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【报告】商业航天专题二:2026年迎奇点时刻-太空算力与商业航天行业专题(附PDF下载)
2026-02-05 00:23
【报告】商业航天专题二:2026年迎奇点时刻-太空算力与商业航天行业专题(附PDF下载)
浙商证券
《2026年迎奇点时刻-太空算力与商业航天行业专题报告
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? 2026:太空算力迎来奇点时刻

——商业航天与天地一体化计算产业深度解析


一、太空算力:破解地面AI算力困局的终极答案

1.1 地面数据中心的三大"紧箍咒"

当前,人工智能的爆发式增长正将地面数据中心推向物理极限。报告用一组触目惊心的数据揭示了这场危机:

电力需求的指数级飙升:从2015年到2030年,AIDC(人工智能数据中心)的电力需求呈现陡峭的J型曲线增长,预计到2030年将突破200GW大关。这意味着什么?仅AI算力基础设施就将消耗相当于数个发达国家的总用电量。

三重瓶颈叠加

  • 能源之困:电网承载压力剧增,电力成本居高不下

  • 散热之难:传统风冷/液冷系统面临物理极限,水资源消耗巨大

  • 土地之限:一线城市用地审批趋严,环保约束日益收紧

现状已无法支撑未来AI的规模化发展,一场基础设施革命迫在眉睫。

1.2 太空数据中心(SDC)的颠覆性优势

Starcloud的测算揭示了一个令人震撼的成本对比:建设同等规模的40MW数据中心,太空方案十年期核心成本仅820万美元,仅为地面方案1.67亿美元的5%

这种成本优势源于太空环境的天然禀赋:

☀️ 无限的太阳能

  • 太空太阳能可全天候获取,不受昼夜、天气影响

  • 发电效率远超地面光伏

  • 能源成本仅为地面的1/70,十年运营成本比地面低约22倍

?️ 天然的散热环境

  • 利用太空高真空环境的辐射散热,无需消耗水资源

  • 极端温差成为天然冷却剂

? 无限的部署与扩展性

  • 彻底摆脱土地、电网、环保审批等地面瓶颈

  • 通过模块化叠加,理论上可实现近乎无限的扩展

  • 支持构建GW级超大规模计算集群

太空数据中心已从科幻构想步入现实,成为维持人工智能创新速度的战略必由之路。


二、太空算力进化史:从"0到1"到商业化爆发

太空智能计算的发展清晰呈现三个阶段:

阶段一:单点技术验证期(2017-2019)

标志性事件:惠普企业(HPE)的Spaceborne Computer项目

  • 2017年发射SBC-1,首次验证商用芯片在轨可行性

  • 2021年升级SBC-2,搭载英伟达Tesla GPU

  • 达到数据中心级计算能力,实现"从0到1"的突破

阶段二:功能性应用探索期(2020-2024)

中国力量登场

  • "星河号"(2018年):国星宇航发射全球首个商业AI星座首星,开启星座组网建设

  • PhiSat-1(2020年):欧洲航天局首次在轨使用AI加速器(Intel Movidius),进行高光谱图像云检测

这一阶段,AI开始承担具体任务,星上边缘计算成为现实。

阶段三:太空智算商业化部署期(2025-未来)

2025年成为真正的奇点之年

中国"三体计算星座"(2025年5月14日)

  • 国星宇航与之江实验室联合发射首批12颗计算卫星

  • 中国首个整轨互联的太空计算卫星星座

  • 建成后总算力达1000POPS,搭载80亿参数大模型

  • 远期规划:2030年实现千星组网

美国Starcloud-1(2025年11月2日)

  • 搭载英伟达H100 GPU芯片的技术试验星

  • 核心测试H100 GPU在太空极端环境下的运行能力

  • 获Nvidia全力支持,宣称完成大模型在轨训练

行业已从技术验证迈入商业化星座部署阶段。据北京市科委、中关村管委会数据,2027年一期算力星座建成后,可直接带动产业链产值超数十亿元,长期规模有望超万亿元


三、太空环境重构:四大基础设施赛道崛起

传统算力基础设施范式(液冷/风冷散热+市电+交换机网络+常规算力芯片)在太空环境中完全失效。太空的特殊性——缺乏散热介质、依赖太阳能发电、卫星间通信距离遥远、宇宙辐射强烈——催生了全新的技术体系:

? 能源系统:太阳光辉下的电力革命

  • 核心构成:光伏电池阵列、蓄电池组、电源管理系统

  • 技术挑战:在光照区高效收集能量,在阴影区稳定供电

  • 创新方向:太空光伏效率提升、储能密度突破

? 算力模块:抗辐射的"太空大脑"

  • 核心构成:抗辐照芯片、服务器封装

  • 技术挑战:宇宙射线对电子元器件的致命损伤

  • 创新方向:抗辐射加固设计、特殊封装工艺、容错计算架构

? 通信链路:激光编织的星际网络

  • 核心构成:星间激光通信终端、相控阵天线、星间链路调制解调器

  • 技术挑战:超远距离、高速率、低延迟的数据传输

  • 创新方向:激光通信技术、空间光网络、天地一体化协议

?️ 热控系统:真空中的散热艺术

  • 核心构成:相变热管、辐冷板、隔热材料、温控器

  • 技术挑战:真空缺乏导热介质,只能依赖热辐射散热

  • 创新方向:高效辐射散热材料、智能温控系统

这四大细分赛道构成了太空算力基础设施的全新价值链,每一个都蕴含着巨大的技术壁垒和商业机会。


四、全球竞速:中美太空算力模式对比

?? 中国模式:政府牵头,产业协同

组织形态:创新联合体

  • 牵头方:地方政府(北京市科委等)/核心科研机构(之江实验室)

  • 核心特征:"大兵团作战",整合产业链,强调自主可控

典型项目

  • 北京"太空数据中心":星辰未来、轨道辰光等组成联合体,首颗试验星"辰光一号"待发,目标GW级数据中心

  • 之江实验室"三体计算星座":2025年5月成功发射首批12颗计算卫星,国星宇航负责卫星平台+整星,之江实验室负责星载智能计算机等软硬件+天基模型

  • 国星宇航"星算"计划:规划2800颗算力卫星组网,与地面超100个算力中心互联互通

终局目标:建设国家级天算基础设施,成为继"东数西算"后的"天数天算"力量。

?? 美国模式:科技巨头主导的商业生态延伸

组织形态:商业联合与巨头主导

  • 牵头方:AI芯片巨头(Nvidia、Google)/商业航天公司(SpaceX、Starcloud)

  • 核心特征:高度市场化,以解决实际商业痛点(降本增效)为动力

典型项目

  • Starcloud-1:获Nvidia支持,2025年11月发射验证卫星,搭载H100 GPU

  • 谷歌"太阳捕手"计划:验证自研TPU芯片在太空环境表现,计划2027年发射搭载TPU原型卫星

  • SpaceX"太空数据中心计划":利用星舰在近地轨道建设大规模数据中心,提供低成本AI算力

终局目标:利用太空散热和太阳能优势,解决地面AI能耗瓶颈,构建低成本天基AI计算集群。


五、火箭发射全面加速:产业链的黄金机遇

5.1 低轨卫星星座:太空算力的物理载体

全球低轨卫星网络已形成美国引领、多国角逐的竞争格局。太空低轨卫星容纳量有限(300-2000公里轨道仅能容纳约17.5万颗卫星),频段资源需要先行申报。

ITU严苛的发射时间表

  • 7年内必须发射第一颗星

  • 9年内必须发射总数达到10%

  • 12年内发射总数需要达到50%

  • 14年内整个星座必须完成发射

主要玩家对比

  • 美国Starlink(SpaceX):计划4.19万颗,9402颗已在轨,技术成熟度最高

  • 中国GW星座(中国星网):计划1.3万颗,累计发射116颗,2025年进行6次发射,节奏显著加快,预计2035年完成组网

  • 中国G60星座(上海垣信):计划1.5万颗,首批108颗量产星已部署,主打窄带物联网+遥感

5.2 发射需求测算:年均940次的火箭盛宴

基于主要星座的发射规划及历史数据,报告进行了详细测算:

假设条件

  • SpaceX单次发射平均载荷:28颗卫星

  • 国内单次发射平均载荷:10颗卫星

测算结果:未来年均火箭发射次数有望达到约940次

其中,SpaceX年均需发射381次,星网年均260次,垣信年均300次。这是一个堪比航空业规模的庞大市场。

5.3 火箭技术:液体燃料与可回收复用的胜利

固体燃料火箭 vs 液体燃料火箭

固体燃料火箭虽然结构简单、发射周期短(最少24小时)、可长期储存,但存在运载能力低、推力不可控、难以重复使用等致命缺陷。

液体燃料火箭虽然结构复杂、发射周期长、无法长期储存,但具备运载能力高、推力可控、可实现重复利用等核心优势,成为商业航天的主流选择。

可回收复用技术:成本革命的核心

SpaceX猎鹰9号已实现一级火箭回收及复用、整流罩回收及复用:

  • 发射成本从5000万美元降至1500万美元

  • 一级助推器已复用次数达到32次(截至2025年12月)

成本构成分析显示,一级发动机占火箭硬件成本的54.3%,二级发动机占28.6%。回收复用技术主要节省一级成本,使复用火箭成本降至全新火箭的30%。

5.4 高壁垒环节:产业链的价值高地

箭体结构——推进剂贮箱

  • 占据箭体60%质量

  • 技术难点:材料轻量化同时保持极高承压能力

  • 对焊接工艺和材料性能要求极高

发动机——燃烧室与涡轮泵

  • 燃烧室:面临20MPa燃气压力和2500-5000m/s超音速气流冲击,要求材料同时具备耐高温和抗热震性

  • 涡轮泵:需在数万转/分钟转速下工作,承受40MPa高压和1000K以上高温,远超普通机械极限

这些高壁垒环节构成了产业链的价值高地,也是投资者应重点关注的方向。


六、产业链全景与投资机会

报告梳理了太空算力与商业航天产业链的主要参与者:

卫星制造及零部件:中国卫星、上海沪工、乾照光电、航宇微、陕西华达、航天电器、航天环宇、复旦微电、臻镭科技等

卫星通信:通宇通讯、福光股份、东信和平、大唐电信、航天电子、震有科技、电科数字、星网宇达、国瓷材料、上海瀚讯、普天科技、烽火通信

卫星测控:星图测控、霍莱沃、西测测试、航天智装、航天科技

火箭结构件:飞沃科技、广联航空、超捷股份、航天机电、银邦股份、金橙子

火箭发动机:航天科技六院(液体动力"国家队")、航天科技四院(固体发动机主力)、蓝箭航天(液氧甲烷发动机领军)、星际荣耀(液氧甲烷发动机开发领军)


七、风险提示与展望

报告提示了四大风险:

  1. 卫星发射不及预期:发射数量未达目标将影响产业链业绩释放

  2. 商业化不及预期:太空算力商业模式验证存在不确定性

  3. 技术迭代不及预期:关键技术突破可能慢于预期

  4. 政策落地不及预期:行业监管政策变化可能影响发展节奏


结语:站在奇点的前夜

2026年,被报告定义为太空算力的"奇点时刻"。这不是一个普通的年份标记,而是人类文明计算基础设施向太空跃迁的历史性拐点。

当英伟达H100 GPU在太空中运行大模型,当"三体计算星座"在轨道上互联成网,当火箭回收复用技术将发射成本降至原来的30%,我们看到的不仅是技术的进步,更是一个全新产业生态的诞生。

太空算力不是地面算力的简单延伸,而是对计算基础设施的彻底重构。它利用太空的无限太阳能和天然散热环境,破解了困扰地面AI发展的能源、散热、土地三大瓶颈,为AGI时代的到来准备了可持续的基础设施。

在这场中美并行的太空竞赛中,中国以"政府牵头、产业协同"的模式,正在快速缩小与美国的差距。GW星座、G60星座、"三体计算星座"等重大项目加速推进,"天数天算"的愿景正在从蓝图变为现实。

对于投资者而言,这是一个长达十年的产业机遇。从火箭制造到卫星生产,从抗辐射芯片到星间激光通信,从太空光伏到辐射散热,每一个环节都蕴含着巨大的成长空间。

2026,奇点已至,未来已来。

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