了一个4km×4km的展开式太阳能阵列和散热器/图源：Starcloud

而电力较为充足的中国，已经“先走一步”。去年商业航天初创公司国星宇航发射12颗智能计算卫星，计划将“三体计算星座”扩展到2030年1000颗卫星、2035年2800颗卫星的目标。

可见，能源问题并不是“数据中心上太空”的主要原因。这一场“人算不如天算”的新太空竞赛，核心问题在于争夺下一代信息处理方式的有利空间，以及随之更改的协议标准与架构定义权。

也就是说，“天算”的重点不在于“算”，而在于“天”。

01排队“上天”

去年开始，美国公司逐渐公布了“排队上天”的计划。

2025年10月，亚马逊创始人贝佐斯预测，未来10到20年内，AI行业将在太空建造千兆瓦级的数据中心。2025年11月，谷歌宣布了“捕光者计划”，计划发射搭载自家TPU芯片的卫星，2027年进行发射演习。

同期，初创公司Starcloud发射了一颗重达60公斤的卫星，搭载了英伟达的H100芯片。目前，这颗卫星运行正常，还能调用谷歌的开源模型Gemma进行数据查询。

OpenAI首席执行官山姆·奥特曼去年也被曝出筹集资金搞火箭，据说接触了火箭制造商Stoke Space。

图源：Stoke Space

总部位于加州的初创公司Sophia Space要建太空数据中心。总部位于休斯顿的Axiom Space于2022年在国际空间站测试过亚马逊云计算设备，并计划将首批轨道数据中心节点送入近地轨道。

在中国，“天算”计划最早在2019年成型。据中科天算CEO刘垚圻介绍，在2019年，“把AI送上天”还是个非共识的大胆想法，他们最初用4卡集群进行协同容错计算实验，2022年将寒武纪首款芯片送上天——当时算力只有32TOPS。

相比美国公司的“纸面计划”，中国公司还是先走一步。

2025年5月，之江实验室和国星宇航在酒泉发射了首批12颗智能计算卫星，每颗卫星都搭载AI芯片和模型，总算力达到约5POPS。7月，其宣布了代号“梁溪”的新一批12颗卫星，总算力提升到20POPS。

国星宇航“星算”计划首发星座一轨12星集结/图源：国星宇航

国星宇航的“三体计算星座”，名字出自刘慈欣科幻小说《三体》，未来将扩展到多达2800颗卫星，打造一个“太空超级计算机”。

北京市千兆瓦级太空数据中心，计划在700至800公里的晨昏轨道建设大型数据中心，单座功率超1吉瓦。2025年至2035年三阶段的建设路线显示，第一代试验星“辰光一号”将于2026年初发射。

按目前的进度，中国的步子比美国的要快。中国的太空数据中心战略已进入工程实施阶段，形成了国家主导的重大工程与商业项目并进的格局。

虽然马斯克的星链正在太空中运行（以V2 Mini和V1.5为主），但它们当不了数据中心。旧版星链从设计之初就只是通信节点，而非计算节点，让它们承担数据中心的任务，相当于让WiFi路由器去运行ChatGPT的训练任务——既没有那个算力，也扛不住那个功耗。

02天算，划算？

一个1吉瓦数据中心，根据伯恩斯坦数据，总成本大概350亿美元，一半以上的花销都在柜机上，供电设备和冷却设备加起来接近三分之一。虽然用的钱不是最多的，但电力和冷却成本是决定“木桶”会不会漏水的那个决定性短板。

由于GPU的性能一年一升级，导致由多块GPU组成的AI数据中心也成了电老虎。

比如英伟达本世代的B200 GPU，单芯片功耗1000瓦。GB200超级芯片功耗1200瓦，GB200 NVL72柜机功耗达120千瓦。如果一个数据中心部署几十个这样的柜机，电力需求基本相当于一座中小城市的全年用电量。

而且，各家企业为了追求极致性能，一股脑儿地大规模部署柜机，导致总耗电量呈指数级增长，这也是美国多个电网区域如中大西洋区域、得克萨斯州未来几年“缺电”的主要原因之一。

英伟达DGX B200/图源：英伟达

美国的AI巨头为了获取足够的电力，想尽了办法。有的自建电网，有的呼吁多盖核电站，有的收购改造老旧电厂……很快，太阳能充足的太空就成了第一个备选能源站。

在太空的近地轨道，没有大气层折射、没有云层遮挡，在晨昏线上也没有昼夜交替，理论上可以24小时获取太阳能。有计算数据显示，在地球轨道上，太阳能的利用效率是地面的8到10倍。

不过，前NASA局长丹·戈尔丁驳斥了“一直有免费太阳能”的观点。

在低地球轨道，卫星绕过地球阴影后，每90分钟里轨道有大约30%的天空会变暗。要想连续运行，这个系统不仅需要太阳能，也需要电池。

至于马斯克所说的，SpaceX在太阳同步轨道上绕行晨昏线，99%的时间都能获得阳光，戈尔丁认为也是错误的，这一线路也有日食。“实际上，没有任何近地轨道能全天候阳光照耀。70%—75%的光照更为常见，”他分析道。

戈尔丁计算，如果按马斯克描述的100千瓦系统需要140千瓦太阳能，才能在阳光充足时运行数据中心、在黑暗时段为电池充电，那么太阳能电池板和电池加起来大约重1.5吨，卫星的重量会翻一倍。

2026年1月22日，美国企业家埃隆·马斯克（左）在瑞士达沃斯举办的世界经济论坛2026年年会上发言/新华社记者连漪摄

除了供电问题可能不像想象中那么美好，散热问题也没那么“理想化”。

数据中心的电力消耗会产生巨大热量。太空背景温度为3开尔文（约零下270℃），理论上，只要将散热器背对太阳，就能获得高效的自然冷却。

然而，最显著的困难是散热系统本身的表面积和重量激增，因为真空没有对流，热量只能通过辐射缓慢散发，这就需要巨大的辐射面积，1吉瓦系统所需的散热板面积可达217平方公里，大约为217个上海外滩。

其次是要借助液冷作为热量搬运的桥梁，将芯片热量传导至外部辐射版，需要研发高成本的航天级热管理系统。

另外，巨大的散热面积、防护结构，导致单颗卫星的重量体积远超通信卫星，发射成本指数级上升；同时复杂系统在极端环境下故障率更高，寿命更短，维护和更换成本也就更高。

所以，也不能说“天算”就一定更加划算。为了利用太空的免费能源和免费冷源，前期和后期都需要支付极其昂贵的“入场费”“设备费”和“维护费”。

03抢占“天机”

虽然部署太空数据中心有很多现实困难，但“放卫星”还是很有必要，毕竟低地轨道的相关资源不是无穷无尽的，得早点“占座”。

低地球轨道（LEO，通常指200—2000公里高度）的资源有限性，主要体现在物理空间、无线电频率和空间环境安全上。

物理轨道容量是有限的。为了避免相撞，卫星间需保持安全距离。特别是太阳同步轨道等热门轨道，“停车位”极其有限。截至2023年底，LEO在轨活跃卫星超过8000颗，其中星链卫星占比超过60%。而且SpaceX还在抢位置，已经获准部署1.2万颗，还要申请再部署3万颗。

而且，数据中心都叫“星座”，主要原因就是组团的卫星特别多。一个千兆瓦级的数据中心星座需要成千上万颗卫星，还要和现有通信、遥感卫星一起争抢优质轨道和频率的“地盘”。

无线电频率资源也挺稀缺。卫星通信依赖特定频道，国际分配原则“先到先得”，优质频道已经被瓜分得差不多了，后来者会面对频谱拥挤和干扰风险。

2025年9月9日10时00分，我国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭，成功将遥感四十五号卫星发射升空/新华社记者杨冠宇摄

空间有限，安全和可持续性也是问题。太空垃圾越来越多，据欧空局统计，LEO中直径大于10厘米的可追踪碎片超过3.6万个，更小的毫米级、厘米级的碎片数以百万计，这些碎片可能引发“凯斯勒综合征”——指数级的连锁碰撞导致轨道区域彻底“废掉”。

在竞争白热化的时代，过去“普惠”的太空公共空间已经变成了极具战略价值和竞争性的“稀缺资产”。星链和数据中心星座为代表的新一轮大规模卫星部署计划，正在以“圈地运动”的速度逼近资源天花板。

当下的情形有点类似上世纪“TCP/IP与OSI之争”，美国政府明确推广TCP/IP协议，欧洲电信联盟和其他国际组织使用OSI，由于美国企业众多，生态强大，最终还是战胜了OSI标准。

在“天算”时代，谁能主导太空数据中心和卫星星座的通信协议与计算架构，谁就可能像TCP/IP一样，定义广泛的生态规则，并获得类似的历史性优势。

首图为太空计算星座021任务成功发射

值班主编 | 张来

排版 | 菲菲