2025年太空算力的崛起,算力模式演变和中美路径探索

  • 来源:慧博智能投研
  • 发布时间:2025/12/27
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太空算力的崛起,算力模式演变和中美路径探索.pdf

本文档深入探讨了太空算力这一新兴前沿领域的崛起背景、技术演进路径及全球竞争格局。随着卫星互联网与低轨星座部署的加速,传统地面算力中心面临延迟高、带宽受限等瓶颈,太空算力作为一种分布式、低延迟的新型计算范式应运而生。文档详细分析了算力模式从集中式向天地一体化协同计算的演变过程,重点对比了中美两国在太空算力基础设施建设、技术路线选择及政策支持方面的差异化路径。通过梳理关键技术与应用场景,揭示了太空算力在提升全球通信韧性、支持边缘智能决策及推动深空探测中的核心价值,为理解未来数字基础设施的空间拓展提供了深度洞察。

一、策略——太空算力的崛起:算力模式演变和中美路径探索

(一)物理瓶颈倒逼算力升维,太空成为破局新场景

太空算力的兴起,直接源于地面算力基础设施面临的物理瓶颈。 从长远看,太空算力并非地面边缘计算在空间上的简单迁移,而是分布式智能计算的一种发展趋势。

1.能源:地面电力供需失衡,太空太阳能可提供永续供给

(1)算力需求指数级增长,地面电网陷入“代际差”

人工智能服务的兴起,正推动数据中心能耗水平显著攀升。

电力供给上限已成为决定算力发展的关键约束。

地面电网建设面临“代际差”结构性矛盾,难以在短期内补充能源供给。

电网连接已成为制约建设速度的关键瓶颈,申请撤回与并网拥堵现象日趋普遍。

AIDC 电力需求的激增与地面电网的刚性供给之间已出现明显的系统性失衡。

(2)天基太阳能高效率、无空窗,提供免费能源替代方案

天基太阳能有望化解地面电网瓶颈,为算力增长提供可行的替代能源方案。

天基太阳能历经长期技术演进,正逐步向低成本、轻量化方向突破。 全球主要航天国家正加速布局天基太阳能领域,轨道太阳能(SBSP)将成为未来太空算力竞争的关键 赛道之一。

2.散热:芯片散热成本高昂,宇宙深冷环境成为破局关键

(1)高密度算力推升散热成本与水资源依赖

芯片与服务器功率密度快速攀升,对散热系统构成严峻挑战。

当前散热系统对水资源的依赖程度较高,推动低水耗技术路径转型已构成行业关键议题。

传统风冷已达物理极限,液冷系统成为高功率密度芯片的主流散热解决方案。 新兴液冷技术虽在突破资源限制方面展现出潜力,但仍面临多重技术瓶颈。

数据中心暖通空调系统的高度复杂性,进一步加剧地面散热系统的运维压力。

(2)被动辐射散热可实现零水耗,商业价值显著

太空深冷环境为被动辐射散热提供了天然优势。

太空辐射散热不受大气窗口限制,系统可靠性与运维经济性显著提升。 被动辐射散热实现了零资源依赖,从根本上突破了传统散热模式的资源置换局限。 终极绿色算力架构可与太空太阳能形成闭环供能-散热体系。

3.经济性:规模化部署重构太空算力成本结构,显著优于地面算力

太空数据中心在运行阶段无需外部能源输入,展现出显著的全周期成本优势。 地面算力的碳排放问题不容忽视,环境成本逐渐升高。

太空算力仅在制造与发射环节产生有限碳排放,具备显著的全生命周期环境效益。

太空数据集群具备高度可扩展的结构特性,能有效适应未来算力增长的长期需求。

太空数据中心的部署效率显著优于地面设施,能够有效匹配快速迭代的算力需求。

(二)全球龙头企业主导太空算力差异化探索

龙头企业已将目光瞄准吉瓦级太空算力,竞相布局构建基础设施。 美国太空算力尚未进入大规模扩散阶段,少数本身就具备结构性壁垒的企业,正在将自身原有能力延伸 至轨道环境。

1.Starcloud 率先探索在轨算力服务化

Starcloud 率先将“在轨算力”明确为可服务化的商业对象,是当前少数将在轨算力本身作为业务起点进行 布局的美国企业。

目前 Starcloud 仍处于在轨算力服务模式的验证与探索阶段。 虽已完成单星验证,但到最终建成可用的轨道 AI 云,Starcloud 的仍面临多重现实约束。 尽管存在上述不确定性,Starcloud 在当前阶段的定位仍较为清晰。

2.Google 从云计算体系延伸至太空场景

Google 作为全球云计算与人工智能应用的全球龙头,存在长期的算力压力。

Google 在太空算力上的核心竞争力并非源自航天硬件本身,而是其长期积累的计算平台与 AI 软件生态。 谷歌对太空算力的投入是一项面向长期的技术与战略布局。

该路径来源于谷歌对长期可持续算力供给的探索。

3.SpaceX 已形成大规模在轨算力承载能力

SpaceX 及其 Starlink 星座构成当前美国在轨算力服务化最重要的潜在承载基础。 Starlink 星座中的算力能力主要以内生方式服务于网络运行与调度优化。 现阶段,SpaceX 所掌握的是在轨算力的规模化运行能力,而非面向外部市场的算力产品。 太空算力能否落地的另一关键取决于能否形成规模化的计算星座。 此外,新一代算力载荷在体积、功耗和散热方面的需求持续上升,对发射系统的运载能力提出了更高要 求。 基于企业的差异化探索,美国太空算力正逐渐聚合为结构化的产业体系。

(三)美国太空算力已形成垂直整合的产业体系

美国在算力芯片、卫星平台、发射能力、星座组网与算力服务等多个产业层级同时形成了成熟且相互支 撑的能力体系。

1.美国在轨算力芯片存在商用化生态优势

美国率先让商用 AI 芯片在轨稳定运行,获得通用算力节点部署能力。

与美国围绕商用 GPU 和 AI 加速器构建通用计算生态不同,其他国家在在轨计算实践中更多采用 FPGA 或任务定制算力方案。 NVIDIA 已经在在轨算力领域形成事实标准地位,这不仅来自其芯片性能本身,也来自它独有的开发生 态。 NVIDIA 承担的算力芯片角色不同,HPE 推动的是更接近完整服务器形态的在轨计算模型。

美国在轨算力芯片已经形成了可以持续演进的产业体系。 从美国现状看,在轨算力已经不再只是配合演示或专项试验存在,而是开始进入实际任务流程。

2.SpaceX 主导美国太空算力基础设施体系

SpaceX 通过同时掌控卫星平台、发射体系和星座组网三大关键环节,构建了目前全球唯一具备基础设 施属性的太空算力部署体系。

(1)SpaceX 已构建高功率可计算卫星平台体系

SpaceX 通过 Starlink 平台具备让算力载荷稳定运行的卫星平台能力。 SpaceX 率先构建了面向高功耗载荷的卫星平台体系,使在轨算力具备稳定运行的工程基础。

(2)Falcon9 率先实现高频低成本的发射能力

高频、低成本、可重复使用的发射体系,是太空算力得以规模化部署的决定性条件。

规模化的计算星座对发射能力的要求水涨船高。 美国 SpaceX 在发射体系上的领先,实质上掌握了太空算力最核心的进入门槛。

(3)Starlink 已初步构建全球最大规模化算力星座体系

Starlink 不仅是通信网络,更是全球首个具备算力承载潜力的轨道级网络基础设施。 美国发展在轨算力的根本动力来自数据流转效率的提升需求。 依托稳定的星间链路和机载计算能力,多颗卫星可以在轨协同完成区域性任务,使数据无需频繁回传地 面即可形成可用结果。

3.风险分担机制和多元需求支撑美国太空算力持续发展

美国太空算力能够持续投入的根本原因在于政府采购模式有效分担了早期建设风险。

美国太空算力具备商业可行性,首先源于其需求结构已从单一航天任务转向多元化服务需求。

美国太空算力能够持续扩展,依赖于其政策体系为企业提供长期稳定且可预期的建设节奏。美国的太空 算力通过垂直整合与闭环发展,已形成结构清晰、龙头主导的产业体系。

(四)中国太空算力:国家战略引领下的体系化发展

中国太空算力发展已在核心技术领域实现突破,当前正转向在国家顶层设计框架下,开展涵盖政策、产 业、技术、资本的全链条体系化部署。

1.发展现状:研发与应用“双轨并进”格局初步形成

国家持续推出的专项政策,为太空算力产业发展注入了强劲动能。

在此背景下,中国太空算力已形成“前沿探索”与“应用深化”双轨并进的发展格局。

(1)专用太空计算星座:构建天基算力网络的前沿探索

专用太空计算星座是中国为突破地面算力物理极限、抢占下一代空间信息制高点而开展的前沿工程实践。 该星座的技术突破,集中体现在由算力、星间互联与分布式操作系统三大支柱构成的自主技术体系上。 专用星座的发展遵循清晰的阶梯式路径,并展现出深远的产业带动效应。

(2)智能化遥感星座:驱动太空算力规模化应用的主流路径

智能化遥感星座是中国太空算力实现规模化、业务化应用的先行路径。

作为智能化遥感星座的标杆,“东方慧眼”星座系统诠释了“星载智能”的完整内涵。 “东方慧眼”星座的推进,标志着中国太空算力在遥感领域已进入新阶段。

2.发展路径:政策引领下的阶梯式演进

中国太空算力发展呈现出“政策先行、产业协同”的鲜明特征,这构成了其路径探索的顶层逻辑与核心驱 动力。

在此驱动体系下,地方层面的先锋探索已提出具象化的发展路径。

从技术实现的长期形态看,未来中国太空算力可能演化出两条并行且最终有望交汇的发展路径。

二、国际(一)——人民币汇率持续升值:原因、影响及展望

(一)人民币对美元汇率持续升值的四个原因

2025 年人民币对美元汇率显著走强,尤其是 11 月下旬以来呈加速升值态势。12 月 25 日,人民币对美 元离岸汇率盘中升破 7.0,在岸汇率距离“破 7”也仅一步之遥。

人民币对美元汇率升值,主要受四股力量驱动。 一是美元指数走弱,人民币对美元汇率被动走强。 二是中国股市走强,人民币资产吸引力上升。 三是年底出口企业结汇需求上升,同时人民币汇率升值进一步推高结汇意愿,企业结汇与汇率升值相互 促进。 四是中国人民银行为保持人民币对一篮子货币汇率稳定,引导人民币对美元汇率合理有序升值。

(二)真正影响出口的,不是人民币对美元汇率,而是人民币对一篮子货币的实际有效汇率

人民币汇率升值,有利有弊:一方面,进口商品和原材料的人民币成本下降,利好居民消费和企业进口; 另一方面,出口商品的外币价格上升,削弱其价格竞争力,并导致企业结汇收入缩水,挤压出口企业的 利润空间。 然而,在分析其不利影响时,要注意区分人民币汇率升值与人民币对美元汇率升值之间的异同。 从挤压出口企业结汇收入和利润空间来看,二者大体一致。 从削弱出口商品的价格竞争力来看,二者存在显著区别。 因此,在分析人民币汇率对中国出口的影响时,更应关注人民币对一篮子货币汇率,而非仅盯住人民币 对美元双边汇率。更进一步,在关注人民币对一篮子货币汇率时,不仅要看名义有效汇率,更要看实际 有效汇率。 实际有效汇率代表了一国商品在国际市场上的真实价格竞争力。 2024-2025 年,人民币名义有效汇率指数高于疫情前水平,但由于国内物价持续低迷、海外通胀高企, 人民币实际有效汇率显著低于疫情前水平。 虽然随着中国物价温和回升、海外通胀回落、人民币名义有效汇率升值,人民币实际有效汇率将逐步上 升,但在未来一段时间内仍处于相对低位,使得中国出口商品在价格方面仍具优势。

(三)预计 2026 年人民币对美元汇率仍将保持较强势头,6.8 或是下一个关键点位

一是市场角度来看,2026 年美国经济承压、美联储降息,美元指数或继续走弱;中国经济在宏观政策 加码发力下回升向好,A 股牛市仍将持续,出口保持较强韧性,人民币对美元汇率仍有升值动能。 二是政策角度来看,当前人民币汇率仍低于合理均衡水平,人民币汇率适度升值是合适的,但要防范汇 率超调风险。人民币汇率适度升值,有助于促进国际收支平衡,减少与其他经济体的贸易摩擦;也有助 于增强人民币的对外购买力,改善居民福利,降低企业进口成本。 人民币对美元汇率也可能面临一定的回调风险。 对于出口企业而言,不应单边押注人民币汇率走势,而是专注主业,通过外汇套期保值,或通过人民币 计价结算,来规避外汇风险。

三、国际(二)——2026 海外,从贬值交易到加息魅影

(一)海外经济软着陆

2025 年全球经济处于温和上升周期。一是从 G20 的 OECD 领先指数来看,2025 年 11 月为 100.39,同 比反弹 0.55,连续第 13 个月高于长期趋势 100。二是从 PMI 来看,全球服务业表现好于制造业,整体 处于扩张之中。 经济体之间存在分化,欧强美弱。 整体来看,2025 年全球经济顶住了关税的冲击,关税对贸易的影响比预期要小,美欧进口增速均在上 升。 展望 2026 年,我们对海外经济有以下三条判断:一是从经济周期来看,美国和欧洲均已跨过增长峰值, 2026 年进入经济放缓阶段,但距离衰退较远。 二是无风险利率的限制性可能消失,有助于全球经济维持增长。 三是美国、欧洲等主要经济体在 2026 上半年仍处于补库周期。

(二)货币政策:向着中性利率靠拢,Fed 可能降息 100bp

不同经济体中性利率的差异,主要是潜在增长率存在明显差别。 2020-2022 年,主要发达经济体因财政、货币发力,带来一轮高通胀。 2026 年美联储预计降息 2-3 次至 3%附近,利率限制性将消失。 考虑到本届美国政府加征关税、减税、要求盟友增加国防开支、弱美元等方面都已取得进展,这些举措 尚未有效降低财政赤字。政府效率部的尝试指向削减财政支出成效有限,可行的办法是推动美联储降低 利率,以及要求美联储大规模增持美债实现债务成本内化(美联储取得利息收入最终要上缴财政部)。 之所以美国政府希望控制美联储,主要意图是降低融资成本,从而压低赤字率。如政府债加权融资成本 下降 100bp(加权融资利率约 3.2-3.3%),对应赤字率下降约 1 个百分点。 2026 年美联储存在降息 100bp 的可能性。主要基于两个层面,一是通过压低利率来降低政府债务负担, 是美国总统削弱美联储独立性的出发点。压低利率有可能成为美国联邦政府在 2026 年的一项重要工作。 2026 年美联储独立性可能明显下降。二是美国失业率进入上行期。

金融条件宽松,利好美国经济。 英国央行在 2026 年也有望降息。 欧元区预计 2026 年维持利率不变,不过加息预期升温。 日本央行重启加息进程,或在 2026 年加息至 1%以上,关注加息终点的信号。日本央行给出的中性利率 在 1.0-2.5%的宽泛区间,因而仍存不确定性,其 2026 年可能每半年加息一次(共加息 2 次 50bp)。

(三)财政政策:美国维持宽松,增量赤字在欧洲

2026 年美国赤字率预计维持 6-7%区间。 欧元区赤字率提升,但幅度有限。短期目标方面,欧洲国防开支占 GDP 比重将从 2024 年的 1.5%增至 2027 年的 2%,对应每年提升约 0.17%。这略高于每年赤字提升 0.1 个百分点的幅度,指向部分国防开 支要从税收等其他渠道筹集。

分国家来看,仅德国赤字率大幅提升,欧盟并未完全放弃 3%赤字规则,仅豁免国防开支带来的赤字增 长。 相对美国和欧洲,英国和日本面临的财政与货币平衡更为艰难。 发达经济体可能依然面临债务可持续性的质疑。 整体来看,2026 年主要发达经济体,赤字增加较多的主要是德国,多数经济体维持或紧缩财政赤字。 这意味着 2026 财政或非全球经济的主要拉动力。 值得注意的是,对发达经济体财政可持续性的质疑在 2025 年多次升温,2026 年这一担忧可能会继续。

(四)K 型经济:美国经济周期进入后半段

所谓 K 型经济,指的是两个类别趋势分别向上、向下,形成极致分化。美国 K 型经济的两个主要表现: 一是不同收入层级居民消费分化。高收入群体不仅从美股上涨中获益,而且在新一轮减税中也获益更多。 贷款拖欠,指向负债群体面临困境。

二是美股科技与其他行业股票的分化。 AI 资本开支对经济增长拉动在 2025 年明显增加,成为美国经济的重要拉动力量。

K 型经济是一种“强者恒强”的状态,高收入群体消费、AI 资本开支,都高度依赖美股的科技牛市,然而 市场对于 AI 泡沫化担忧逐渐升温。 对 AI 泡沫的质疑可能在 2026 年进一步加剧,由此导致美股科技股出现较大回撤,高收入群体消费高增 长相应会被打断,即对美国经济形成双重反向约束。 K 型经济的存在,使得 2026 年美国经济处于软着陆模式,过热风险较低,支持美联储降息。在中性情 景下,美国经济不至于成为美联储降息的障碍。如 AI 泡沫破裂导致美股大幅调整,可能推动美联储降 息幅度明显超过市场预期。

(五)风险:降息周期尾声的“加息”魅影

美国通胀风险仍存,2026 上半年可能进一步升温。 领先指标也指向美国通胀存在上升风险。

回顾历史,软着陆情境下,临近降息周期终点,市场预期往往出现反转。市场预期迅速从降息约 50bp 转向加息 50bp(未来一年内的利率调整幅度)。 总结来说,在软着陆情境下,一旦美联储接近降息周期尾声,加息预期往往快速升温,甚至可能在通胀 并未升温的前提下,市场的担忧也会显现。叠加通胀可能升温,2026 年中(降息基本完成后)是一个 值得警惕的时点。

(六)2026 上下半场,美元强弱转换之间的资产机会与风险

2025 年是相对罕见的一年,海外大类资产出现普涨行情。这背后是美联储降息以及美元贬值约 10%, 推动的“贬值交易”。

2026 上半场:“贬值交易”延续,大类资产继续上涨。正如前文分析,一是基于货币政策,美联储可能在 2026 年继续降息 50-100bp,短端利率不断下行过程中,与欧元等的利差收窄,推动美元继续走弱。二 是基于财政视角,德国赤字提升接近 1 个百分点,或带动德国经济相对走强,支持欧元进一步升值。三 是回顾历史,与特朗普第一个总统任期相比,2025 年美元走势与 2017 具有相似性。如 2026 年美元走 势与 2018 年接近,美元指数可能先跌后涨。 在这种背景下,黄金、美股以及美债短债,或将继续受益于“贬值交易”。具体来看,黄金或延续上涨, 在上半场“顺风顺水”。这两种情景在 2026 年出现的概率都不高,即黄金走势由牛转熊的可能性不大。 站在宏观视角,2026 年利多黄金的因素。 美股估值处于历史上相对高位,在上半场的上涨过程中,波动可能加大。 美债,短端优于长端,或可尝试做陡曲线。 对于长端利率而言,可拆分为预期未来短期利率、期限溢价,以及美联储的政策利率周期。 要压低美债的长端利率中枢,需达成两个条件中的至少一个,一是美联储大量买入长期限美债,相当于 增加一个美债长债的大买家;二是美国财政部压降赤字,减少长期美债的供给。这两者在 2026 年可能 都难以实现,美联储重启买债主要是为市场提供流动性,增量规模以及买入期限未必能达到长债“大买 家”的程度。 上半场美债投资的两个可行策略,一是配置 3 年以内的中短债,以锁定接下来降息 50bp+待来的利率下 行收益;二是做陡美债期限利差,这个策略在美联储降息周期结束之后或许相对更有效。除此之外,美 联储降息幅度达到 100bp,或也给长端带来短时交易机会,10 年美债可能短暂下行至 3.8%以下。 2026 下半场:降息终结,市场定价加息预期,海外大类资产进入逆风阶段。 黄金在下半场可能出现短时调整,调整之后有望继续上涨,斜率或低于上半场。 美股在下半场可能出现类似 2022 年的调整。美债利率在下半场将面临上行压力,期限利差或维持高位。

编辑:火腿肠
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