内容提要:中美战略竞争背景下,“算力” 已从技术性生产要素,转变为兼具经济与安全属性的关键战略资源。人工智能、大数据等技术对高密度、稳定算力的需求,使算力领域的基础设施布局成为大国博弈核心。当前中美 “算力竞争” 中,美国凭借技术、产业生态及规则塑造的先发优势,持续约束中国算力行业发展。随着传统地面算力体系在空间、安全等层面的约束凸显,“算力星座” 构想进入国家战略视野。它并非替代传统地面算力体系,而是作为补充嵌入现有结构,核心战略意义在于增强算力体系韧性、提升战略自主性。基于技术可行性、产业协同及国际竞争环境,中国推进 “算力星座” 建设,需协调技术布局、制度设计与国际规则参与,在中美 “算力竞争” 中拓展战略空间。
关键词:算力竞争 算力星座 太空算力 中美博弈 人工智能
人工智能逐渐成为当前社会与工业变革的核心技术。人工智能的战略属性、权力属性和安全属性,使其从一种技术能力转变为影响国际政治经济格局的战略力量。作为人工智能运行与模型训练的核心基础,算力不仅是一种新型的国家战略资源,也是当前大国竞争的关键领域,直接影响一国的国防与军事安全、产业结构优化及数字经济发展水平。在此背景下,中国和美国都将获取与部署大规模算力作为本国人工智能技术发展的关键立足点。作为依托芯片制造体系、数据中心网络以及相关运载系统等具体载体而存在的复杂性资源,算力发展所依赖的基础性设施供应链如今由美国及其盟友占据部分重要节点。但美国深受技术民族主义思维的影响,将中国作为其主要科技竞争对手,把人工智能技术与国家安全深度绑定,巩固自身在人工智能领域的排他性主导地位,强行将中国拉入中美 “算力竞争” 的叙事框架中。这就使得算力实质上成为中美科技博弈的关键核心领域。
近年来,随着低轨卫星网络与在轨计算能力的发展,在太空部署算力设施成为热点,学界与产业界开始提出 “算力星座” 等类似设想,即通过在轨道空间部署具备计算与协同能力的卫星节点,构建分布式算力网络体系。这种算力网络体系能够有效克服地面算力设施的部分缺点,成为算力扩张的重要途径,因而成为中美科技竞争下一重要目标。2025 年 12 月末,中国向国际电信联盟 (ITU) 集中提交超 20 万颗卫星频轨申请,彰显了抢占太空算力战略高地的决心。与此同时,2026 年 1 月 30 日,SpaceX 向美国联邦通信委员会 (FCC) 提交申请,计划建设由约 100 万颗计算卫星组成的轨道数据中心 (Orbital Data Center)。由此可以看出两国均在加速部署与形成面向未来的太空算力体系,中美 “算力竞争” 格局的新态势正在加速形成。在此背景下,“算力星座” 能否成为满足飙升算力需求的系统性支撑架构,在既有竞争结构中为中国的算力提供新的突围路线与发展空间,具有重要研究意义。
一、中美 “算力竞争”: 四大关键领域竞争激烈
算力竞争与国力博弈息息相关。根据清华大学发布的报告显示,美国和中国是当前全球算力第一梯队国家,双方围绕算力各项指标竞争激烈。广义来看,算力是指数据处理与计算任务的执行能力,是集信息计算力、网络运载力、数据存储力于一体的新型生产力,其核心依托于 CPU、GPU、FPGA 等芯片硬件,并通过服务器、数据中心、超算中心等基础设施,实现对海量信息的高速计算、存储与传输。因此中美 “算力竞争” 是从算力基础设施竞争、技术标准主导权、产业链控制权以及应用生态构建这四大核心领域同步复合开展。
一是算力基础设施竞争。算力的发展基于对高端芯片核心资源的把控,并依托于数据计算基础设施支持,其背后地缘政治博弈的关键是争夺与占有高端芯片制造能力和产业链控制能力。美国在算力芯片领域对自己的技术水平优势及霸权地位具有较强的信心。英特尔、英伟达、AMD 等企业在高性能 CPU 和 GPU 市场具有较高份额,并在人工智能训练芯片领域形成技术领先地位。为持续扩大其在核心计算硬件层面的优势,美国一方面大力发展本土传统芯片制造和量子芯片、存算一体芯片等新兴技术;另一方面联合盟友不断限制中国芯片产业的自主研发与生产。具体而言,从 2022 年开始,美国政府通过《芯片与科学法》(CHIPS and Science Act) 等产业政策强化本土半导体制造能力。2025 年,特朗普政府宣布 “星际之门”(Stargate) 项目,计划投资 5000 亿美元用于人工智能与算力基础设施建设。2026 年 4 月 2 日,美国国会跨党派发起《硬件技术管制多边协调法案》 (Match Act),企图通过更严格的产业链封锁、强制盟友选边、打击中国芯片核心企业及禁止软件更新与维护,遏制中国科技发展。同时,美国借放宽部分芯片对华出口以加强中国对美技术依赖。面对这一局面,中国近年来加大在国产 GPU、AI 加速芯片及先进封装技术方面的投入,以增强算力硬件的自主供给能力。华为、寒武纪、燧原科技等公司不断推动其芯片和服务器向高性能与高效能方向演进;长电科技、通富微电的封装技术也有效提升国产芯片的整体性能和良率。
二是技术标准主导权。技术标准是重要的地缘政治工具,掌握技术标准的国家拥有标准权力或影响力。算力技术标准不同于单一技术优势,一旦被广泛采纳,会通过软件生态和产业协同形成路径依赖。而掌握关键技术节点与核心制造能力的国家,譬如美国可以通过出口管制、技术优势与市场地位等方式强化其既有地位,以此加剧他国对其技术依赖。同时,美国的数字技术标准正呈现出显著的 “泛安全化” 转向,这对全球算力产业格局产生长期影响。从构成上看,算力技术标准主要包括三个层面:计算架构标准、中间层开发平台与运行环境。这三个层面共同决定了算力资源如何被调用、如何被组织以及如何被扩展。
在计算架构层面,x86 长期主导服务器与数据中心计算体系,使得全球算力基础设施在技术层面对其形成较高技术依赖。在中间层,英伟达通过构建软件生态进一步巩固竞争优势。其围绕 GPU 打造的 CUDA 计算平台已成为人工智能并行计算的主流开发环境,并与 TensorFlow、PyTorch 等主流 AI 框架深度耦合,使开发者在模型训练过程中逐渐形成对既有软件生态的路径依赖。而在系统层,美国主导的云计算平台进一步将上述技术标准嵌入商业服务之中,以实现技术扩散,从而将技术标准转化为全球算力体系的默认规则。
面对上述格局,中国近年来也在多个领域推动技术替代与自主体系建设。首先,在顶层设计层面,中国工业和信息化部印发《算力标准体系建设指南 (2025)》,推动建设满足产业发展需求、先进适用的算力标准体系,并强调积极参与国际标准制定,推动中国技术规范在全球范围内的应用推广。其次,中国积极推动 RISC?V 等开源指令及架构的应用,支持国产芯片企业基于该架构拓展软硬件生态,力图摆脱对 x86 架构的依赖性。在中间层,通过发展自主计算框架与 AI 开发工具,如华为推出 CANN 以及配套的 MindSpore 人工智能开发框架,实现对主流框架的兼容,逐步降低开发者迁移成本,从而在既有生态中嵌入替代性方案。在系统层,中国企业与运营商在国际电联框架下推动 “算力网络” 相关标准的制定,将算力资源视为可调度的网络资源,探索不同于传统云计算体系的资源组织方式。这些努力在一定程度上推动了中国算力技术体系的自主化发展。
三是产业链控制权。算力产业链控制权主要体现为对关键生产与供应环节的掌控能力。美国在算力产业链的多个关键环节具有显著优势。在设计领域,芯片设计软件电子设计自动化 (EDA) 及其核心技术授权长期由新思科技 (Synopsys)、楷登电子 (Cadence)、明导 (Mentor Graphics) 三大美国企业垄断,其在芯片设计领域构建了极高的技术壁垒与紧密的生态绑定,使后来者在短期内难以实现替代。在制造环节,先进制程能力及关键设备供应也同样集中于少数国家与地区,以及部分高科技企业。例如,全世界 70.4% 的晶圆制造由台积电代工。光刻机基本由荷兰 ASML、日本佳能与尼康三家厂商垄断。而在算力芯片供给方面,以英伟达和 AMD 的高性能 GPU 为代表的产品在全球算力市场中占据主导地位。美国通过对上述关键节点的控制,不仅能够巩固自身算力优势,还可以通过出口管制与供应链协调对其他国家的算力发展施加影响。
面对这一格局,中国在多个环节推进自主能力建设。在 EDA 领域,推动国产设计工具的发展,逐步提升自主设计能力。目前,华大九天的模拟电路设计工具已实现全流程覆盖,而概伦电子和启云方等公司则深耕器件建模与电路仿真、原理图等专精领域,尤其是概伦电子推出的 NanoSpice 高精度仿真器通过三星 3nm GAA 工艺认证,与新思科技、楷登电子并驾齐驱。在先进制程领域,加大对先进制程与工艺技术的投入,同时发展先进封装技术,通过优化系统性能弥补当前单一制程上的差距。在国产算力芯片领域,本土企业持续迭代算力芯片,并在系统架构上,通过 “超节点” 技术来提升整体算力性能。这些举措在一定程度上缓解了部分关键环节的依赖问题,但整体来看,当前算力产业链控制权高度集中,算力资源的扩展依旧受到产业链结构的约束。
四是应用生态构建。算力产业的应用生态是为了满足特定场景与用户需求而设计人工智能软件产品与解决方案的技术应用相关产业。算力应用生态的发展高度影响算力需求以及具体部署与使用方向。具体而言,算力应用生态主要分为三个方面,即具体应用场景、平台与企业体系、数据与制度环境。
中美在算力应用生态构建中呈现出不同的发展路径。美国主要依托市场机制与平台企业构建应用生态,以大型科技公司、云计算企业和人工智能公司为核心,通过提供标准化算力服务与开发工具,吸引开发者与企业在其平台上进行应用开发与部署,从而快速形成规模化应用,并通过全球市场扩展实现技术与服务的外溢。同时,美国依托成熟的资本市场与开放的监管体系,激发其算力应用生态的活跃性与创新能力。相比之下,中国的算力应用生态则更多体现为政策引导与具体场景相结合:一方面,中国通过数字经济发展规划和 “东数西算” 等政策,将算力资源引向重点领域和区域;另一方面,中国互联网企业基于庞大的国内市场与丰富的应用场景将算力运用于城市生活、智能制造、政务服务等领域。
从算力价值的转化能力来看,美国依托平台化与国际国内双市场化机制,能够更有效地将算力转化为商业产品与服务;中国则在特定应用场景中具有较强的落地能力,但应用成果更多集中于国内市场。从技术扩散路径来看,美国通过平台与开发者生态推动技术标准与应用模式向全球扩散,而中国则更多通过项目输出与区域合作实现技术外溢。总体而言,算力资源只有在稳定的应用生态中才能持续发挥其价值,而不同的生态构建路径,也在一定程度上塑造了中美算力竞争格局。
二、弯道超车:中国 “算力星座” 特点及战略价值
客观来看,美国在控制既有算力产业链制造技术转移与发展、影响产品生产主体等方面都具有显著优势,对中国造成较大阻碍。同时因地面算力设施面临诸多物理限制,在太空建设的算力设施优势较为明显 ——“算力星座” 应运而生。算力竞争由地面向太空延伸并非一蹴而就。一方面,其与人工智能现实需求增长、陆基算力体系约束密切相关;另一方面,相关太空技术条件逐渐成熟,为国家间算力竞争的延伸提供了技术支撑。
作为由多颗具备数据处理与计算能力的卫星、空间站、深空探测器等多类太空平台组成,并通过星间链路 (Inter?Satellite Link) 实现互联协同的空间计算系统,“算力星座” 与以超大规模陆基数据中心为核心的集中式算力布局不同,将部分计算任务直接部署在轨道空间,使数据可以在卫星网络内部完成处理,不必全部回传地面,在空间维度上拓展算力承载形态,通过分散部署与网络协同,计算任务被分散至不同单元执行,从而形成一种区别于地面集中式计算的运行方式。这些特性使得 “算力星座” 具有的战略价值为中国的算力突围提供了空间。
(一) 太空部署破解地面算力瓶颈。当前人工智能技术的突破性发展引发算力需求愈发旺盛,导致算力基础设施的能耗急剧上升。在既有技术路径下,基于地面数据中心运行的陆基算力仍是算力供给的主要模式,但这种集中式供给模式的局限不断凸显。具体而言,数据中心需要依托数量庞大的芯片与服务器设备运行,在消耗大量电能同时还需配套水冷或其他散热系统以维持运行稳定。除能源消耗外,算力基础设施的部署与扩展亦受到土地资源、网络连通等条件限制。这些限制使得无论是通过提升芯片性能,还是扩建数据中心规模,难以从根本上改变高能耗与空间受限的缺陷。
相比之下,“算力星座” 相较地面设施具有一定优势:一是,在轨卫星可以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传回地面,降低地面数据中心的计算负载,缓解算力资源紧张。二是,太空太阳能具有取之不尽、边际成本趋零的能源优势,可以缓解地面数据中心对能源的消耗。三是 “算力星座” 在近地轨道展开部署,其规模扩展可以通过卫星发射与组网逐步实现,而无需依赖集中建设新的实体设施,从而减弱地面算力基础设施在选址、用地与配套条件方面的约束。因此,“算力星座” 并非替代陆基算力,而是在既有算力体系之外拓展新的部署空间,并通过优化任务分配结构、调整空间维度的扩展与资源配置方式,在一定程度上缓解算力需求增长对地面算力设施带来的高额资源承载压力。
(二)“换道超车” 实现效率跃迁。技术不仅是生产力,更是权力结构的组成部分。掌握关键技术的国家与企业,可通过标准、规则、供应链和生态系统构建对他者的结构性支配。陆基算力的发展在很大程度上受制于既有技术体系与国际分工结构,并逐渐形成以地面集中部署与硬件性能提升为核心特征的发展模式,从而表现出较强的技术依赖。
与此不同,将算力活动由地面空间延展至轨道空间后,依托星间高速通信与空地一体化网络,可以逐步构建覆盖范围广泛且具备高时效与高容量传输能力的在轨算力基础设施。在此架构下,地面数据中心与在轨节点将从单向依附关系转向深度融合与动态协同,实现 “地数天算”“天数地用” 等多种灵活的算力调度模式。因而,“算力星座” 改变了原有的数据处理路径。换言之,所谓 “换道”,并非对单一技术要素的替代,而是将算力竞争由单一节点性能为核心的供给模式,转向以跨空间协同的系统组织能力为核心的竞争。但需指明的是,既有的技术制造优势并未消失,但其在整体竞争中的决定性作用将被相对削弱,算力的形成将愈发依赖系统内部的组织效率与跨节点协同能力。由此,算力竞争的评价维度也会被重新界定,从而在既有路径之外为算力发展提供新的提升空间。
(三) 自主可控保障算力安全。算力对安全性与稳定性要求日益提高,以防止数据泄露、网络攻击等风险的发生。算力基础设施多选址于电力充沛、气候适宜、网络基建完善的区域,依托专线与固定传输链路完成跨节点互联互通。在具体运行中,算力基础设施的基本框架由算、存、运构成,并集中于数据中心内部。这种对特定区域与基础设施的高度依赖,使其具有较强的脆弱性。在极端情境下,一旦相关设施或其所依赖的电力与网络系统出现中断,算、存、运功能将同步受损,算力供给能力会在短时间内大幅下降,对国家安全产生极大影响。
与之相比,“算力星座” 则可以在一定程度上改变上述依赖关系。计算能力被分散部署于不同轨道节点,不再集中附着于少数地面设施,在结构上降低对单一区域的依赖。与此同时,数据传输路径由单一地面网络扩展为空地协同与星链传输并存的多路径体系,当某一路径受阻时,数据仍可通过替代路径完成传输,从而提升系统的持续运行能力。更进一步,地面与在轨算力之间形成的协同关系,使部分计算任务可以在不同空间载体之间灵活调度,在局部系统受损的情况下仍能维持基本算力供给。因此,借助 “算力星座” 可降低算力体系对特定设施和运行环境的依赖,进而提升整体安全性与自主性。
(四)“算力嵌入” 重构产业应用生态。传统低轨卫星的工作模式通常遵循 “天感地算”,即在太空中接收数据、在地面计算。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,并将其原始数据完整传回地面,再完成后续的处理、分析与存储。该运行方式使得数据处理与实际场景之间存在一定时间间隔,由此形成的决策过程通常呈现为从采集到传输再到处理最后反馈的顺序,最终结果依赖于地面的集中处理。卫星地面接收站点、卫星与地面之间的通信带宽以及卫星经过地面站时的链路持续时间是有限的。在常规情景下,增设地面站点、扩充通信带宽可缩减传输耗时;但突发事件、自然灾害及国防安全等场景会同步推高数据体量与时效标准,海量原始数据无法及时回传,部分关键信息可能会被删减,进而导致决策信息残缺。这一问题并非单纯源于算力规模不足,而在于算力与应用过程之间存在脱节,也即计算发生在应用之后,而非嵌入应用之中。
随着在轨计算能力的引入,此类问题能够得到有效缓解。由此带来的变化首先体现在决策时序上,算力不再仅承担事后处理功能,而是在数据生成过程中同步展开,决策也不必完全依赖后端集中分析,而是在信息传输过程中逐步形成。特别是在灾害响应等情境下,在轨计算可以从海量数据中提取高价值信息,并显著减少所需的传输带宽和服务时间。这种变化有助于将预警与处置前移,从而缩短反应时间。在决策组织方式上,“算力星座” 的空地协同与多节点分布式架构,使信息处理与决策生成能够在不同节点协同完成,即使面对传输延迟或信息缺失,系统仍可保持基本运行能力,同时可以利用在轨实时计算,增强决策的连续性与适应性。因此,“算力星座” 重塑算力在应用体系中的功能定位,算力不再只是服务于应用的外部资源,而逐步嵌入应用运行过程本身,成为决策生成机制组成部分。
三、中美 “算力星座” 发展与路径差异
中美作为当前全球算力发展第一梯队的国家,近年来均将 “算力星座” 等类似太空算力基础设施纳入算力生产的重要拓展路线。但当前类似设施依赖的低轨卫星频轨资源稀缺,竞争日趋激烈。对此,中美两国均在加速部署与形成面向未来的太空算力体系。
(一) 中国 “算力星座”: 多主体协作,应用落地扎实。中国围绕太空智能计算的探索可追溯至 2019 年前后。随着人工智能技术与卫星互联网的融合加深,算力基础设施向空间延展逐渐从技术设想转向工程实践。2024 年 11 月,之江实验室在世界互联网大会乌镇峰会上对外发布 “三体计算星座” 计划,提出将地面数据中心的部分功能迁移至轨道空间,推动 “算力上天” 与 “天数天算” 等新型计算模式落地。自此,中国 “算力星座” 由概念探索进入系统化推进阶段。
中国 “算力星座” 的推进主体主要由之江实验室、中国科学院计算技术研究所、北京星辰未来空间技术研究院等科研院所、高校与商业航天企业共同参与。现阶段中国的 “算力星座” 主要有三大项目。由之江实验室牵头,联合国星宇航开展协同研制的 “三体计算星座” 是目前全球规模最大的太空计算星座,该项目以构建千星规模的太空计算基础设施为目标,通过在轨部署计算载荷与通信系统,使卫星具备数据处理与协同计算能力。2025 年,“三体计算星座” 已实现 12 颗计算卫星的组网运行,形成约 5POPS 的在轨算力规模,最大可支持 1400 亿参数模型在轨部署与推理,并初步验证了在轨计算、星间互联及模型加载等关键能力。同时,国星宇航也提出 “星算” 计划,规划部署 2800 颗由推理卫星与训练卫星构成,面向大规模人工智能模型训练与推理需求的混合星座,探索形成覆盖空天陆海的算力支撑体系。其首批任务已与 “三体计算星座” 实现联合发射,在轨部署进入持续推进阶段。此外,北京 “太空数据中心创新联合体” 推出 “辰光” 系列计划,分阶段推进太空算力与太空数据中心建设,由在轨计算验证逐步迈向大规模空间基础设施建设。目前,“辰光一号” 试验星已完成研制并进入发射准备阶段,为后续工程实施奠定基础。
总体来看,中国 “算力星座” 建设已由概念验证逐步迈入规模化部署阶段。“三体计算星座” 等项目的部署验证了在轨计算的可行性,太空算力的工程路径逐渐明确。因此,中国围绕星座规模扩展与系统协同的工程推进正在加速展开,算力向太空延展的基础框架已初步形成。
(二) 美国类 “算力星座” 设施:商业驱动,技术基底扎实。相较于中国的 “算力星座” 概念,美国虽在相关领域更多以 “太空数据中心” 或 “轨道数据中心” 加以表述,但其本质相同。美国的相关布局以商业航天企业与科技公司为核心,依托其既有优势,推动太空算力从单点验证逐步迈向系统构建。
当前美国太空算力布局已形成多个具有代表性的计划。SpaceX 于 2026 年提出要在 500—2000 公里不同轨道高度部署约 100 万颗大规模计算卫星,并与其既有 “星链” 系统 (Starlink) 实现互联,探索通信与计算一体化的基础设施形态。与此类似,亚马逊总裁杰夫?贝佐斯 (Jeff Bezos) 所创立的商业航空公司蓝色起源 (Blue Origin) 发布的 “日出计划”(Project Sunrise) 亦以分布式太空数据中心为目标,计划将 51600 颗计算卫星按高度分别部署在 500—1800 公里之间,组建一个分布式太空数据中心用于人工智能算力训练。Starcloud 和 Aetherflux 则以商业航空初创企业身份进入该领域。Starcloud 提出的大规模卫星星座计划包括 88000 颗计算卫星,侧重于在轨数据处理与云计算能力拓展。目前,该公司已通过搭载英伟达 H100 GPU 的测试卫星 (StarCloud?1) 完成初步在轨运行验证。而 Aetherflux 所公布的 “银河大脑” 计划 (Galactic Brain),希望将太空算力与未来商业服务相结合,并宣称其首个太空数据中心项目将于 2027 年投入商业运营。此外,谷歌于 2025 年 11 月在其关于太空计算的预印本论文中公布 “捕日者计划” (Project Suncatcher),计划向太空发射配备张量处理单元 Google Cloud TPU 的计算卫星组成紧凑型卫星星座。
可以看出,美国的太空算力项目多于 2026 年集中推出。在推进方式上,目前更多以商业项目申报与原型验证为主要路径,一方面,通过向监管机构提交大规模星座与轨道数据中心建设方案,提前锁定发展空间与制度资源;另一方面,则以单星或小规模系统开展在轨测试,对关键技术与应用场景进行验证,但整体上尚未形成大规模在轨组网与稳定运行的能力,现有探索多集中于单星验证或小规模试验。
(三) 中美类 “算力星座” 设施发展差异。中美类 “算力星座” 设施发展差异显著,并非单纯源于技术路线选择差异,而是在一定发展条件约束下,不同制度环境与资源配置方式作用共同结果。
太空算力基础设施具有显著的高投入与高不确定性特征,前期资金需求巨大,而商业应用尚未成熟,市场主体难以独立承担相关投入。在此约束下,中国将太空算力纳入国家战略布局加以统筹推进。我国素有集中力量办大事的传统,依托 “举国体制” 的制度优势,科研院所、国有平台与商业航天企业能够在统一框架下实现资源整合,从而集中力量推动关键技术突破与工程实施。这种体制安排使得技术研发、星座部署与系统验证可以同步展开,减少因市场不确定性带来的推进迟滞。其结果是,中国在较短时间内完成了从概念提出到在轨组网的跨越,形成以体系构建为导向的发展路径。
相比之下,美国在面对同样的高投入与高不确定性约束时,并未转向国家主导模式,而是依托其成熟的金融与市场机制及企业体系加以应对。美国资本市场具有较强的风险分散能力,大型科技企业能够通过多元融资渠道承担前期投入。同时,受制于电网建设周期较早及负荷增长压力,美国部分地区的算力扩展已逐步接近电力承载上限,地面数据中心面临严峻的能源与散热资源约束,致使其对太空算力商业化的需求更为迫切。在此基础上,美国政府逐渐转变其角色,从技术的开发者和提供者转变为太空产品和服务的消费者,NASA 有意向商业航空公司进行技术转移。政府更多通过项目合同与监管审批等方式参与太空算力建设。
在上述机制作用下,中美在发展路径上呈现出明显差异。中国采用政府与顶尖研究所协同引领、工程化推进的模式,分阶段推动星座组网。“算力星座” 发展表现为 “先形成体系、再逐步优化” 特征;美国则凭借其商业航天运营的显著优势,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。
(四) 中美类 “算力星座” 设施潜在竞争加剧。当前,以人工智能为代表的高科技竞争加剧,也让类 “算力星座” 设施成为中美算力建设对抗的下一焦点。美国在推进自身发展路线时,也在不断抢夺机制建设和设施的先手权与制高点,争夺主导权。
一是对于 “算力星座” 而言,轨道与频谱不仅是基础性部署条件,更直接关系到其网络覆盖范围与系统运行效率,而二者均具有显著的稀缺性与排他性。若优质频轨资源逐步被占用,中国在星座规模扩展与星地通信方面将面临约束,势必会影响算力体系的整体布局能力。国际电信联盟 (ITU) 对卫星频率和轨道资源实行 “先登先占”(First Come, First Served) 原则,且闲置申报资源面临被收回的风险。率先完成申报与协调的国家通常能够优先获得轨道使用权。即使 ITU 通过设置部署进度要求以限制 “纸面申报”,但 300—2000 公里高度范围内适宜部署大规模星座的轨道区间资源总量有限,尤其是以 “星链” 为代表的巨型星座加速部署,正在不断占用可靠可用轨道。尽管当前中国航天发射发展同样如火如荼,但从发射频次来看,以 SpaceX 为代表的美国商业航天技术设施依旧较为领先,研发中的可重复使用火箭屡次突破技术瓶颈。因此美国航天公司将通过规模化申报与快速发射形成先发优势,迫使中国 “算力星座” 可能失去对最佳运转轨道的控制,进而加剧轨道资源竞争。
二是相比于快速提升的航天技术,中国在国际航天事务中的议程设置与规则塑造能力仍有不足。当前,美国凭借其先发优势积极构建太空网格联盟,并倡导太空领域的多边主义,包括《阿尔忒弥斯协定》(Artemis Accords) 在内的一系列协定都已经成为当前国际社会开发太空的指导性原则,可见美国在太空开发领域的较高话语权。尽管中国也在逐步建立包括国际深空探测学会等国际学术组织,积极参与有关太空治理的国际组织,与拉美地区共同发表《武汉宣言》,将联合国外空委发布的《外空活动长期可持续性准则》(Long?term Sustainability of Outer Space Activities) 列为外空环境治理的基本原则,展现出通过融入既有太空治理塑造国际秩序的积极态度,但当前中国仍然存在话语权差距。
此外,美国持续渲染所谓 “中国太空威胁论”,并借助国际舆论和外交渠道抹黑中国太空活动。美国战略与国际问题研究中心 (CSIS) 航空航天项目主任卡丽?宾根 (Kari A. Bingen) 在美国众议院有关听证会上表示,中国是美国在太空领域 “最具影响力的威胁和竞争对手”,并在发言中不断呼吁欧盟等盟友共同推动美国技术领导地位,同时遏制中国的进步。此类叙事在一定程度上加剧了国际社会对中国太空活动的疑虑,对中国航天项目的发展产生负面影响。
四、中国 “算力星座” 发展局限与优化路径
“算力星座” 的部署不仅被视为缓解当前地面算力基础设施承载压力下的重要路径,更是被赋予了中国在算力竞争中重塑算力供给体系、拓宽算力优势空间的战略意义。但其在轨运行仍在诸多关键环节面临约束。
(一)“算力星座” 发展局限仍需克服。一是算力生产能力受限。受技术条件和太空环境制约,当前 “算力星座” 的算力供给能力仍存在不足。其一是星载高性能芯片。在太空中,受多重自然因素影响,传统卫星所搭载的芯片要求稳定与可靠,从而长期以低性能处理器为主,难以满足复杂智能计算对高算力的需求。因此,推动 “算力星座” 发展,必须突破兼具抗辐射能力与高计算性能的星载芯片技术,算力生产能力在很大程度上取决于相关芯片的技术水平与供给能力。
从当前在轨实践看,各国星载计算芯片的技术路径存在差异。美国等国家更多采用 FPGA (现场可编程门阵列) 和 VPU (视觉处理单元) 等方案,在算力与能效之间寻求平衡;中国则更多依赖 GPU 和 NPU (神经网络处理单元) 等高性能计算芯片,以支撑更复杂的在轨计算任务。这一路径虽然提升了单点算力,却也加深了对高端商业芯片的依赖。当前,高性能计算芯片及关键制造环节仍集中于少数国家和地区,美国通过出口管制和技术联盟限制中国获取高端算力芯片,使中国 “算力星座” 建设面临供给不确定性。若关键芯片长期受制于外部供给,太空算力的大规模部署和持续升级将受到制约。
其二是计算卫星运行与部件。“算力星座” 的发展在很大程度上取决于若干关键技术与工程能否取得实质性突破。计算卫星在复杂且不可控的太空环境中长期运行,对系统设计与工程建造水平要求极高。研究普遍指出,即使发射成本与运载能力得到解决,太空发电与能源供给、材料与元器件可靠性、储能效率、热管理以及高速通信等问题仍然是影响计算卫星性能与运行稳定性的关键因素。虽然中国在上述领域已有一定技术积累,但相关技术与工程仍需经过较长周期的在轨测试与验证,才能形成稳定运行的能力。
二是外部空间安全威胁与生态约束。太空安全已成为当前在轨卫星运行面临的主要物理威胁之一,其影响主要体现在两个层面:其一,安保层面,随着外空活动的快速增长及参与主体的多元化,轨道资源日益拥挤、碰撞风险上升以及空间碎片累积等问题,正在对外空活动的基本运行条件构成持续压力;其二,安全层面,个别国家对外空过度和不当军事利用,导致外空武器化和军备竞赛加剧。
在安保层面,太空碎片已成为高频且最直接的物理风险来源,使轨道环境处于高度拥挤状态。当前地球轨道中尺寸大于 1 厘米的碎片数量已达百万量级,而更小尺寸的碎片数量已达到亿级。以 “星链” 为代表的低轨巨型星座快速部署则进一步提高了轨道密度与碰撞概率,即使是微小碎片的撞击也可能导致单颗卫星功能失效,并引发连锁反应,进而影响整个轨道层级的运行安全。对于依赖长期稳定运行的 “算力星座” 而言,太空碎片不仅会增加其运行风险,也会显著提高其维护成本与部署约束。
在安全层面,由于计算卫星在信息获取、通信保障及数据处理等方面的重要战略价值,其在冲突情境下往往成为优先打击目标,手段主要包括反卫星活动如动能打击、在轨干扰与操控、定向能武器攻击以及针对地面控制与通信系统的网络攻击等。因此,外空军事化背景使得 “算力星座” 不仅需要面对技术层面的运行挑战,还需应对安全层面的生存压力。
三是制度与产业生态约束。中国的 “算力星座” 以国家主导方式推进,这种 “集中力量办大事” 的体制优势在起步阶段有助于整合资源、推动关键技术突破。但 “算力星座” 的规模扩张与成本控制在一定程度上需要依赖商业航天体系的支持。因此,中国商业航天的发展状况直接影响其能否在 “算力星座” 建设中发挥应有作用。
近年来,中国商业航天规模持续扩大,但在制度层面存在顶层设计缺位与管理协同不足,技术层面面临核心环节短板与创新体系低效,基建与生态层面呈现供给滞后与碎片化问题等。更为关键的是,商业航天产业本身具有投资规模大、研发周期长且风险较高的特点,导致其难以获得长期资金支持,抑制了民间资本的参与意愿。同时,在卫星制造与发射成本方面,中国低轨通信卫星的单位成本仍明显高于美国的同类项目。上述问题反映出中国商业航天产业化能力与规模效应尚未充分形成。在此背景下,商业航天尚难以在资金投入、成本分摊与技术创新等方面提供支持,使 “算力星座” 的发展在很大程度上仍依赖国家投入与行政推动,一定程度上限制中国 “算力星座” 的商业路径拓宽。
此外,中国秉持科技发展过程中的 “军民融合” 机制,强调将国防和军队现代化建设深度融入国家经济社会发展体系之中,打破军与民之间的壁垒,实现资源共享、优势互补。但从实际情况来看,现有航天市场应用场景多集中于政府任务和军工领域,在商业化应用环节存在短板,在民用领域应用尚有不足。如果其应用长期局限于政府任务与军工体系,市场需求将相对单一。在这种情况下,无论是企业、政府部门抑或科研机构,都难以建立清晰且可持续的盈利模式。长期如此,“算力星座” 的发展将更多依赖项目式投入,而缺乏稳定的商业回报来源,不利于中国 “算力星座” 的规模扩张与可持续发展。
(二) 多重路径优化 “算力星座” 未来发展。面对当前中美科技博弈愈发激烈态势,中国可从以下多个方面对现有路径进行优化。
一是提升算力生产能力,强化核心技术自主性。在 “算力星座” 建设过程中,中国应从算力供给端入手以逐步形成面向太空环境的自主计算能力。星载计算对功耗、体积和稳定性的要求更为严格,决定了相关技术路径不能简单复制既有模式,而需要围绕低功耗、高性能和长期稳定运行进行调整。具体而言,一方面,可在现有计算芯片基础上针对太空场景进行适配与优化,使其更好地适应在轨运行条件;另一方面,加强自主计算芯片设计与生产,逐渐摆脱对外依赖。同时,应加强软硬件协同设计,避免追求单点算力提升,将计算能力、通信能力与数据处理流程进行一体化考虑,从而提升整体效率。随着应用规模逐步扩大,以实际应用场景为导向的技术积累有助于形成较为稳定的算力供给体系。
二是完善空间运行保障体系,降低算力系统外部风险。与地面设施不同,轨道环境中的不确定性致使故障发生后,修复难度、成本和时间都显著增加。因此,为保障 “算力星座” 的长期稳定运行,有必要在系统设计之初就将风险管理纳入整体考虑,并设置一整套的运行保障体系。在具体实践中,可以从两个方面着手。一是加强太空态势感知 (SSA),通过更精确的轨道数据与预警机制,减少潜在太空碎片碰撞带来的影响;二是逐步发展在轨服务能力,包括主动清除轨道碎片、在轨维修、在轨拆解及构建新卫星和其他必要的调整操作,使卫星在出现异常时仍有恢复空间。同时,在系统层面引入适当的冗余设计,若部分节点失效也不会对星座的整体运行产生决定性影响。通过这些安排,可以将原本不可控的外部风险转化为可管理的问题。随着运行时间延长,这种稳定性本身也会成为中国 “算力星座” 系统的重要优势,不仅使其能够承担更复杂、周期更长的计算任务,也同样可以拓展其商业边界。
三是构建公平、合理的太空使用规则与环境,提升国际规则制定的参与能力。作为全人类共同和平利用的领域,中国一贯主张在外空推动构建人类命运共同体。反对以技术优势固化资源占有,倡导通过多边对话与合作机制促进外空资源的共享利用,反对外空军事化与军备竞赛。因此,太空的开发与治理应遵循公平、合理与可持续原则。围绕 “算力星座” 的实际布局需求,中国有必要在现有国际框架中持续提升参与深度,提前完成相关轨道与频段的国际申报,根据已有资源的占用情况和组网计划不断进行补充和调整。与此同时,在国际太空事务中不断增强议题参与及协商能力,使中国在相关规则讨论中的影响力逐步提升,并在长期互动中争取更加有利的制度环境。在此基础上,还应推动 “算力星座” 相关标准与规范向国际延伸,使其在具体合作与应用场景中获得验证与认可,从而为中国 “算力星座” 体系向海外拓展奠定基础。
四是优化制度与资源配置机制,提升产业发展效率。依赖单一主体推动中国 “算力星座” 的发展,往往难以兼顾效率与规模。要使这一体系具备持续扩展能力,就必须在保持国家统筹能力的基础上,引入更多市场主体参与相关领域的发展,使不同主体在各自擅长的环节中发挥作用。具体来看,可以逐步扩大民营企业和商业航空公司在卫星发射、技术研发、系统运营以及相关上下游产业的参与空间,民营资本可以有效对冲国家统筹过程中所遇到的各项难题。与此相对应,立足于 “军民融合”,在保障 “算力星座” 的国防军事用途基础上,通过拓展其他应用场景来形成稳定需求,使相关服务能够进入常态化运行,只有应用端能够持续产生需求,才能形成良性循环。
在这一过程中,还需重构国内商业航天投融资体系,培育资本耐心并建立风险分担机制,支持处于技术验证期和规模化扩张期的优质航天企业。使资金、技术与应用之间形成较为顺畅的衔接关系,能够助力民营资本在中美太空算力竞争中发挥应有作用。
结语
人工智能跃迁潮流之下,急剧扩大的数据体量和日趋复杂的算法模型均对算力提出了更高的要求。大国竞争中,算力即国力,一旦本国出现算力不足,一切以数字信息技术为依托的生产生活会面临运行瓶颈,久而久之,必然会落入相对衰落的发展困境。当前中美 “算力竞争” 本质上是以美国为首的国家和地区一方面通过科技公司垄断全球的算力硬件制造,形成了技术垄断和产业的高度集中;另一方面在国际层面推行的 “小院高墙” 政策,试图通过封锁关键算力资源来巩固其在人工智能等前沿技术中的竞争优势。在此过程中,算力基础设施、技术标准、产业链控制权以及应用生态等多个层面相互交织,构成了中美 “算力竞争” 的主要内容。可以预期的是,随着算力需求的持续飙升,“算力星座” 将不仅为缓解地面算力压力提供新的路径,也会为中国在中美 “算力竞争” 中拓展战略空间。对于中国而言,该领域尚处于起步阶段,若能够在关键技术与规范标准方面形成较为成熟的方案,有助于中国争取新的竞争优势。
同时需要注意,未来 “算力星座” 与类似设施的大规模部署在提升计算能力的同时,也在客观上重塑外层空间的发展利用生态,使其成为潜在乃至已经明了的大国战略博弈领域。作为未来科技发展的核心之一,任何针对外层空间的军事化部署乃至战略攻防都会让太空可能成为大国军事博弈场域。因此,在 “算力星座” 构建竞争中,如何让各方保持克制,避免将算力体系过度嵌入军事对抗逻辑,构建互信互利的太空算力发展生态值得关注。对此,需要加强国际合作、推动形成更加公平合理的空间治理规则,在相对稳定的太空环境中,“算力星座” 才能更好地服务于科学研究与产业发展,进而为人类科技进步提供支撑。
(本文系国家社会科学基金重点项目 “基于‘一带一路’理念传播视角下的新媒体时代增强中国国际话语权研究”(项目编号:21AGJ007) 的阶段性成果。)
黄日涵,华侨大学国际关系学院教授、数字经济智库执行院长,主要研究新技术变革与国家安全;石宇坤,华侨大学外国语学院博士研究生,主要研究颠覆性技术与国家安全
来源:《现代国际关系》2026年第8期