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算力的下一站為什么是太空?(附概念股)

面對(duì)地球資源約束與AI算力需求激增的尖銳矛盾,人類(lèi)將目光投向了浩瀚星空。太空算力——這一突破性構(gòu)想不斷被提及。而所謂太空算力是一種將數(shù)據(jù)中心和計(jì)算能力部署到太空軌道的技術(shù),通過(guò)衛(wèi)星及其搭載的計(jì)算硬件進(jìn)行在軌數(shù)據(jù)處理。其利用星間高速激光通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和實(shí)時(shí)處理,并將結(jié)果傳回地球。

需要指出的是太空算力并非一個(gè)憑空誕生的概念,而是人工智能浪潮與商業(yè)航天技術(shù)成熟交匯下的產(chǎn)物,雛形可追溯至20世紀(jì)末的航天測(cè)控與衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理,早期主要用于航天任務(wù)的軌道計(jì)算、遙感數(shù)據(jù)傳輸?shù)葓?chǎng)景。隨著以SpaceX星鏈為代表的商業(yè)航天和人工智能的發(fā)展,傳統(tǒng)衛(wèi)星“單一功能、地面依賴(lài)”的模式被打破,逐步向天基平臺(tái)算力部署、星上數(shù)據(jù)處理、天地協(xié)同計(jì)算升級(jí),最終形成“太空算力”的明確概念。

01. 為什么要發(fā)展太空算力?

厘清了太空算力的本質(zhì),我們不禁要問(wèn):為何要將算力搬向星空?

根源在于地球資源的有限性與AI算力需求的無(wú)限膨脹之間的深刻矛盾。地面數(shù)據(jù)中心正面臨能源、散熱和土地的嚴(yán)峻壓力,而太空的無(wú)限散熱空間、充沛太陽(yáng)能以及特殊物理?xiàng)l件,為計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的升級(jí)提供了顛覆性的解決方案,驅(qū)動(dòng)人類(lèi)將目光投向浩瀚宇宙。

從需求側(cè)看,國(guó)泰海通證券指出AI大模型的訓(xùn)練與推理依賴(lài)海量高性能芯片(如GPU、ASIC)持續(xù)運(yùn)行,對(duì)AIDC的電力保障提出極高要求。中國(guó)信息通信研究院測(cè)算表明,到2030年,我國(guó)數(shù)據(jù)中心年耗電量或?qū)⑼黄?000億千瓦時(shí),占全社會(huì)用電比例接近6%。國(guó)際能源署進(jìn)一步預(yù)測(cè),至2030年,全球數(shù)據(jù)中心電力消耗將增至約945太瓦時(shí),占全球總用電量比例略低于3%,約為2024年水平的兩倍以上,并超過(guò)日本當(dāng)前年度總用電量。隨著AI技術(shù)持續(xù)快速迭代,其對(duì)電力資源的消耗壓力正不斷加劇。

供給端看,現(xiàn)有電力資源在建設(shè)周期、調(diào)度能力與清潔程度之間均存在顯著代際差異:具備可調(diào)度能力的綠色能源建設(shè)周期普遍偏長(zhǎng),短期內(nèi)無(wú)法匹配 AI 對(duì)于能源的快速需求;而建設(shè)速度較快的能源則往往穩(wěn)定性不足,或伴隨較高的碳排放環(huán)境成本。

現(xiàn)階段唯一可用于短期內(nèi)(1-2年)開(kāi)發(fā)的可靠電力來(lái)源為光伏發(fā)電與燃?xì)廨啓C(jī)。地面電網(wǎng)的“代際差”問(wèn)題,直接制約了其升級(jí)速度,使得能源供應(yīng)和AI對(duì)電力的需求出現(xiàn)明顯脫節(jié)。

而太空提供了截然不同的環(huán)境:近乎無(wú)限的散熱空間、持續(xù)而充沛的太陽(yáng)能,以及特殊的微重力與高真空條件,為構(gòu)建新一代計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施描繪了全新藍(lán)圖。

02. 還有哪些核心技術(shù)瓶頸

雖然前太空算力的前途是星辰大海,但要實(shí)現(xiàn)太空算力的規(guī);c商業(yè)化,目前仍面臨著一系列環(huán)環(huán)相扣的基礎(chǔ)性挑戰(zhàn):例如高可靠抗輻射芯片、超高速星間激光通信、以及在軌組裝維護(hù)等關(guān)鍵技術(shù),仍是制約其規(guī);渴鹋c商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的主要挑戰(zhàn)。

首先,太空環(huán)境的極端性對(duì)硬件本身提出了苛刻要求。傳統(tǒng)的地面芯片無(wú)法抵御宇宙中無(wú)處不在的高能粒子輻射,極易發(fā)生數(shù)據(jù)錯(cuò)誤甚至永久損壞。因此,研制能在太空中長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的高可靠抗輻射芯片,是構(gòu)建一切太空計(jì)算設(shè)施的基石。沒(méi)有這顆“強(qiáng)健的心臟”,后續(xù)一切無(wú)從談起。

當(dāng)計(jì)算節(jié)點(diǎn)建立后,高速的數(shù)據(jù)聯(lián)通成為關(guān)鍵。與地面依賴(lài)光纖不同,太空網(wǎng)絡(luò)需依靠無(wú)線(xiàn)傳輸,F(xiàn)有的射頻通信帶寬有限,難以滿(mǎn)足海量數(shù)據(jù)交換需求。超高速星間激光通信技術(shù)雖前景廣闊,但其技術(shù)極為精密,要求在兩顆高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星之間,實(shí)現(xiàn)激光束的捕獲、對(duì)準(zhǔn)和穩(wěn)定保持,如同在萬(wàn)米之外穿針引線(xiàn),其工程難度和可靠性是巨大考驗(yàn)。

最后,太空設(shè)施的長(zhǎng)期運(yùn)行離不開(kāi)維護(hù)與升級(jí)。昂貴的衛(wèi)星一旦失效或技術(shù)落后,往往只能淪為太空垃圾。發(fā)展在軌組裝、維護(hù)乃至燃料加注技術(shù),旨在賦予太空基礎(chǔ)設(shè)施可延展、可修復(fù)的生命力,從而降低全生命周期成本,這是邁向商業(yè)化運(yùn)營(yíng)不可或缺的一環(huán)。綜上所述,從核心芯片到網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),再到運(yùn)維體系,每一環(huán)的突破都至關(guān)重要,共同鋪就通往太空算力時(shí)代的堅(jiān)實(shí)之路。

03. 產(chǎn)業(yè)鏈及相關(guān)個(gè)股

盡管技術(shù)挑戰(zhàn)仍如高山橫亙,但這些瓶頸也意味著新的需求,也正催生著一個(gè)全新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。從硬件制造到運(yùn)營(yíng)服務(wù),再到終端應(yīng)用,一條完整的太空算力產(chǎn)業(yè)鏈已初現(xiàn)雛形,相關(guān)企業(yè)正加緊布局。

從產(chǎn)業(yè)鏈角度看,太空算力產(chǎn)業(yè)鏈可劃分為三個(gè)緊密銜接的環(huán)節(jié):

上游(硬件基石):火箭發(fā)射、衛(wèi)星平臺(tái)、星載處理器、激光通信終端、地面站。這是產(chǎn)業(yè)的物理基礎(chǔ),正經(jīng)歷“成本下降、性能提升”的顛覆性變革。

中游(運(yùn)營(yíng)調(diào)度):星座設(shè)計(jì)與制造、在軌運(yùn)控、星間組網(wǎng)、算力調(diào)度平臺(tái)。這是產(chǎn)業(yè)的“大腦和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”,核心在于實(shí)現(xiàn)高效協(xié)同。

下游(應(yīng)用生態(tài)):行業(yè)應(yīng)用(如遙感、交通、能源)、企業(yè)跨域算力調(diào)度、終端設(shè)備。這是價(jià)值最終兌現(xiàn)層,決定市場(chǎng)的天花板。

國(guó)盛證券指出,目前太空算力的上游格局較為穩(wěn)固,SpaceX 主導(dǎo)(星座規(guī)模+發(fā)射),短期內(nèi)處于明顯領(lǐng)先地位,Amazon 的 Project Kuiper 借助 AWS 生態(tài)也是重要參與者;中游是最活躍的“創(chuàng)新場(chǎng)”,Kepler、Skyloom 等專(zhuān)注光學(xué)中繼與在軌中轉(zhuǎn)的公司,以及 Axiom/Loft 等在軌模塊化服務(wù)提供商,正努力推進(jìn)在軌算力的商業(yè)化,如 Kepler 已公開(kāi)宣布 on-orbit compute 能力,Axiom 也在推進(jìn)軌道數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)。

A股相關(guān)概念個(gè)股則如下圖所示:

04. 結(jié)語(yǔ)

太空算力的構(gòu)想,描繪了一幅人類(lèi)智能與宇宙空間深度融合的未來(lái)圖景。它不僅是應(yīng)對(duì)地球數(shù)據(jù)中心能源與散熱困境的前瞻性應(yīng)答,更是將計(jì)算能力無(wú)縫嵌入深空探索脈絡(luò)的關(guān)鍵一步。其價(jià)值在于構(gòu)建一個(gè)地外信息就地感知、處理與決策的閉環(huán),從而徹底改變從遙感觀(guān)測(cè)到行星探測(cè)的效率模式,為科學(xué)研究與太空產(chǎn)業(yè)化注入強(qiáng)大動(dòng)能。

然而,通往這一未來(lái)的道路仍布滿(mǎn)荊棘。從抗輻射芯片、星間激光通信到維護(hù)系統(tǒng),一系列核心技術(shù)瓶頸彼此交織,構(gòu)成了必須系統(tǒng)攻克的技術(shù)高原。每一項(xiàng)突破都關(guān)乎整個(gè)體系能否在極端環(huán)境中可靠運(yùn)行與持續(xù)演化。這要求跨領(lǐng)域的協(xié)同創(chuàng)新與長(zhǎng)期投入。

展望未來(lái),太空算力的發(fā)展或?qū)⒁I(lǐng)一場(chǎng)新的基礎(chǔ)設(shè)施革命。它有望將部分計(jì)算負(fù)載疏散至太空,與地面云網(wǎng)協(xié)同,形成天地一體的混合計(jì)算生態(tài)。盡管挑戰(zhàn)巨大,但其代表的不僅是算力的空間延伸,更是人類(lèi)文明活動(dòng)疆域與智能邊界的雙重拓展。

- End -

       原文標(biāo)題 : 算力的下一站為什么是太空?(附概念股)

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