人工智能的快速发展推动全球算力需求不断增长;地面数据中心存日益严峻的电力成本和散热压力,这促使全球科技巨头和航天机构将目光投向太空。美国太空探索技术公司和硅谷巨头的频繁动作表明,一场新的太空竞赛已经启动,竞争焦点正从通信卫星向计算卫星转变。 太空算力受到重视的根本原因是其能源效率优势。地面数据中心需要依靠电网供电,通过空调或液冷系统散热,而轨道卫星仅能依靠太阳能电池板供电,热量只能向太空辐射散逸。这意味着太空算力的发展不仅是芯片堆砌问题,更是涉及能源转换、热量管理、系统耦合等多个环节的复杂工程。能源约束成为决定太空算力发展的根本性瓶颈。 从全球能源格局看,中国的优势地位突出。中国电力装机规模全球领先,全社会用电量已突破10万亿千瓦时,形成了以火电、水电为基础,核电、风电、光伏为增量的多元化电源结构。强大的电力调度能力为大规模高负荷算力应用提供了充足空间。相比之下,美国电网基础设施老化,扩容速度缓慢,人工智能带来的算力需求已接近现有供电能力的上限。这种被动局面促使美国科技企业加快向太空转移算力的步伐。对中国而言,布局太空算力并非应急之举,而是基于能源优势的战略性提前布局。 中国在太空算力领域的实践已经起步。2025年5月14日,长征二号丁火箭从酒泉卫星发射中心成功将12颗计算卫星送入轨道。这批卫星构成了国星宇航"星算"计划的首发星座,也是之江实验室"三体计算星座"的开篇。单颗卫星最高算力达744万亿次每秒,整轨总算力达5千万亿次每秒,搭载80亿参数天基大模型,能在轨直接处理遥感数据并执行推理任务。异轨激光接入、天文观测等关键技术验证已取得成效。 这个创新应用改变了传统卫星数据处理模式。过去,卫星采集的原始数据需要大部分回传地面处理,传输效率低、时效性差,仅有不足十分之一的数据能够成功回传。新的"天数天算"模式将算力前置到太空,原始数据在轨道上进行初步筛选和处理,仅将有价值的结果回传地面。这大幅降低了通信链路压力,提升了数据处理效率。 从规划来看,中国太空算力布局雄心勃勃。"星算"计划目标组网2800颗卫星,预计2035年前完成;"三体计算星座"瞄准千星规模,总算力目标达1000千万亿次每秒。北京地区正推进太空数据中心建设,规划吉瓦级功率规模,在晨昏轨道上部署集中式计算节点,计划于2025至2027年突破能源散热核心技术,并先期建成200千瓦算力卫星星座。湖北武汉等地也在跟进布局,天基算力网络正在逐步成型。 国际竞争态势日趋激烈。美国动作迅速,马斯克旗下公司申请部署最多100万颗低轨卫星,计划利用星舰运载火箭的大运力能力批量发射,通过星间激光链路实现组网。美国商业空间公司计划于2026年初发射两个轨道数据中心节点,在空间站环境中验证兆瓦级高功率载荷的可行性。英伟达、亚马逊、谷歌等科技巨头纷纷入场,谷歌计划2027年发射张量处理器原型卫星。 然而,中国在这一竞争中并非处于被动地位。相比美国的快速推进,中国具有后发优势。中国的电力体系基础扎实,电网调度能力强,为大规模天基算力提供了能源保障。在轨验证上,中国已率先实现计算卫星的工程应用,积累了宝贵的在轨运行经验。更为重要的是,太空算力技术体系尚未完全定型,有关标准和规则仍在形成阶段。早期进入这一领域,不仅成本相对较低,而且能够参与行业规则的制定,获得更大话语权。 太空算力竞争的本质是系统工程能力的较量,而非单纯的芯片性能比拼。能源供应、热量散逸、通信链路、卫星编队控制等多个环节的协同优化,决定了最终的竞争力。中国在这些领域的综合实力不容小觑,既拥有充足的能源支撑,又具备完整的工业体系和工程能力。
太空算力作为国家战略科技力量的重要组成部分,其发展关乎技术自主可控,更将重塑未来人工智能与数据治理格局;中国应以星链竞争为鉴,运用制度与产业优势,在新一轮太空竞赛中把握主动权,为人类未来发展贡献智慧与方案。