太空算力行業(yè)深度研究：蒼穹之下，算力之上.pdf

太空算力行業(yè)深度研究：蒼穹之下，算力之上。太空算力本質(zhì)是近地軌道分布式太空數(shù)據(jù)中心。傳統(tǒng)衛(wèi)星主要定位于數(shù) 據(jù)采集以及轉(zhuǎn)發(fā)終端，其價(jià)值在于獲取和傳輸數(shù)據(jù)；算力衛(wèi)星作為“太 空 AI 大腦”，可在軌完成數(shù)據(jù)智能處理，解決傳統(tǒng)模式傳輸量大、時(shí)效 性差的痛點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)從“天感地算”向“天數(shù)天算”的范式躍遷，利用太 空優(yōu)勢(shì)破解地面 AI 數(shù)據(jù)中心面臨的瓶頸。

算力衛(wèi)星組網(wǎng)，規(guī)模部署在即。相較于地面數(shù)據(jù)中心，太空數(shù)據(jù)中心可 利用低成本的太陽(yáng)能供電，依托模塊化部署模式快速組網(wǎng)，拓展規(guī)模幾 乎不受物理?xiàng)l件限制，商業(yè)邏輯堅(jiān)實(shí)，中美已啟動(dòng)布局。

我們認(rèn)為四大因素將助推太空算力高景氣。1）政策驅(qū)動(dòng)：11 月國(guó)家航 天局發(fā)布的《推進(jìn)商業(yè)航天高質(zhì)量安全發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2025—2027 年）》。 國(guó)家通過(guò)準(zhǔn)入松綁、千億級(jí)基金支持等政策托舉算力衛(wèi)星技術(shù)攻關(guān)與場(chǎng) 景開(kāi)拓。2）經(jīng)濟(jì)效益驅(qū)動(dòng)：北美數(shù)據(jù)中心未來(lái)三年存在電力短缺困局。 太空算力中心突破地面電力消耗瓶頸，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與能源效率的雙重 躍升。根據(jù)測(cè)算，假設(shè)發(fā)射 40 兆瓦數(shù)據(jù)中心，能夠?qū)崿F(xiàn)約 0.002 美元/千 瓦時(shí)的等效能源成本。3）應(yīng)用場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)：安全與國(guó)家任務(wù)提供底層牽引， 商業(yè)化云服務(wù)則在成本和技術(shù)成熟后展開(kāi)。4）可復(fù)用火箭+新材料驅(qū)動(dòng)： SpaceX“獵鷹九號(hào)”通過(guò)回收一級(jí)火箭與整流罩，將單位發(fā)射成本降至 3000 美元以下。國(guó)內(nèi)多家商業(yè)航天企業(yè)已開(kāi)展可回收火箭高空回收實(shí) 驗(yàn)；PEEK 作為高性能工程熱塑性塑料，其比重＜1.4，相較鋁合金減重 超 40%、鋼材減重近 85%，可顯著提升火箭有效載荷與運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性。

核心技術(shù)革新，聚焦太空算力關(guān)鍵環(huán)節(jié)。1）能源供給：太空太陽(yáng)輻射強(qiáng) 度比地面高約 30%，光伏為最優(yōu)供能形式。太陽(yáng)翼的核心構(gòu)成包含電池 片、基板及展開(kāi)結(jié)構(gòu)三大關(guān)鍵組件。電池片路徑建議關(guān)注晶硅、砷化鎵、 鈣鈦礦三類方案，砷化鎵短期成本剛性，適配高價(jià)值衛(wèi)星；晶硅技術(shù)產(chǎn) 業(yè)化成熟度最高，可沿用地面供應(yīng)鏈與工藝，具備規(guī)模化成本優(yōu)勢(shì)；鈣 鈦礦憑借高性價(jià)比、柔性易集成等特性，未來(lái)替代空間廣闊。柔性薄膜 基板圍繞 PI/CPI 薄膜，可提升太陽(yáng)翼折疊與展開(kāi)可靠性，支撐衛(wèi)星高功 率供電需求；2）散熱方案：在太空中，由于沒(méi)有空氣進(jìn)行熱對(duì)流，熱對(duì) 流在軌道環(huán)境中基本失效，太空算力冷卻主要依賴于熱輻射和熱傳導(dǎo)。 高功率算力衛(wèi)星采用“液冷+大型散熱翼板”的混合方案，散熱板從傳統(tǒng) 小面積向大面積做延伸。3）抗輻射：抗輻射芯片關(guān)鍵在于場(chǎng)景適配，國(guó) 內(nèi)設(shè)計(jì)加固與工藝優(yōu)化進(jìn)展迅猛，有望與美國(guó)齊頭并進(jìn)，GaN/SiC 等高 抗輻射材料加速滲透，成為高功率星載芯片的核心適配方案。COTS 衍 生方案的崛起也將推動(dòng)芯片生成從定制化向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化進(jìn)發(fā)。