2025年中国太空算力行业研究报告 -洞悉算力星座布局解码空间计算新蓝海

资料来源：行行查研究中心2025年中国太空算力行业研究报告资料来源：之江实验室官网，公开资料整理，行行查研究中心太空算力市场概述：部署在太空轨道的数据中心部署位置与环境的根本不同算力节点部署于地球轨道，必须解决宇宙射线、极端温度交变、长期无人运维等地面未曾遇到的严峻挑战。这要求从芯片、硬件到系统的全栈创新，例如采用抗辐照设计、冗余备份系统及能适应太空环境的轻量级容器化软件平台；任务复杂度的跨越式提升太空算力节点需具备在轨自主决策与协同能力，其任务不仅包含数据过滤（如卫星图像预处理更能在太空环境中直接执行AI训练与复杂推理（如星载大模型运行、多星协同计算）；系统架构的全局性变革最终愿景是构建一套星间高速互联（如激光链路）的分布式“轨道数据中心”网络，实现算力在太空中的动态调度与共享。核心特征核心特征性能太空算力（轨道数据中心）地面数据中心能源供应散热方式延迟水平部署限制任务能力资料来源：中国科学技术馆，starcloud，公开资料整理，行行查研究中心太空算力市场概述：发展太空算力的核心价值与意义大气层极大消耗阳光照射太阳永久照明轨道示意图（全年跟随晨昏线）能源利用优势能源利用优势天然散热优势天然散热优势低时延与广覆盖优势低时延与广覆盖优势数据传输效率提升数据传输效率提升资料来源：星测未米StarDetect公司公众号，行行查研究中心太空算力市场概述：从天感地算到天地一体的星上处理演进分秒级实时连续处理过境下传，小时/天按任务处理天数地算（传统阶段）天算星算（当前技术突破阶段）天数地算（传统阶段）天算星算（当前技术突破阶段）（未来规模化应用阶段）资料来源：行行查研究中心太空算力产业链：全链路协同的天基计算产业支撑体系火箭与发射火箭与发射卫星平台与结构星载计算与处理器星座研制与组网算力调度平台星间/星地通信链路星间/星地通信链路资料来源：中国运载火箭技术研究院，国家航天局，《航天运载器机构技术发展及展望》，行行查研究中心太空算力上游：火箭发射是实现轨道算力的运力基础箭资料来源：《AscentSystems-ConnectingTechnologies》，slidesplayer，徐高祥《某卫星的热分析与温度控制研究》，NASAHACKADAY，行行查研究中心太空算力上游：卫星平台支撑在轨算力节点稳定运行太空散热器）：敏感器测试单元支柱天线反射器面板柱体燃料箱转发器动量轮测控单元主推力器太阳能电池阵列转发器中心圆光学太阳能反射器（用于反射太阳能，实现热控）信标喇叭天线资料来源：公开资料整理，行行查研究中心锂离子电池（主流储能）·是当前太空算力卫星的核心储能方式,能量密度处于当前较高水平(约200-300wh/kg),适配中短期能量缓冲需求。无运动部件无运动部件、寿命长（可达数十年），功率更高、体积更小，可支撑小型深空·通过化学反应(如氢氧反应)发电,能量密度高·通过化学反应(如氢氧反应)发电,能量密度高s但系统复杂、寿命较短,主要作为应急储能或短期任务的辅助电源。本仅为砷化镓电池的1/3-1/4，柔性易本仅为砷化镓电池的1/3-1/4，柔性易小规模在轨试验，国内计划2025年完·功率密度高、充放电速度快s但能量密度低,主要用于算力载荷的瞬时功率补偿(如激光通信终端启动时的功率峰值)。太空算力上游：星载计算单元是天基算力的核心载体极端环境适配性高能效比设计集成化与小型化核心应用场景通用加固处理器专用AI通用加固处理器专用AI处理器异构计算平台资料来源：NASA，《卫星激光通信技术发展现状与趋势分析》，行行查研究中心太空算力上游：星间激光通信构建了天基稳定的互联网络容量大激光通信频段处于1014-1015Hz（光频段），比传统微波高3-5个数量级，通信容量远大于传统通信。SWaP低激光通信的天线尺寸、发射功率可显著降低，进而降低了终端的体积、重量和功耗要求。安全性高激光通信的波束角可降低4个数量级，在空间不易被捕捉。适合军事、高保密数据传输场景。无电磁频谱约束激光指向性好，不受电磁频谱资源的限制，不易受外界干。资料来源：《卫星通信技术》，《新基建与高质量发展研究》，行行查研究中心太空算力上游：地面站是连接天基算力与地面应用的关键枢纽调制解调分系统业务信道调制解调器用户业务接入分系统数据终端语音终端视频终端地面网路业务信道调制解调器网管信道调制解调器管理控制分系统调制解调分系统业务信道调制解调器用户业务接入分系统数据终端语音终端视频终端地面网路业务信道调制解调器网管信道调制解调器管理控制分系统发射子系统上变频器功率放大器发射子系统上变频器功率放大器接收子系统下变频器低噪音放大器射频分系统网管代理站内监控供配电分系统摆脱了对特定交通工具的依赖；需在静止状态下与卫星进资料来源：赛灵思，FAI，NASA，行行查研究中心太空算力上游：抗辐射芯片是天基算力设备的稳定运行核心探月活动：嫦娥火星任务：祝融、好奇号、毅力号导航增强探月活动：嫦娥火星任务：祝融、好奇号、毅力号导航增强气象卫星辐射来源：辐射来源：主要为重离子辐射能量：LETmax～92MeV-cm2/mg高等级辐射加固器件辐射耐受器件高等级辐射加固器件辐射耐受器件大部分商业卫星：大部分商业卫星：Starlink空间站：天宫、国际空间站、遥感卫星、观测卫星辐射来源：主要为质子，部分重离子辐射能量：LETavg～40MeV-cm2/mg外太空（Space外太空（Space）中子辐射通量增加中子辐射通量增加400X400X00材料硬化氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）、硅锗合金、InP衬底、碳纳米管等抗辐射材料工艺硬化采用RH8D、Rad-HardSoCDesign等技术、深亚微米/65nm/90nm低功耗工艺；专用掺杂、氧化层加厚逻辑加固双模/三模DICE锁存器、冗余算子、错误检测纠错（EDAC）码、时序容错设计、布局隔离技术系统级容错模块化冗余、热备份、在线自检恢复（如RadPC的故障定位与自动修复）、动态重配置FPGA散热与功耗超低功耗微架构、功耗门控、空间专用散热片/热管太空算力中游：星座设计与制造是天基算力组网的核心环节中国卫星网络集团暂未大规模发射（当前处于部署初期）互联网千帆（G60）上海垣信卫星科技1.5万互联网鸿鹄-3上海蓝箭鸿擎科技互联网、通信楚天中国航天科工集团1云遥气象星座天津云遥宇航科技46气象预报三体计算星座之江实验室100以上计算（太空算力）StarlinkSpaceX美国超1000042000互联网StarshieldSpaceX美国约40未公布政府及军用KuiperAmazon美国约503232互联网英国互联网欧盟企业联盟0LightspeedTelesat加拿大2互联网RivadaSpaceNetworks德国0通信SphereRoscosmos俄罗斯1600以上资料来源：Starcloud，meteoweb，行行查研究中心太空算力中游：在轨运控是轨道数据中心稳定运行的核心星间激光链路（ISL）星间激光链路（ISL）资料来源：Starcloud，行行查研究中心资料来源：公开资料整理，行行查研究中心太空算力中游：算力调度平台是太空算力的天基操作系统结合太空太阳能供电规律（如晨昏轨道卫星7×24小时光照），在算力分配时优先选择能源充足的卫星，减少因能源不足导致的任ensens根据卫星过境时间、覆盖区域，将地面任务分配给“时空覆盖匹配度高”的卫星节点，避免跨轨道调度导致的时延损耗。TPU等不同硬件特性，自动匹配任务类型与算力需求（如抗辐照芯片处理控制类任务GPU处理AI推理部署位置天基算力节点（卫星/星座）与地面边缘地面云平台（如国家级调度中心）行业用户终端（如应急、气象、低空经济）核心组件轻量化调度代理、星上任务处理单元全域资源调度引擎、AI任务规划模块、安全加密单元任务提交接口、可视化控制台、API服务功能定位实时响应本地任务（如卫星在轨预处理过滤无效数据；向核心层上报资源状态，接收调度指令统一管理多域算力资源，运行核心调度算法；处理跨域任务分配，保障数据传输安全（如星地链路加密）为用户提供“零门槛”算力调用入口，支持自定义任务参数（如时延要求、算力规模），展示任务进度资料来源：Starcloud公司白皮书，Starcloud，行行查研究中心地球或其他卫星上的离线数地球或其他卫星上的离线数据提供者终端对接端口散热器太阳能板电源子系统液冷基础设施子系统液冷基础设施数据穿梭对接端口光学/射频卫星间网络交换机网络交换机资料来源：之江实验室，各公司公众号，行行查研究中心卫星平台制造与发射国星宇航、智星空间、微纳星空、城市学院卫星整星设计、制造、3D打印组件与发射对接存算硬件与芯片供应忆芯科技、星凡科技自主存算一体化芯片与核心算力硬件开发及供应星载算力与AI模型部署之江实验室、开普云、千方集团AI模型适配集成，构建在轨智能算力平台星间/星地通信链路搭建氦星光联、蓝箭鸿擎、十方星链、普天科技激光通信、无线传输系统、组网与通信基础设施地面运维、测控与调度普天科技、软通动力、航天驭星、天链测控、开运联合地面站网搭建、航天测控、算力调度与数据管理遥感数据处理与下游应用普天科技、中科睿格、地卫二遥感数据智能处理、算法验证及行业应用支撑“三体计算星座”总算力规划计算卫星最高单星算力以及通信速率首发入轨12克计算卫星的计算能力资料来源：SpaceX，EverydayAstronaut，知识分析局，郝子慧《Starlink卫星星座项目进展与未来前景分析》，行行查研究中心无资料来源：MaxarTechnologies，公开资料整理，行行查研究中心太空算力下游：地球观测场景的实时决策能力升级通过通导遥一体化与AI融合，集成北斗短报文搭载星上自主分布式决策处理器，无地面支持时可独立运行1个月。能自主完成观测数据在在轨开展地球观测图像分析与大语言模型资料来源：公开资料整理，行行查研究中心星间高速互联通过激光或相控阵微波链路把算力节EHF/Ka-band相控阵天线、星间星地低时延回传将在轨预处理、AI推理结果快速送达算力租赁/即服务（XaaS）数据压缩与智能转发在轨完成数据降噪、特征提取后只回AI-驱动的压缩算法、感知-决策链安全与抗干扰通过星上加密、量子密钥分发等手段•突破时延瓶颈在轨计算把数据处理搬到离数据源更近的地方，显著降低往返时延。•缓解带宽压力在轨预处理后只下传关键信息，将下行数据量压缩至原10%以下，大幅提升带宽利•全域覆盖卫星网络天然具备覆盖全球的能力，尤其对海上、极地、荒漠等传统基站盲区有效。•弹性可扩展模块化卫星算力节点可根据业务需求快速增减，支持突发流量和大规模IoT场景。资料来源：Semianalysis，ieeexplore，行行查研究中心总电力消耗，所有数据中心（太瓦时）总电力消耗，所有数据中心（太瓦时）02015202020252030光谱辐照度（瓦特每平方米每纳米）光谱辐照度（瓦特每平方米每纳米）0紫外线可见光红外线灰线为地球表面的太阳辐照度蓝线为太空中的太阳辐照度大气层外（太空）的太阳辐照度海平面太阳辐照度2505007501000125015001750200022502500波长（纳米）太空算力市场规模：商业航天与太空算力的增长基础6,0005,0004,0003,0002,0001,000032103210202020212022202320242025E全球商业航天市场规模（亿美元）心202020212022202320242025E中国商业航天市场规模（万亿元）YoY资料来源：美国太空基金会，赛迪智库，行行查研究中心资料来源：公开资料整理，行行查研究中心太空算力竞争格局：中外企业多维布局，技术与场景加速落地太空算力国外代表性企业太空算力国外代表性企业火箭与发射卫星平台与结构星载计算与处理器星间与星地通信星座制造与组网在轨运控星间路由模块封装载荷集成通信应用（航空/航海）遥感智能监测资料来源：政府公开资料整理，行行查研究中心太空算力政策法规：商业航天利好政策推动产业落地2025年08月工信部《关于优化业务准入促进卫星通信产业发展的指导意见》到2030年卫星通信用户超千万，标志产业进入规模化应用阶段。2025年07月国家航天局《关于加强商业航天项目质量监督管理工作的通知》建立商业航天项目全寿命周期质量追责制，对研制、生产、发射、退役等环节实行终身追责，要求企业建立可追溯的质量管理体系。2025年06月中国证监会《关于在科创板设置科创成长层增强制度包容性适应性的意见》扩大科创板第五套标准适用范围，支持符合科创属性要求的商业航天等前沿科技领域企业。2024年10月国防科技工业局等《“十四五”民用航天技术预先研究商业航天专题指南》鼓励商业航天企业积极申报，推动民用航天技术创新发展。2024年03月《政府工作报告》大力推进现代化产业体系建设，加快发展新质生产力，积极培育新兴产业和未来产业，积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎。2024年03月全国两会《加快卫星运营准入促进卫星互联网产业及基础设施建设发展》我国急需高轨道资源，加快卫星互联网产业的发展，尽早构建起6G时代空天地融2021年12月《“十四五”数字经济发展规划》加快布局卫星通信网络，推动卫星互联网建设。构建全球覆盖、高速运行的通信、遥感、导航空间基础设施体系。2021年11月工信部《“十四五”信息通信业发展规划》加快布局卫星通信网络，初步形成覆盖全球、天地一体的信息网络。2020年04月国家发改委《首次明确“新基建”范围》卫星互联网作为信息基础设施被纳入国家“新基建”政策支持的重点方向。资料来源：行行查研究中心