光伏设备行业深度：太空算力中心具备颠覆性优势，HJT或为能源系统最优解

首席证券分析师：周尔双执业证书编号：S0600515110002zhouersh@dwzq.com.cn 证券分析师：李文意执业证书编号：S0600524080005liwenyi@dwzq.com.cn 投资要点： 1.太空算力：AI时代算力供需失衡催生“轨道数据中心”新范式 在全球AI大模型推动下，数据中心电力缺口日益凸显，催生将高算力卫星部署于低/中轨的“太空算力”新形态。相比传统地面数据中心，太空算力具备部署效率高、能源效率佳、冷却成本低等颠覆性优势。以“之江实验室+国星宇航”推出的“三体计算星座”为例，首批已入轨12星，远期规划1000POPS算力规模；海外SpaceX、谷歌、英伟达投资的初创企业Starcloud加速推进百GW级太空算力集群建设。 2.能源系统重量决定卫星综合成本，卷展式光伏阵列搭配柔性电池成发展关键。 太空算力系统能源系统成本占比高达22%，决定卫星整体经济性。卷展式结构凭借轻量化、高功率质量比，逐步取代传统Z型结构，成为LEO轨道主流方案；但卷展式阵列仅适配柔性化、薄片化电池。硅基HJT电池凭借低温工艺、柔性兼容性和减重优势，最适配新一代卷展式光伏系统，海外NexWafe、Solestial等厂商已加速布局。同时，HJT亦为钙钛矿叠层的最优底电池，具备长期演进潜力。 3.轨道资源紧张，算力平台向大型母舰与多星集群两端演进 当前主流轨道以LEO与SSO为主，SSO可提供全年稳定日照，是高功率数据中心最优选择，剩余可用空间约9617颗星，资源宝贵。为解决轨道短缺问题，太空算力平台正沿两条路径发展，实现百GW级大规模部署：①大型化：如Starcloud构建4km×4km光伏母舰平台，集中部署算力模块；②集群化：如谷歌Suncatcher计划81~324星编队部署，提升单位轨道算力密度。根据测算，10GW光伏产能可对应448个谷歌Suncatcher星簇或2座Starcloud母舰， 4.投资建议 重点推荐具备海外客户基础的HJT整线设备龙头【迈为股份】，具备60μm超薄硅片量产的【高测股份】。 5.风险提示 行业受政策波动影响风险，新技术研发不及预期风险，太空算力发展不及预期风险。 太空算力中心有颠覆性优势，光伏能源系统为关键组件1 硅基电池是大规模应用的最优解，其中HJT最适配2 市场空间有多大？3 投资建议4 风险提示 太空算力是人工智能算力体系由地表向轨道空间拓展所衍生的新范式，其核心在于将具备训练与推理能力的模块化服务器节点部署于低轨或中轨卫星平台，进而构建“轨道数据中心”。该类节点可独立完成大规模人工智能计算，并通过分布式协同机制实现数据处理的实时化与智能化，显著突破传统卫星“感知—回传”的单一功能边界。典型案例为之江实验室+国星宇航联合推出的“三体计算星座”，首批12颗AI卫星单星算力达744TOPs，星座综合算力可达5POPS；远期规划构建1000POPS量级的小型轨道超级计算阵列。 1.1中美欧太空算力中心规划宏大，目前处于初期验证阶段 中美欧在太空算力均有布局，规划规模超百GW。①中国：国星宇航计划远期做到2800颗算力卫星升空；中科院计划达成单节点POPS级。②美国：SpaceX计划每年升空100GW太空算力卫星；Starcloud一期计划实现400颗5GW卫星。 中美两国现已完成验证星发射。①中国：国星宇航已入轨12颗星算卫星，稳定运行超200天；中科院“极光1000”32 TOPS星已稳态运行超1000天。②美国：SpaceX星舰首次成功入轨8颗模拟星；Starcloud已发射1颗搭载4×H100的试验星，目前正在轨运行。 太空算力中心相较于传统地面数据中心，在技术架构、成本结构、部署模式、能源效率及可扩展性等核心维度展现出颠覆性优势。①成本：太空用电成本显著低于地面算力中心，以40mw规模的算力集群为例，太空卫星10年期的总成本约820万美元，显著低于地面的1.67亿美元。②能源：太空中太阳能发电效率更高，且由于极冷环境，无需冷却塔；单位面积的发电量可达地面的五倍。相比之下，地面发电不仅耗水量大，还伴随较高的电力需求。③部署与扩展：太空不受土地规划和物理空间限制，轨道位置近乎无限，部署速度快，可大规模快速扩展，而地面受土地资源、周边设施和规划审批限制，建设周期长，扩展阻力大。 1.2能源成本：是发展太空算力中心的核心因素 太空数据中心的全生命周期成本显著低于地面设施。以40 MW集群运行10年为例，地面方案的总运营成本约为1.67亿美元，而采用太空算力仅需约820万美元，10年可节省约1.59亿美元。①能源支出是成本下降的核心驱动：地面数据中心10年能耗费用高达1.4亿美元；相比之下，太空数据中心仅需一次性投入约200万美元部署光伏组件，能源环节即可减少1.38亿美元支出。②冷却与用水成本：地面算力中心全生命周期需要约700万美元冷却费用，同时消耗170万吨水（按0.5L/kWh计算）。太空则利用近–270℃的太空极低温环境，可大幅降低散热需求，仅需配置液冷回路将舱内热量导出，即可满足冷却要求，从而几乎免去用水及冷却塔的持续开销。 1.2能源成本：是发展太空算力中心的核心因素 太空数据中心相较于地基数据中心主要成本差异在能源成本，故我们在电价成本以外对比燃气轮机&光储方案成本，燃气轮机成本与电网供电成本相近，但绿电方案成本则显著高于电网供电成本。 混合绿电+市电组合方案：根据IEA数据，相较于需要搭配更长时间配储的99%绿电，美国数据中心50%电网供电+50%绿电的LCOE成本最低，但其价格仍在60-90美元/MWh之间。若考虑到40MW数据中心年耗电量在35万MWh，40MW数据中心10年的能源成本也在2.1-3.2亿美元之间。 燃气轮机发电机组方案：是目前海外数据中心供电的普遍方案，其核心成本在于初始设备投资&能源消耗，一个40MW的燃气轮机机组初始设备成本在3429万美元，10年的能源消耗在6715万美元，40mw算力中心10年电力合计成本在1亿美元，略低于电网购电模式，但显著高于太空算力方案。 1.2电力需求：电力缺口是发展太空算力中心的第二大因素 AI发展驱动算力需求放量，同步推高电力需求。OpenAI、Anthropic等海外厂商及百度、阿里、字节跳动等国内企业相继发布新一代大模型，算力需求全面扩容；叠加“星际之门”“普罗米修斯”等超大规模算力项目落地与云服务商资本开支上调，全球算力基建进入加速期，电力消耗随之激增。 2030年全球算力中心电力需求将超3000TWh，电力缺口较大。根据Semi Analysis预测，2030年全球数据中心用电量将升至约3000TWh（中性）。然而多国电网建设滞后、能源供给紧张、专业人才短缺及政策阻力导致电力缺口扩大，部分地区已出现能源紧急状态。 太空算力具备显著能源优势，能够通过光伏高效、稳定发电。无大气衰减使光伏转换效率较地面提升2–3倍；通过晨昏轨道设计，可接近7×24h持续供电，消除地面太阳能的昼夜与气候间歇性；同时，太空光伏为清洁可再生电源，无需燃料补给，零燃料维护成本。 1.2卫星利用率：太空算力可提高现有通信、光学卫星利用率 ⚫太空算力可将卫星工作模式从“天感地算”升级为“天感天算”，显著提升整体利用率。 ①传统“天感地算”：卫星必须把原始数据全部下传至地面站处理，受星-地链路带宽和传输时延限制，数据利用率不足10%。以太阳监测科学卫星为例，每日生成500GB数据，仅约20GB可成功回传。 ②全新“天感天算”：传感或通信卫星把数据实时转发至同在轨的算力卫星，先行完成预处理、筛选或初步推理，再将精简结果下传地面，既缓解带宽压力，又提升信息时效，显著缩短决策响应时间。 1.3电力、散热、环境保护模块是算力卫星的核心部件 目前国内外主流的太空算力中心均采用“单颗数据中心卫星”架构，硬件核心由电力、算力等六大模块构成；其中能源、散热和辐射保护为核心。①电力系统：大型太阳能电池阵列为主电源，配套储能电池，确保卫星在地球阴影区仍能高效运行。②热控系统：主动冷却回路结合扩展式散热器，提供充足辐射面积并强化辐射防护，适应太空极端热环境。③底盘：采用标准19寸服务器机架（5U高度），当前支持18寸深度服务器，设计可扩展至36寸全尺寸硬件。④航空电子设备：通过1U服务器单元实现对卫星健康状态及平台运行的实时监测与控制。⑤边缘服务器：占用5U、19寸机架空间，提供高性能在轨计算能力。⑥通信阵列：集成S、K、Ka等多频段高带宽空-空/空-地链路，并兼容激光通信，满足大容量数据回传需求。 1.3未来太空算力中心向大型母舰平台发展，能源组件仍是核心 太空算力卫星后续将向大型化、平台化方向演进。美国初创企业Starcloud计划构建配备大型光伏能源系统的高功率母舰平台，将多个标准化算力模块集中部署于同一航天器，以替代现有分散部署的小卫星或空间站方案。 该架构具备多种优势。①轨道资源优化：同一轨道面内可高密度排列算力模块，无需为多个传统小卫星保留安全间隔，显著节省有限的太阳同步轨道资源。②运维成本降低：母舰统一供电、统一运维，显著减少运维成本。③模块化设计：算力模块寿命到期或出现故障时，可通过服务飞船整体回收，或指令其离轨再入大气层焚毁，降低系统级报废成本与空间碎片风险。 能源系统仍为大型太空算力中心的核心分系统。以Starcloud概念方案为例，其规划的5GW级算力母舰由单块4km×4km超大型光伏阵列提供主电源，并在此基础上搭载多套热插拔式算力模块，形成集中式、可扩展的轨道数据中心。 太空算力中心有颠覆性优势，光伏能源系统为关键组件1 硅基电池是大规模应用的最优解，其中HJT最适配2 市场空间有多大？3 风险提示 2.1光伏是卫星的唯一可再生能源，技术路径多样 光伏系统是太空算力中心的唯一主能源，其电池技术路线选择需综合权衡发射成本（组件面密度）、太空环境适应性、光电转换效率与全生命周期成本四大维度。远期钙钛矿&硅基叠层性能最优，短期硅基技术凭借显著的成本优势将成为主流技术路径，砷化镓仅保留于高功率密度或严苛轨道等特殊场景。 当前MW级以性能最优的砷化镓技术为主。MW级卫星以砷化镓（GaAs）三结技术为主。砷化镓组件量产效率≈30%，面密度400W/kg，20年轨内辐射功率衰减≤15%，寿命≥20年，性能指标最优；但组件采购价约12亿美元/GW，难以支撑GW级扩建。 后续规模化应用需采用成本&性能均衡的硅基技术，远期转向硅基+钙钛矿叠层。硅基组件成本2–3.5亿美元/GW，量产效率22–25%，面密度280–340W/kg，15年辐射衰减25–30%，寿命10–15年。虽然单瓦质量与效率略低，但可通过增大阵列面积补偿，且成本仅为GaAs的1/6–1/3，能够满足大规模应用，远期转向钙钛矿+硅基叠层电池。 2.1砷化镓多结电池具有高效率与耐久性优势 太空应用环境极端严苛，对电池提出更高要求。太空环境中，1MeV电子年辐照剂量高达10⁴e⁻/cm²，卫星需在-120°C至120°C温差范围内长期运行，且高轨通信卫星或算力卫星需服役达15–20年。在此背景下，光伏组件需兼具高效率、耐辐照、耐极端温差的综合性能。 砷化镓多结电池效率突出，具备优异空间适应性。GaInP/GaAs/Ge等多结砷化镓电池具备高转换效率（AM0下可达30%以上），并表现出优于硅和CIGS的抗辐照能力与稳定性，在AM1.5（代表地面标准照射条件）与AM0（代表太空环境的太阳辐照条件）环境下效率保持性显著优于其他材料，适用于高价值轨道卫星任务，如高轨通信与深空探测。 2.1主流空间平台全面采用砷化镓，验证其高性能与可靠性 砷化镓是目前主流航天平台首选技术路径。当前国际空间站、天宫空间站均采用三结GaAs电池（效率28–30%），并实现多年稳定服役。美SpaceX、欧ESA、中空天、英Inmarsat等多个国家代表性卫星星座和遥感任务也广泛选用砷化镓电池，覆