太空轨道上的超算中心!太空算力核心公司梳理

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11月27日,太空数据中心建设工作推进会上传出消息,北京拟在700-800公里晨昏轨道建设运营超过千兆瓦(GW)功率的集中式大型数据中心系统,以实现将大规模AI算力搬上太空。

马斯克在最新访谈中也表示,可将每年100GW的太阳能AI卫星送入轨道,用于为大规模AI提供能源,这可能成为“在非常大规模上运行和供电AI的最低成本方式”。

政策、技术与巨头布局形成共振,太空算力已从概念迈入商业化落地期。

01、太空算力

太空算力是在地球低轨或中轨卫星中部署的具备推理与训练能力的模块化服务器节点,形成“轨道数据中心”,可执行大规模AI运算,协同完成数据处理任务,超越传统卫星“感知+回传”的功能,具备自治智能、实时响应、分布式协作等特性。

比如,国内ADA Space与浙江Lab合作推出的“三体计算星座”已发射首批12颗AI卫星,每颗卫星具备744 TOPS的处理能力,星座总算力预期达5 POPS,未来目标设定为1000 POPS小型轨道超算阵列。

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。同时,数据中心的网络交换设备连接至卫星对地通信链路,将必要的数据下行至地面站或其他在轨任务单元,实现“在轨计算+按需下传”的混合模式。

卫星/空间平台:作为载体,相当于数据中心的机房,提供电力、通信链路和结构支撑。目前多采用低轨(LEO)卫星或空间站平台(目前150-300公里低轨空间较为拥挤,为达到较好的散热效果,太空算力卫星多考虑发射至500公里外);

算力模块:即服务器集群,GPU/CPU/ASIC等芯片,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;

通信链路:上下行链路——跟地面站传输数据,星间链路——卫星之间用激光通信传输;

能源系统:太阳能电池板是主要供电来源,同时搭载电池储能,保证卫星在阴影区(没有阳光时)运转;

散热系统:太空是真空环境,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。

02、技术支撑

要在严苛的太空环境中实现强大算力,轨道计算节点需要综合多顶尖技术支撑。

部署方式:太空算力节点可采用不同部署形态。一种是专用计算卫星星座,由多颗小卫星组网协同,星座内部通过星间链路组成“轨道数据中心”,共同提供服务。另一种是将计算模块搭载于大型卫星或空间站模块中,形成轨道数据中心节点。

能源供给:轨道算力主要依赖太阳能供电。例如,Starcloud公司计划构建一个5公里×4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:与传统算力中心的散热方式不同,太空真空环境下无法利用空气对流,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。

03、产业链参与者

上游:基础构建环节

上游是太空算力的根基,负责提供可承载算力的物理平台与把设备送入轨道,涵盖卫星/平台制造、发射服务、算力与通信硬件等。

卫星制造商通过平台设计与星间链路提升网络能力;发射服务以可复用火箭压低边际发射成本;算力/边缘硬件厂耐辐照、功耗与热设计适配。

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,核心在于构建高效的通信网络与实现算力的在轨管理,包括通信网络搭建、轨道数据中心运营。

下游:应用拓展环节

下游是太空算力价值释放的核心场景,通过多样化应用将技术优势转化为实际生产力,覆盖地球观测、通信服务及新兴领域等方向。

地球观测借助在轨数据处理提升决策效率,通信服务依托算力优化拓展服务边界,新兴应用如自动驾驶智能交通则通过太空算力突破地面场景限制,全方位推动太空算力从技术探索走向产业落地,赋能多行业升级。

04、太空算力核心公司

中国卫星:航天科技集团旗下核心企业,独家承担“三体计算星座”组网任务;全球唯二能实现100Gbps星间激光通信模块量产的企业。

航天电子:星载计算机市场占有率超90%,供应激光通信设备,相控阵天线技术实现10Gbps 星间通信速率。

复旦微电国内唯一量产抗辐射FPGA的企业,产品应用于算力星座核心控制模块。

臻镭科技国内卫星通信领域射频、电源和ADC/DAC 芯片的核心供应商,专注特种射频模拟芯片,星网二代组网首选供应商。

乾照光电航天级太阳能电池板市占率领先,砷化镓太阳能电池产品出货量稳居国内第一。

上海港湾钙钛矿太阳能电池30×30cm组件认证效率18.06%,已在多颗卫星开展在轨试验。

中科星图数字地球龙头企业,遥感数据处理市占率达35%;公司与中科曙光合作建设 “天地一体化” 算网,提供空天数据大模型服务。

普天科技中国电科旗下通信平台,深度参与“三体计算星座”,负责 20Gbps 以上微波通信业务。

顺灏股份参股北京轨道辰光科技有限公司(19.30%),轨道辰光主营太空数据中心业务,首颗试验卫星预计2025年底发射。

来源:策金说

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