太空算力是指将计算资源(服务器、AI芯片、存储设备)部署在近地轨道、地球同步轨道等太空环境，构建"太空数据中心"，实现数据采集、处理、存储与输出全流程在轨完成的技术范式。

一言以蔽之：太空算力就是把AI芯片等算力资源装进卫星，让卫星在太空中直接完成数据处理，不再把原始数据传回地面。

其本质是将传统的 "天感地算" 模式转变为 "天数天算"，即卫星等太空设施能够直接在太空处理、分析数据，而无需将海量原始数据传回地面进行处理。

2、太空算力≠ 边缘计算

太空算力并非地面边缘计算的升级，而是“轨道级分布式AI架构”。

传统边缘计算将算力部署在终端附近，以降低延迟和网络成本为目的。而太空算力则将算力部署在架空的轨道上，与地面数据中心形成“去中心化 高性能”的融合，一方面保留了边缘算力的实时性和自治性，另一方面更是提升了可处理任务的复杂度，具有在太空轨道侧训练大模型、协同处理遥感数据、实时反馈任务等能力。

3、包含三个核心层次

太空算力包含三个核心层次：太空边缘计算、太空云计算和太空分布式计算。

（1）太空边缘计算：主要聚焦于在太空数据生成的源头进行处理，旨在减少通信需求，提高数据处理速度，增加任务自主性；

（2）太空云计算：则在太空边缘计算的基础上，通过高速互联通讯和分布式计算框架，在太空中构建云计算基础设施，提供太空环境下的弹性计算资源和服务；

（3）太空分布式计算：分布式计算通过将系统的各个组件分布在多台计算机或节点之间,作为一个整体系统运行,提升效率与性能，利用多个分散的计算节点（如卫星、空间站或其他太空平台）来执行数据处理、转发、存储和分析任务，这些计算节点通过网络连接，提供跨星数据协同，形成一个协同工作的计算网络。

4、核心架构

与地面数据中心不同，轨道级数据中心通过卫星在轨布置计算、存储与网络设施，并利用太阳能提供持续性能源，结合真空环境下的散热器实现高效冷却。

系统核心由计算存储模块、液冷系统、网络交换机与电源管理模块组成，通过高速星间链路(ISL)实现多卫星节点间的数据互联与任务分配。

（1） 算力模块

算力模块是星载计算系统，采用高度定制化的异构计算融合架构，包括 GPU/CPU/AI等芯片提供强大的并行计算能力，用于运行复杂的深度学习模型推理；受制于太空平台的面积有限，算力模块多以简单的多卡形式呈现，封装成抗辐射的计算卡群或机柜。

（2）星间通信网络

通信链路是构建太空算力网络的关键支撑，具有传输速率高、抗干扰能力强、通信时延低等优势。星间激光通信技术通过激光束作为信息载体实现卫星间的数据交互，目前技术水平已达到 100-400Gbps 的传输速率。这种高速通信网络不仅支持卫星间的实时数据传输，更重要的是能够实现分布式计算任务的协同处理。

（3）能源供应系统

充分利用太空中的太阳能资源，实现 "近乎无限" 的清洁能源供应。高轨太空数据中心可 7×24 小时使用高强度太阳能，且不受大气影响，发电效率可达 95%，为地面的 5 倍。同时，太空环境提供恒定阳光照射，实现 "近乎无限" 的太阳能供电，无需电池或备用电源。

（4）散热系统

太空是真空环境，温度是-270°C，无法通过传导散热，需要采用热管或流体回路 辐冷板(Radiator)形式散热,即芯片产生的热→热管传导→辐冷板→通过红外辐射把热量直接“辐射”到外太空，散热效率和辐冷板面积成正比，所以在卫星上会看到“大翅膀”样的结构。

对于 GPU 等高功率载荷,单靠热管难以满足需求(或需要较多热管,导致卫星重量过高发射成本过大)，往往需要结合液体回路进行主动散热(类似地面服务器的液冷散热)。

二、为什么要发展太空算力

根据《中国综合算力指数报告〔2024〕》预测，未来 10 年全球算力需求将达到当前的 70 倍以上，而地面数据中心在能源供给、散热系统、土地资源等方面的物理极限日益凸显。与此同时，太空环境独特的物理优势 —— 永续太阳能供电、真空散热条件、低延迟数据处理能力，正吸引着全球科技巨头和各国政府的目光。

1、能源供给的极限

算力的飙升背后是电力供应的极限。地面基建目前已成为最大瓶颈。

需求侧看，AIDC的指数级扩张将带动电力需求迅速上升，根据Rand 数据，2030年单个地点的训练需求可能高达 8GW(约相当于8座核反应堆)，除此之外还有数字货币挖矿等其他增长的电力需求存在;

供给侧看，作为全球 AI 发展最为迅速的国家，美国此前的地面基建已明显无法满足目前需求，根据 CSIS 数据，纽约的峰值需求约为 33GW(2023 年夏季 )，加州电网 CAIS0 的历史峰值为 52GW(2022年9月)，而较为中性的 CSIS 预测 AIDC 电量需求已达到84GW，接近前两者峰值的总和。

二十年来，美国电力消费停滞不前，同时结合特朗普已于今年1月宣布美国进入能源紧急状态的现状，地面基建已无法在几年内满足 AIDC电力需求，而太空算力或为落地能见度较高的优选方案之一。

2、太空算力四大优势：

（1）能源利用高效

太空环境无昼夜交替和云层遮挡，太阳能电池板可24小时不间断发电，是清洁可再生能源，且能源利用率高达95%以上，是地面太阳能发电效率的5倍左右。且无需依赖电网补能，运营阶段用电成本极低，据谷歌分析，太空数据中心的能源成本仅为地面的1/10，尤其适用于高能耗的算力场景（如大模型训练）。

（2）散热效率卓越

太空的真空和极寒温环境（约-270℃）为天然散热场，热量可通过辐射直接散逸，无需复杂的液冷或风冷系统，也不需要消耗水资源。相比之下，地面数据中心冷却系统能耗占总能耗的30%-40%，这显著降低了散热成本和能耗，解决了地面数据中心散热难题。

（3）部署更加灵活

卫星制造与发射周期以”月”为单位，在可扩展性、部署效率与监管灵活性方面，轨道数据中心有效规避了地面大型能源与基础设施项目所面临的漫长审批流程、土地权属协调、电网接入难题以及环境影响评估等制度性瓶颈。

单颗卫星算力可达744TOPS，12颗互联后总算力突破5POPS（每秒5千万亿次） ，相当于3000台高端笔记本的计算能力。正成为解决AI基础设施“能耗-密度-扩展性”三重矛盾的关键 解法。

（4）数据高效利用与广覆盖

传统模式下，受限于地面站资源和带宽，仅有不到十分之一的有效卫星数据能传回地面 。太空算力让数据在轨处理，只回传结果，极大提升了效率。响应时间从”小时级”压缩至”秒级” ，比传统“天感地算”模式减少一半时延，数据传输量减少90%，带宽利用率从10%提升至60%以上 。

同时，不受地理障碍限制，能覆盖海洋、极地等地面通信盲区，满足自动驾驶、远程医疗等对时延敏感的应用需求。

下表：一座 40 兆瓦（MW）算力集群在太空与地面运行 10 年的成本对比

（1）中国：全球首个太空计算星座成功组网

中国在太空算力领域取得了全球领先地位，2025 年 5 月 14 日由之江实验室主导，成都国星宇航研制（ADA Space )的"三体计算星座" 发射成功，未来普天科技主要是地面站的建设运营等。标志着我国首个具备整轨互联能力的太空计算星座系统颗具备在轨计算能力的智能卫星送入轨道，本正式建成初步形态，已实现从“天感地算”向“天感天算”的关键跨越。

"三体计算星座" 首批发射的 12 颗卫星展现出了世界级的技术水平。单星最高算力达 744TOPS（每秒 744 万亿次计算），整体具备 5POPS（每秒 5 千万亿次计算）在轨计算能力和 30TB 存储容量。这些卫星搭载了之江实验室研制的星载智能计算机，将卫星算力从 T 级提升至 P 级，性能提升 10 至 100 倍，并搭载了 80 亿参数的天基模型，能够对 L0 至 L4 级别的卫星数据进行高效处理。

另外，我国在产业链形成了完整的自主可控体系。北京星辰未来空间技术研究院主导的 "千兆瓦级太空数据中心" 项目，计划在 2025 年发射首颗试验星，构建天地一体化算力调度体系。同时，"星算计划" 也在积极推进中，国星宇航早在 2024 年 11 月就启动了这一计划，并于 2025 年 5 月成功发射全球首个太空计算星座，在轨集群算力达 5POPS，具备支撑 AI 推理、遥感计算、低空经济等多领域需求的能力，真正进入常态化商业运营阶段。

（2）美国：科技巨头加速太空算力布局

① Starcloud --将算力送入太空的革命性公司

2025 年 11 月 2 日，美国初创公司 Starcloud 通过 SpaceX 猎鹰 9 号火箭，成功将搭载英伟达 H100 GPU 的 Starcloud-1 卫星送入距地球约 350 公里的超低轨道（LEO），这是人类历史上首台在轨运行的地面级 AI 数据中心，标志着太空 AI 算力从概念走向现实。

Starcloud-1 卫星虽然仅重 60 公斤，大小与小型冰箱相当，却集成了英伟达 H100 GPU（配备 80GB 显存），其算力是此前所有太空计算机的上百倍，达到 2000 TFLOPS，相当于国际空间站的 100 倍。该卫星还搭载了谷歌 Gemini 大模型，计划在轨道上运行，证明即使是大语言模型也可以在外太空运行。

Starcloud 公司的长期目标是构建千兆瓦级轨道数据中心，包括一个 4 公里的太阳能电池阵列托架，搭载数千个 AI 芯片模块，支持模块化扩展。

② 谷歌

谷歌作为另一个重要参与者，与卫星图像公司 Planet Labs 合作，计划在 2027 年初发射两颗卫星，以探索建设大规模太空数据中心集群的可能性。谷歌的 "捕日者（Suncatcher）" 项目计划把 TPU 芯片送上太空，构建一个像 "星链" 那样的太空计算集群，其核心思路是利用太阳能电池板近乎持续发电，工作效率是地球上同类电池板的八倍。

③ SpaceX

SpaceX在太空算力领域地位不用质疑。马斯克在 2025 年 10 月底回应 Ars Technica 报道时表示："只需扩展星链 V3 卫星，就能构建太空数据中心"。新一代的星链 V3 卫星是关键节点，每颗质量约 1.5 吨，通信容量高达 1 Tbps（太比特每秒），是早期 15 Gbps 卫星的近 70 倍。SpaceX 与谷歌联合宣布星间激光通信速率突破 3.2Tbps，较此前提升 1 倍；英伟达推出太空专用 AI 芯片，功耗较 H100 降低 50%，单星算力提升至 500TOPS，大幅提升太空算力性价比。

太空算力的建设遵循着清晰的三阶段发展路径，这一路径由中国率先提出并正在积极实施，为全球太空算力发展提供了重要参考。

（1）第一阶段（2025-2027 年）：技术突破期。这一阶段的重点是突破能源与散热等关键技术，迭代研制试验星，建设一期算力星座。根据中国太空数据中心建设规划，一期算力星座的目标是总功率达 200KW、算力规模达 1000POPS，实现 "天数天算" 应用目标。在这一阶段，技术验证是核心任务，包括抗辐射芯片的可靠性测试、星间激光通信的稳定性验证、能源系统的效率优化等。

（2）第二阶段（2028-2030 年）：技术成熟期。这一阶段致力于突破在轨组装建造等关键技术，进一步降低建设与运营成本，建设二期算力星座。主要目标是实现 "地数天算" 应用，即地面数据可以通过太空算力进行处理，形成天地协同的计算模式。在这一阶段，规模化生产和成本控制成为重点。

（3）第三阶段（2031-2035 年）：规模化部署期。这一阶段的目标是实现卫星的大规模批量生产并组网发射，在轨对接建成大规模太空数据中心。最终目标是建成支持 "天基主算" 的千兆瓦级系统，实现太空算力的全面商业化运营。在这一阶段，太空算力将成为全球算力网络的重要组成部分，与地面算力形成互补关系。

从技术成熟度角度看，当前正处于从第一阶段向第二阶段过渡的关键时期。抗辐射芯片、星间激光通信、能源系统等核心技术已经基本成熟，部分已达到工程验证阶段；而在轨组装、巨型结构制造、大规模系统集成等技术仍在攻关中。

（1）抗辐射芯片技术--是太空算力的基础

太空环境中的宇宙射线、高能粒子辐射会对半导体器件造成单粒子翻转（SEU）、总剂量效应等损伤、功能退化，因此抗辐射芯片设计是太空算力硬件的核心技术瓶颈。目前主要通过材料创新、结构加固与冗余设计三种路径实现芯片抗辐射能力提升。

中国在这一领域取得了重要突破，自主研发的 "天罡" 处理器抗辐射能力极强（单粒子翻转率＜0.001%），适应太空极端环境。

（2）星间激光通信--构建太空算力网络的关键

星间激光通信技术不依赖地面站进行卫星间数据传输，可有效降低数据传输时延，是空间算力网络建设的通信基础。激光通信在空间传输中具有波长短，抗干扰能力，抗截获强的特点，是卫星通信与导航的主要方式。

当前技术水平已达到 100-400Gbps 的传输速率，中国 "天秤 - 10" 卫星的星间激光通信速率达 100Gbps，延迟低于 10 毫秒。

（3）能源与散热--太空算力的独特优势

太空的太阳能架构由太阳能电池 太阳能电池板 太阳能阵列提供。目前，英伟达参投的Starcloud 公司计划构建一个5公里x4公里的巨大太阳能电池阵列，在太空建成 5GW 功率轨道数据中心；我国的轨道辰光公司正开展新型聚光型砷化镓太阳能电池等产品的研发。

散热系统也是技术难点：与传统IDC的散热方式不同，太空真空环境，无空气对流，电子设备散热需依赖辐射进行热量传导。计算节点通常设计有流体回路/热管将热量传向卫星表面，由辐射器将热量以红外形式向深空冷源散发。

（4）在轨组装与维护--实现大规模太空IDC的关键

未来的太空数据中心将采用模块化、标准化设计，通过在轨交会对接，搭建起平方公里级的大型航天器，具备在太空开展超大模型训练和推理的能力。这需要突破自动对接、在轨装配、大型结构制造等多项技术难题。

另外，卫星寿命一般5-10年，需解决软硬件OTA升级、宇航员或太空机器人定期维护的问题。

太空算力产业链呈现出高度复杂的系统工程特征，其上游为：基础设施、中游：核心能力和下游：应用服务三大核心环节。

1、上游：基础设施层

上游是整个太空算力产业的根基，包括卫星与平台制造、发射服务、算力与通信硬件、地面站等系统。

这一层级主要负责将计算资源送入太空并确保其正常运行，是整个产业链的物理基础。其中，发射服务提供商负责将卫星送入预定轨道；卫星制造商提供搭载计算载荷的卫星平台；星载算力芯片处理器供应商提供抗辐射的计算芯片；激光通信终端供应商提供星间和星地通信设备；地面站运营商提供地面数据接收和处理设施。

2、中游：在轨网络/算力与空间运营

中游承担着太空算力的 "神经中枢" 职能，主要包括星座研制、星间链路组网、在轨运控、算力调度平台等环节。这一层级负责构建和运营太空算力网络，实现计算资源的有效调度和管理。

其中，星座研制企业负责设计和部署卫星星座；星间链路组网企业负责建立卫星间的通信网络；在轨运控企业负责卫星的实时监控和管理；算力调度平台企业负责计算资源的分配和任务调度。

3、下游：应用服务层

下游是太空算力价值实现的关键，包括行业应用，如航空、航运、应急救援、遥感、气象/农业监测，企业跨域算力调度、无人机等终端设备、智慧城市等领域。这一层级负责将太空算力转化为实际的商业价值，服务于各行各业的数字化转型需求。

从产业链的发展现状看，当前呈现出 "上游稳、中游快、下游活" 的健康格局：上游硬件企业已实现商业化落地，产品与客户基础成熟；中游网络部署企业加速推进星座建设，技术验证与小规模部署同步开展；下游运营服务企业积极探索商业模式，部分场景已实现盈利。

下表：中国主要卫星星座布局一览

五、相关标的

以下为不完全列举：

（1）卫星制造与组网 /基础设施

① 中国卫星：卫星制造绝对龙头，独家承担“三体计算星座”组网任务，覆盖卫星制造 通信载荷全链条，市占率稳居行业前列。

② 航天电子：星载计算机市占率超90%，堪称“太空电脑”核心供应商，为卫星在轨算力运行提供关键支撑。

③天银机电：星敏感器龙头企业，直接参与“星算计划”星座建设，精准保障卫星姿态控制精度，是算力卫星稳定运行的重要配套。

④ 杭钢股份：2024年子公司数据公司实施了之江实验室机房基础设施升级改造工程，深度参与“三体计算星座”地面算力资产运营，投资升级专业机房并提供云计算支持。

⑤  顺灏股份：以1.1亿元人民币投资轨道辰光布局晨昏轨道算力卫星，创新组建太空数据中心，探索存算传一体化技术与新型卫星架构，为特定场景提供专属算力服务，赛道差异化优势明显。

（2）星载芯片/算力

① 寒武纪：MLU370-X8芯片通过航天级认证，为太空算力提供高性能星载芯片支持，性能适配天基计算需求。

② 欧比特：内商业卫星载荷龙头，玉龙810芯片专为小型算力卫星设计，算力达12TOPS目功耗仅2W，完美适配低功耗在轨计算场景。

③ 复旦微电：国产FPGA芯片领域龙头，国内唯一能批量生产抗辐射FPGA的企业，从硬件层面保障卫星算力模块在复杂太空环境下稳定运行。

④ 臻镭科技：卫星通信核心芯片龙头，产品适配太空高可靠通信需求，获机构重点看好，技术认可度高。

⑤ 北京君正：车载存储芯片 嵌入式CPU芯片龙头，在低轨卫星专用抗辐射芯片领域实现国产化突破，其芯片产品能适应太空复杂的辐射环境，已批量应用于各类卫星控制系统，是三体计算星座核心芯片供应商。

⑥ 紫光国微：是特种FPGA、抗辐照存储器、高可靠SOC等芯片的主要供应商，市场份额超过50%，产品广泛应用于C919大飞机、北斗卫星、导弹等重大项目，是国内特种集成电路领域的绝对龙头。

（3）能源与散热

① 乾照光电：乾照光电是国内砷化镓太阳能电池出货量最大的企业，市占率超过50%，是该领域的绝对龙头。其产品光电转换效率达27%-29%，处于国际先进水平，广泛应用于卫星、无人机等高端装备的能源系统。

② 英维克：国内最早推出全链条液冷解决方案的企业，液冷技术跨界延伸至太空领域，斩获NASA合作项目，成功攻克卫星散热核心难题，保障算力设备稳定工况。

③ 上海港湾：子公司上海伏曦炘空科技，专注于为卫星、空间飞行器等提供轻量化、低成本、高效能的空间能源系统解决方案，特别是在钙钛矿太阳能电池技术的研发与应用方面取得突破。

（4）通信传输/地面终端

① 光迅科技：全球唯二能生产100Gbps星间激光通信模块的企业，构建卫星高速互联通道，支撑算力数据快速传输。

② 普天科技：聚焦卫星通信终端、星地融合通信、手持机直连卫星等关键技术领域，深度参与“三体计算星座”，负责20Gbps以上微波通信业务，与激光通信形成互补，保障通信链路冗余性。

③ 通宇通讯：国内通信天线及射频器件的龙头企业，产品覆盖基站天线、射频器件、微波天线等，服务于全球主流通信运营商和设备商，如华为、中兴、诺基亚、爱立信等。

④ 上海瀚讯：军用宽带移动通信系统龙头，国家“千帆星座”（G60星链）等低轨卫星通信项目的核心供应商，负责卫星通信载荷、信关站、终端的研制，在卫星通信载荷技术方面具有深厚积累，助力太空算力集群协同工作。

⑤ 海格通信：作为国内军工信息化领域的核心企业，海格通信在军用无线通信、北斗导航、航空航天电子等领域拥有深厚技术积累和广泛市场份额，在卫星通信芯片、终端、信关站等领域布局领先，参与国家低轨卫星“千帆星座”项目。

⑥ 震有科技：国际领先的综合通信设备研发设计并提供定制化供应商，其在卫星核心领域占据国内领先地位，是天通一号卫星通信系统核心网的唯一供应商。

（5）算力调度与应用

① 中科星图：FPGA芯片深度应用于卫星载荷与控制系统，叠加AI算法赋能，实现天基算力高效处理与应用转化。

② 中科曙光：国产超算领军企业，参与“三体计算星座”算力调度网络建设，搭建天基与地面算力协同桥梁。

③ 航天宏图：国内遥感应用与卫星大数据领域的龙头，深度参与“星算计划”，提供天基数据处理与应用全流程解决方案，推动太空算力价值落地。