大国竞争新赛点 太空算力从“科幻”走进“现实”

地球不再是AI演化的物理约束了，算力正在向太空伸出梦想的触角。

这并非科幻。去年年末，英伟达携手Starcloud，成功将一块H100芯片送入轨道，标志着“太空算力”正式进入了AI时代。

刚刚，SpaceX正式向美国证券交易委员会（SEC）提交招股说明书。据21世纪经济报道记者了解，SpaceX的远期构想是发射多达100万颗卫星，每年在太空部署100吉瓦计算能力。这些卫星将作为太空数据中心网络，为人工智能项目提供支持。

今年5月，上海东方天算科技有限公司与光本位智能科技联合宣布，正式启动全球首个天基光计算载荷的研制工作。值得一提的是，对光计算芯片而言，中国与海外差距不大，基本在并跑状态。

中国科学院院士、复旦大学光电研究院院长褚君浩更是直言：“天基计算是开启太空智能时代的算力底座，将成为未来制天权的核心制高点。”

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新型算力网络万亿市场

据东吴证券研报，太空算力并非单一概念，而是由在轨边缘算力、轨道数据中心及地月基础设施构成的多层次体系。

其中，在轨边缘算力侧重于“以计算换带宽”，通过实时处理遥感等卫星原生数据，有效解决了地面对接链路的带宽瓶颈，商业确定性最高。

轨道数据中心面向通用云计算与AI训练，旨在通过超大规模星座替代地面基础设施，规避地表的能源墙与法律监管。

地月空间基础设施聚焦于深空探测保障与数据异地容灾，强调抗辐射架构与在轨自治能力。在东吴证券看来，这种分层逻辑明确了不同算力形态的核心目标，从降低回传时延到提供数字避风港，构建了完整的地月经济底座。

就市场空间而言，这将是一个巨大的蓝海。据Fortune Business Insights数据，2025年全球太空算力市场规模（边缘计算）达1689.1亿美元，2034年有望增长至3450.4亿美元，折合人民币超2万亿元。

太空算力产业化逻辑

核心原因还是AI超级周期带来的能源、土地、散热等多重挑战，使得地面数据中心搬到太空的性价比急速上升。

据业内预测，2024至2030年，国内数据中心耗电量年均增速约20%，大幅跑赢全社会整体用电增速，地面算力的能耗瓶颈愈发凸显。而太空算力有着得天独厚的绿色节能优势，其电能利用效率（PUE）趋近于1，基本可以实现零碳排放。

目前太空算力的商业化运行，则主要分为三大核心模式，覆盖不同应用场景，实现天地算力互补。一是天数天算，依托在轨算力就地处理卫星采集的数据，仅筛选回传高价值结果；二是地数天算，充分发挥太空算力的资源与环境优势，承接地面上传的海量数据；三是天地协同计算，搭建全域分布式算力网络，实现资源互补。

中国电子信息产业发展研究院电子信息研究所先进计算研究室副主任徐子凡认为，传统的“天感地算”中卫星仅做数据采集转发，原始数据全量回传地面处理，延迟数小时至数天，数据利用率不足10%。太空算力可在轨实时处理分析，仅回传高价值结果，秒级响应，带宽消耗降低90%以上，显著提升感知和决策闭环运行效率。

开源证券认为，在AI算力需求爆发、可回收火箭技术突破、大国博弈等多重因素的共同驱动下，太空算力迎来高速发展窗口期，正从技术验证与政策孵化的早期阶段跨入规模化放量前夜。“单星智能”已有成熟应用，“天数天算”正从技术验证阶段走向商业化，“地数天算”太空—地面协同的算力架构有望成为长期发展方向。

对大国竞争来说，中美都在第一梯队，但发展方式略有不同。东吴证券认为，以SpaceX为代表的激进路线试图通过“星舰”的低成本运力实现轨道算力的商业闭环，支撑其高估值叙事；而中国路径则更加稳健，侧重于通过边缘算力打磨大功率电源与激光路由等底层能力栈。随着技术成熟，太空算力将不仅是数字经济的新引擎，还将成为国际安全博弈与空间秩序重塑的核心变量。

光计算、钙钛矿破局

当然，太空算力真正商业化落地还面临诸多挑战。但是，技术的边际变化正在发生。

正如北京神飞航天应用技术研究院副院长蒋鹏飞发文所述，英伟达的H100虽然送上了天，但太空里有一种东西会让它慢慢“死掉”，这就是宇宙射线。高能粒子打穿芯片的时候，会让芯片一点一点衰老，直到永久失效。传统航天芯片为了抵抗这种损伤，要在工艺上做大量加固处理，成本随之暴涨。这就是算力送上天这件事卡了这么多年的根本原因。

光计算芯片作为一种解法，进入人们的视野。

在蒋鹏飞看来，“光计算用的是光子，不是电子。光子没有电荷，高能粒子打进来，拦不住它，也影响不了它的传播和计算过程。天然抗辐照，不需要额外的加固处理，不需要三重冗余备份，也不需要几十万元一颗的特制芯片。”这是最核心的工程优势。

此外，蒋鹏飞认为，光计算还有另一个在太空里极为稀缺的属性：低功耗。卫星的能源来自太阳能电池板，面积有限，功率预算极度紧张。传统GPU芯片在高算力模式下功耗极高，带来的热量在真空环境里无法通过空气对流散走，只能靠辐射散热，效率极低。光计算的发热量远低于同等算力的电子计算芯片，这一点在太空平台上的工程价值，远超过它在地面应用中的意义。

某业内人士对记者表示:“目前马斯克的SpaceX也在探索光计算方向，并已经和产业公司有合作。从行业发展而言，硅光子技术在低轨卫星通信、激光卫星定位系统中的应用，有望在未来3年内快速崛起。”

另一个值得关注的方向是太空光伏。

中原证券认为，太空光伏是航天器在轨长期运行的唯一可靠能源方案。太空光伏发展受两大趋势驱动：一是低轨卫星互联网星座进入规模化部署期，轨道资源“先占先得”的规则引发全球竞赛，以中国星网、SpaceX星链为代表的巨型星座规划拉动能源需求；二是太空数据中心旨在利用太空近乎无限的太阳能与超低温环境，突破地面AI算力扩张带来的能源与散热瓶颈，这一概念虽处早期验证阶段，但已被中美科技巨头视为远期战略方向。

此外，虽然在技术层面，不同的光伏电池各有优势，但产业人士普遍认为，钙钛矿/晶硅叠层电池具有理论效率极限高、质量比功率优异、天然柔性等潜力，是远期实现太空算力中心等超大功率应用的理想技术方向，目前处于在轨验证与工程化攻关阶段。

而在光伏“内卷”严重的当下，太空光伏也成为上市公司着力探索的新增长点。

钧达股份（002865.SZ）在今年5月的投资者交流中称，公司的钙钛矿叠层电池小面积转换效率达到33.53%，处于行业领先水平，已完成关键技术验证，为未来商业化应用积累了宝贵经验。而其与上海星翼芯能合作研发的钙钛矿叠层电池主要定位于卫星能源系统。相关技术仍处于实验验证阶段，尚未产生收入利润。

5月20日，中环新能源(01735.HK)发布公告称，其间接全资子公司中环低碳新能源(安徽)集团有限公司与苏州黑冕光电科技有限公司于5月19日签署合作协议，将联合南京航空航天大学，共同开发适用于太空应用的钙钛矿/晶硅叠层光伏电池技术，正式切入万亿级太空能源新赛道。

捷佳伟创(300724.SZ)也在今年5月的投资者交流中表示，由于近年来光伏行业供需失衡，光伏产能扩张进一步放缓，对光伏设备的需求进一步下降，公司的业绩承压。为此公司将深耕光伏领域，积极推进TOPCon的升级迭代，在存量市场中争取更大的份额，同时在HJT、XBC、钙钛矿及叠层等高效电池技术方面持续研发投入和开拓。