2026行业研究系列太空算力发展研究报告：商业航天时代来临开启下一代计算范式的苍穹革命.pdf

2026商商业业航航天天时时代代来来临临，开开启启下下一一代代计计算算范范式式的的苍苍穹穹革革命命行行业业研研究究系系列列2 20 02 26 6 年年 1 1 月月I深企投产业研究 2025 年行业研究报告目目录录第第一一篇篇太太空空算算力力概概述述一一、太太空空算算力力概概念念.2二二、太太空空算算力力的的技技术术内内涵涵与与架架构构.5（一）核心范式改变：从天感地算到天数天算、天地一体协同计算.5（二）技术功能层级：从边缘到云网.7（三）系统核心构成：应对极端环境的四大支柱.8三三、太太空空算算力力的的发发展展背背景景.9（一）全球算力需求及投资超预期上涨.9（二）传统地面数据中心扩张难以匹配 AI 时代的算力需求.91、地面数据中心耗电规模持续扩大，地面电网容量供给失衡.102、散热能耗、水资源消耗与土地规模需求庞大.12（三）太空算力具备长期运营成本优势.14优势一：取之不尽、边际成本趋零的能源优势.14优势二：利用宇宙深冷的零水耗散热优势.14（四）商业航天技术进步，发射成本将进入可负担区间.161、SpaceX 引领全球商业航天发展，发射成本快速下降.162、我国商业航天企业加快追赶，可重复使用火箭实验密集发射.19II深企投产业研究 2025 年行业研究报告第第二二篇篇中中美美太太空空算算力力布布局局进进展展一一、美美国国太太空空算算力力研研发发布布局局进进展展.23（一）SpaceX.23（二）亚马逊.24（三）StarCloud.24（四）英伟达.25（五）谷歌.25二二、中中国国太太空空算算力力研研发发布布局局进进展展.26（一）中国科学院计算技术研究所.27（二）武汉大学.27（三）之江实验室.28（四）国星宇航.28（六）北京邮电大学.29（七）北京星辰未来空间技术研究院.29第第三三篇篇发发展展瓶瓶颈颈与与突突破破路路径径一一、太太空空发发电电与与高高效效能能源源系系统统挑挑战战.32二二、高高可可靠靠材材料料与与元元器器件件挑挑战战.33三三、储储能能技技术术挑挑战战.34四四、热热管管理理技技术术挑挑战战.35五五、高高速速通通信信挑挑战战.36六六、在在轨轨运运维维挑挑战战.37III深企投产业研究 2025 年行业研究报告七七、空空间间安安全全防防护护挑挑战战.39八八、轨轨道道资资源源与与国国际际协协调调挑挑战战.401深企投产业研究 2025 年行业研究报告太空算力概述2深企投产业研究 2025 年行业研究报告传统低轨卫星正经历从“天感地算”向“天数天算”的范式跃迁，不再仅作为数据采集与转发终端，而是演进为具备在轨智能决策能力的自主智能体。这一转变将显著提升对遥感观测、环境监测、灾害预警、交通调度、军事侦察及战场指挥等高实时性任务的响应速度与处理效率。与此同时，AI 技术的爆发式发展正推动全球算力需求与投资规模急速攀升然而，传统地面数据中心的扩张已难以跟上 AI 时代的算力增速，并对全球电力系统带来前所未有的压力。在美国，数据中心激增的电力与水资源消耗已引发局部电网紧张和公众舆论反弹，凸显其可持续发展的瓶颈。相比之下，太空算力（或太空数据中心）天然具备近乎无限的太阳能资源，能源边际成本趋近于零，且无需冷却水、无散热能耗，在绿色低碳方面具有结构性优势。一旦突破商业航天的运力与成本瓶颈，特别是将发射成本降至约 200 美元/公斤的关键阈值，太空算力的大规模商业化将真正成为可能。依托以 SpaceX 为代表的商业航天企业持续推进的可重复使用火箭技术，以及新一代重型运载火箭（如星舰）的逐步成熟，业界普遍预测，这一临界点有望在 2030 至 2035 年间实现，开启“天地一体、协同计算”的人类算力新纪元。一一、太太空空算算力力概概念念太空算力（Space-based Computing）是一种将高性能计算、人工智能与边缘计算能力集成于太空环境中，依托太空空间平台构建分布式计算网络或太空数据中心的全新计算范式。天空算力的直接目标是实现数据在采集源头（太空）的实时处理、智能分析与自主决策，推动卫星、空间站等太空平台从传统的“数据采集与转发终端”升级为具备自主决策能力的“在轨智能体”。目前，“太空算力”、“太深企投产业研究院3深企投产业研究 2025 年行业研究报告空计算”、“天基计算”、“太空数据中心”、“轨道数据中心”等术语并存，含义高度重叠但尚未统一，行业标准化进程仍处于早期阶段。太太空空算算力力是是一一个个被被产产业业广广泛泛接接受受并并积积极极推推动动的的技技术术愿愿景景和和产产业业方方向向。太空算力代表着计算基础设施向太空的延伸，其核心是通过体系化的技术架构，利用太空的独特环境优势，实现计算范式的根本性变革，从而构建一个高能效、低延迟、全球覆盖的智能计算新边疆。尽管具体的标准有待确立，但对其颠覆性潜力的认知已成为全球科技与航天领域的共识。太空算力按照距离地球的远近，可分为临近空间算力、同步轨道算力，以及未来人类进入大宇航时代的月球算力、火星算力等深空算力类型。目前正在推进的太空算力，是依托近地轨道卫星承载服务器、AI 芯片、存储设备等计算资源，再由多颗计算卫星组网形成太空计算星座，从而构建分布式的轨道数据中心，以提供强大的太空算力。图图 1太太空空算算力力分分类类（按按距距离离地地球球远远近近）资料来源：龚春叶太空超算：概念、挑战及应用，深企投产业研究院整理。太空算力并非一个凭空诞生的概念，而是人工智能浪潮与商业航深企投产业研究院4深企投产业研究 2025 年行业研究报告天技术成熟交汇下的必然产物，代表了一种全新的计算范式与基础设施形态。太空算力的雏形可追溯至 20 世纪末的航天测控与卫星数据处理，早期主要用于航天任务的轨道计算、遥感数据传输等场景。随着以 SpaceX 星链为代表的商业航天和人工智能的发展，传统卫星“单一功能、地面依赖”的模式被打破，逐步向天基平台算力部署、星上数据处理、天地协同计算升级，最终形成“太空算力”的明确概念。图图 2三三体体计计算算星星座座示示意意图图资料来源：半月谈2025 年第 11 期。深企投产业研究院5深企投产业研究 2025 年行业研究报告二二、太太空空算算力力的的技技术术内内涵涵与与架架构构太空算力远非地面服务器等算力基础设施“搬家”上天，而是一个完整的体系化架构，其技术内涵体现在以下几个层面：（一一）核核心心范范式式改改变变：从从天天感感地地算算到到天天数数天天算算、天天地地一一体体协协同同计计算算传传统统低低轨轨卫卫星星的的工工作作模模式式通通常常被被称称为为“天天感感地地算算”，即即在在太太空空中中感感知知、在在地地面面上上计计算算。在此模式下，低轨卫星主要作为数据采集与转发终端，其核心功能是获取遥感或其他观测数据，并将其原始形式完整传回地面站，再由地面数据中心完成后续的处理、分析与存储。“天天感感地地算算”传传输输延延迟迟大大、处处理理周周期期长长。随着观测精度提升，卫星数据量激增。例如，一颗太阳监测卫星每天可产生约 500GB 的观测数据，而地球观测等卫星产生的数据量已达 PB 级。然而，现有先采后传、地面集中处理的架构存在明显瓶颈，受限于有限的地面站覆盖和星地通信带宽，卫星每天产生的海量原始数据难以全部下传。据估算，高达 90%的潜在有效数据因传输能力不足而被迫丢弃。同时，从数据采集到最终可用结果的生成往往需要数小时、数天乃至数周，应用的时效性与响应能力不足，制约了遥感、灾害监测、军事侦察等高实时性任务的发展。太太空空算算力力实实现现了了“天天数数天天算算”。在轨卫星直接对原始数据进行处理、筛选和智能分析，仅将高价值的分析结果或关键信息（KB/MB 级）下传。这从根本上破解了数据传输瓶颈，将响应时间从“小时级”压缩至“分钟甚至秒级”。比如，在森林火灾监测中，通过在轨运行火点识别 AI 模型，卫星可在数秒内完成火情初判并触发告警，实现感知分析响应一体化，大幅提升应急响应能力与资源调度效率深企投产业研究院6深企投产业研究 2025 年行业研究报告图图 3天天基基计计算算体体系系变变化化资料来源：星测未来 StarDetect。表表 1天天感感地地算算与与天天数数天天算算对对比比对对比比维维度度天天感感地地算算天天数数天天算算数据处理位置地面数据中心在轨卫星/轨道数据中心下行数据量海量原始数据（TB/GB级）高价值信息/处理结果（KB/MB 级）核心瓶颈星地通信带宽星上算力与智能算法响应时效小时/天/数周分钟/秒级数据利用率低（大量数据废弃）高（在轨筛选与提炼）资料来源：深企投产业研究院整理。天天地地一一体体协协同同计计算算被被视视为为“天天数数天天算算”演演进进的的终终极极形形态态。随着“星链”“星算”等大规模低轨星座计划的加速部署，未来将构建由星间高速通信（如激光链路）与高效星地互联共同支撑的天地协同网络，形成覆盖全球、低时延、高吞吐的分布式在轨算力基础设施。在此架深企投产业研究院7深企投产业研究 2025 年行业研究报告构下，地面数据中心与在轨计算节点将实现深度融合与动态协同，支持多种灵活的算力调度范式：地地数数天天算算：将地面高并发或能效敏感的计算任务上载至太空节点处理。天天数数地地用用：利用在轨智能处理结果直接赋能地面实时应用，如环境监测与灾害预警、交通调度、国防安全与战场指挥等。通过构建天地互补、按需调度的算力生态，该体系将为全球范围内的智能应用提供泛在弹性且可持续的算力支撑，加速天基智能从技术验证迈向规模化商业落地。（二二）技技术术功功能能层层级级：从从边边缘缘到到云云网网太空算力在功能上可划分为太空边缘计算、太空云计算、太空分布式计算三个递进层次：太太空空边边缘缘计计算算。在数据源头即单颗卫星上进行实时的数据处理、分析与智能过滤，从而大幅减少需传回地面的冗余数据量，显著提升系统响应速度、通信效率及卫星的自主决策能力。典型应用包括对遥感图像进行在轨云检测、地物分类、目标初筛甚至异常事件识别，为应急响应、环境监测和军事侦察等时效敏感任务提供关键支撑。太太空空云云计计算算。在太空边缘计算的基础上，依托星间高速激光或射频通信链路与统一的分布式计算框架，在轨构建具备弹性伸缩、高可用性和服务化能力的天基云计算基础设施。该体系可为遥感处理、轨道计算、人工智能推理等任务提供按需分配、动态调度的计算资源与平台服务，使用户如同使用地面主流云服务一般，无缝调用太空中的算力资源。太太空空分分布布式式计计算算。通过整合卫星星座、空间站、深空探测器等多类太空平台上的异构计算节点，构建一个广域互联、协同运作的深企投产业研究院8深企投产业研究 2025 年行业研究报告天基分布式计算网络。各节点不仅承担本地数据处理、存储与转发功能，还能基于任务需求动态协作，实现跨轨道、跨平台的数据融合、联合分析与负载均衡，从而为大规模空间科学实验、全球实时监测和未来深空探索任务提供强有力的支撑。（三三）系系统统核核心心构构成成：应应对对极极端端环环境境的的四四大大支支柱柱一个完整的太空算力系统是复杂的系统工程，其稳定运行依赖于四大关键模块：算算力力模模块块。太空算力系统的核心，主要由星载服务器集群构成，需集成抗辐射加固的高性能 CPU、GPU 及专用 AI 加速芯片。该模块必须在卫星平台严苛的体积、重量与功耗约束下，实现高算力密度、低能耗运行和长期可靠工作。典型部署形式包括多芯片集成架构或紧凑型机柜设计，以支撑在轨任务对计算性能的持续需求，并确保在无人运维条件下稳定运行 5 至 15 年。能能源源系系统统。主要由太阳能电池阵、电源控制器和储能电池三个部分组成。太阳能电池阵在晨昏轨道等特定轨道，可近乎实现 24小时不间断日照，且无大气衰减，太阳能利用效率可达地面的 5 倍以上，为系统提供持续、近乎无限的清洁能源。电源控制器负责调节、分配和管理整个卫星平台的电力；储能电池则在卫星运行至地球阴影区时，为关键负载提供不间断的电力保障。散散热热系系统统。太空接近绝对零度（-270）的真空环境是天然的散热场。热量无法通过对流传导，主要依靠热辐射散发。通常采用“热管/泵驱两相流体回路+大型辐射散热板”方案，将芯片废热以红外辐射形式排向深空，彻底摆脱了对水冷系统的依赖。通通信信链链路路。用于实现多星协同与天地互联，包括星间链路和星地链路。其中，星间激光通信是实现多星协同、构建分布式“轨道深企投产业研究院9深企投产业研究 2025 年行业研究报告数据中心”网络的关键，具备高带宽、低延迟、强抗干扰和低截获概率等优势，当前单链路传输速率已达到 100-400Gbps，有望为未来在轨协同计算提供高速骨干网支撑。同时，星地链路则通过微波或激光手段，实现卫星与地面站之间的高效数据回传与指令交互，是连接天基算力资源与地面用户的关键通道。三三、太太空空算算力力的的发发展展背背景景（一一）全全球球算算力力需需求求及及投投资资超超预预期期上上涨涨A AI I 技技术术迭迭代代加加速速，全全球球算算力力需需求求呈呈现现持持续续上上涨涨趋趋势势。根据华为智能世界 2030报告预测，2030 年，人类将迎来 YB 数据时代，对比 2020 年，通用算力将增长 10 倍、人工智能算力增长 500 倍，算力需求十年百倍的增长将成为常态。根据中国综合算力指数报告（2024）预测，未来 10 年全球算力需求将达到 2024 年的 70 倍以上。算算力力投投资资规规模模正正持持续续快快速速攀攀升升，对对全全球球电电力力系系统统构构成成前前所所未未有有的的压压力力。2024 年，美国微软、谷歌、Meta 和亚马逊四大科技巨头在 AI数据中心的建设和运营上合计投入已超过 2000 亿美元，预计 2025 年将突破 3000 亿美元。麦肯锡进一步预测，到 2030 年，全球在数据中心基础设施（不含 IT 硬件）上的资本支出将超过 1.7 万亿美元。在此背景下，可负担得起、可靠且可持续的电力供应已不再仅是基础设施问题，而是决定 AI 能否持续发展与规模化落地的核心要素。美国科技巨头发起的全球数据中心建设浪潮，已将“电力优先（PowerFirst）”确立为战略共识稳定的电力保障被视为训练更强大模型、满足推理需求、抢占市场份额并最终实现商业回报的战略底座。（二二）传传统统地地面面数数据据中中心心扩扩张张难难以以匹匹配配 A AI I 时时代代的的算算力力深企投产业研究院10深企投产业研究 2025 年行业研究报告需需求求传统地面数据中心正面临能源、散热与水资源消耗等多重约束，其扩张速度已难以匹配 AI 时代指数级增长的算力需求，具体如下：1 1、地地面面数数据据中中心心耗耗电电规规模模持持续续扩扩大大，地地面面电电网网容容量量供供给给失失衡衡2 20 03 30 0 年年全全球球数数据据中中心心用用电电量量最最高高可可达达当当前前 3 3 倍倍。根据国际能源署（IEA）2025 年 4 月发布的报告显示，2024 年全球数据中心耗电已达 415 太瓦时（TWh），占全球总用电量的 1.5%；在基准情景下，预测到 2030 年，全球数据中心的用电量将达到约 945 TWh，占 2030 年全球总用电量的近 3%；在高增长情景（Lift-Off Case）下，2030 年全球数据中心用电量将达到 1250TWh，2035 年则接近 1750TWh，占全球总用电量的 4.4%。根据麦肯锡预测，到 2030 年全球数据中心用电量将达到 1400TWh，占全球总用电量的 4%。兰德公司（Rand）的预测更为激进，认为到 2030 年，单个 AI 训练任务的电力需求可能高达 8吉瓦（GW），相当于 8 座大型核反应堆的功率。预预计计 2 20 03 30 0 年年数数据据中中心心用用电电量量占占我我国国总总用用电电量量 5 5%左左右右。根据北京理工大学能源与环境政策研究中心 2025 年 1 月发布的数据中心综合能耗及其灵活性预测报告，2024-2030 年，全国数据中心用电量年均增速将达约 20%，远超全社会用电量增速；2025 年我国数据中心电耗将占到全国电耗的 2.4%，一些节点城市和区域占比超过 20%；到2030 年，我国数据中心用电负荷将达 1.05 亿千瓦，全国数据中心总用电量约为 5257.6 亿千瓦时（525.76TWh），用电量将占到全社会总用电量的 4.8%。预预计计 2 20 03 30 0 年年数数据据中中心心用用电电量量占占美美国国总总用用电电量量 1 10 0%以以上上。根据美深企投产业研究院11深企投产业研究 2025 年行业研究报告国能源部（DOE）在 2024 年底发布劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）撰写的报告，数据中心用电量从 2014 年的 58TWh 上升到 2023 年的176TWh，占美国总用电量的 4.4%；预计到 2028 年，这一需求将呈指数级增长，预测数值在 325TWh 到 580TWh 之间，可能占美国总用电量的 6.7%到 12%。根据麦肯锡预测，美国数据中心用电量将从 2023 年的 147TWh 增长至 2028 年的 450TWh，占美国电力需求的比重从 3.7%增长至 9.3%，2030 年数据中心用电量进一步提升至 606TWh，占电力消费的 11.7%。根据国际能源署预测，到 2030 年美国数据中心用电增量将占美国整体电力需求增量近一半，美国经济处理数据消耗的电力将超过制造所有能源密集型商品的总和。A AI I 驱驱动动的的电电力力需需求求激激增增与与地地面面电电网网容容量量供供给给之之间间存存在在失失衡衡。根据国际能源署分析，电网容量限制可能致使全球约 20%计划于 2030年前投建的数据中心容量遭遇延迟，进而导致部分 AIDC 无法按期投入运营。现有的电力来源类型，包括水电、风电、核电、光伏、燃气发电和煤电，均存在不同程度的问题，具备可调度能力的清洁能源（如核电）建设周期普遍偏长，无法匹配当前 AI 的快速需求；而建设速度较快的能源则稳定性不足（如光伏、风电）或碳排放高（燃气发电、煤电）。没有哪一种电源能够同时满足建设速度快、调度能力强、低碳环保三方面的要求，使得能源供应和 AI 对电力的需求出现明显脱节。深企投产业研究院12深企投产业研究 2025 年行业研究报告图图 4不不同同电电力力来来源源特特征征资料来源：国际能源署2025 能源与人工智能报告，国泰海通证券。北美电网基础设施普遍老化，且长期缺乏系统性升级，叠加冗长复杂的电力接入审批流程，严重制约了数据中心新增负荷的及时供电能力。与此同时，数据中心高度集中于特定区域（如弗吉尼亚州北部等核心枢纽），与可再生能源及稳定电源的地理分布存在显著错配，进一步加剧了局部电网的承载压力，导致部分地区出现电力供应瓶颈，不仅延长了项目投运周期，也显著推高了建设和运营成本。例如，弗吉尼亚州北部部分数据中心面临长达七年的电网接入等待期；马斯克旗下 xAI 公司因无法及时获得稳定市电供应，被迫租用便携式燃气发电机作为临时替代方案。在此背景下，2025 年 1 月，特朗普政府宣布进入国家能源紧急状态，援引 国家紧急状态法 与 国防生产法授权，旨在加速能源基础设施审批以应对 AI 负载激增。2 2、散散热热能能耗耗、水水资资源源消消耗耗与与土土地地规规模模需需求求庞庞大大功功耗耗密密度度攀攀升升倒倒逼逼散散热热技技术术代代际际切切换换。在 AI 大模型训练以及推深企投产业研究院13深企投产业研究 2025 年行业研究报告理需求持续扩容驱动下，GPU 芯片作为算力核心，其功耗与性能密度正同步跃升。英伟达机架系统计算容量已从传统 10-20kW 提升至当前约 140kW，并规划 2027 年推出 600kW 级高密度机架，GPU 晶粒容纳数量相应从 32 个增至 576 个，单位面积热流密度随之呈指数级增长。据产业测算，百万卡GPU集群的局部热流密度可超250瓦/平方米（W/m），远超传统风冷技术 100-150W/m的散热能力上限，迫使数据中心加速从空气冷却向冷板液冷、浸没式液冷等方案迭代。这一技术转型直接推高资本开支，液冷系统初始投资较风冷增加 30%-50%，同时冷板液冷仍存在水性冷却剂泄漏风险，且需应对现有数据中心改造的兼容性与成本问题；浸没式冷却则受制于高性能氟化液的高成本及其潜在环境影响。因此，液冷技术作为当前最先进的散热技术，仍无法从根本上解决散热效率问题。冷冷却却能能耗耗与与水水耗耗构构成成双双重重运运营营瓶瓶颈颈。散热系统能耗通常占数据中心总能耗 30%-40%，在超大规模 AI 集群中甚至可达 45%以上。与此同时，散热过程伴随的水资源消耗问题日益凸显，成为制约数据中心可持续发展的关键瓶颈。虽然液冷技术能够大幅降低水资源需求，但由于 AI 训练集群规模呈指数级扩张，一个万卡 GPU 集群的总算力可能相当于过去数百个传统数据中心，且主要依赖蒸发冷却，因此短期内水耗仍在增加。根据美国劳伦斯伯克利国家实验室的研究预测，到 2028 年，全美数据中心年耗水量将攀升至约 740 亿加仑（约合 2800 万吨）。以Meta 为例，其部分数据中心日最高用水量高达 600 万加仑，甚至超过所在郡的居民日用水总量。测算显示，一个 40 兆瓦（MW）规模的数据中心集群在其 10 年运营周期内，冷却系统累计耗水量可达 170万吨。深企投产业研究院14深企投产业研究 2025 年行业研究报告在欧洲，Javier Farfan 团队的研究进一步指出，数字服务相关用水量预计将从 2022 年的 2.09 亿吨增至 2030 年的 5.47 亿吨。届时，欧洲人均每日因使用数字服务所产生的间接水足迹将超过 3 升，已高于世界卫生组织建议的人均日常饮用水基本需求（约 2-3 升）数据中心对能源及水资源的大量消耗引发了美国当地居民的强烈反弹，仅在 2025 年第二季度，就有 20 个大型数据中心项目因当地社区的反对而被叫停或推迟，涉及投资额高达 980 亿美元。（三三）太太空空算算力力具具备备长长期期运运营营成成本本优优势势优优势势一一：取取之之不不尽尽、边边际际成成本本趋趋零零的的能能源源优优势势太太空空太太阳阳能能具具有有超超高高发发电电效效率率与与持持续续供供电电能能力力。地球大气层外的太阳辐照度（AM0 标准）约为 1366W/m，比到达地球海平面的强度（约1000W/m）高出约 30%-40%，且无大气衰减。地面太阳能电站受昼夜和天气影响，平均容量因数（实际发电量与最大理论发电量之比）较低，例如美国平均约 24%，北欧温带地区可能低于 10%。而部署在特定轨道（如晨昏太阳同步轨道）的太空太阳能阵列，可实现近乎 24小时不间断光照，容量因子可超过 95%。综综合合来来看看，同同等等规规模模的的太太阳阳能能阵阵列列，在在太太空空的的年年发发电电量量可可达达地地面面的的 5 5 倍倍以以上上。优优势势二二：利利用用宇宇宙宙深深冷冷的的零零水水耗耗散散热热优优势势与能源优势相辅相成的是太空独一无二的散热环境。太空的真空与接近绝对零度的背景，提供了地面无法企及的终极热沉。在太空中，对流和传导基本失效，热辐射成为主导散热机制。热量通过热管或主动式液体冷却回路从芯片传导至卫星表面的大型辐射散热板，然后以红外辐射形式直接散发到背景温度约为-270（3K）的宇宙深空中。对于高功率算力卫星，可以采用主动式液体冷却回路甚至直接芯深企投产业研究院15深企投产业研究 2025 年行业研究报告片液冷技术，并配备面积巨大的可展开散热翼板，以提升辐射散热能力。在水资源消耗方面，太空数据中心彻底摆脱了对冷却塔蒸发、水冷液循环等水资源的高度依赖。根据 StarCloud 分析，在未来商业航天成熟、发射成本大幅下降后，单个 40MW 集群在太空运营 10 年期的总成本约为 820 万美元，而地面运营成本高达 1.67 亿美元（美国），开源证券测算在中国对应运营成本为 097 亿美元，如下表所示。表表 2单单个个 40MW 算算力力集集群群在在太太空空与与地地面面运运营营 10 年年的的成成本本对对比比成成本本项项目目地地面面（美美国国）地地面面（中中国国）太太空空能源成本1.4 亿美元（按 0.04 美元/kWh 计算）0.7 亿美元（按0.02 美元/kWh 计算）200 万美元（仅为太阳能电池阵列的成本）发射成本无需无需500 万美元（计算模块、太阳能电池和散热器的一次性发射成本）冷却能耗700 万美元（占总功耗的 5%）700 万美元利用太空更高的温差，采用更高效的冷却架构用水量170 万吨无需封装（卫星平台/建筑成本）成本相近成本相近成本相近备用电源2000 万美元（按商业设备价格计算）2000 万美元无需其他数据中心硬件成本相近成本相近成本相近辐射屏蔽无需无需120 万美元（按计算功率每 kW 需1kg 屏蔽物，发射成本 30 美元/kg计算）深企投产业研究院16深企投产业研究 2025 年行业研究报告成成本本项项目目地地面面（美美国国）地地面面（中中国国）太太空空成本合计1.67 亿美元0.97 亿美元820 万美元资料来源：StarCloudWhy we should train AI in space、开源证券，深企投产业研究院整理。（四四）商商业业航航天天技技术术进进步步，发发射射成成本本将将进进入入可可负负担担区区间间发射与运载能力瓶颈是太空算力从蓝图走向现实必须跨越的第一道“天堑”。太空数据中心要实现与地面数据中心可比的运营经济性，一个关键的盈亏平衡点在于将发射成本降至约 200 美元/公斤。当前，高昂的发射成本使得经济可行性存疑，SpaceX 对外商业报价在 3000 美元/公斤左右，国内则达到 8 万元/公斤。同时，当前有限的火箭运力也限制了太空基础设施的构建速度与单体规模。商业航天尤其是可回收火箭技术的成熟，正使进入太空的门槛急剧降低。目前，SpaceX 猎鹰 9 号已将发射成本降至约 1500 美元/公斤以下，预计 2030 年以后 SpaceX 的单位发射成本降至 200 美元/公斤以下，为太空算力商业化铺平道路。当前我国商业航天卫星发射成本远高于 SpaceX，发射频次与运力差距极大，成为太空算力商业化的最大瓶颈。1 1、S Sp pa ac ce eX X 引引领领全全球球商商业业航航天天发发展展，发发射射成成本本快快速速下下降降SpaceX 猎鹰 9 号自 2015 年首次成功回收一级火箭（助推器）以来，已常态化执行一级回收，至 2025 年底执行了 500 多次重复使用助推器的复飞任务。2025 年 12 月 8 日，猎鹰 9 号执行 Starlink6-92任务，将 29 颗星链卫星送入低地球轨道，本次一级助推器 B1067 完成第 32 次使用。2019 年起猎鹰 9 号实现整流罩海上打捞与翻新复用，整流罩复用次数最高达 30 余次。猎鹰 9 号的全新火箭成本约深企投产业研究院17深企投产业研究 2025 年行业研究报告4500-5000 万美元，通过一级火箭和整流罩的回收和重复使用，复用成本（也可理解为边际成本）可降至 1500 万美元，其中包含制造不可复用的二级火箭（约 1000 万美元）、推进剂、氦气、发射测控、翻修等相关费用。根据测算，当复用次数 10 次以上时，猎鹰 9 号的平均发射成本趋近于 1700 万美元。图图 5复复用用情情况况下下猎猎鹰鹰 9 运运载载火火箭箭的的平平均均成成本本资料来源：朱雄峰等猎鹰-9 运载火箭发射成本研究。以多次复用后的平均成本 1700 万美元计算，按照海上回收低轨卫星运力 19 吨、陆上回收低轨卫星运力 14 吨，可推算出猎鹰 9 号的发射成本最低可至 900-1200 美元。目前，SpaceX 猎鹰 9 号已将发射成本降至约 1500 美元/公斤以下（非对外商业报价），相比传统一次性火箭（约 1.85 万美元/公斤）降低了约一个数量级，而重型猎鹰（Falcon Heavy）的发射成本进一步降至 1400-1500 美元/公斤。SpaceX 下一代星舰（Starship）的目标是进一步将发射成本降至每深企投产业研究院18深企投产业研究 2025 年行业研究报告公斤 60-200 美元。图图 6SpaceX 总总载载荷荷质质量量（吨吨）以以及及每每公公斤斤有有效效成成本本曲曲线线资料来源：Reddit，TECTONYX，未来天玑，中邮证券。预预计计 2 20 03 30 0 年年以以后后 S Sp pa ac ce eX X 的的单单位位发发射射成成本本将将降降至至 2 20 00 0 美美元元/公公斤斤以以下下，为为太太空空算算力力商商业业化化铺铺平平道道路路。根据谷歌内部模型的测算，以Starlink v2 Mini 卫星为参照，在 200 美元/公斤的发射成本假设下，将其送入低地球轨道并按 5 年在轨寿命分摊，对应的“发射功率价格”（即单位算力功率的年化发射成本）约为 810 美元/kW/年。这一数值已显著低于当前美国地面数据中心的综合电力成本区间，后者因地区、能源结构和冷却效率差异，通常在 570 美元至 3000 美元/kW/年之间（含 PUE 损耗及电费）。这意味着，一旦 SpaceX 的星舰（Starship）系统实现完全可复用，并将发射成本稳定压降至 200 美元/公斤以下，太空部署 AI 算力的“能源等效成本”将首次具备经济优势，甚至全面低于地面数据中心。值得注意的是，SpaceX 历史上展现出极强的成本学习曲线，其累计发射质量每翻一番，单位发射成本平均下降约20%。若该降本趋势延续，结合星舰设计运力（100-250 吨），200 美元/公斤的发射成本有望在 2030-2035 年间达成，从而为太空算力的深企投产业研究院19深企投产业研究 2025 年行业研究报告商业化铺平道路。2 2、我我国国商商业业航航天天企企业业加加快快追追赶赶，可可重重复复使使用用火火箭箭实实验验密密集集发发射射当当前前我我国国商商业业航航天天卫卫星星发发射射成成本本远远高高于于 S Sp pa ac ce eX X。根据科创板日报援引业内人士说法，目前国内卫星发射费用存在明显差异，主流商业发射报价集中在每公斤 5 万-10 万元，但部分小型火箭或特殊轨道发射，费用仍可达每公斤 15 万元。以此计算，一颗 500 公斤级的卫星，发射费用最高可能达到 7500 万元。根据相关报道，中国卫星发射成本已从 2019 年的约 12 万元/公斤降至 2023 年的约 8 万元/公斤。蓝箭航天的朱雀三号可回收火箭目标是将成本降至每公斤 2 万元量级。火火箭箭运运力力和和发发射射频频次次差差距距极极大大。一个 GW 级的数据中心可能需要数万吨的硬件，依靠当前单次十吨级至百吨级的运力，需要成百上千次发射，这在时间和经济上都是巨大挑战，因此需要大力发展如SpaceX 星舰这类重型、超大运力火箭，而目前中美在重型火箭的现役运力上仍存在数量级差距（约 4-6 倍），直接制约了单次发射的载荷规模，影响了太空数据中心快速、规模化部署的进程。SpaceX 的猎鹰 9 号一次性运力可达到 22.8 吨重型猎鹰则达到63.8 吨，在研的星舰目标运力为 100-250 吨。与之相比，国内现役主力火箭长征七号低轨运力为 13.5-14 吨，民营商业火箭中已成功入轨的型号（如引力一号）最大运力为 6.5 吨，规划运力最高的型号（如朱雀三号）也仅约 20 吨。中国重型运载火箭长征九号的一级重复使用构型预计在 2030 年首飞，而两级完全重复使用构型则计划2033-2035 年首飞，目标低轨运力为 150 吨，届时与星舰等国际重型火箭运力相当。深企投产业研究院20深企投产业研究 2025 年行业研究报告2025 年，SpaceX 发射次数达到 170 次（含 5 次星舰试飞），占美国总轨道发射次数的 85%，其中 123 次用于部署星链卫星，送入超3000 颗，入轨质量预计接近甚至可能超过 2024 年所有国家和公司送入太空的总质量。而我国国家队中国航天全年完成 73 次发射任务，民营商业航天公司如星河动力、中科宇航、蓝箭航天、天兵科技等均为个位数，与 SpaceX 存在较大差距。表表 32025 年年我我国国航航天天企企业业发发射射与与 SpaceX 对对比比企企业业发发射射次次数数火火箭箭型型号号入入轨轨卫卫星星数数量量合合计计入入轨轨质质量量SpaceX170猎鹰 9 号 165 次、星舰 5 次3190 颗2200-2400吨中国航天科技集团73长征系列 69 次、捷龙三号 4 次超 300 颗未披露航天科工3快舟系列未披露未披露星河动力6谷神星一号，成功5 次27 颗1 吨中科宇航5力箭一号27 颗6 吨蓝箭航天3朱雀二号改进型+朱雀三号，失败 1次6 颗近 1 吨东方空间1引力一号3 颗500 公斤星际荣耀1双曲线一号1 颗100 公斤资料来源：腾讯网等，深企投产业研究院整理。我我国国可可回回收收火火箭箭实实验验进进入入密密集集发发射射期期。能够实现火箭回收技术突破，是我国商业航天企业追赶 SpaceX 的关键所在。在可回收运载火箭研制方面，国内包括中国航天的长征十二号甲、航天科工的快舟六号、蓝箭航天的朱雀三号、星河动力的智神星一号、天兵科技的天龙深企投产业研究院21深企投产业研究 2025 年行业研究报告三号、星际荣耀的双曲线三号、东方空间的引力二号、箭元科技的元行者一号、千亿航天的宇宙猎人号、深蓝航天的星云一号。2025 年12 月，朱雀三号、长征十二号甲相继进行回收实验首飞，均实现二级入轨，一级回收未能成功，但验证了大量的火箭重复使用技术。预计 2026 年我国将迎来可回收火箭实验的密集发射期，有望加快追赶SpaceX，也为 2030 年后太空算力构建提供运力基础。深企投产业研究院22深企投产业研究 2025 年行业研究报告中美太空算力布局进展23深企投产业研究 2025 年行业研究报告中美两国是当前太空算力与太空数据中心的主要引领者，已形成两种截然不同的发展路径。美国由于地面数据中心面临严峻的能源与散热资源约束，其科技巨头对太空算力商业化的需求更为迫切，凭借在商业航天运力方面的显著优势，加速推进在轨计算验证与星座部署，有望在短期内实现技术原型和早期商业化应用的突破。中国则采用政府与顶尖研究所协同引领、工程化推进的模式，由国家级实验室和顶尖高校牵头，以重大科技专项为牵引，分阶段推动太空计算星座组网，强调技术自主可控、天地一体化架构与长期战略支撑能力。一一、美美国国太太空空算算力力研研发发布布局局进进展展美国在太空算力领域已形成以科技巨头为主导、依托成熟商业航天和科技产业生态的差异化发展路径。SpaceX、Starcloud、谷歌、亚马逊、英伟达等企业凭借各自核心能力，从单点技术验证、轨道验证到进入提供商业化服务初期阶段，正在定义未来太空算力的商业标准。（一一）S Sp pa ac ce eX XSpaceX 凭借其可复用火箭能力和星链（Starlink）低轨星座，正在探索从通信服务向天基计算基础设施的战略延伸，其最有可能构建卫星平台火箭发射星座组网算力服务的太空算力生态闭环。SpaceX 计划于 2026 年推出的 Starlink V3 卫星平台，具备高功率、激光链路与 GPU 级算力承载能力，单星质量增至 1.5-1.8 吨，通信容量预计高达 1Tbps，是 V2 mini 版本卫星的 10-20 倍，而依托下一代星舰超重型火箭）的运力，每艘星舰可一次性部署 50-60 颗V3 卫星。2025 年 11 月，马斯克表示，AI 算力未来可能需要 200 至 300 吉深企投产业研究院24深企投产业研究 2025 年行业研究报告瓦甚至接近 1 太瓦的持续功率输出。作为对比，一座典型的核电站仅能提供约 1 吉瓦的持续电力，而整个美国的持续总发电量也仅为 490吉瓦左右，在地球上建设如此规模的电厂来支持 AI 是不可能的，因此唯一的出路在于太空。11 月 4 日，马斯克表示将扩大星链 V3 卫星规模，建设太空数据中心，目标在 4-5 年通过星舰完成每年 100GW 的数据中心部署。当前 SpaceX 已启动 V3