过去五篇文章，我们从火箭技术的基本逻辑，谈到可回收技术的经济意义，再到卫星互联网星座如何改写全球连接的版图。这一篇，笔者想把视野拉到一个更前沿的议题──太空算力。

2026年，全球最有资源的商业航天企业，几乎同步向监管机构提交了在轨道上部署算力中心的申请。这场竞赛背后，有着深刻的技术逻辑和商业驱动力，也有尚待克服的严峻工程挑战。

理解为何「算力上天」这个命题突然变得如此紧迫，必须先理解当下地面算力扩张所遭遇的根本瓶颈。人工智能的发展，在过去数年间对算力的需求呈指数式增长。大语言模型的训练、推理，以及由此衍生出的各种AI应用，正在消耗天文数字般的算力。而算力的另一面是电力——每一个算力节点，背后都是持续不断的电力消耗。

今天的超大规模算力中心（Hyperscaler Data Center），动辄需要消耗1吉瓦（Gigawatt，即10亿瓦）的电力——这个数字，相当于一个几十万人口的中型城市的全市用电量。如此庞大的用电需求，早已超出了许多地区现有电网的承载能力。

为新建的超算中心供电，往往需要同步建设大型太阳能农场（Solar Farm）或其他发电设施，而这些庞大的地面设施，又不可避免地面对土地资源的竞争、环境影响评估的漫长程序，以及周边社区的强烈反对。结果就是，算力需求急速增长，但地面算力中心的实际扩张速度，正受到能源供应和土地资源的双重制约。那么，如果我们能够把算力中心搬到太空，直接在轨道上接收太阳能呢？

中国拥有独特优势

上周专栏文章曾提及，地球接收的太阳能，仅为太阳总辐射量的极小一部分——而这还是在经过大气层吸收和散射之后的数值。在太空轨道上，则完全不同：没有大气衰减，没有云层遮挡，没有昼夜交替，可以接近全天候地以接近原始强度接收太阳辐射。

更重要的是，太空中的太阳光谱更完整、更宽广。地面的太阳能板，所能利用的是经大气过滤后的有限光谱；而在轨道上，从紫外线到近红外线的完整太阳光谱均可充分利用。如果采用可调节接收不同光谱的新一代钙钛矿（Perovskite）太阳翼，理论上的发电效率，可以比地面的多晶硅太阳能板高出数倍。

对于算力中心而言，这意味着太空中的能源是免费且持续的。建设成本固然高于地面，但一旦建成，便无需支付持续的电费，也不需要与城市电网争夺容量，更不需要在人口稠密地区强行兴建庞大的配套发电设施。随着可回收火箭持续压低入轨成本，这笔账的商业可行性，正在从理论走向现实。

6月8日，就在SpaceX启动上市路演的前夕，马斯克在X平台发布了一张设计图，宣告「AI1」卫星的诞生。AI1是SpaceX的第一代轨道算力卫星，翼展达70米，主要面积由太阳翼和液冷散热板构成。它在轨道高度约600公里的近地轨道运行，可持续提供约120千瓦的算力电力，峰值达150千瓦，相当于一个机架级的GPU计算集群。AI1通过SpaceX已成熟运营的Starlink星间激光链路，与地面及其他卫星节点互联。

这次发布的时机精心选择。早在今年2月，SpaceX完成了对马斯克旗下AI公司xAI的收购，两家公司合二为一。xAI旗下的人工智能模型Grok，以及与Anthropic高达每月12.5亿美元的算力服务合约，成为AI1商业模式最有力的背书。SpaceX已向美国联邦通讯委员会（FCC）申请部署最多100万颗轨道算力卫星，目标是在2027年完成原型发射，2028年启动商业化运营，并以每年约1吉瓦的轨道算力部署速度持续扩张。

中国在太空算力领域的布局，采取的是「国家队筑底、民营企业补充」的路径，多个计划同步推进。国星宇航发布的「星算计划」，规划由2800颗计算卫星组成太空算力网络，其中2400颗为推理计算卫星，400颗为训练计算卫星，部署在500至1000公里的低轨道，通过激光星间链路组网，目标实现十万P级推理算力和百万P级训练算力。「星算计划」的首批卫星（01组）已于2025年5月完成发射，完成了关键技术验证；02组、03组已投产，计划2026年完成在轨部署，2030年实现千星组网和商业化。

之江实验室提出的「三体计算星座」概念，估算1000颗计算卫星组网后，可达到1 EOPS（Exa Operations Per Second，即每秒百亿亿次运算）的算力规模。北京市于2025年11月发布《太空数据中心建设规划方案》，明确计划于2030年建成首个具备规模化服务能力的太空数据中心，并于2035年实现大规模组网。

中国的独特优势，在于完整的航天硬件制造供应链——从太阳能翼板、电池、天线到卫星平台，具备强大的成本控制和规模化量产能力；同时，庞大的AI应用内需市场，从智慧城市到遥感图像处理，为太空算力提供了丰富的「试验田」，推动技术在真实商业场景中加速迭代。

钻石芯片利于散热

面对这一浪高于一浪的太空算力热潮，有必要在兴奋之余保持清醒：把算力中心搬到太空，远非把地面的服务器机架直接送上轨道那么简单。

首先，是芯片的辐射脆弱性问题。今天的高性能算力芯片，几乎全部基于硅基半导体制造。硅基芯片在地面环境下性能卓越，但在太空中却面对持续的太阳辐射和宇宙射线的冲击。高能粒子穿透芯片，会引发「单粒子翻转」（Single Event Upset）──即一个位元的数值，在粒子撞击下从「0」变成「1」，或从「1」变成「0」，导致计算错误甚至系统崩溃。这也是SpaceX在AI1的设计文件中，明确提到正在研发「Terafab」抗辐照芯片替代方案的背后原因。

其次，是散热问题。地面数据中心的散热方案──风冷、水冷，乃至液浸冷却——都依赖大气对流或流体循环把热量带走。但太空是真空环境，没有任何气体可以对流散热。在轨道上，芯片产生的热量，唯一的散出途径是辐射散热（Thermal Radiation）——即通过大型散热板（Radiator），以红外辐射的方式把热量向太空中释放。这需要安装体积庞大的散热板，而散热板的面积，直接决定了整个算力系统能够承载的热功率上限，也因此间接制约了可部署的算力规模。

面对硅基芯片在太空环境中的种种制约，芯片学界早已意识到，存在一种从物理性质上更适合太空应用的替代材料——钻石。

从半导体工程的角度看，钻石的性质近乎完美。钻石的热传导率高达每米开尔文2000瓦（W/m·K），大约是铜的五倍——这意味着，以钻石制造的芯片，能够以远超现有金属散热器的效率，将芯片产生的热量快速传导出去，从根本上缓解太空环境散热的瓶颈。

在电气性能上，钻石的能隙（Bandgap）高达5.5电子伏特（eV），远超硅的1.1eV——高能隙意味着材料在极端温度和强辐射环境下依然能够维持稳定的电气特性，不易被高能粒子破坏。这使钻石芯片在面对宇宙射线和太阳辐射时，具备硅基芯片无可比拟的抗辐射能力。此外，钻石的绝缘击穿强度（Breakdown Strength）亦是硅的30倍以上，允许在更高电压下工作，进一步提升功率密度。

人造钻石（CVD Diamond）的制备技术近年已取得长足进步，纯度和尺寸都在持续突破。然而，钻石芯片的大规模制造，目前仍面对一个几乎是材料学根本挑战的障碍：制造n型钻石半导体（即掺入施主杂质，使其带负电荷导电）在技术上极为困难，现有的掺杂工艺难以精确控制，良率低下，难以支撑商业化大规模量产。这个问题，是全球半导体研究界正在攻克的前沿课题之一。一旦突破，将从根本上改变太空算力的工程版图。

无论是现阶段的硅基算力卫星，还是未来可能出现的钻石芯片算力节点，轨道上的算力中心，都必然需要与地面算力系统紧密协同──这正是上一篇文章谈及「天地一体」架构的延伸。卫星上的算力，更适合处理低延迟的边缘推理任务：即时的遥感图像分析、自动驾驶的星基决策辅助、海洋监控的实时目标识别；而需要超大规模并行运算的模型训练，以及需要大量存储和高速互联的复杂推理任务，则仍将以地面算力中心为主力，通过星地高速激光链路与轨道节点协同调度。

（作者为星轨资本联合创办人及联席行政总裁）