随着太空算力成为全球科技竞争的新赛道,马斯克、黄仁勋等行业巨头均已布局相关赛道,天基 AI 算力被视作未来成本最优的算力方案之一。但真空、强辐射、能源受限的极端太空环境,让传统电子芯片的算力落地面临多重物理瓶颈。
光本位科技联合东方天算启动全球首颗天基光计算卫星研制,以光子计算技术路线绕开电计算的天然短板,为太空算力提供了全新的国产解决方案。
一、太空算力升温 传统电计算遭遇三重环境瓶颈
太空算力的核心价值,是依托太阳能在近地轨道构建分布式算力网络,实现就近处理卫星数据、降低地面传输成本。但传统硅基电子芯片上天,必须跨过三道难以绕开的门槛。
首先是辐射干扰,宇宙高能粒子击中芯片会引发单粒子翻转、闩锁效应,轻则计算出错重则器件失效,需要额外增加厚重的抗辐照屏蔽层;
其次是散热难题,太空真空环境没有空气对流,仅靠热辐射与传导散热,高功耗 AI 芯片极易因积热降频甚至失效;
第三是功耗约束,卫星完全依赖太阳能帆板与储能电池供电,高算力芯片的能耗会直接推高卫星重量与发射成本。
三者叠加之下,传统方案需要大量配套设施挤占载荷空间,真正用于计算的资源十分有限,技术天花板清晰可见。
二、光计算天然适配 从原理层面破解太空场景痛点
光计算以光子替代电子作为信息载体,从底层原理上适配太空的极端环境,具备三大先天优势。
一是天然抗辐射,光子本身不带电荷,不会受高能粒子冲击产生电荷翻转效应,无需额外的厚重辐射防护结构;
二是极低发热,光在波导中完成矩阵运算的过程几乎不产生热量,从根源缓解真空环境的散热压力;
三是低功耗特性,光计算芯片静态功耗趋近于零,与卫星有限的能源供给高度契合。
系统层面的优势同样显著:由于散热、防护、供电配套系统都可大幅轻量化,同等重量载荷下,光计算可容纳的总算力显著高于电计算。技术路线上,光算力提升不依赖极紫外先进制程,可通过波长、偏振等多维度光子复用实现增长,没有电计算的量子隧穿物理极限,长期发展天花板更高。
三、核心技术突破 打通光计算落地两大行业堵点
光计算虽有原理优势,但行业长期面临存算分离、规模化集成难两大落地障碍,光本位科技是全球唯一同时实现光子存内计算与玻璃基光计算的企业,从底层突破了行业瓶颈。
针对存算分离的带宽瓶颈,其光子存内计算架构可将大模型参数直接存储在芯片内部,省去数据反复搬运的环节,计算延迟降至传统光计算方案的十分之一,打造出全球领先的高算力密度光计算芯片。
针对硅基平台集成受限的问题,其首创玻璃基衬底方案,以玻璃同时作为光路载体与封装基底,从根本上突破硅光芯片在尺寸、翘曲、互联密度上的物理限制,为大规模算力扩展提供了支撑。目前该公司第一代光电融合计算卡已落地金融大模型场景,第二代产品将于年内推出。
四、工程化落地 首颗天基光计算卫星启动研制
依托成熟的地面技术积累,光本位科技与东方天算联合启动全球首颗天基光计算卫星与载荷研制,首次将光计算推向太空工程化应用。
双方分工明确:东方天算牵头载荷研制、空间抗辐照加固、热控与能源适配、在轨验证全流程;光本位科技提供核心算力引擎、芯片架构与软件生态支撑。
目前配套的光电融合计算卡单卡算力已达 300 TOPS,支持 INT8、FP8 多精度推理,正在开展在轨环境试验验证。该项目的目标不止于验证单芯片在轨运行,更要完成光计算载荷与星上能源、热控、通信全系统的集成验证,推动天基光计算从技术路线走向可迭代的工程路径。长远来看,光算与光联的协同将构建起分布式天基算力网络,为星上大模型推理、星间高速数据交互提供底层支撑。
太空算力尚处产业早期,成本与工程化是规模化落地的核心门槛,而光计算凭借原理层面的天然适配性,正在成为差异化竞争的关键技术路线,也为我国在全球太空算力竞赛中开辟了全新的增长赛道。位竞争将进一步加剧。