太空算力芯片竞赛：谁能主导未来航天计算

“我们目前已经启动全球首颗光计算卫星的研制工作。”近日，东方天算总裁周求实在一次行业论坛上透露了这一进展。

这并非孤例。一场围绕太空算力的竞赛，正悄然拉开序幕。去年，之江实验室的12颗计算卫星已组网入轨；大洋彼岸，SpaceX今年初也向监管机构申请，计划未来发射多达100万颗具备计算能力的卫星。赛道已然开启，但共识也很明确：太空算力距离规模化部署与商业化应用，还有相当长的路要走，一些关键的技术瓶颈正横亘在面前。

天数天算

总部位于上海的东方天算，是这场竞赛中的中国力量之一。在5月中旬一场以“天算无界•光启未来”为主题的论坛上，该公司与光本位科技联合成立了天基光计算创新中心，并宣布启动全球首个天基光计算载荷的联合研制。

“前期的基础验证已经完成，我们的目标是持续打通从载荷研制到在轨验证的全链条。”周求实这样描述他们的计划。

迄今为止，人类社会的算力基石几乎全部扎根于地表。无论是训练千问大模型，还是驱动ChatGPT，其背后都是遍布全球、由海量芯片构成的数据中心集群。

当然，太空中并非没有“计算”。目前环绕地球的超过1.6万颗卫星，许多都搭载了基础的计算单元，用于执行遥感、通信等任务。然而，一个长期存在的模式是：卫星采集数据，下传至地面站，再由地面的超算中心进行处理和分析。

“就像我们的风云四号气象卫星，它搭载的红外探测器能对大气进行‘CT扫描’，获取温湿度等数据。但这些数据是‘天数下传’，计算和使用都在地面完成。”中国科学院院士褚君浩在论坛上举例说明。

更典型的例子是嫦娥四号月球探测器。它在月球背面获取的地形、矿物成分等珍贵信息，同样是先传回地球，再行处理。

随着太空发射成本持续下降，卫星数量正快速增长，预计到2030年，在轨卫星数量将突破2万颗。数据洪流随之而来。“每颗卫星每天都会产生海量数据。传统模式下，数据先下传再处理，链路长、带宽压力大，导致有用信息的提取严重滞后。”褚君浩指出。

这种滞后在应对野火、洪涝、油污泄漏等突发灾害时，可能意味着错失最佳响应时机。“对于灾害应急监测，理想的情况是能在天上就完成分析，直接得出结论再下传。”褚君浩强调。实现天基在轨智能处理，不仅能节省宝贵的星地通信带宽，更能极大缩短决策链条，实现大范围的实时感知与响应。

从“地面计算”迈向“天基计算”，必要性日益凸显，而竞赛的发令枪早已响起。

2025年5月，由之江实验室主导的“三体计算星座”成功发射，12颗计算卫星开始构建中国首个整轨互联的太空计算网络；同年11月，国星宇航将千问3大模型部署至其“星算”计划的太空计算中心。

视线转向美国，初创公司Starcloud于2025年在太阳同步轨道部署了搭载英伟达抗辐射版H100芯片的算力卫星；2026年初，SpaceX提出了那个惊人的百万颗算力卫星计划。近期更有市场消息称，SpaceX正与谷歌就共建在轨数据中心进行初步接洽。

“生存底线”

“太空计算时代已经到来。随着我们部署卫星星座并更深入地探索太空，任何生成数据的地方都必须有智能存在。”英伟达创始人黄仁勋今年3月的断言，为这场竞赛做了注脚。该公司专为太空环境设计的Space-1 Vera Rubin模组，据称其AI推理算力较前代产品有数量级提升。

然而，将算力送上太空，绝非简单地将地面芯片搬上去。严酷的太空环境构成了第一道“生存考验”。

“挑战来自多方面。太空中缺乏有效的热传导介质，散热只能依赖热辐射和传导，难度极大。同时，宇宙中充斥的高能粒子会持续轰击电子元器件，影响其可靠性。”光本位高级副总裁姚金鑫解释道。

褚君浩院士将抗辐射芯片技术称为天基计算的“生存底线”。他指出，相关的加固技术正从被动的物理防护，向系统级的主动免疫演进。

正是在这条“生存底线”上，不同的技术路径开始分叉。除了改进传统电子芯片，光本位选择了一条差异化路线：光计算芯片。

这种芯片利用光子而非电子进行信息传输与计算，其优势在太空场景下显得尤为突出。光子不带电荷，天然免疫太空射线带来的单粒子效应等干扰；同时，光计算过程几乎不产生热量，极大缓解了太空设备的散热压力。这两点，直指传统电子芯片在太空应用中的两大核心痛点——辐射可靠性与热管理。

“光计算以光子为载体，天然免受太空射线对芯片运行的影响。”姚金鑫表示，“同时，其近乎零热耗的特性，能让太空算力的能源供给问题得到更高效的解决。”

按照东方天算与光本位的规划，双方联合研制的全球首颗光计算卫星，将是一个系统级的验证平台。它不仅要验证光计算载荷本身，还要协同测试星上能源、热控、通信等系统，以及整体的任务调度能力。

周求实认为，这颗卫星的核心价值在于，“将天基计算从当前的技术路线，推进到一个可验证、可迭代的工程化路线”。

争议与底气

太空算力的前景虽广阔，但争议同样存在。对于SpaceX、谷歌等美国企业而言，能源供给是核心约束条件之一，这也呼应了“人工智能的尽头是能源”这一行业判断。

但中国的产业语境有所不同。相对健全的电力基础设施和更具竞争力的能源成本，为地面数据中心提供了优势，这是否能转化为太空算力商业模式的独特竞争力，仍是业界讨论的焦点。

抛开争议，中国发展太空算力确实积累了一定的产业底气。全球领先的光伏技术，可转化为高效的太空能源解决方案；精密制造、集成电路、商业航天等领域的深厚积淀，构成了跨学科协同的坚实基础。

正如褚君浩院士所总结的，天基计算本质上是一项高度交叉融合的领域，它紧密关联着耐辐射器件、先进芯片、智能算法与航空航天技术。“它不仅仅是解决眼前的问题，更有可能牵引下一代信息技术的全面突破，成为引领未来产业与科技进步的关键力量。”