未来天玑|黄仁勋入局“太空计算”，算力“上天”催生能源新需求

空天界 2026-03-23 18:28:14 国际资讯 64 3

黄仁勋入局“太空计算”，算力“上天”催生能源新需求

英伟达入局太空计算，算力“上天”背后，一场关于能源的暗战已然打响。单星功耗将从百瓦级跃升至数十千瓦，卫星数量有望突破百万颗，太空光伏总装机需求或将达到50GW，一个从百亿存量迈向万亿增量的新市场正在浮现。从砷化镓到钙钛矿，技术路线竞速加速，谁能在太空能源新赛道中抢占先机？

图源/英伟达官网

当地时间3月16日，英伟达在加州圣何塞举办的GTC年度开发者大会上，正式推出“太空计算”平台。该平台包含Space-1 Vera Rubin模块、IGX Thor及Jetson Orin等核心产品。

英伟达CEO黄仁勋在大会上表示：“太空计算这一最终前沿已经到来。随着卫星星座的部署与深空探索的推进，智能必须存在于数据产生的地方。”

据介绍，这套产品组合将形成从轨道边缘计算、地面AI数据中心到云端分析的完整算力架构，覆盖太空计算全场景需求。

英伟达GTC大会现场发布的Space-1 Vera Rubin模块，是此次“太空计算”平台的核心产品之一

英伟达的入局，被视为算力向深空延伸的重要里程碑，同时也引发了一个被长期讨论的产业核心问题：算力上天，电从何来？

随着太空计算和商业航天的快速发展，航天器的能源系统正面临新的挑战。智能计算需要庞大的电力支撑，而传统的太空能源方案正逐渐成为制约太空探索与商业化进程的关键环节之一。

在这一背景下，太空光伏技术，尤其是以钙钛矿为代表的新一代光伏技术，正迎来市场的高度关注。

算力“上天”：一场必然的边界延伸

全球算力需求持续高涨，单纯依赖地面数据中心已逐步显现瓶颈，算力基础设施向太空延伸，已成为行业讨论的必然趋势。

所谓太空算力，是指将计算、存储与智能处理能力直接部署在空间平台上，通过卫星等太空基础设施实现在轨处理、存储与传输。相比地面数据中心，其具备以下三大潜在优势：

① 能耗优势：地面大型数据中心用电规模持续攀升，对电网稳定性形成压力；而太空光照强度大、日照时间长，可通过光伏实现持续稳定的能量供给。

② 散热优势：地面数据中心对制冷系统依赖度高；而太空环境温度低、且可通过热辐射实现被动散热，理论上可大幅降低制冷能耗。

③ 时效优势：在遥感、通信等场景下，传统“天数地算”模式需要将大量原始数据回传至地面处理。受地面站资源与回传带宽约束，大量有效卫星数据无法及时下传；而“天数天算”直接将计算结果下传，可大幅提高响应速度。

从百亿到万亿，太空光伏的新空间

太空光伏，原指将光伏发电系统部署于卫星、空间站等航天器上的光伏技术，其核心应用是为航天器自身供电。

在过去，卫星的主要功能是通信中继或遥感拍摄，对电力的需求相对有限，单星功耗大多在百瓦级别。

但随着英伟达等企业推动“太空计算”概念，未来的卫星和空间站若演变为“轨道数据中心”，在太空中进行AI推理、数据处理和边缘计算，其功耗将呈指数级上升，单星功率需求或将跃升至千瓦甚至万瓦级别。

与此同时，低轨星座卫星正进入批量部署阶段。在国际电信联盟（ITU）“先占先得”的规则下，轨道与频段资源的竞争日趋激烈。

截至2026年3月，SpaceX在轨Starlink卫星已超过10000颗，目标总规模4.2万颗。
我国也已启动国网星座、千帆星座等卫星星座计划，并在2025年12月向ITU申请了超20万颗卫星的频轨资源。

卫星数量的激增，叠加单星功耗的攀升，使得太空能源需求呈现爆发式增长态势。另一方面，以SpaceX为代表的商业航天企业不断降低发射成本，使得在太空布局大规模算力成为可能，进一步打开了太空光伏的中远期需求想象空间。

2025年5月17日，“北邮二号”与“北邮三号”卫星成功发射升空

▌全球太空算力已进入密集落地期

太空算力并非停留在概念层面。近年来，全球多家科技企业已相继公布明确的太空算力部署计划：

① 国外方面：2025年11月，美国初创公司Starcloud已成功将搭载英伟达H100 GPU的卫星送入轨道；马斯克表示计划通过星舰每年向轨道部署100GW的太阳能光伏电力，以支持太空数据中心建设；谷歌也启动了“太阳捕手计划”（Project Suncatcher），计划2027年初发射搭载TPU芯片的原型卫星；2026年2月，SpaceX确认收购人工智能公司xAI，计划通过百万级卫星构建轨道数据中心。

② 国内方面：之江实验室主导的“三体计算星座”计划建设千星规模的太空计算基础设施，其首批12颗卫星已于2025年5月发射成功。

太空算力的密集落地，有望显著提升单星功率与卫星发射数量，进一步放大太空光伏的需求空间，也有望成为继通信、遥感、导航之后，拉动商业航天发展的新增长曲线。

技术路线竞速，谁能支撑轨道数据中心？

太空光伏所处的环境极为特殊，对组件性能的要求远超地面应用。组件不仅要长期暴露于高能粒子辐照与强紫外环境下，还要在日照与地影之间反复切换，经历频繁且幅度较大的热循环。

目前，太空光伏技术路线主要分为三种，在太空算力的新需求下，各自的定位和发展前景正在出现分化。

1. 砷化镓（GaAs）：现役主流，但成本高昂

长期以来，太空光伏的主流技术路线是三结砷化镓太阳能电池，这也是目前高价值、长寿命在轨任务的主要选择。

其优势在于：在AM0（太空环境标准太阳光谱）条件下，主流空间级三结砷化镓电池的量产效率为30.0%–30.5%（根据Azur Space、Spectrolab等厂商的产品数据表），实验室多结结构（五结、六结）效率可达34%以上（NREL认证数据）；同时具备较强的抗辐射能力和较好的温度系数，并适配柔性/折叠设计。

然而，砷化镓电池的成本极高。据Euroconsult/Novaspace发布的2025年行业报告，空间级砷化镓电池片单价约为300–1000美元/瓦，而当前地面电站广泛应用的晶硅光伏组件价格仅为0.8元至1元/瓦（PV Infolink 2026年3月报价）。面对大规模星座部署的需求，砷化镓的成本与产能正面临严峻挑战。

2. 晶硅HJT：成本驱动下的替代方案

在规模化部署的成本约束下，晶硅异质结（HJT）路线成为了一些项目的替代选择。

晶硅HJT电池在AM0条件下的效率约为20%–22%（NASA Glenn研究中心测试数据），不及砷化镓。但其优势在于地面光伏已形成成熟的供应链体系，工艺成熟，能较快实现规模化量产。更重要的是，其成本远低于砷化镓电池，适合作为成本敏感型或短寿命航天任务的替代方案。

3. 钙钛矿：轻量化与高效率的潜力路线

钙钛矿太阳能电池是目前行业关注度极高的下一代技术路线。其核心优势被认为高度契合太空场景的潜在需求：

效率天花板更高：根据Shockley-Queisser极限理论，单结钙钛矿理论效率可达33%，高于晶硅的29.4%。截至2026年3月，NREL认证的单结钙钛矿实验室最高效率已达27.87%；钙钛矿/硅叠层电池的理论效率预测可达45%以上（双结叠层理论极限）。
降本路径清晰：钙钛矿电池本身的制备成本远低于砷化镓。NREL与IRENA的技术经济分析显示，规模化量产后钙钛矿组件成本有望降至0.1–0.3美元/瓦；另一方面，其轻量化优势可大幅降低航天器的发射成本。
场景适配性较强：NASA和ESA的初步空间环境测试表明，钙钛矿电池在质子/电子辐照下抗辐射能力表现较好，温度系数约为–0.1%/°C 至 –0.2%/°C，优于晶硅，且具备柔性、可折叠的潜力。

需要指出的是，钙钛矿技术在空间应用上仍面临严峻考验。其长期在轨运行的稳定性、大面积组件的制备工艺等，均有待通过在轨验证来进一步证实。

目前，全球已进入“成熟太阳翼体系的工程化应用”与“新材料在轨验证”并行推进的阶段。各国均以砷化镓多结电池为主流路线，中国天问二号深空探测器的圆形柔性太阳翼已成功在轨展开，柔性太阳翼技术也在中国空间站等平台实现工程化落地。在新材料的研发上，各国都已积极开展钙钛矿材料的在轨验证。

空间光伏电站方面，全球正由论证评估迈向关键链路验证。美国在轨演示领先并向对地传能推进，日本聚焦波束控制与低轨传能验证，欧洲以SOLARIS推进系统性评估与规划；中国则在全链路地面验证与示范体系建设上持续加速。

在轨验证提速，太空光伏爆发前夜

随着全球商业航天的发展以及太空算力等新技术的推进，太空光伏市场正迎来爆发式增长。

1. 存量基本盘：砷化镓主导的百亿级市场

当前太空光伏市场的主力仍是砷化镓太阳能电池。据机构测算，2025年全球发射入轨卫星对应的砷化镓电池产值已超过80亿元。

2025年全球航天器发射总数超过4500个。随着星链、国网星座等大规模星座进入密集部署期，预计到2030年，仅低轨通信卫星的年发射量就将突破1万颗，对应的砷化镓电池市场规模将增长至200亿元以上。

2. 增量空间：太空算力打开的万亿级市场

太空算力的爆发，被视为彻底打开太空光伏市场天花板的关键变量。

① 单星功耗的指数级增长：传统通信卫星功耗在数百瓦到数千瓦不等。而如果卫星搭载AI算力芯片成为“轨道数据中心”，其功耗将跃升至数十千瓦甚至上百千瓦。以SpaceX规划的星舰部署数据中心为例，其目标单星功耗需求推测在50-100千瓦级别，是传统卫星的10-50倍。

② 卫星数量的规模化扩张：SpaceX计划通过百万颗卫星构建轨道数据中心；我国申请的超20万颗频轨资源中，相当比例也将用于低轨星座部署。

综合测算，仅太空算力这一应用场景，若远期部署100万颗算力卫星、单星功耗50千瓦，则总装机需求将达到50GW。即使未来电池成本大幅下降，对应的市场规模仍在千亿至万亿级别。

当然，这一“万亿市场”的真正释放，高度依赖于轨道数据中心部署计划的如期推进、发射成本的持续下降以及光伏技术成本的数量级降低，可能需要10-15年的时间周期。

产业链卡位，谁在布局太空能源？

太空光伏产业链涵盖上游材料、中游电池片制造与组件封装、下游航天器集成与在轨应用。随着市场预期升温，国内外玩家正加速卡位。

1. 全球市场格局：寡头垄断与新兴挑战者并存

在传统砷化镓太空光伏领域，全球市场呈现高度集中态势。主要玩家包括：

Spectrolab（美国）：波音子公司，全球领先的航天级太阳能电池供应商，服务于NASA、军方及商业卫星客户。
AZUR SPACE（德国）：2021年被加拿大5N Plus收购，欧洲航天局的主要供应商，在深空探测领域份额较高。
Rocket Lab（美国）：通过收购SolAero进入太空光伏领域，提供“太阳翼+卫星平台”的一体化解决方案。

根据QYResearch（北京恒州博智国际信息咨询有限公司）的统计，2022年前三大厂商占有大约60%的市场份额。在钙钛矿等下一代技术路线上，全球呈现“多国竞速”格局。美国Caelux、日本夏普等均已宣布将开展空间测试。这一领域尚未形成稳定的市场格局，技术与工程化突破仍是竞争焦点。

2. 国内市场格局：国家队领跑，民营加速追赶

中国太空光伏产业形成了“国家队主导、民营补充、产学研协同”的格局。

国家队：上海空间电源研究所（811所）和电科蓝天（天津）承担了主要研制任务，是国内航天光伏领域的重要技术力量。
传统民营厂商：乾照光电是国内具备砷化镓电池片量产能力的民营企业之一，主要服务于商业卫星及配套市场；德华芯片同样聚焦砷化镓电池片制造，以成本控制为切入点参与市场竞争。
新兴布局者：钧达股份通过参股上海星翼芯能（一家专注于太空钙钛矿技术研发的初创公司）进入这一领域。隆基绿能、通威股份等地面光伏企业目前尚未正式进入太空光伏市场，但具备相关技术储备和生产制造能力。

结语

英伟达的“太空计算”平台，为商业航天勾勒出从“传输数据”到“在轨智能”的演进方向。而支撑这一愿景，需要航天能源系统在效率、成本和可靠性上实现同步跃升。

从成熟的砷化镓，到兼顾成本与效率的晶硅HJT，再到代表前沿方向的钙钛矿，太空光伏的技术路线正随需求迭代而分化。然而，无论是哪一种技术，从地面验证到在轨可靠运行，都仍需跨越工程化与长期稳定性的考验。

太空光伏能否真正成为大航天时代的基础设施底座，不仅取决于技术的突破，更取决于商业闭环能否形成。在通往星辰大海的征途上，能源的答案，仍在书写之中。

2亿元！又一家商业火箭企业获得融资

北京宇石空间完成 2 亿元 Pre-A + 轮融资，两年累计融资达 5 亿元，将用于火箭研发、回收技术验证及产能建设。

2026-03-24 阅读

「航星传动」完成超亿元Pre-B轮融资

3 月 23 日，航星传动完成超亿元 Pre-B 轮融资，由中车国创等联合投资，公司专注航天航空航海高端伺服系统研发。

2026-03-24 阅读

亚马逊:Leo卫星项目计划加快发射节奏

亚马逊当地时间3月23日宣布，其Leo卫星项目已部署逾200颗卫星，数百颗待发射，计划年发射次数翻倍至20次以上并单次发射更多卫星。

2026-03-24 阅读 28

Email

电话

黄仁勋入局“太空计算”，算力“上天”催生能源新需求

最新动态

标签