作者：郭夏

引言

随着人工智能技术的快速发展和全球算力需求的爆发式增长，传统地面数据中心面临着前所未有的挑战。据统计，到 2026 年，全球数据中心的总用电量或将超过 1000 太瓦时，堪比日本全国的用电量。在能源消耗、土地资源和散热成本的多重压力下，算力基础设施正迎来从地面集中式向天地一体化分布式的范式跃迁。

星计算作为这一变革的核心，通过将高性能计算、AI 与边缘计算集成于天基平台，构建分布式卫星星座网络，实现了从 "天数地算" 到 "天数天算" 的根本性转变。2025 年 5 月 14 日，中国 "三体计算星座" 首批 12 颗计算卫星成功发射，标志着全球首个太空计算星座正式进入组网阶段，单星算力达 744TOPS，总算力达 5POPS，相当于将 500 万台高性能服务器搬上太空。

本研究旨在深入剖析从云计算到星计算的技术演进路径、产业发展现状、核心挑战及未来趋势，为理解这一算力革命的全貌提供系统性分析框架。通过对技术实现机制、产业竞争格局、商业模式创新和政策环境的综合研究，揭示星计算如何重塑全球算力基础设施格局，为相关企业战略决策和投资者价值判断提供参考依据。

一、算力范式的演进脉络与技术跃迁

1.1 云计算：地面集中式算力的巅峰与瓶颈

云计算作为当前算力服务的主流模式，以数据中心为核心构建了庞大的集中式计算资源池。通过虚拟化技术和弹性资源调度，云计算实现了计算资源的按需分配和动态扩展，为企业数字化转型提供了强大支撑。然而，随着应用场景的不断拓展和数据规模的指数级增长，云计算在跨域延迟、带宽成本和覆盖范围等方面的瓶颈日益凸显。

传统 "天感地算" 模式的局限性尤为突出。卫星采集的数据需要先传回地面，再由地面数据处理中心解析，这种模式受限于地面站资源、带宽等因素，数据传输效率低，信息损耗大，仅有不到十分之一的有效卫星数据能传回地面。以太阳监测卫星为例，每天产生约 500G 的观测数据，但只有 20G 左右的数据可以传回地面。这种低效的数据处理模式严重制约了太空应用的发展边界。

1.2 边缘计算：算力下沉的过渡形态

为了应对云计算的延迟瓶颈，边缘计算应运而生。通过将算力下沉到网络边缘节点，边缘计算有效降低了数据传输延迟，减轻了骨干网压力，特别适合实时性要求高的应用场景。然而，边缘计算的分散性和资源限制使其难以支撑全局协同计算需求。

边缘节点通常部署在网络接入侧，算力规模相对有限，且缺乏统一的资源调度机制。虽然边缘计算在降低延迟方面取得了显著成效，但在处理大规模、跨区域的复杂计算任务时仍显不足。更重要的是，边缘计算本质上仍是地面计算的延伸，无法突破地面基础设施的物理限制，难以实现真正意义上的全域覆盖。

1.3 星计算：天基算力网络的革命性突破

星计算代表了算力基础设施的 "太空延伸"，通过在近地轨道部署高性能计算卫星，构建分布式天基算力网络。星计算的核心创新在于将数据处理能力直接部署在太空，实现了 "在轨采集 - 在轨处理 - 在轨决策 - 结果回传" 的全新模式，传输量降低 90% 以上，响应时间从 "天 / 周级" 缩短至 "秒级"。

中国 "三体计算星座" 的成功发射标志着星计算从概念走向现实。该星座采用分布式星载计算模式，实现了星间实时数据传输、动态算力调度与空间组网协同三项核心技术突破。每颗卫星搭载星载智能计算机，算力从传统 T 级（万亿次）跃升至 P 级（千万亿次），性能提升 10-100 倍。星间激光通信速率达 100Gbps，支撑整轨 / 跨轨高速协同与分布式调度。

二、星计算的核心技术突破与架构创新

2.1 单星算力从 T 级到 P 级的技术跃迁

星计算最显著的技术突破体现在单星算力的跨越式提升。传统卫星的算力通常在 T 级（万亿次每秒），而新一代计算卫星的算力已跃升至 P 级（千万亿次每秒），实现了 10-100 倍的性能提升。以 "三体计算星座" 首发卫星为例，单星最高算力达 744TOPS，相当于同时运行 50 万部智能手机的计算能力。

这种算力跃迁的实现依赖于多项关键技术的协同突破。首先是星载智能计算机的架构创新，通过采用先进的处理器架构和并行计算技术，大幅提升了单星的计算密度。其次是低功耗设计的优化，在太空环境的严苛功耗约束下，通过算法优化和硬件加速，实现了高性能与低功耗的平衡。最后是抗辐射加固技术的成熟，确保芯片在宇宙辐射环境下的稳定运行。

更令人瞩目的是，星计算的算力提升仍在加速。国星宇航 "星算计划"02 组星座发布的 "天秤 - 10" 卫星，单星算力已突破 10POPS，展现了星计算技术的巨大发展潜力。按照规划，未来单星算力将迈向 100POPS 甚至更高，支撑更复杂的 AI 推理和科学计算任务。

2.2 星间激光互联的高速通信革命

星间激光通信技术是实现星计算网络协同的关键基础设施。传统卫星主要依靠微波通信，带宽有限且延迟较高。而激光通信具有波长短、带宽大、方向性强等优势，能够实现超高数据传输速率。

"三体计算星座" 搭载的星间激光通信系统，速率高达 100Gbps，实现了卫星间的高速互联。长光卫星自主研发的星间激光通信终端，在通信体制设计上具备非相干体制和相干体制两种方式，最高支持速率分别达到 10Gbps 和 100Gbps，稳定建链期间通信误码率为 0。这标志着我国首次实现星间激光 100Gbps 超高速高分辨遥感影像传输。

激光通信的技术原理基于光信号的自由空间传播。在发送端，电信号通过调制器加载到激光束上，通过相位调制或振幅调制等方式编码数据；在接收端，光信号被转换回电信号，并经过放大、判决和滤波等处理，恢复原始信息。激光的高频率特性使其理论带宽可达 1Tbps，为未来更高速率的星间通信奠定了基础。

2.3 低功耗抗辐射芯片的技术突破

太空环境的极端条件对星载芯片提出了苛刻要求。抗辐射加固技术是确保星计算系统可靠性的核心。中国科学院微电子研究所研发的 Mbit 容量抗辐照铪基 FeRAM 存储器芯片，采用掺杂 HfO₂基铁电材料，解决了传统铁电材料与 CMOS 工艺兼容性差、尺寸微缩难等难题，通过抗辐照加固技术实现了优异的抗辐照性能。

龙芯 CPU 在抗辐射技术方面取得了重大突破，已在载人航天、探月探火任务中应用，最远深入太空超 100 万公里。龙芯将 "三模冗余" 等技术直接集成到 CPU 核心，使计算机无需三重备份，体积、功耗大幅减少，异常时只需重置 CPU 而非重启整机，大幅提升了任务连续性。

低功耗设计是星计算的另一技术挑战。太空环境下，能源主要依靠太阳能电池板，功耗控制直接影响系统的生存能力。通过采用先进的制程工艺、优化电路设计和智能功耗管理，新一代星载芯片在保持高性能的同时实现了功耗的显著降低。例如，Fujitsu 开发的低功耗边缘计算技术，能够在小卫星典型的 20W 功率约束下高效运行，可在约 10 分钟内完成数据处理，包括错误检测和重新处理。

2.4 天基 AI 大模型的部署与推理优化

天基 AI 大模型是星计算实现智能化的关键。"三体计算星座" 搭载的 80 亿参数天基模型是业内首个多任务模型，相当于给卫星装上了 "大脑"，能够调度卫星协同处理多源遥感数据，在轨自主完成对地观测任务。这一模型可对 L0 到 L4 级卫星原始数据进行在轨处理，实现了从数据采集到智能分析的全流程自主化。

为了适应星上资源限制，天基 AI 模型采用了多种优化技术。通过知识蒸馏、模型剪枝、量化感知训练等方法，将地面高精度的大型模型压缩为适合星上部署的轻量化模型。同时，开发了适用于太空环境的低功耗 AI 芯片和硬件加速模块，支持 80 亿参数以上的天基模型在轨运行。

天基 AI 模型的应用场景广泛。在天文观测领域，卫星搭载的宇宙 X 射线偏振探测器通过天基天文时域模型对伽马射线暴等各类瞬变源进行在轨快速探测、证认、分类，实现秒级判断和 99% 的识别准确率。在对地观测方面，天基模型能够实时分析卫星图像，自动识别森林火灾、地质灾害等突发事件，将传统需要数小时的响应时间缩短至分钟级甚至秒级。

2.5 天基分布式操作系统与资源调度

天基分布式操作系统是协调千星规模计算网络的 "神经中枢"。该系统需要在复杂的卫星网络中协调算力、存储、载荷等资源，实现在轨任务调度以及星地星间的数据转发、存储，提供跨星数据协同、星地数据同步能力，保障系统的高效运行。

星内架构设计基于 CubeFS 分布式文件系统，将每颗卫星作为一个独立的存储集群，利用 CubeFS 的分布式特性实现数据的高效存储和统一管理。系统管控层负责资源分配、任务调度和数据协同，通过智能算法实现资源的动态优化配置。

跨层调度协议的设计是实现天地一体化协同的关键。通过物理层与网络层之间的跨层优化机制，系统能够根据信道状态信息动态调整传输策略，确保 QoS 保障。基于应用层和网络层信息的分布式调度协议，通过最大化效用函数来优化 CPS 性能，实现了从物理层到应用层的全栈优化。

三、全球星计算产业发展现状与竞争格局

3.1 中国 "三体计算星座" 的领先布局

中国在星计算领域实现了从跟跑到领跑的历史性跨越。"三体计算星座" 作为全球首个整轨互联的太空计算星座，由之江实验室主导构建，于 2025 年 5 月 14 日成功发射首批 12 颗计算卫星，标志着我国太空计算基础设施建设进入新阶段。

"三体计算星座" 的技术指标达到国际领先水平。首发的 12 颗卫星整轨互联后具备 5POPS（每秒 5 千万亿次计算）的在轨计算能力和 30TB 的存储容量，单星最高算力达 744TOPS，搭载 80 亿参数的天基 AI 模型，可对 L0-L4 级卫星数据进行在轨处理。通过太空计算体系架构与激光通信技术的融合，该星座实现了星间实时数据传输、动态算力调度与空间组网协同三项核心技术突破，星间激光通信速率最大可达 100Gbps。

按照规划，"三体计算星座" 将分阶段扩展。2025 年计划完成超 50 颗计算卫星的布局，2027 年完成 100 颗组网，最终建成千星规模星座，总算力达 1000POPS（每秒百亿亿次计算），相当于 40 万台高性能计算机的总和。之江实验室的远期目标是实现总算力 1 EOPS（每秒百亿亿次运算），推动太空云计算时代的到来。

3.2 国星宇航 "星算计划" 的规模化推进

国星宇航 "星算计划" 是中国星计算产业的另一重要力量。该计划规划 2800 颗算力卫星组网，同时与地面超过 100 个算力中心互联互通，服务具身智能、AI 智能体等即时算力场景，覆盖千亿级太空边缘计算市场需求和万亿级地面人工智能市场需求。

"星算计划" 采用分阶段部署策略。当前已完成首批 12 颗卫星发射，02 组和 03 组星座正在加速研制，预计于 2026 年底前完成共 108 颗卫星的组网发射，整个系统最终将构建包括 2800 颗卫星的巨型星座，形成覆盖全球的毫秒级延迟太空算力网络。

技术创新方面，国星宇航推出的 "天秤 - 10" 新一代计算卫星实现了重大突破，单星算力突破 10POPS，计划于 2026 年发射。这标志着星计算技术正从试验阶段向规模化商业应用迈进。国星宇航通过 "研制 + 发射 + 运营" 的一体化模式，目标在 2028 年后建成覆盖全球的天地一体化 AI 基础设施。

3.3 美国科技巨头的太空算力竞赛

面对中国在星计算领域的快速崛起，美国科技巨头纷纷加快布局。StarCloud 于 2025 年 11 月 2 日成功发射 StarCloud-1 卫星，首次将英伟达 H100 GPU 送入地球轨道，这颗冰箱大小的卫星搭载了迄今为止进入太空最强大的计算芯片，算力是此前在轨芯片的一百倍。

StarCloud 的长远目标是建造一个功率达 5 千兆瓦、跨度约 4 公里的轨道数据中心。该公司计划在 2026 年发射 StarCloud-2，算力将提升十倍，搭载 NVIDIA 下一代 Blackwell GPU。StarCloud 还与 Crusoe 合作，计划于 2026 年发射的卫星上部署首个太空公共云。为实现 5 吉瓦级的超大规模数据中心，StarCloud 与麻省理工学院衍生公司 Rendezvous Robotics 合作，利用自主、可自我组装的模块化技术实现在轨建造。

SpaceX 的太空算力战略基于 Starlink V3 卫星的扩展。马斯克表示："只需扩展星链 V3 卫星，就能构建太空数据中心。SpaceX 会这么做。" 新一代 V3 卫星的通信容量预计高达 1Tbps，是 V2 卫星的十倍，质量增至约 1.5 至 2 吨，能够搭载更强大的计算模组与太阳能阵列。SpaceX 计划利用已实现商业盈利的 Starlink 网络基础，将服务从太空宽带拓展至太空算力。

谷歌启动 "太阳捕手计划"（Project Suncatcher），计划于 2027 年初与 Planet Labs 合作发射两颗原型卫星，测试搭载自研 Trillium TPU AI 芯片的在轨性能。谷歌的系统架构采用分布式集群设计，由大量小型模块化卫星组成，在近地轨道以紧密编队方式运行，目标实现每秒数十 TB 的星间链路带宽。

3.4 欧盟的长期规划与技术路线

欧盟在太空数据中心领域的布局相对保守但目标宏大。2023 年，欧盟委托泰莱兹 - 阿莱尼亚航天公司开展 "欧洲净零排放和数据主权先进太空云"（ASCEND）项目，研究太空大数据中心的可行性。2024 年 6 月的报告证实该项目技术可行且经济具有吸引力，预计到 2050 年将带来数十亿欧元的投资收益。

ASCEND 项目采用分阶段部署策略：2036 年部署 13 个太空数据中心构建模块，总容量为 10MW；最终到 2050 年前，计划部署 1300 个模块，实现 1GW 的容量。该项目重点开发碳排放降低 90% 的环保型运载火箭和推进模块化在轨组装技术。然而，相比中美两国的积极推进，欧盟的计划目前尚未看到实质性进展。

3.5 产业投资规模与市场前景

全球星计算产业正迎来爆发式增长。Research And Markets 预测，全球在轨数据中心市场规模将在 2035 年达到 390 亿美元，2025-2035 年复合增长率高达 67.4%，成为太空经济中增长最快的细分赛道。

中国市场的投资热度持续升温。"梁溪星座" 已启动 4.5 亿元招标，目标总算力不低于 20P（Peta Operations Per Second）。北京规划在成功轨道部署多座 1GW 以上太空数据中心，每座可容纳百卡级别服务器集群。

资本市场对星计算概念反应积极。国星宇航投后估值较成立初期暴涨超 70 倍，计划登陆港股融资扩产；中国卫星、中国卫通等上市公司三季度业绩显著改善，其中中国卫星第三季度营收同比增长 177.31%，订单预计 2025 年增长 200%。

从细分市场看，卫星星载计算系统市场 2025 年价值 21.5 亿美元，预计 2030 年达到 35 亿美元，年复合增长率 10.24%；太空边缘计算市场预计到 2035 年达到 20 亿美元，2025-2035 年复合增长率 19.9%。这些数据充分显示了星计算产业的巨大发展潜力。

四、星计算的核心优势与差异化特征

4.1 超低延迟的实时处理能力

星计算最突出的优势是实现了计算的实时性。传统 "天感地算" 模式下，卫星数据需要经历采集、传输、地面处理、结果返回等多个环节，整个过程可能需要数小时甚至数天。而星计算将计算能力直接部署在太空，实现了数据的在轨实时处理，响应时间从 "天 / 周级" 缩短至 "秒级"。

以森林防火为例，传统模式下卫星捕获数据后传输至地面处理需要小时级时间，而采用星计算后，处理时间可从小时级提升到分钟级甚至秒级。在应急救灾场景中，这种实时处理能力能够为救援决策提供宝贵的时间窗口，大幅提升灾害应对效率。

星计算的低延迟特性还体现在数据传输量的大幅减少。通过在轨智能处理，只有经过分析的高价值数据被回传地面，传输量降低 90% 以上。这不仅减少了对地面通信带宽的依赖，也进一步降低了端到端的延迟。

4.2 全球全域的无缝覆盖能力

星计算实现了真正意义上的全球覆盖。与地面计算设施受地理条件限制不同，卫星星座能够覆盖地球的每一个角落，包括海洋、沙漠、极地等传统通信盲区。这种全域覆盖能力为偏远地区、海上作业、航空运输等场景提供了前所未有的算力服务。

在深空探测领域，星计算的覆盖优势更加明显。随着人类探索范围向火星、小行星等深空延伸，地面控制的延迟问题日益严重。星计算能够为深空探测器提供就近的计算和决策支持，减少对地面控制的依赖，提高任务的自主性和可靠性。

"星算计划" 通过 2800 颗算力卫星组网，与地面超过 100 个算力中心互联互通，服务具身智能、AI 智能体等即时算力场景，覆盖千亿级太空边缘计算市场需求和万亿级地面人工智能市场需求。这种天地一体化的覆盖模式，为未来智慧城市、全球供应链监测等应用提供了基础设施支撑。

4.3 绿色低碳的可持续发展优势

星计算在能源效率和环保方面具有显著优势。太空环境提供了近乎无限的太阳能资源，卫星能够 24 小时不间断接收阳光照射，太阳能发电效率比地面高 8 倍。更重要的是，太空环境无需考虑散热问题，避免了地面数据中心大量水资源的消耗。

据测算，轨道数据中心可在 6-12 个月完成部署，一个 40 兆瓦级轨道数据中心运营 10 年总成本约 820 万美元，仅为地面等规模数据中心的 1/20。虽然太空数据中心的建设成本（810 美元 /kW/ 年）高于地面数据中心（570-3000 美元 /kW/ 年区间），但考虑到其极低的运营成本和环境效益，长期来看具有明显的经济优势。

星计算还能够缓解地面数据中心的能源压力。随着 AI 大模型训练需求的爆发式增长，地面数据中心的能耗问题日益严峻。将部分计算任务转移到太空，不仅能够减轻地面能源负担，还能实现算力资源的优化配置，推动数字经济的绿色发展。

4.4 与云计算的关键差异对比

从上表可以看出，星计算不是云计算的简单替代，而是算力基础设施的 "太空升级"。两者在应用场景上具有互补性：云计算适合大规模、非实时的计算任务；星计算则专注于实时性要求高、覆盖范围广的应用场景。未来，随着天地一体化网络的完善，云计算与星计算将形成协同发展的格局。

五、星计算面临的核心挑战与解决方案

5.1 工程化挑战：星上环境的极端约束

星上低功耗、高效散热、抗辐射加固是星计算面临的首要技术挑战。太空环境的高真空、强辐射、极端温差等条件对星载设备提出了苛刻要求。在功耗方面，卫星能源主要依靠太阳能电池板，典型小卫星的功率约束为 20W，而高性能计算芯片的功耗通常在数百瓦甚至上千瓦，如何在有限功率下实现高性能计算是一大难题。

散热问题在太空环境下尤为严峻。太空的真空环境使传导和对流散热几乎失效，仅能依靠热辐射实现热量传递。为解决这一问题，工程师们开发了多种创新技术：利用宇宙背景低温（-270℃）辅助散热；采用热管 / 均热板技术，利用液体蒸发 - 冷凝循环快速导热，效率比传统散热高 20-30%；使用氮化铝陶瓷等高导热材料（导热系数 180W/m・K）用于芯片封装，兼顾绝缘与导热性能。

抗辐射技术的突破至关重要。宇宙射线和高能粒子会随机翻转存储单元的比特（单粒子效应），或造成更持久的损坏如闩锁效应。解决这一问题需要从芯片设计、材料选择到系统架构等多个层面入手。例如，采用更宽的线距（如 150nm 工艺）和隔离层设计降低单粒子效应风险；使用专用抗辐射芯片，如 BAE Systems 的 RAD750 处理器（抗辐射达 10,000 戈瑞）、AMD 的 Versal AI Core 太空级芯片；将 "三模冗余" 等容错技术集成到 CPU 核心，提高系统的可靠性。

5.2 发射成本挑战：规模化部署的经济瓶颈

发射成本是制约星计算规模化发展的关键因素。虽然可重复使用火箭技术取得了重大进展，如 SpaceX 猎鹰 9 号火箭单次发射成本从 6200 万美元降至 900 万美元，降幅达 85%，单位成本低至 2720 美元 / 千克，但相比地面基础设施，星计算的发射成本仍然高昂。

可重复使用火箭技术正在重塑发射成本结构。火箭全生命周期成本分析显示，回收率每提升 10% 可降低总成本 17%，预计未来十年内可将发射成本降低 40%-60%。SpaceX 通过火箭回收技术，使单次发射成本从 6000 万美元降至约 2000 万美元，单枚火箭最高复用次数已达 15 次。更令人振奋的是，星舰技术有望将发射成本降至 100 美元 / 千克，这将彻底改变太空计算的经济可行性。

模块化设计是降低制造成本的重要途径。通过标准化和模块化设计，实现部件通用化生产，供应链成本可下降 35%。例如，SpaceX 的箭体可重复使用至 12 次，验证了该策略的可行性。同时，采用商业硬件替代航天级专用器件，不仅降低了制造成本，还提高了系统的灵活性和可维护性。

5.3 技术生态挑战：标准体系与安全架构

天基分布式操作系统、跨层调度协议、天地算力统一接口等技术标准亟待建立。当前，星计算仍处于技术探索阶段，缺乏统一的技术标准和规范，不同厂商的设备难以实现互联互通。这不仅增加了系统集成的复杂度，也制约了产业的规模化发展。

安全体系建设是另一个重要挑战。太空计算涉及国家安全、商业机密等敏感信息，需要建立完善的安全防护体系。这包括数据加密传输、访问控制、入侵检测、安全审计等多个层面。特别是在天地一体化网络中，如何确保地面与太空之间的数据传输安全，防止恶意攻击和数据泄露，是必须解决的关键问题。

跨层调度协议的设计尤为复杂。传统的地面网络协议无法直接应用于太空环境，需要开发适应高动态、长延迟、带宽受限等特点的新型协议。例如，通过物理层与网络层之间的跨层优化机制，根据信道状态信息动态调整传输策略；基于应用层和网络层信息的分布式调度协议，通过最大化效用函数来优化系统性能。

5.4 商业模式挑战：投资回报与可持续发展

星计算面临初期投入大、回报周期长的商业化挑战。建设千星级星座需要千亿美元级投入，而回报周期可能超过 10 年。单颗算力卫星成本达数千万至亿元级，星座组网需数百至数千颗卫星，火箭发射成本虽因可回收技术降低，但仍占总投资 40% 以上。

太空算力的成本结构主要包括四部分：发射成本（占比高，波动大）、载荷制造成本（包括算力模组与能源模组）、在轨维护与更换成本、通信链路成本（数据回传成本与延迟）。其中，发射成本是最敏感的因素，发射价格每下降 10%，整个太空算力单位算力成本可能下降 5%-8%。

盈利模式的探索仍在进行中。目前主要的商业模式包括：按带宽 / 推理时长计费的 SaaS 模式；面向行业的定制化解决方案；算力资源的分时租赁等。例如，某电子厂通过星算平台，将视觉质检模型月均成本从 27 万元降至 13 万元，成本直降 50%。然而，这些商业模式仍处于验证阶段，需要进一步的市场检验。

六、星计算的未来发展趋势与产业展望

6.1 天地一体化三级架构的演进路径

未来的算力基础设施将形成 "天基核心 + 地面边缘 + 云端协同" 的三级架构。这种架构旨在构建 "云 - 边 - 星" 三级分布式智能管控体系，克服传统以地面为中心的星地回路模式在时效性、弹性和处理能力上的瓶颈。

在三级架构中，云端全域态势认知模块作为战略大脑，负责融合处理来自边缘节点的数据摘要，并下达战略指令与模型更新；边端协同控制模块作为战术中枢，负责将云端指令转化为具体的协同控制指令，调度卫星集群完成协同任务，同时将关键数据摘要回传云端；星载边缘计算节点作为执行单元，负责本地数据处理和实时决策。

中科曙光与中科星图合作建设的开放太空算网，构建了覆盖 "用户 (端)- 星上 (边缘)- 天基 (云)- 地基 (云)" 的 "天地一体化" 协同智能计算架构，实现算力资源的互联调度与数据实时处理。这种架构创新为未来算力服务的无缝迁移和按需调度奠定了基础。

6.2 算力规模化的技术路线图

星计算正朝着单星算力 10POPS、星座规模数千星的方向发展。中国 "三体计算星座" 首发星单星算力达 744TOPS（0.74POPS），12 星合计 5POPS，计划 2030 年扩展至千星规模，总算力达 1000POPS，相当于 40 万台高性能计算机的总和。

技术演进呈现清晰的路线图：2025 年首批 12 星发射完成星座组网；2026 年新一代卫星算力突破 10POPS，国星宇航 "天秤 - 10" 卫星单星算力已达 10POPS；2030 年预计完成 1000 星布局，全面提供 1000POPS 太空算力；最终目标是构建 2800 星天地一体化算力网络，总算力达到十万 POPS 级别。

这种规模化发展不仅体现在数量增长，更重要的是性能的跃升。从当前单星 744TOPS 向未来 10POPS 的跨越，需要在芯片架构、功耗控制、散热技术等多个方面实现突破。同时，数千星规模的星座组网，对星间通信、协同控制、故障自愈等技术提出了更高要求。

6.3 应用场景的深化与拓展

星计算的应用正从遥感应急向太空制造、深空探测等前沿领域拓展。在传统应用领域，星计算已经展现出巨大潜力：森林防火监测从小时级响应提升至分钟级；地震、洪水等灾害的实时监测和评估；全球环境监测、交通流量分析等智慧城市应用。

新兴应用场景不断涌现。在低空经济领域，星计算为无人机、飞行汽车提供实时监管、路径规划和避障服务；在太空制造领域，星计算支撑在轨 3D 打印、卫星自主维护等任务；在深空探测领域，星计算为火星车、小行星探测器提供就近的计算和决策支持，减少对地球的依赖；在全球供应链监测领域，星计算实现对海运、空运货物的实时追踪和状态监控。

特别值得关注的是，星计算正在推动科学研究范式的变革。例如，在天文观测中，卫星搭载的宇宙 X 射线偏振探测器通过天基 AI 模型，能够对伽马射线暴等瞬变源进行在轨快速探测、证认、分类，实现秒级判断和 99% 的识别准确率。这种 "人工智能 +" 的研究模式，将极大提升人类对宇宙的认知能力。

6.4 6G 网络融合的技术趋势

星地融合是 6G 网络发展的核心趋势。6G 网络的核心目标之一是实现空天地海全时全域覆盖与无缝连接，星地融合网络成为下一代通信网络发展的新方向。卫星网络将与地面网络深度融合，实现全球无缝覆盖，满足多样化应用场景需求，特别是 "算传融合" 带来的卫星数据处理变革。

技术融合呈现三大系统性变革：首先是 "星地融合" 带来的用户体验变化，卫星网络与地面网络深度融合，实现全球无缝覆盖；其次是 "通遥融合" 带来的应急监测等响应速度变革；最后是 "算传融合" 带来的卫星数据处理变革。

6G 星地一体化空口体制是技术融合的重点。通过统一的空口协议实现地面蜂窝网络与卫星网络的无缝衔接与传输增强，为用户提供更广泛、连续的通信服务。未来星地融合网络将在传输体制、接入控制等方面开展一体化设计和优化，AI 技术将进入星地融合网络的更多处理环节。

预计 2030 年前将实现 LEO 星座与 6G 网络的完全标准化融合，技术发展方向聚焦于量子卫星通信、在轨边缘计算等前沿技术。6G 将成为通信、计算、缓存、控制、感知和定位（4CSL）功能融合的网络，为星计算的广泛应用提供网络支撑。

6.5 产业生态的协同发展格局

星计算产业生态正在形成上中下游协同发展的格局。上游包括芯片设计、抗辐射器件、太阳能电池等核心器件供应商；中游涵盖卫星制造、火箭发射、地面站建设等基础设施提供商；下游则是各种行业应用和终端用户。

中国在星计算领域已经形成了完整的产业链布局。在芯片领域，龙芯、寒武纪等企业推出了抗辐射处理器和 AI 芯片；在卫星制造领域，中国卫星、航天科技等传统航天企业与国星宇航等商业航天公司形成互补；在发射服务领域，长征系列火箭与可重复使用火箭技术并行发展；在应用领域，遥感、通信、导航等传统卫星应用正在向智能化、实时化方向升级。

国际合作与竞争并存。一方面，各国在技术标准制定、频谱资源分配等方面需要加强合作；另一方面，在市场份额、技术领先性等方面竞争激烈。特别是在 ITU 的频谱分配中，采用 "先到先得" 原则，申报后需在限定时间内发射首颗卫星，这使得频谱资源的争夺更加激烈。

6.6 政策环境与标准体系建设

中国政府对星计算给予了强有力的政策支持。2025 年《政府工作报告》明确点名卫星互联网与空天计算，相关管理规定已于 2025 年 6 月起实施。国家航天局印发《推进商业航天高质量安全发展行动计划（2025—2027 年）》，将商业航天纳入国家航天发展总体布局，聚焦 "增强创新创造动能、高效利用能力资源、推动产业发展壮大、做好行业管理服务、加强全链条安全监管" 五大核心举措。

北京发布的太空数据中心建设规划提出了三阶段发展战略：2025-2027 年突破关键技术，建设一期算力星座（200kW 功率、1000POPS 算力）；2028-2030 年突破在轨组装建造技术，实现 "地数天算"；2031-2035 年大规模批量生产，建成大规模太空数据中心，支持 "天基主算"。

标准体系建设正在加速推进。《终端设备直连卫星服务管理规定》于 2025 年 6 月 1 日起施行，提出支持终端设备直连卫星技术研究、卫星通信与地面移动通信融合发展，探索技术融合新应用新业态。这些政策为星计算产业的规范发展提供了制度保障。

结语

星计算代表了算力基础设施的 "太空升级"，是继云计算、边缘计算之后的又一次算力革命。通过将计算能力部署在太空，星计算实现了从 "天数地算" 到 "天数天算" 的历史性跨越，为人类社会带来了低延迟、高实时、全域覆盖的新型算力服务。

从技术发展看，星计算已经突破了单星算力 P 级、星间通信 100Gbps、天基 AI 大模型部署等关键技术，正朝着单星 10POPS、星座数千星的方向快速演进。从产业格局看，中国在星计算领域已经取得领先地位，"三体计算星座" 和 "星算计划" 的成功实施，标志着我国在太空算力竞争中占据了先发优势。从应用前景看，星计算正在从遥感应急等传统领域向低空经济、太空制造、深空探测等前沿领域拓展，市场潜力巨大。

然而，星计算的发展仍面临诸多挑战。工程化方面，需要在低功耗、抗辐射、散热等技术上持续突破；成本控制方面，需要依靠可重复使用火箭等技术创新降低发射成本；生态建设方面，需要建立统一的技术标准和安全体系；商业模式方面，需要探索可持续的盈利模式。

展望未来，星计算将与云计算、边缘计算形成 "天基核心 + 地面边缘 + 云端协同" 的三级算力架构，共同构建天地一体化的智能计算基础设施。随着 6G 网络的发展，星地融合将成为必然趋势，为星计算的广泛应用提供网络支撑。在政策支持、技术进步和市场需求的共同推动下，星计算有望在 2030 年前实现规模化商业应用，开启 "算力无界、智能全域" 的新纪元。

对于企业而言，应积极布局星计算相关技术和应用，抢占未来算力服务的制高点；对于投资者而言，应关注星计算产业链的投资机会，特别是在芯片、卫星制造、发射服务等关键环节；对于政策制定者而言，应加强顶层设计和标准制定，为星计算产业的健康发展创造良好环境。

星计算不仅是一次技术革命，更是人类探索宇宙、利用太空资源的重要里程碑。它将深刻改变我们的生产生活方式，为解决人类面临的能源、环境、通信等挑战提供新的解决方案。让我们共同期待星计算时代的到来，见证人类算力文明的新飞跃。