• 产业背景：从地面约束到空间物理红利的范式转移。太空算力通过重构能量供给与散热模式，成为突破地面数据中心增长瓶颈的关键路径。当前，地面数据中心正面临能耗激增、电网承压及水资源限制等多重挑战，国际能源署预计2030年全球相关用电量将接近1000 TWh。相比之下，太空环境提供了极高的工程红利：一方面，特定轨道的航天器可获得近乎100%的连续光照，太阳辐照强度远超地面，能够实现极高的功率质量比（如每吨100 kW）；另一方面，真空环境虽依赖辐射散热，但彻底摆脱了对水资源的依赖。SpaceX等巨头已开始申请轨道数据中心系统，旨在利用激光星间链路与高效率光伏阵列，将计算载荷从地表的能源与环保约束中解放出来。

• 体系解构：三层逻辑架构与多元化应用场景。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。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。轨道数据中心则面向通用云计算与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。地月空间基础设施则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。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。

• 工程挑战与竞争格局：物理瓶颈下的全球战略博弈。尽管物理优势显著，但太空算力的规模化落地仍受限于抗辐射技术、通信链路及在轨维护等硬瓶颈。商用芯片（COTS）在极端环境下易发生逻辑翻转，需通过系统级容错与硬件加固对冲风险；同时，兆瓦级算力产生的巨大散热需求对航天器的结构疲劳与指向控制提出了极高要求。目前，全球竞争格局呈现两种路径：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锻炼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，更将成为国际安全博弈与空间秩序重塑的核心变量。

• 投资建议：建议关注SpaceX条线，以及未来商业航天的核心能力方向大规模投送以及大规模供电。

• SpaceX条线：迈为股份、信维通信、安徽合力、宇晶股份、连城数控、双良节能、晶盛机电、拉普拉斯、奥特维、高测股份、捷佳伟创、西部材料；

• 太空算力：顺灏股份；

• 大规模投送（火箭）：国机精工、飞沃科技、超捷股份、哈森股份、广联航空、航天动力；

• 大规模供电（太空光伏）：

• 太空光伏产品：电科蓝天、中来股份、云南锗业、明阳智能、乾照光电、东方日升、钧达股份、上海港湾、天合光能、晶科能源、蓝思科技、凯盛科技

• 风险提示：技术验证不及预期、订单兑现不及预期、地缘政治波动风险、市场波动风险等。

  
  

  
  

目录

1.   太空算力：从地面建筑到航天系统的范式转移

太空算力正在成为重构全球数字经济底座的关键路径。太空算力并不是简单地将地面服务器搬迁至卫星轨道，而是将数据中心的核心物理要素：能量供给、热量排散、数据互联，在极端的真空、微重力和强辐射环境下，进行系统性的重构与工程化实现。

在地面环境中，数据中心的建设受到能耗、散热、选址三重挑战。随着人工智能和机器学习负载的指数级增长，地面基础设施的不可持续性日益凸显。根据国际能源署的深度估算，2024年全球数据中心用电量约为415 TWh，占全球总耗电量的1.5%，而在基准情景下，这一数字到2030年将攀升至945 TWh。与此同时，2024年全球在数据中心领域的投资已接近0.5万亿美元规模，但局部电网承压、并网周期冗长以及环境政策的收紧，已成为现实的行业瓶颈。根据CNBC报道，美国数据中心带来的能耗需求2024年达45GW，预计将在2030年达到104-130GW，约占美国总发电功率的16%，而2022年该占比仅2.5%。

太空算力提供了一种将这些约束外移的可能性。通过将计算载荷部署于近地轨道或特定轨道，开发者可以利用地表不具备的物理红利，将原本在地面最难以扩张的两件事：大规模清洁能源获取与无水资源依赖的散热转换成航天器的工程参数。SpaceX近期向美国联邦通信委员会提交的轨道数据中心系统申请，正式拉开了这一进程的序幕，该申请将计算定位为卫星星座的核心任务，并强调了太阳能供电、辐射散热与激光星间链路的技术路径。

2.   概念分类与应用层次的解构

在市场讨论中，由于对太空算力缺乏严谨的定义分类，常导致经济模型分析的混乱。必须区分以下三个不同逻辑层次的算力形态。

2.1  在轨边缘算力

此类形态的算力主要服务于轨道原生数据，其核心价值在于以计算换带宽。随着遥感、侦察、导航等传感器分辨率的爆炸式提升，卫星产生的数据量已远超传统的对地链路带宽。中国在该领域的叙事最具代表性：2025年5月，中国成功发射三体计算星座首批12星，强调在轨实时处理遥感数据以降低回传瓶颈。此类系统的价值在于减少回传量、缩短决策时延并提高卫星的自主化水平，其商业确定性最高，且已进入规模化验证阶段。

2.2  轨道数据中心

这是一种面向通用云计算、AI推理乃至大规模训练的任务形态。它的目标并非处理在轨产生的数据，而是接收来自地面或其他节点的通用负载。SpaceX申请的100万颗卫星系统即属于此类。此类模型的核心逻辑是替代或补充地面超大规模数据中心，解决地面的能源墙和环境税挑战。其成功的前提是具备极低的入轨成本、高效的星间激光骨干网以及极强的在轨维护能力。

2.3  地月空间基础设施

随着阿耳忒弥斯等深空探测计划的推进，算力被视为月球及深空活动的公共载荷。在此类场景下，算力是基础设施的一部分，其关注点在于在轨组装、深空供电、抗强辐射能力以及在无地面支持下的自治运行。例如，Lonestar在月球表面部署的 3D 打印数据节点，旨在提供异地容灾备份，其价值在于数据的安全性而非单纯的经济性。

3.   太空算力的物理优势与工业化瓶颈

3.1  物理优势：可控能量与温差

太空算力之所以在商业逻辑上成立，核心在于其对轨道物理特性的极致利用。这种优势并非简单的能源成本低，而是体现为能量输入的高度稳定性和热排散环境的特殊性。

3.1.1 能源端：太阳常数与高占空比发电的工程红利

太空环境的初级优势来自太阳辐照强度的显著提升。在地球顶层大气边缘，总太阳辐照度约为1361W/m²，而经过大气层衰减、云量遮挡和气溶胶散射后，地面光伏板实际接收到的能量密度大大降低。更重要的是容量因子的差异。根据美国国家可再生能源实验室的统计，2007年至2021年间，地面公用事业级光伏系统的中位交流容量因子仅为24%左右。

在轨道上，这种能源限制被极大地弱化。在某些特定轨道，例如晨昏太阳同步轨道的特定构型下，航天器可以实现近乎100%的连续光照时间。SpaceX在FCC申请中明确提到，利用Starlink V3总线及其高效率光伏阵列，轨道数据中心能够实现极高的功率质量比，达到约每吨100 kW的计算功率，这在地面受限的能量密度环境下是难以想象的。

3.1.2 散热端：玻尔兹曼定律下的硬约束

关于太空散热，普遍存在太空接近绝对零度所以天然利于散热的误解。实际上，真空中缺乏分子传导和对流，航天器排散热量完全依赖辐射。

国际空间站的外部主动热控系统提供了重要的工程参考：其总散热能力约为70 kW，由多组大型散热翼组成。当算力规模从千瓦级向兆瓦乃至吉瓦级跃升时，散热器的物理尺寸和结构复杂度将成为系统设计的决定性矛盾。太空算力的真实红利在于它彻底摆脱了对水资源的依赖，这在水资源日益匮乏且环保法规严苛的今天具有极高的商业溢价空间。然而，这种红利必须通过更大的辐射器展开面积、复杂的流体回路以及精准的姿态控制来支付成本。

3.2  工程化硬瓶颈：决定系统成败的航天四件套

太空算力系统的成功不取决于选用了哪种GPU芯片，而取决于航天总线系统能否为高密度算力提供一个持续、稳定且经济的运行环境。

3.2.1 抗辐射与可靠性权衡：COTS芯片的系统代价

由于太空环境中存在大量的宇宙射线和高能粒子，先进制程的半导体器件极易受到总剂量效应和单粒子效应的影响，导致逻辑翻转或物理损毁。传统的宇航级芯片虽然可靠，但计算性能落后地表多代，且价格极其昂贵，无法支持大模型推理。

目前的工程共识是转向商用现货芯片，但在系统层面采取两种对冲策略:

硬件层面的加固：采用更高密度的封装屏蔽、TMR电路设计或特定的衬底技术。

系统层面增加容错：通过在轨数据擦除、热备节点快速切换、软件定义容错架构，如RISC-V架构的PIC64-HPSC，来抵消单点失效。这两者都会显著增加系统的质量负载和功耗冗余，从而推高单位算力的综合成本。

3.2.2 通信链路：算力资源的物理运力底座

除遥感卫星产生的原生数据外的数据不可能凭空在轨道上生成。对于通用AI推理，海量输入数据必须能够高效地上行至轨道，且处理结果需实时下行。虽然NASA的TBIRD任务在LEO实现了200 Gbps级激光下行，并在单次过境中传输了TB级数据，但这仅仅是点对点的实验。要实现工业级的轨道算力运营，需要一套全天候、低成本、高可靠的激光网状路由。SpaceX的优势在于其已经部署Starlink激光骨干网，未来能够无缝支撑其计算节点的数据吞吐，而其他竞争者则面临极高的通信门槛。

3.2.3 热控与供电的尺度化矛盾

ISS的散热标尺显示，70 kW级散热已需要复杂的氨回路和巨型散热板。如果目标是MW级乃至GW级的轨道中心，散热板的物理尺度将达到数万平方米。这将引入一系列复杂的机械工程问题：

结构疲劳：巨型柔性结构在姿态调整和冷热交替循环中的材料疲劳问题。

指向控制：需要在保持太阳翼对日定向的同时，确保散热器避开地球热辐射并指向深空冷端。

微流星体防护：大面积暴露的辐射器极易受损，需要设计复杂的流体隔离阀门和冗余回路以防灾难性泄漏。