空天系列报告一：北京太空算力：中国天算的“DeepSeek”时刻

北京太空算力：中国天算的“DeepSeek”时刻 研究团队：军工组吴爽、叶鑫通信组崔若瑜报告日期：2026年1月13日 摘要 •太空算力产业趋势逐步形成，科技龙头加速推进。伴随AI用电量提升导致海外缺电、以及发射成本降低，天空算力商业化价值逐步显现。太空算力从早期的卫星平台算力（80MFLOPS）、单星边缘计算（＜1000TOPS）向着太空计算中心（100EOPS）发展。2025年年末，科技巨头发起太空算力中心规划推进进度加速，进一步推动产业趋势形成。 •海外太空算力星座规划已成熟。2025年11月，轨道数据中心初创公司Starcloud已经实现首次太空大语言模型训练，后续预计搭建5GW轨道数据中心。谷歌Project Suncatcher计划使用一组太阳能驱动卫星，运行在其自产TPU芯片。方案计划在2027年进行验证。海外龙头积极参与太空算力建设，相关规划已成熟。 •国内多个太空算力星座已推出，中国天算的“DeepSeek”时刻即将到来。北京太空数据中心建设工作推进大会举行。第一代试验星已顺利完成产品研制并开展总装试验，2025年底或2026年初将择机发射。按照建设规划，预计3年内，星座的太空算力将达到1000POPS（每秒千万亿次浮点运算）量级；到2030年，太空算力有望提升至40万P。 ➢风险提示：技术发展不及预期风险；需求不及预期风险；相关产品成本难以降低风险。 太空算力：AI在太空全新场景下的新一轮基建 海外太空算力：巨头抢先布局，均有成熟规划 北京太空算力：中国天算的“DeepSeek”时刻 相关标的 风险提示 01 太空算力：AI在太空全新场景下的新一轮基建 太空算力：以天基场景对于AI部署的全新范式 •太空计算，是指将计算资源部署在空间平台上，通过卫星等太空基础设施实现数据的处理、分析和智能决策，以减少地面依赖、降低信息时延，提升全球信息的获取与处理能力，特别是AI产业的全球服务能力。 •目前，很多国内外商业机构和科研院所都在共同攻关卫星智能计算技术，实现了星载计算从0到1的突破。天基信息系统仍处于算力基础设施建设阶段，随着智能卫星的批量化部署，通过多星协作与智能化控制，天基信息处理能力将进一步提升。 太空算力：由天数地算向天地一体协同计算演进 •近年来，星载智能技术快速迭代，在越来越多的场景落地应用，天基计算进入了新的发展阶段。 ✓天数地算：传统的卫星应用模式受到星地数据传输窗口、带宽与天基算力不足限制，大量数据只能在卫星过顶时下传，应用时效常常在几天甚至几周。 ✓天数天算：行业内正在推进的“天数天算”模式，通过星载智能技术使卫星具备在轨数据处理能力，相当于用计算换带宽，可以降低带宽需求和应用时延，赋能即时遥感等卫星场景，实现天基计算“0-1”的技术突破。✓天地一体协同计算：未来，随着卫星互联网、太空计算等星座建成，计算与网络进一步融合，形成天地互联互通的天地一体协同计算模式，将能够赋能全球数据应用服务，实现天基计算“1-100”的应用推广。 太空算力：卫星分类由“通导遥”延伸至“通导遥算” •算力星座整体构成包括卫星平台与卫星载荷，其中卫星载荷以计算载荷为主。 •面向未来的卫星智能化业务，一方面，载荷端以算力载荷为主，并融合高性能计算、大容量存储、数据压缩、基带处理等功能，以保障算力运行；另一方面，或将计算载荷集成卫星任务规划、健康管理等功能实现融合，打造星载智能综合电子系统，保障算力载荷对卫星平台的智能化控制及延寿。 趋势：卫星平台算力（80MFLOPS）→单星边缘计算（＜1000TOPS）→太空计算中心（100EOPS） 早期，卫星平台算力普遍偏低。早期的天基计算过程中主要应用场景包括星务管理和有效载荷数据处理等，工艺节点多数为微米级至14nm级别，算力整体偏低，如2015年首飞的国内首款面向星载高性能计算的多核SoC产品，算力仅80MFLOPS。 现阶段，单星边缘计算算力在1000TOPS及以下量级。现阶段，采取得比较多的是天基分布式计算，算力在1000TOPS及以下量级，服务于单星边缘计算需求，以满足对地遥感、卫星通信、空间科学以及太空服务。 未来，太空计算中心是近年来新兴的卫星应用模式。太空计算中心是一种天基集中式计算，旨在利用太空计算布局云计算设施；未来也许能媲美甚至超过地面数据中心（100EOPS量级），相关的Starcloud规划的数据中心达到了千EOPS规模，服务于太空及地面的云计算需求。 核心逻辑1——海外缺电：全球数据中心用电飙升图表：按地区划分的数据中心电力消耗 •算力对用电量需求较大。当用户与AI完成一次对话，云端服务器便会消耗2瓦时电能，约等于开灯十分钟的耗电量；若使用AI生成一段视频，所需电量则升至50瓦时，足够一台电风扇持续运转约1小时。受云计算和人工智能蓬勃发展的推动，美国数据中心的需求空前高涨，但由于其电力基础设施老化和监管障碍，电力供应正成为最大的制约因素。 •未来5~6年，数据中心用电量有望翻倍。放眼全世界，2024年全球数据中心耗电达416太瓦时，占据全球总用电量的1.5%，与英国全年用电量相当。其中，美国数据中心耗电量180太瓦时占全球45%的份额，其次是占据25%的中国和占据15%的欧洲。美国数据中心用电量2024年耗电量达180太瓦时，超过美国全社会用电量的4%。根据国际能源署预测，到2030年，全球数据中心用电将飙升至946太瓦时，逼近日本当前全国用电规模。 核心逻辑1——海外缺电：电力限制及成本飙升或倒逼寻找其他供电渠道 •数据中心可能由于缺电而停摆，新建电力网或需要三年。由于当地公用事业公司无法供电，美国数据中心供应商Digital Realty和StackInfrastructure在加利福尼亚州圣克拉拉的两个数据中心项目可能会闲置数年。硅谷电力公司称其已与这两家公司签署协议，正在持续评估新增电力需求，系统升级将于2028年完成。Digital Realty表示，三年的能源等待时间与美国大部分地区确保电力供应的时间“基本一致”，但在硅谷和北弗吉尼亚等高需求地区，等待时间会更长。 •数据中心用电导致电网电价大幅提升，PJM预测数据中心负荷导致的其他PJM客户总成本增加为231亿美元。PJM独立监测机构MonitoringAnalytics发布的报告显示，数据中心负荷的爆炸式增长已成为导致美国最大区域性电网PJM容量市场价格飙升、供需紧张和可靠性风险上升的首要原因。PJM预测，数据中心到2027年的负荷将高达1万7千兆瓦，其中未来新增的就占1万3千兆瓦。在过去三次BRA（基本剩余容量拍卖）中，由于数据中心负荷导致的其他PJM客户总成本增加为231亿美元。 •我们认为，地面电力限制及用电价飙升或将倒逼数据中心寻找其他供电渠道。 核心逻辑2——发射成本降低：太空运力助力解决太空算力成本 •传统商业火箭发射成本整体较高。承担国际商业发射任务的主力运载火箭阿里安-5G（Ariane-5G）近地轨道发射成本约1.2万美元/kg（粗略按美元兑人民币7.0计算），“联盟”（Soyuz）近地轨道发射成本约0.7万美元/kg，整体价格均较高。 •一级火箭可回收，带来猎鹰9系列将发射成本降至近1000美元/kg。猎鹰-9运载火箭是美国太空探索技术公司（SpaceX）研制的可重复使用运载火箭，旨在通过火箭一子级的重复使用大幅降低发射成本。其产品“猎鹰重型”（Falcon Heavy）作为猎鹰-9系列运载火箭运载火箭，近地轨道发射成本约0.13万美元/kg，而猎鹰-9运载火箭复用次数10次以上时，发射成本将降低至不足1000美元/kg。•全复用型starship或将进一步降低发射成本。SpaceX的全复用型“星舰/starship”运载器的设计低轨运载能力超过150t，其单位边际成本远小于现役的“猎鹰”9火箭，SpaceX的发射服务价格将可能出现数量级降低，发射服务价格从每千克数千美元降至数百美元，甚至更低。图表：复用情况下猎鹰-9运载火箭的平均成本 核心逻辑2——发射成本降低：运费成本降低带来太空算力组网可能 •根据谷歌报告研究，发射成本对太空算力系统搭建经济性影响重大，未来近地轨道成本可能降至200美元/kg。根据谷歌《Towards a future space-based, highly scalable AI infrastructure system design》，太空算力中，发射成本是整个系统成本的关键部分；到2030年代中期，发射到近地轨道（LEO）的成本可能降至每公斤约200美元。 •发射成本对太空算力组网影响较高。DGX GB200 NVL72机架大约1.3吨，假设发射成本按2000美元/kg计算，则对应260万美元，基本接近于机柜本身价值量，经济性较差；按200美元/kg计算，则对应26万美元，可节省较高发射经费。 太空算力有望价值闭环，科技巨头加速太空数据中心建设蓝图 太空算力有望价值闭环，科技巨头加速太空数据中心建设蓝图 •2025年年末，科技巨头发起太空算力中心规划推进进度加速，无疑是为了应对AI算力短缺： ✓Starcloud：2025年11月2日，英伟达首次将H100GPU送入太空。 ✓马斯克：11月4日马斯克表示，将扩大星链V3卫星规模，建设太空数据中心，目标在4-5年将通过星舰完成每年100GW的数据中心部署。 ✓谷歌：11月5日宣布启动"太阳捕手计划"(ProjectSuncatcher)，计划在2027年初发射两颗搭载TPU芯片的原型卫星，将AI算力直接部署到太空。 •伴随海外AI巨头积极推进太空算力计划研究，太空算力中心有望加速建设。 02 海外太空算力：巨头抢先布局，均有成熟规划 谷歌Project Suncatcher：2027年进行验证 ➢现阶段太空数据中心分两类：分布式与单体式 •根据太空数据中心卫星数量，现阶段的算力星座可分为两类：分布式（多颗卫星依靠星间通信互联）与单体式（单颗卫星形成星座）。 ➢谷歌Project Suncatcher：分布式方案的典型代表 •谷歌Project Suncatcher方案计划使用一组太阳能驱动卫星，卫星将运行在其自产TPU芯片。 •方案计划在2027年进行验证，距地轨道约650公里，项目由81颗卫星组成，并通过激光相互传输数据。捕日者计划将探讨谷歌TPU是否可以被改编能够在辐射和极端温度下使用。•方案优点：发射组网端，部署更加灵活，无需机械对接；可靠性端：单科卫星故障预计不会导致系统性失效，可靠性更高；方案审批端：预计更加便捷。•方案缺点：需解决星间高速互联问题；卫星平台无法重复使用成本高。 资料来源：新浪财经，国联民生证券研究所 谷歌Project Suncatcher：2027年进行验证 •谷歌表示在理想轨道下，其卫星面板发电效率可显著高于地面；早期的链路测试也已在地面条件下实现了高达1.6Tbps的总带宽。 •公司计划于2027年发射两颗试验星以验证在轨环境下TPU芯片稳定性、星间光链路性能及系统可靠性。随着算力需求的指数级增长，地面数据中心正面临能源与碳排放双重约束，而“捕光者计划”则为其未来构建低碳、可持续的空间算力体系提供技术储备，进一步拓展谷歌AI生态的空间维度。 Starcloud：已完成太空首次模型训练，5GW星座呼之欲出 •轨道数据中心初创公司Starcloud已经实现人类首次在太空中训练大语言模型的尝试。2025年11月，Starcloud发射了一颗搭载英伟达H100图形处理单元的卫星，运行基于谷歌开源模型Gemma的应用，标志着史上首次太空轨道大模型训练已完成。 •项目预计搭建5GW轨道数据中心，卫星平台（主要为太阳翼）平面面积4km×4km，载荷采用模块化结构，方案为单体式方案。作为英伟达加速计划成员，以及YC和谷歌云孵化器项目，Starcloud计划建造一座基于太阳能面板的5吉瓦轨道数据中心，预期寿命5年；载荷位于卫星中心且