算力上天爆发前夕太阳翼、能源系统与数传为最大增量

报告摘要太空算力的最终目标是建立太空数据中心，主要有四大应用方向。太空算力是指将搭载星载智能计算机、星间激光通信机、星载路由器等算力设施的卫星发射到太空，通过大量卫星组网的星间激光链路和算力分布式调度，构建天基智能计算基础设施，最终形成天基数据中心，实现特定场景由“天数地算”向“天数天算”转变。与常规的地面计算相比，太空计算减少了地面依赖、降低了信息时延，提升了全球信息获取与处理能力。训练大规模AI模型需要数据中心内所有计算节点之间具备极低的延迟，星间激光通信链路必不可少。太空算力主要有遥感图像处理、通信优化、太空探索、星上大模型四大应用场景。需求供给同时推动，算力上天势在必行。需求端：目前遥感图像地面分辨率已从10米提升至0.3米，相同幅宽下的数据量增长了约1000倍。而传统天数地算的模式受限于星上处理能力不足，产生数据、传输、管理三大瓶颈。目前遥感卫星测绘到的数据仅有不到1/10的有效卫星数据能传回地面，且传输效率过低，亟需星上算力。同时，低轨卫星大规模组网趋势下，地面遥测控能力达到瓶颈，需要卫星及星座能够自主运营，对算力也产生相应需求。供给端：美国目前已规划的大型数据中心项目总容量超过45GW，2030年将超过200GW，占美国总电力产量的40。过去10年美国总发电量仅增长5，且电力目前闲置容量极少，难以满足未来AIDC对于电力的需求。太空建设数据中心拥有低运营成本、高发电功率、高部署速度等优势，将成为未来解决AIDC能源瓶颈的主要方法之一。成本、部署速度、可扩展性为太空数据中心主要优势。高轨太空数据中心可7*24使用高强度太阳能，且不受大气影响，发电效率可达95，为地面5倍。同时深空温度约为-270℃，只需部署导热材料即可完成散热，无需部署大量液冷结构，成本优势显著。不考虑能源费用的情况下，太空数据中心部署&运营成本仅为地面数据中心的1/4。同时，太空数据中心可采用模块化方式进行组装，且光在真空中传播速度比普通玻璃光纤快35

，部署速度、延迟、架构灵活性远超同类地面数据中心。2报告摘要3谷歌，SpaceX，Starcloud纷纷开始布局，产业进入初步加速阶段。11月2日，Starcloud发射搭载英伟达H100GPU的Starcloud-1卫星，26年将发布搭载Blackwell的第二代卫星，2027年发射100kW卫星并开始商业化运营，2030年初完成40MW太空数据中心的部署，最终目标为5GW数据中心。11月5日，谷歌发布Suncatcher计划目标于2027年发射搭载最新Trillium代TPU的卫星，未来将完成81颗卫星组成的AI计算集群。马斯克在X上表示只需扩大Starlink

V3卫星规模即可实现在太空建造大型数据中心。且目标在4-5年将通过星舰完成每年100GW的数据中心部署，未来通过月球基地完成100TW数据中心的部署。国内算力上天进展领先。星算计划的三体计算星座已完成12颗计算卫星部署，单星算力744TOPS，星间激光通信速率100Gbps，12颗卫星互联后具备5POPS计算能力和30TB存储容量。卫星搭载80亿参数大模型，已开始商业化运营。星算计划将扩展至2800颗卫星，十万POPS算力，最新卫星单星算力突破10POPS。同时，星缆计划及天算计划等星座也将逐渐开始进行部署。算力上天背景下太阳翼及能源系统太阳翼将成为最大增量。根据测算，5GW容量的太空数据中心对于太阳翼电池阵面积的需求接近12平方公里。若采用低成本2w/平米的钙钛矿太阳能电池，价值量为2400亿元。中期来看，马斯克每年计划部署100GW的数据中心，若此计划5年后启动，则2040年太空中有望实现总量1TW的数据中心；对于太阳能电池的需求将达到4.8万亿元，市场空间巨大。柔性结构、钙钛矿材料将成为未来太阳翼的发展方向。柔性太阳翼则是采用柔性的薄膜结构作为基板，可卷曲并折叠收纳，其收拢体积可以减少至刚性阵的1/10左右。适用于构建大型空间太阳翼，以及适应组网卫星一箭多星的任务需求，随着高通量卫星&太空数据中心对太阳翼面积需求的大幅提升，柔性太阳翼将成为未来发展方向。而钙钛矿太阳能电池具备与砷化镓持平的光电转换效率、柔性、低成本、太空环境自我修复等优势，在卫星降本及太空算力中心对太阳翼需求不断扩张的情况下，将成为未来主流的太阳翼材料。风险提示：技术研发进度不及预期风险；商业化落地不及预期风险；政策支持不及预期风险等。目录4◼第一部分AI浪潮催化大量用电需求，算力上天势在必行◼第二部分海外Starcloud、SpaceX、谷歌正式加速布局，国内算力上天进度领先◼第三部分算力上天背景下、卫星太阳翼能源系统将成为最大增量◼第四部分投资建议◼第五部分风险提示目录5•◼

第一部分

AI浪潮催化大量用电需求，算力上天势在必行1

太空算力的最终目标是形成天基数据中心2

算力上天主要有四大应用场景3

需求端：数据、传输、管理三大瓶颈推动下，算力上天大势所趋4

供给端：AI催化下数据中心迈进GW级规模，地面基建难以满足发电需求5

太空数据中心具备发电及散热优势，可显著降低运营成本6

太空数据中心在可扩展性及部署速率上也具备优势1

太空算力的最终目标是形成天基数据中心太空算力是指将搭载星载智能计算机、星间激光通信机、星载路由器等算力设施的卫星发射到太空，通过大量卫星组网的星间激光链路和算力分布式调度，构建天基智能计算基础设施，最终形成天基数据中心。并在高辐射、低功耗、轻量化等约束条件下处理大规模数据，实现特定场景由“天数地算”向“天数天算”转变。与常规的地面计算相比，太空计算减少了地面依赖、降低了信息时延，提升了全球信息获取与处理能力。太空算力卫星的组成部分一般包括星载智能计算机、星载路由器、激光通信机、探测仪、能源系统组成。太空数据中心的计算模块主要由服务器机架、网络交换机、对接端口、散热系统组成。太空数据中心计算模块的设计与集装箱式地面数据中心相似，每个集装箱内都配备了机架，用于安置计算和存储单元，并内置了网络、电力及冷却基础设施。集装箱的设计使其能够通过一个机械接口与主体结构对接，从而实现与数据中心其他部分的网络、电力和冷却连接。该接口将配备必要的运行支持系统，以可靠地连接数千条光纤线路、大功率输入电压连接器以及高效冷却系统。太空数据中心的使用需要极低延迟，星间激光链路必不可少。训练大规模AI模型需要数据中心内所有计算节点之间具备极低的延迟。除了可以采用组网架构使各计算节点之间的物理距离尽量靠近以外，为了实现低延迟高速率的连接，星间激光通信必不可少。图：太空数据中心的计算模块 图：太空数据中心架构6WhyweshouldtrainAIinspace》,太空算力主要有四大应用场景：遥感图像处理：太空数据中心的早期的应用方向将主要为对地球观测数据的分析。此外，太空中的实时数据处理为应急、救灾等高时效需求应用方向提供了巨大的提升。在收集数据的空间中运行推理，几乎可以即时提供见解，将响应时间从几小时缩短到几分钟。通信优化：星上部署网络是实现卫星网络的核心，天基计算性能一直是信号处理、多路复用、流量管理和资源分配等任务的关键限制因素，且通信卫星用户数量众多，使得网络规划与优化尤为重要。星上算力可以通过提取和利用语义信息提升通信效率。航天器控制、太空探索：此类任务需要AI辅助进行航线规划、碰撞预测等功能，需要高性能算力来运行复杂算法及大模型。星上大模型：卫星的任务规划、遥感数据综合处理分析等任务，面临着工序复杂，输入输出繁多的问题，而大模型可以很好地承担复杂过程与人的直观需求对话的桥梁作用，集成足够的底层能力，把复杂任务执行交给大模型即可大幅提升卫星的工作能力。星上算力的提升意味着可以部署更多参数的大模型，进一步提升星上处理能力。同时，太空数据中心的建成也可以实现大模型在太空中的训练&推理。2

算力上天主要有四大应用场景图：遥感数据分析流程图：不同卫星对于计算芯片的需求7测未来,《ComputingoverSpace:Status,Challenges,andOpportunities》，卫星对地观测数据服务一般经历“数据获取—数据传输—数据地面接收—地面数据处理—专题生产—数据存储—数据分发及应用”等阶段和环节。目前遥感图像地面分辨率已从10米提升至0.3米，相同幅宽下的数据量增长了约1000倍。而传统天数地算的模式受限于星上处理能力不足，传输速率过低等因素，亟需星上算力。数据处理能力不足：由于星上处理效率过低，传统的遥感、通信、导航等卫星数据需要先传回地面，再由地面数据处理中心解析。目前遥感卫星测绘到的数据仅有不到1/10的有效卫星数据能传回地面，且存在数据时效差等问题。例如太阳监测等科学实验卫星每天会产生约500G的观测数据，但只有20G左右的数据可以传回地面。而星上算力可以实现数据在轨处理，能大幅减少需要传回地面的数据量。传输速率过低：现有低轨卫星主要依赖地面站下传，受轨道和地理位置影响，每天仅有4-8次短暂通信窗口期，每次通信时间仅有5-10分钟。对测控管理需求过大：目前卫星普遍采用地面遥控的工作方式，每颗卫星每天平均需要测控2-3次。面向巨型星座时代，地面遥测控能力达到瓶颈，需要卫星及星座能够自主运营，对算力也产生相应需求。3需求端：数据、传输、管理三大瓶颈推动下，算力上天大势所趋8正证券研究所AI大模型训练需求愈演愈烈，各大厂商推动下美国目前已规划容量超45GW大型数据中心项目。目前全球人工智能正处于超高速发展阶段，各类大模型不断演进，对于训练所需的算力需求达到了前所未有的新高度。根据巴克莱最新的研报显示，美国目前已规划的大型数据中心项目总容量超过45GW，本轮扩张的主要推手是OpenAI的“星际之门”、亚马逊、Meta、微软、xAI等AI龙头厂商。其中，星际之门项目预计到2025年底实现10GW的建设目标、Meta正在推进1GW的Prometheus项目和5GW的Hyperion项目、亚马逊预计将于2026-2027在美国增加13GW的容量、微软正在建设0.9GW的AI工厂、xAI正将其数据中心扩容至 4GW。2030年将出现100GW超大训练集群，全球数据中心用电需求有望超200GW。根据OpenAI前员工撰写的《SITUATIONAL

AWARENESS》的描述，2022年GPT-4大模型完成训练阶段，对算力的需求约等于10000张H100

GPU。随后数年AI训练对于算力需求会以每年五倍的速度增长，直到2030年，全球最大的训练集群对算力的需求约等于1亿张H100，对电力的需求将达到100GW，大于美国总电力产量的20。同时，根据麦肯锡预测：到2030年，全球数据中心的用电需求将以每年19至22的速度增长，最终达到171-219GW。电力产能增长缓慢，地面基建难以满足AI浪潮下对于电力的需求。过去10年，美国总发电量仅增长5，而传统电力公司对于接下来5年发电量增长的估计仅为4.7，远远不及AI所带来的用电需求。同时，电力目前闲置容量极少，且合同通常被长期锁定，而核电&天然气等发电路径则需要大量的地面基建、相应设备、成本和建造时间。从成本和可行性综合来看，地面基建难以满足未来数年数据中心对于电力的需求。而在太空建设数据中心拥有低运营成本、高发电功率、高部署速度等优势，将成为未来解决AIDC能源瓶颈的主要方法之一。4

供给端：AI催化下数据中心迈进GW级规模，地面基建难以满足发电需求9图：美国总电力产量对比AI所带来的电力需求年份 算力需求增长倍数

对应H100

GPU 成本 发电量 发电量参考对比2024年+10倍~十万张数十亿美元~100MW2026年+20倍~一百万张数百亿美元~1GW2028年+30倍~一千万张数千亿美元~10GW2030年+40倍~一亿张万亿美元级别~100GW2022年 GPT-4

集群 ~一万张 ~500

美元 ~10MW ~一万户家庭~十万户家庭胡佛水坝，或大型核反应堆美国中小型州>

20

美国电力产量图：最大规模训练集群所需的算力及电力预估SITUATIONAL

AWARENESS》,太空数据中心在发电效率、持续供电能力等方面具备显著优势，可有效解决地面算力中心能源瓶颈问题。太空数据中心可7*24小时不间断使用高强度太阳能，不受地面昼夜交替、天气条件及大气损耗（衰减）的影响，使其边际能源成本大幅降低，远超地面数据中心的水平。美国地面太阳能农场的平均发电效率(实际年均发电效率/额定发电效率)仅为24

，而在北欧等地的发电效率通常低于10。相比之下，太空太阳能电池阵列可垂直对准太阳光线，且不受季节或天气影响，相同规模的太阳能电池阵列在太空中产生的能量是在地面的5倍以上，理论发电效率可达95。深空环境可提供天然冷却条件，无需部署高能耗散热系统。深空温度约为-270℃，为数据中心提供了理想的自然冷却条件，可采用比地面数据中心更简单、更高效的散热器，使热量直接散发到太空中，无需使用能耗高昂的冷却器来实现低温。理论上一块1m*1m、温度保持在20℃的黑色面板，向深空辐射的功率约为838W，大致是地面太阳能电池板每平方米发电量的三倍。所以此类散热器其面积只需不到太阳能电池阵列的一半即可。同时，真空环境为理想的辐射热汇，辐射冷却能力随着温度的四次方增长，更高的运行温度反而更有利于散热，理论散热功率远超同面积地面水冷效率。此外，特定轨道上的轨道数据中心环境温度几乎无波动，处于高度稳定的热环境和机械环境中。而在地球上，冷却系统必须按最热天气（有时超过

45℃）设计，导致在常规环境下存在大量过度配置。目前，英伟达已与Starcloud联合开发了真空散热架构，通过卫星外壳的高导热材料将H100的热量传导至表面，再以红外辐射形式排向太空。不考虑能源费用的情况下，太空数据中心部署&运营成本仅为地面数据中心的1/4。根据Starcloud的测算，在不考虑能源费用的情况下，一个40MW的数据中心在地面/太空的建设及运营10年成本分别为2700万/620万美元，成本差距显著。5

太空数据中心具备发电及散热优势，可显著降低运营成本项目地面太空发射无500万美元（单次发射计算模块、太阳能电池阵列及散热器成本）散热700

万美元（占总电力消耗的

5）利用太空中更大温差的高效冷却架构水资源消耗170

万吨（0.5升/kWh）无需配备卫星平台成本大致相当成本大致相当备用电源2000万美元无需配备其他所有数据中心硬件成本大致相当成本大致相当辐射屏蔽无需配备120

万美元（1kg/kW的屏蔽材料，发射成本30美元/kg）成本总计2700万美元620万美元图：单个40MW集群在太空与地面部署&运行10年的成本对比(不计算能源费用)图：太空数据中心相较于地面可获得约高出40的太阳辐照度。10WhyweshouldtrainAIinspace》,太空数据中心可实现模块化部署，同时不受物理空间限制。面向未来Llama

5或GPT-6等大模型的训练需求，5GW以上的训练集群必不可少。但相应规模将超过全球大部分运营中最大的发电量，在当前的能源基础设施下无法实现。而太空数据中心的计算模块、电源、散热及网络系统可采用模块化方式灵活组合。此外，计算模块可以采用三维架构(地球环境仅可以实现二维)进行组装，从而确保集群内部节点间紧密耦合。并且，光在真空中传播速度比普通玻璃光纤快35

，可以将集群内的延迟降至最低。从架构、延迟、传输速度等方面看，太空数据中心优势明显。太空数据中心的部署无需复杂许可要求，部署速度优势明显。在美国等国家，由于复杂的许可以及环保要求，新的大型能源/基建项目往往需要十年甚至更长时间才能完工，建设周期远超大规模数据中心的使用时间需求。例如由于孟菲斯当地电网尚未完成部署，xAI在当地的AI集群只能临时改用MW级天然气发电机供电。而太空数据中心只需要完成发射申请，并确保碰撞风险等因素后即可实现部署，大幅加快部署速率。将数据中心迁至太空可以减少许可限制，不仅能够大幅节省成本，且其部署速度将远超同类地面数据中心的部署周期。这也代表着太空数据中心可在需求增加时迅速扩容，并可根据商业环境的变化随时调整规划，实现更加灵活的部署方式。6

太空数据中心在可扩展性及部署速率上也具备优势11WhyweshouldtrainAIinspace》,目录◼

第二部分

海外Starcloud、SpaceX、谷歌正式加速布局，国内算力上天进度领先2.1

Starcloud已成功将首颗英伟达H100

GPU部署至太空，将于2026年开始商业化运营2.2

谷歌正式公布算力上天计划，马斯克目标在5年内建立100GW太空数据中心2.3

国内算力上天进展领先，“三体计算星座”已完成初步组网并实现商业化运行12Starcloud已成功将首颗英伟达H100

GPU部署至太空。11月2日，Starcloud通过SpaceX猎鹰9号火箭成功发射搭载英伟达H100GPU的Starcloud-1卫星，这是全球首次数据中心级GPU在轨运算实验，也是人类首次在地球以外进行高性能推理。

Starcloud-1突破了以往同类实验对大型空间平台的依赖，首次将数据中心级GPU集成于60千克级商业小型卫星，在距离地球约

350公里的超低轨道上运行，卫星搭载谷歌Gemma大语言模型，将接收来自Capella运营的合成孔径雷达

(SAR)

地球观测卫星群的数据，实时处理这些数据，并将信息传回地球。Starcloud-2将搭载英伟达新一代Blackwell

GPU，预计将于2026年正式入轨。Starcloud-2仍将采用小型卫星架构，搭载英伟达新一代Blackwell

GPU和数块H100，提供7kW的计算能力，预计计算能力将达到Starcloud-1的十倍以上。运营层面，AI企业Crusoe旗下的CrusoeCloud则预定在2026年底部将其署于Starcloud的卫星平台上，并于2027年初开放第一轮太空GPU云端服务，客户主要为空间站、地球观测卫星运营商和美国国防部等。同时，Starcloud计划在2027年将一颗功率更大的100千瓦卫星完成入轨，并在2030年初完成40MW太空数据中心的部署，最终计划为建立一个功率5GW，由4km*4km太阳翼供能的数据中心，其数据处理成本与地球数据中心相当。2.1

Starcloud已成功将首颗英伟达H100

GPU部署至太空，将于2026年开始商业化运营图：Starcloud-2工作架构图图：Starcloud未来计划的5GW太空数据中心13tarcloud,谷歌Suncatcher计划目标搭载最新Trillium代TPU，预计于2027年完成发射。11月5日，谷歌宣布启动其Suncatcher计划，目标在2027年初发射两颗搭载Trillium代TPU的试验卫星，为后续规模化组网打下基础。TPU（张量处理单元）是谷歌为AI计算量身打造的专用芯片，而Trillium代TPU代表了谷歌在能效、集成度和灵活性上的最新突破，

Trillium代采用了最先进的制程工艺，将更多的晶体管集成到更小的芯片面积上，可以在单位功耗下能完成更多的计算任务，可以在更轻、更小的卫星平台上运行，从而降低发射成本。发射层面，谷歌将与卫星公司Planet

Labs合作，在距地650公里的低地球轨道上构建由81颗卫星组成的AI计算集群。同时，由于光信号接收功率与卫星间距成反比，TPU

超级计算机使用定制的低延迟光学芯片互连需要高链路带宽，也就是高接收功率，谷歌提出了密集式卫星组网架构：所有卫星需要在1公里半径内保持100-200米的间距，在每个轨道周期完成两次形状循环。马斯克剑指100GW太空数据中心，Starlink

V3卫星将实现初步部署。在科技媒体Ars报道了自主组装技术有望在太空建造大型数据中心的相关内容后，马斯克表示Starlink

V3卫星具备高速激光链路，下行容量将达到1Tbps规模，只需扩大卫星规模即可实现在太空建造大型数据中心的功能，预计最早将于2026年上半年批量入轨。同时，马斯克在X上发布了其远期目标，未来4-5年内如能解决特定问题，星舰可以将100GW/年的电力输送至高轨轨道。若可以在月球基地生产太阳能卫星并使用质量驱动器使其达到逃逸速度的话，100TW/年的目标有望实现。在发射成本上，SpaceX也有望实现突破，根据Starcloud的介绍，目前其发射成本为500美元/公斤，如果星舰全面投入运营，成本将降至10美元-150美元/公斤之间，可实现大规模的快速部署。亚马逊、Palantir等呈上纷纷入局，太空算力有望进入加速发展期。贝佐斯表示在未来10到20年内，人类将在太空中建造大规模数据中心，亚马逊有望凭借其柯伊伯低轨卫星部署计划，结合其在全球云计算市场超过30的份额，加速太空数据中心与AI云服务深度整合。Palantir已规划MetaConstellation元星座，通过Edge

AI平台实现在轨实时处理，可在1秒内完成舰船追踪、火灾监测等任务。Blacksky在其第三代卫星中集成内部AI模型，可做到35厘米的精确度，目前已宣布与多个国际国防板块客户签署了Gen-3早期接入协议。综合来看，虽然目前海外太空算力尚未规模化，但头部厂商均有详细计划以及对应产品，且众多新参与者纷纷加速布局，行业即将迎来高速发展期。2.2

谷歌正式公布算力上天计划，马斯克目标在5年内建立100GW太空数据中心图：谷歌提出的密集式卫星组网架构图：马斯克关于未来太空数据中心建设的计划14Towardsafuturespace-based,highlyscalableAIinfrastructuresystemdesign》,X，2.3

国内算力上天进展领先，“三体计算星座”已完成初步组网并实现商业化运行我国三体计算星座已完成初步组网，具备太空在轨计算能力。5月14日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将太空计算卫星星座发射升空，此次发射搭载12颗计算卫星，标志着我国首个整轨互联的太空计算星座-“三体计算星座”正式进入组网阶段。本次首发入轨的12颗计算卫星均搭载了星载智算系统、星间通信系统，能够实现整轨卫星互联。计算卫星最高单星算力达744TOPS，星间激光通信速率最大可达100Gbps，12颗卫星互联后具备5POPS计算能力和30TB存储容量。卫星同时搭载了80亿参数的天基模型，可对L0-L4级卫星数据进行在轨处理，将执行异轨卫星激光接入、天文科学观测等在轨试验任务，将大幅拓展太空应用边界。今年预计将完成超50颗计算卫星的星座布局，未来将完成1000颗卫星的组网，总体算力将达到1000POPS。“星算计划”未来将扩展至2800颗卫星，实现十万POPS算力。“三体计算星座”为更大规模的“星算计划”的一部分，根据2024年11月国星宇航的介绍，星算计划预计将发射2800颗计算卫星，构建一个天基智能计算基础设施—太空计算星座，实现“算力上天，在轨组网，天地协同”。全面建成后，其总算力将高达每秒10万P。10月13日，“星算计划”02组星座正式发布，包含单星算力突破10P的“天秤-10”卫星，标志着“星算”计划实现了从首发技术验证向规模化部署的阶段转变，可覆盖全球的人工智能太空基础设施正加速成型。星缆计划聚焦东数西算等三大方向，天算星座将重点围绕空天计算、6G等方向展开研究。除星算计划外，星缆计划及天算计划也是国内算力上天的重要组成部分。星缆计划聚焦“东数西算”低时延需求、天基算力补足、6G空天基建完善三大核心痛点,通过激光与微波一体化技术,打造覆盖全球的低延迟数据通道。以杭州-乌鲁木齐数据传输场景为例,传统地面光网络延迟约62ms,而“星缆计划”天基光网络延迟可降至28ms,

后续将完成16轨384颗卫星生态构建。天算星座将重点围绕空天计算、6G网络、智能遥感等多个前沿领域展开创新研究，天算星座一期共6颗卫星，二期共24颗卫星，三期300颗卫星，预计将于2030年完成部署。图：三体计算星座首发12颗星组网 图：天算星座架构15华社,天算星座，目录◼

第三部分

算力上天背景下、卫星太阳翼能源系统将成为最大增量3.1

详细测算：5GW太空数据中心对太阳翼需求将达千亿规模3.2

太阳翼是卫星能源系统的核心组成部分3.3

太阳翼大型化、轻量化趋势下，柔性太阳翼将成为未来发展方向3.4

钙钛矿具备成本优势且可实现柔性制备，将成为未来主流太阳翼电池阵材料16双重验证下，5GW容量的太空数据中心对于太阳翼电池阵面积的需求接近12平方公里。高轨空间不受大气影响，太阳辐射强度为AM0标准太阳常数，即1366.1W/㎡。目前用于卫星的砷化镓太阳能电池的转换效率在30上下，即每平方米的发电功率为1366.1

W/㎡×30

=409.83

W/㎡。5GW所需的电池面积约为5*10^9/409.83= 22*10^7㎡，即12.2平方公里。2. 若按照Starcloud的测算，其目标5GW的太空数据中心需要4km*4km的太阳翼实现供能、散热等功能。若按照太阳翼电池片覆盖面积占整体太阳翼80来计算，则需要16k㎡*80

=12.8k㎡的电池面积。中期来看，若采用钙钛矿太阳能电池，2030年对应太空数据中心的市场空间需求将达到万亿级别。钙钛矿原材料成本仅为砷化镓等传统光伏材料的1/10，目前用于商业航天的砷化镓电池片价格约为25万元/㎡，有进一步的降价空间，可预估钙钛矿电池片的价格为2万元/㎡。按照马斯克的布局，SpaceX的星舰计划在4-5年内完成每年100GW容量的太空算力发射，在2030年有望实现。根据上文推算，5GW的太空数据中心所需12平方公里的太阳能电池，若采用钙钛矿方案，总价值量为12*10^6*2*10^4=2400亿元。对应100GW数据中心的总价值量为2400*20=4.8万亿元。从算力能源成本比考虑，钙钛矿太阳能电池将成为未来太空数据中心的必要选择。根据黄仁勋的估算，在地面建设1GW数据中心容量的成本在500亿至600亿美元之间，其中约350亿美元用于采购英伟达芯片和系统。100GW数据中心所需的算力芯片&系统成本约在3.5万亿美元(25万亿人民币)，算力能源成本比约为1：5，若采用砷化镓电池的片，太空数据中心的能源成本将超过算力成本，经济效益可行性过低。钙钛矿太阳能电池将成为未来太空数据中心的必要选择。3.1

详细测算：5GW太空数据中心对太阳翼需求将达千亿规模17正证券研究所测算3.2

太阳翼是卫星能源系统的核心组成部分太阳翼作为卫星能源系统的核心组成部分，是航天器在轨运行的“能量心脏”。太阳翼是航天器通过光电效应将太阳能转化为电能的核心能源装置，是卫星的

“能量源泉”，其表面密集分布着高效能的太阳能电池，这些电池如同一个个微型的能量转换器，能够将太阳光转化为电能，为卫星提供稳定且可靠的能源支持。而卫星能源系统作为一个复杂整体，由主电源(太阳能电池阵)、储能系统、电源控制单元、配电单元和备用电源系统组成，各组件协同工作以确保卫星在各种轨道条件下稳定供电。太阳翼的关键技术指标包括光电转换效率、功率密度、重量、体积等，其中光电转换效率决定了发电功率。太阳翼的光电转换效率是指太阳翼将接收到的太阳能量转换为电能的效率，通常以百分比表示，数值越高意味着太阳翼转化能量的能力越强。而太阳翼光电转换效率主要由太阳能电池材料决定。太阳翼阵面扩张为未来发展的核心趋势。根据Starlink第三代卫星的设计，其采用全新的通信载荷架构，单星下行速率可达80Gbps，是V2卫星的4倍。且配备激光星间链路增强系统，可实现分布式千兆网络结构。相应的，Starlink

V3对于发电需求大幅增加，其太阳翼面积达400㎡，是V2的2倍，V2mini的4倍。随着低轨通信卫星向高通量持续发展，太阳翼阵面扩张已成未来发展趋势。未来太阳翼技术有三大发展方向： 轻质、高收纳比太阳翼技术的进一步突破，以满足低轨星座卫星批产、低成本需求；2.基于柔性电池的超柔性太阳翼技术，通过薄膜型太阳能电池与柔性基底组合，实现更薄、更轻的太阳翼结构;3.模块化和可更换太阳翼技术，以应对超大型太阳翼需求和空间太阳能发电站等项目的需要。图：Starlink

V3太阳翼面积得到大幅扩张18paceX，《中国空间可展开结构：进展与趋势》，3.3

太阳翼大型化、轻量化趋势下，柔性太阳翼将成为未来发展方向太阳翼作为航天器的主要电力来源，其结构设计直接影响能源系统的效率、可靠性和适应性。目前太阳翼主要分为三种结构类型：刚性、半刚性和柔性太阳翼。刚性太阳翼：刚性太阳电池阵由刚性基板和刚性太阳电池组成，一般采用铝蜂窝夹层结构基板作为承载结构，表面贴装太阳电池。刚性太阳翼具有机构简单、展开后刚度大、成熟可靠等优点，其缺点主要是重量相对较大、质量比及不高，约为

70~100W/kg。中小型卫星配置的单个刚性太阳翼难以超过20平米，无法满足面向未来太阳翼阵面扩张趋势所带来的需求。半刚性太阳翼：半刚性太阳电池阵结合了刚性与柔性特点，利用高强度框架和纤维网格作为基板，将太阳电池封装成为电池模块后与基板进行安装连接。半刚性太阳电池阵由于基板的网格结构特点，电池背面无刚性基板覆盖，散热性能更好，电池在轨工作时温度更低、输出功率更高。且通常采用碳纤维材料框架，相对较轻，质量比功率较刚性太阳阵有所提高，可达到75~120W/kg。柔性太阳翼：柔性太阳翼则是采用柔性的薄膜结构作为基板，可卷曲并折叠收纳，在收拢状态下，每块基板均处于贴合压紧状态，对于大面积太阳阵来说，其收拢体积可以减少至刚性阵的1/10左右。因而柔性阵具有重量轻、收纳比高的优点，特别适用于构建大型空间太阳翼，以及适应组网卫星一箭多星的任务需求，随着高通量卫星&太空数据中心对太阳翼面积需求的大幅提升，柔性太阳翼将成为未来发展方向。银河航天已成功发射全球首款卷式全柔性太阳翼卫星。9月16日，我国成功发射多颗卫星互联网技术试验卫星，其中一颗为银河航天研制的全球首款卷式全柔性太阳翼卫星。此款全柔性太阳翼在卫星发射时变成卷轴放在卫星两侧，直径与保温杯相当。在轨运行时，太阳翼可以像长幅画卷一样受控展开，长度超过10米，宽度近2米，足以为卫星提供大功率能源，适配“多星堆叠发射”模式，显著降低航天任务成本。图：银河航天灵犀03星柔性太阳翼展开状态图：半刚性太阳翼展开过程图：柔性太阳翼展开过程19河航天，《中国空间可展开结构：进展与趋势》，目前航天领域应用的太阳能电池主要包括硅系太阳电池、砷化镓太阳电池及钙钛矿太阳电池。硅基太阳能电池在太空环境中损耗过快，已逐渐被淘汰。虽然硅系太阳电池技术成熟、成本较低，是目前应用最广泛的太阳电池类型。然而，在太空环境中，硅太阳电池易受辐射损伤，导致晶格缺陷增加，性能急剧退化，使用寿命缩短，因此逐渐被其他材料取代。砷化镓太阳能电池目前主流方案、但其成本高昂难以满足规模化需求。砷化镓太阳能电池具备高稳定、抗辐射、耐高温、高转换效率等性能，可以通过三结结构通过叠加不同带隙的子电池，实现超40的转换效率。但砷化镓电池制备工艺复杂，成本高昂，商业航天领域售价约为25万/㎡。钙钛矿太阳能电池具备高光电转换效率、柔性、低成本、太空环境自我修复等优势，将成为未来主流技术方案。高光电转换