作者 | 荣智慧
编辑 | 向现
唯物的中国芯片产业深度观察
2 月 4 日，美国联邦通信委员会（FCC）接受了 SpaceX 建造"太空数据中心"的申请并进行公示。随着 SpaceX 收购人工智能 xAI，马斯克手里的两家公司合二为一，即将"真刀真枪"地在太空中生成 AI 算力。
在闭幕不久的达沃斯论坛上，马斯克解释，太空才是部署 AI 数据中心成本最低的地方。除了马斯克，亚马逊创始人贝佐斯旗下的蓝色起源、发布"捕光者计划"的谷歌、发射 H100GPU 入轨的 Starcloud，都已经把实战"安排上了"。
美国人的电力焦虑很容易理解。毕竟一个超大规模数据中心持续运行，一年用掉的电量相当于一座中小规模城市，区域性、季节性的电力短缺将成为常态。
位于太阳同步轨道上的数据中心，展示了一个 4km×4km 的展开式太阳能阵列和散热器 / 图源：Starcloud
而电力较为充足的中国，已经"先走一步"。去年商业航天初创公司国星宇航发射 12 颗智能计算卫星，计划将"三体计算星座"扩展到 2030 年 1000 颗卫星、2035 年 2800 颗卫星的目标。
可见，能源问题并不是"数据中心上太空"的主要原因。这一场"人算不如天算"的新太空竞赛，核心问题在于争夺下一代信息处理方式的有利空间，以及随之更改的协议标准与架构定义权。
也就是说，"天算"的重点不在于"算"，而在于"天"。
01 排队"上天"
去年开始，美国公司逐渐公布了"排队上天"的计划。
2025 年 10 月，亚马逊创始人贝佐斯预测，未来 10 到 20 年内，AI 行业将在太空建造千兆瓦级的数据中心。2025 年 11 月，谷歌宣布了"捕光者计划"，计划发射搭载自家 TPU 芯片的卫星，2027 年进行发射演习。
同期，初创公司 Starcloud 发射了一颗重达 60 公斤的卫星，搭载了英伟达的 H100 芯片。目前，这颗卫星运行正常，还能调用谷歌的开源模型 Gemma 进行数据查询。
OpenAI 首席执行官山姆 · 奥特曼去年也被曝出筹集资金搞火箭，据说接触了火箭制造商 Stoke Space。
图源：Stoke Space
总部位于加州的初创公司 Sophia Space 要建太空数据中心。总部位于休斯顿的 Axiom Space 于 2022 年在国际空间站测试过亚马逊云计算设备，并计划将首批轨道数据中心节点送入近地轨道。
在中国，"天算"计划最早在 2019 年成型。据中科天算 CEO 刘垚圻介绍，在 2019 年，"把 AI 送上天"还是个非共识的大胆想法，他们最初用 4 卡集群进行协同容错计算实验，2022 年将寒武纪首款芯片送上天——当时算力只有 32TOPS。
相比美国公司的"纸面计划"，中国公司还是先走一步。
2025 年 5 月，之江实验室和国星宇航在酒泉发射了首批 12 颗智能计算卫星，每颗卫星都搭载 AI 芯片和模型，总算力达到约 5POPS。7 月，其宣布了代号"梁溪"的新一批 12 颗卫星，总算力提升到 20POPS。
国星宇航"星算"计划首发星座一轨 12 星集结 / 图源：国星宇航
国星宇航的"三体计算星座"，名字出自刘慈欣科幻小说《三体》，未来将扩展到多达 2800 颗卫星，打造一个"太空超级计算机"。
北京市千兆瓦级太空数据中心，计划在 700 至 800 公里的晨昏轨道建设大型数据中心，单座功率超 1 吉瓦。2025 年至 2035 年三阶段的建设路线显示，第一代试验星"辰光一号"将于 2026 年初发射。
按目前的进度，中国的步子比美国的要快。中国的太空数据中心战略已进入工程实施阶段，形成了国家主导的重大工程与商业项目并进的格局。
虽然马斯克的星链正在太空中运行（以 V2 Mini 和 V1.5 为主），但它们当不了数据中心。旧版星链从设计之初就只是通信节点，而非计算节点，让它们承担数据中心的任务，相当于让 WiFi 路由器去运行 ChatGPT 的训练任务——既没有那个算力，也扛不住那个功耗。
02 天算，划算？
一个 1 吉瓦数据中心，根据伯恩斯坦数据，总成本大概 350 亿美元，一半以上的花销都在柜机上，供电设备和冷却设备加起来接近三分之一。虽然用的钱不是最多的，但电力和冷却成本是决定"木桶"会不会漏水的那个决定性短板。
由于 GPU 的性能一年一升级，导致由多块 GPU 组成的 AI 数据中心也成了电老虎。
比如英伟达本世代的 B200 GPU，单芯片功耗 1000 瓦。GB200 超级芯片功耗 1200 瓦，GB200 NVL72 柜机功耗达 120 千瓦。如果一个数据中心部署几十个这样的柜机，电力需求基本相当于一座中小城市的全年用电量。
而且，各家企业为了追求极致性能，一股脑儿地大规模部署柜机，导致总耗电量呈指数级增长，这也是美国多个电网区域如中大西洋区域、得克萨斯州未来几年"缺电"的主要原因之一。
英伟达 DGX B200/ 图源：英伟达
美国的 AI 巨头为了获取足够的电力，想尽了办法。有的自建电网，有的呼吁多盖核电站，有的收购改造老旧电厂 …… 很快，太阳能充足的太空就成了第一个备选能源站。
在太空的近地轨道，没有大气层折射、没有云层遮挡，在晨昏线上也没有昼夜交替，理论上可以 24 小时获取太阳能。有计算数据显示，在地球轨道上，太阳能的利用效率是地面的 8 到 10 倍。
不过，前 NASA 局长丹 · 戈尔丁驳斥了"一直有免费太阳能"的观点。
在低地球轨道，卫星绕过地球阴影后，每 90 分钟里轨道有大约 30% 的天空会变暗。要想连续运行，这个系统不仅需要太阳能，也需要电池。
至于马斯克所说的，SpaceX 在太阳同步轨道上绕行晨昏线，99% 的时间都能获得阳光，戈尔丁认为也是错误的，这一线路也有日食。"实际上，没有任何近地轨道能全天候阳光照耀。70% — 75% 的光照更为常见，"他分析道。
戈尔丁计算，如果按马斯克描述的 100 千瓦系统需要 140 千瓦太阳能，才能在阳光充足时运行数据中心、在黑暗时段为电池充电，那么太阳能电池板和电池加起来大约重 1.5 吨，卫星的重量会翻一倍。
2026 年 1 月 22 日，美国企业家埃隆 · 马斯克（左）在瑞士达沃斯举办的世界经济论坛 2026 年年会上发言 / 新华社记者连漪摄
除了供电问题可能不像想象中那么美好，散热问题也没那么"理想化"。
数据中心的电力消耗会产生巨大热量。太空背景温度为 3 开尔文（约零下 270 ℃），理论上，只要将散热器背对太阳，就能获得高效的自然冷却。
然而，最显著的困难是散热系统本身的表面积和重量激增，因为真空没有对流，热量只能通过辐射缓慢散发，这就需要巨大的辐射面积，1 吉瓦系统所需的散热板面积可达 217 平方公里，大约为 217 个上海外滩。
其次是要借助液冷作为热量搬运的桥梁，将芯片热量传导至外部辐射版，需要研发高成本的航天级热管理系统。
另外，巨大的散热面积、防护结构，导致单颗卫星的重量体积远超通信卫星，发射成本指数级上升；同时复杂系统在极端环境下故障率更高，寿命更短，维护和更换成本也就更高。
所以，也不能说"天算"就一定更加划算。为了利用太空的免费能源和免费冷源，前期和后期都需要支付极其昂贵的"入场费""设备费"和"维护费"。
03 抢占"天机"
虽然部署太空数据中心有很多现实困难，但"放卫星"还是很有必要，毕竟低地轨道的相关资源不是无穷无尽的，得早点"占座"。
低地球轨道（LEO，通常指 200 — 2000 公里高度）的资源有限性，主要体现在物理空间、无线电频率和空间环境安全上。
物理轨道容量是有限的。为了避免相撞，卫星间需保持安全距离。特别是太阳同步轨道等热门轨道，"停车位"极其有限。截至 2023 年底，LEO 在轨活跃卫星超过 8000 颗，其中星链卫星占比超过 60%。而且 SpaceX 还在抢位置，已经获准部署 1.2 万颗，还要申请再部署 3 万颗。
而且，数据中心都叫"星座"，主要原因就是组团的卫星特别多。一个千兆瓦级的数据中心星座需要成千上万颗卫星，还要和现有通信、遥感卫星一起争抢优质轨道和频率的"地盘"。
无线电频率资源也挺稀缺。卫星通信依赖特定频道，国际分配原则"先到先得"，优质频道已经被瓜分得差不多了，后来者会面对频谱拥挤和干扰风险。
2025 年 9 月 9 日 10 时 00 分，我国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭，成功将遥感四十五号卫星发射升空 / 新华社记者杨冠宇摄
空间有限，安全和可持续性也是问题。太空垃圾越来越多，据欧空局统计，LEO 中直径大于 10 厘米的可追踪碎片超过 3.6 万个，更小的毫米级、厘米级的碎片数以百万计，这些碎片可能引发"凯斯勒综合征"——指数级的连锁碰撞导致轨道区域彻底"废掉"。
在竞争白热化的时代，过去"普惠"的太空公共空间已经变成了极具战略价值和竞争性的"稀缺资产"。星链和数据中心星座为代表的新一轮大规模卫星部署计划，正在以"圈地运动"的速度逼近资源天花板。
当下的情形有点类似上世纪" TCP/IP 与 OSI 之争"，美国政府明确推广 TCP/IP 协议，欧洲电信联盟和其他国际组织使用 OSI，由于美国企业众多，生态强大，最终还是战胜了 OSI 标准。
在"天算"时代，谁能主导太空数据中心和卫星星座的通信协议与计算架构，谁就可能像 TCP/IP 一样，定义广泛的生态规则，并获得类似的历史性优势。
首图为太空计算星座 021 任务成功发射
值班主编 | 张来
排版 | 菲菲
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