国防军工行业：算力上天爆发前夕，太阳翼、能源系统与数传为最大增量

分析师联系人李鲁靖登记编号：S1220523090002刘明洋登记编号：S1220524010002孔德璋算力上天爆发前夕，太阳翼、能源系统与数传为最大增量新 兴 产 业 团 队 • 行 业 深 度 报 告证券研究报告 | 国防军工 | 2025年11月11日报告摘要太空算力的最终目标是建立太空数据中心，主要有四大应用方向。太空算力是指将搭载星载智能计算机、星间激光通信机、星载路由器等算力设施的卫星发射到太空，通过大量卫星组网的星间激光链路和算力分布式调度，构建天基智能计算基础设施，最终形成天基数据中心，实现特定场景由“天数地算”向“天数天算”转变。与常规的地面计算相比，太空计算减少了地面依赖、降低了信息时延，提升了全球信息获取与处理能力。训练大规模AI模型需要数据中心内所有计算节点之间具备极低的延迟，星间激光通信链路必不可少。太空算力主要有遥感图像处理、通信优化、太空探索、星上大模型四大应用场景。需求供给同时推动，算力上天势在必行。需求端：目前遥感图像地面分辨率已从10米提升至0.3米，相同幅宽下的数据量增长了约1000倍。而传统天数地算的模式受限于星上处理能力不足，产生数据、传输、管理三大瓶颈。目前遥感卫星测绘到的数据仅有不到1/10的有效卫星数据能传回地面，且传输效率过低，亟需星上算力。同时，低轨卫星大规模组网趋势下，地面遥测控能力达到瓶颈，需要卫星及星座能够自主运营，对算力也产生相应需求。供给端：美国目前已规划的大型数据中心项目总容量超过45GW，2030年将超过200GW，占美国总电力产量的40%。过去10年美国总发电量仅增长5%，且电力目前闲置容量极少，难以满足未来AIDC对于电力的需求。太空建设数据中心拥有低运营成本、高发电功率、高部署速度等优势，将成为未来解决AIDC能源瓶颈的主要方法之一。成本、部署速度、可扩展性为太空数据中心主要优势。高轨太空数据中心可7*24使用高强度太阳能，且不受大气影响，发电效率可达95%，为地面5倍。同时深空温度约为-270℃，只需部署导热材料即可完成散热，无需部署大量液冷结构，成本优势显著。不考虑能源费用的情况下，太空数据中心部署&运营成本仅为地面数据中心的1/4。同时，太空数据中心可采用模块化方式进行组装，且光在真空中传播速度比普通玻璃光纤快35%，部署速度、延迟、架构灵活性远超同类地面数据中心。2报告摘要谷歌，SpaceX，Starcloud纷纷开始布局，产业进入初步加速阶段。 11月2日，Starcloud发射搭载英伟达H100GPU的Starcloud-1卫星，26年将发布搭载Blackwell的第二代卫星，2027年发射100kW卫星并开始商业化运营，2030年初完成40MW太空数据中心的部署，最终目标为5GW数据中心。11月5日，谷歌发布Suncatcher计划目标于2027年发射搭载最新Trillium代TPU的卫星，未来将完成81颗卫星组成的AI计算集群。马斯克在X上表示只需扩大Starlink V3卫星规模即可实现在太空建造大型数据中心。且目标在4-5年将通过星舰完成每年100GW的数据中心部署，未来通过月球基地完成100TW数据中心的部署。国内算力上天进展领先。星算计划的三体计算星座已完成12颗计算卫星部署，单星算力744TOPS，星间激光通信速率100Gbps，12颗卫星互联后具备5POPS计算能力和30TB存储容量。卫星搭载80亿参数大模型，已开始商业化运营。星算计划将扩展至2800颗卫星，十万POPS算力，最新卫星单星算力突破10POPS。同时，星缆计划及天算计划等星座也将逐渐开始进行部署。算力上天背景下太阳翼及能源系统太阳翼将成为最大增量。根据测算，5GW容量的太空数据中心对于太阳翼电池阵面积的需求接近12平方公里。若采用低成本2w/平米的钙钛矿太阳能电池，价值量为2400亿元。中期来看，马斯克每年计划部署100GW的数据中心，若此计划5年后启动，则2040年太空中有望实现总量1TW的数据中心；对于太阳能电池的需求将达到4.8万亿元，市场空间巨大。柔性结构、钙钛矿材料将成为未来太阳翼的发展方向。柔性太阳翼则是采用柔性的薄膜结构作为基板，可卷曲并折叠收纳，其收拢体积可以减少至刚性阵的1/10左右。适用于构建大型空间太阳翼，以及适应组网卫星一箭多星的任务需求，随着高通量卫星&太空数据中心对太阳翼面积需求的大幅提升，柔性太阳翼将成为未来发展方向。而钙钛矿太阳能电池具备与砷化镓持平的光电转换效率、柔性、低成本、太空环境自我修复等优势，在卫星降本及太空算力中心对太阳翼需求不断扩张的情况下，将成为未来主流的太阳翼材料。风险提示：技术研发进度不及预期风险；商业化落地不及预期风险；政策支持不及预期风险等。3目录4◼ 第一部分 AI浪潮催化大量用电需求，算力上天势在必行◼ 第二部分 海外Starcloud、SpaceX、谷歌正式加速布局，国内算力上天进度领先◼ 第三部分 算力上天背景下、卫星太阳翼能源系统将成为最大增量◼ 第四部分 投资建议◼ 第五部分 风险提示目录5◼ 第一部分 AI浪潮催化大量用电需求，算力上天势在必行•1.1 太空算力的最终目标是形成天基数据中心•1.2 算力上天主要有四大应用场景•1.3 需求端：数据、传输、管理三大瓶颈推动下，算力上天大势所趋•1.4 供给端：AI催化下数据中心迈进GW级规模，地面基建难以满足发电需求•1.5 太空数据中心具备发电及散热优势，可显著降低运营成本•1.6 太空数据中心在可扩展性及部署速率上也具备优势太空算力是指将搭载星载智能计算机、星间激光通信机、星载路由器等算力设施的卫星发射到太空，通过大量卫星组网的星间激光链路和算力分布式调度，构建天基智能计算基础设施，最终形成天基数据中心。并在高辐射、低功耗、轻量化等约束条件下处理大规模数据，实现特定场景由“天数地算”向“天数天算”转变。与常规的地面计算相比，太空计算减少了地面依赖、降低了信息时延，提升了全球信息获取与处理能力。太空算力卫星的组成部分一般包括星载智能计算机、星载路由器、激光通信机、探测仪、能源系统组成。太空数据中心的计算模块主要由服务器机架、网络交换机、对接端口、散热系统组成。太空数据中心计算模块的设计与集装箱式地面数据中心相似，每个集装箱内都配备了机架，用于安置计算和存储单元，并内置了网络、电力及冷却基础设施。集装箱的设计使其能够通过一个机械接口与主体结构对接，从而实现与数据中心其他部分的网络、电力和冷却连接。该接口将配备必要的运行支持系统，以可靠地连接数千条光纤线路、大功率输入电压连接器以及高效冷却系统。太空数据中心的使用需要极低延迟，星间激光链路必不可少。训练大规模AI模型需要数据中心内所有计算节点之间具备极低的延迟。除了可以采用组网架构使各计算节点之间的物理距离尽量靠近以外，为了实现低延迟高速率的连接，星间激光通信必不可少。1.1 太空算力的最终目标是形成天基数据中心6图：太空数据中心的计算模块图：太空数据中心架构资料来源：《Why we should train AI in space》,方正证券研究所太空算力主要有四大应用场景：遥感图像处理：太空数据中心的早期的应用方向将主要为对地球观测数据的分析。此