當人們還在討論地面數據中心如何突破能耗瓶頸時,一場關于算力基礎設施的革命已悄然轉向太空。東吳證券最新發布的兩份研究報告指出,太空光伏正從衛星能源系統的配角,蛻變為支撐下一代算力形態——太空算力的核心基礎設施。這一轉變背后,是軌道資源爭奪、衛星功耗升級與地面成本困局共同催生的產業變革。
全球衛星發射數據印證著這場變革的迫切性。2016年全球僅發射237顆航天器,到2025年這一數字已飆升至4300余顆,年復合增長率達34%。更值得關注的是軌道資源申報的"軍備競賽":中國向國際電信聯盟(ITU)申請的20萬顆衛星頻軌資源中,19萬顆來自新成立的無線電創新院;美國聯邦通信委員會則批準SpaceX部署總計1.5萬顆第二代星鏈衛星。這種"先占坑位"的競賽節奏,正將太陽翼市場從高端定制推向規模化生產。
衛星電源系統的成本結構揭示著產業邏輯的轉變。在整星制造成本中,電源系統占比20%-30%,而太陽翼作為"能量心臟",其價值占比高達60%-80%。隨著衛星任務從單一通信/遙感向"多載荷+高帶寬+強處理"演進,星鏈衛星的太陽翼面積已從v1.5版本的22.68平方米躍升至v3版本的256.94平方米。這種數量級增長背后,是衛星功耗的持續攀升——當單星功率突破35kW門檻,能源系統已不再是配角,而是決定衛星整體經濟性的第一要素。
太空算力的經濟模型正在顛覆傳統認知。以40MW規模的數據中心為例,地面建設需承擔十年1.67億美元的能耗成本,而太空方案通過一次性部署太陽能電池陣列(約200萬美元),將長期能源成本降至近乎為零。在散熱環節,太空環境背陽面-270℃的極低溫,使得冷卻系統成本較地面降低90%以上。這種"把熱問題換到更有利環境解決"的思路,直接將十年總成本從1.67億美元壓縮至820萬美元,形成兩個數量級的差距。
軌道資源的稀缺性正在重塑技術路線。太陽同步軌道(SSO)因其全年超8300小時的日照時長,成為高功耗數據中心的首選。但現有780顆衛星已占據該軌道,按30公里安全間距計算,僅能容納約9616個新增衛星或集群。這種物理限制催生出兩種工程路徑:要么打造搭載算力模塊的"超級母艦",要么通過多星編隊提高軌道利用率。無論哪種方案,能源系統的單位重量功率比都成為核心競爭力。
材料科學的突破為這場革命提供了技術支撐。砷化鎵雖以28%的轉換效率占據性能制高點,但其1200元/W的成本在規模化部署時成為掣肘。相比之下,HJT硅基電池通過60μm超薄硅片實現柔性設計,配合低溫工藝使重量降低40%。德國NexWafe公司已憑借70μm超薄HJT電池獲得250MW太空訂單,美國Solestial公司更實現60μm電池的連續化生產,并通過疊層鈣鈦礦將效率提升至30%以上。這些工程化進展表明,"硅基上天"已從概念走向量產。
運力成本差異正在形成技術路線的分水嶺。SpaceX憑借1400-1800美元/公斤的發射成本,能夠通過增大電池面積彌補晶硅效率不足;而國內商業火箭6000-10000美元/公斤的運價,使得高能質比的砷化鎵仍是主流選擇。但這種局面可能隨著可重復使用火箭技術的突破而改變——當"上天"成本按公斤計價時,電池選擇的標準將從"每瓦價格"轉向"每瓦重量"。
這場變革仍面臨諸多不確定性。太空環境對材料耐輻照、抗溫差性能提出嚴苛要求,任何技術路線都需要穿越長期在軌驗證;SSO軌道的部署密度受安全間距約束,可能引發新的資源爭奪;而地面數據中心運營商的轉型意愿,將決定太空算力市場的拓展速度。但可以確定的是,當40MW數據中心的成本對比從科幻場景變為財務模型,太空光伏已不再是衛星市場的配套件,而是下一代算力基礎設施的電源底座。






