星载算力，顾名思义，是指卫星搭载的具备数据处理和运算能力的系统所提供的算力资源。在传统卫星运行模式中，卫星主要承担数据采集任务，而后将海量数据传输至地面站，依赖地面庞大的计算设施进行处理分析，此即 “天感地算” 模式。然而，随着航天技术、人工智能以及数据应用需求的蓬勃发展，这种传统模式逐渐暴露出弊端。由于卫星与地面站通信带宽的限制，数据传输效率低下，信息损耗严重，难以满足实时性、及时性要求较高的应用场景。例如，在灾害应急监测中，实时获取灾区的精准图像数据并快速分析受灾范围、程度等信息至关重要，传统模式下的数据处理时延可能导致错失最佳救援时机。

星载算力的出现，是对传统卫星数据处理模式的革新，旨在实现 “天感天算”。通过在卫星上集成高性能的计算芯片、处理器以及配套的软件系统，卫星能够在太空中实时对采集到的数据进行筛选、分析、压缩等处理操作。比如，对于高分辨率的遥感卫星，可在星上直接对拍摄的大量图像数据进行智能识别，提取出感兴趣的目标信息，如森林火灾区域、农作物病虫害范围等，将经过处理的关键信息再传输回地面，大大减少了数据传输量，提升了数据处理的时效性和应用价值。它不仅是卫星自身能力的一次飞跃，更是构建未来天地一体化信息网络、推动空天信息产业发展的核心要素之一。

近年来，随着卫星技术的飞速发展，卫星的分辨率、探测能力不断提升，数据采集量呈爆发式增长。以遥感卫星为例，早期的遥感卫星分辨率较低，获取的图像数据相对粗糙，而如今高分辨率遥感卫星能够获取亚米级甚至更高分辨率的图像。这意味着在相同的观测区域，现在获取的数据量相较于过去有了成百上千倍的增长。同时，卫星的观测谱段也不断拓展，从可见光到红外、微波等多个波段，能够获取更丰富的地物信息，进一步增加了数据量。此外，卫星星座的大规模建设使得卫星数量大幅增加，众多卫星同时进行数据采集，数据量呈指数级上升。据相关数据统计，全球卫星每年产生的数据量在过去十年间增长了数十倍，预计未来仍将保持高速增长态势。如此庞大的数据量，如果全部依赖地面处理，现有地面网络的传输带宽和计算能力将难以承受，因此急需在星上进行数据的初步处理和筛选，这成为推动星载算力发展的重要内在动力。

在众多领域，对卫星数据的实时性应用需求日益迫切。在军事国防领域，战场态势瞬息万变，需要卫星能够实时监测敌方军事行动，如导弹发射、部队调动等，并及时将分析结果传输给作战指挥中心，以便迅速做出决策。在灾害应急响应中，地震、洪水、火灾等灾害发生时，第一时间获取准确的灾害现场信息并进行分析评估，对于救援资源的合理调配和救援行动的有效开展至关重要。例如在森林火灾发生时，需要卫星实时监测火势蔓延方向、速度，为消防部门制定灭火方案提供依据。在智能交通领域，利用卫星对全球航运、航空进行实时监控，及时发现船只、飞机的异常情况，保障运输安全。这些实时性应用场景要求卫星能够快速处理数据，而星载算力的发展恰好能够满足这一需求，通过在星上实时处理数据，大大缩短了从数据采集到应用的时间周期，提升了决策的及时性和准确性。

航天技术的持续进步为星载算力的发展提供了坚实的基础支撑。在卫星平台方面，新型材料的应用使得卫星结构更加轻量化，同时具备更高的强度和稳定性，为搭载更多的计算设备提供了空间。例如，碳纤维复合材料等轻质高强度材料在卫星制造中的广泛应用，减轻了卫星重量，降低了发射成本，同时能够承载更大体积和重量的星载算力系统。卫星能源供应技术也取得了显著进展，高效太阳能电池板的应用以及先进的能源管理系统，确保卫星在太空环境下能够稳定为星载算力设备提供充足的电力。在芯片技术领域，随着半导体工艺的不断进步，芯片的集成度越来越高，性能不断提升，功耗却逐渐降低。这使得适合太空环境的高性能、低功耗计算芯片得以研发和应用，如一些基于先进制程工艺的 ASIC 芯片和 FPGA 芯片，能够在有限的卫星资源条件下，提供强大的计算能力，推动了星载算力系统的小型化、高性能化发展。

在星载算力领域，芯片是核心中的核心，其性能直接决定了星载算力系统的运算能力和效率。目前，应用于星载算力的芯片主要有专用集成电路（ASIC）芯片和现场可编程门阵列（FPGA）芯片。ASIC 芯片是为特定应用定制设计的芯片，具有高性能、低功耗、体积小等优势，非常适合对计算性能要求极高且应用场景相对固定的星载算力任务。例如，在卫星图像识别和处理中，通过定制的 ASIC 芯片可以针对特定的图像算法进行硬件加速，大大提高图像处理速度和精度。但 ASIC 芯片的开发成本高、周期长，一旦设计完成，后期难以修改。FPGA 芯片则具有灵活性高的特点，用户可以根据实际需求对芯片内部的逻辑电路进行编程配置，实现不同的计算功能。在卫星任务需求可能发生变化或者需要进行多种不同类型数据处理的情况下，FPGA 芯片能够快速适应调整。例如在卫星通信中，可根据不同的通信协议和数据格式对 FPGA 芯片进行重新编程，实现高效的数据传输和处理。

芯片制造企业在星载算力产业链上游占据关键地位。国际上，像英特尔、英伟达等芯片巨头在高性能计算芯片领域拥有深厚的技术积累和先进的制造工艺。英特尔的至强系列处理器在数据中心广泛应用，其强大的计算性能和稳定性为其向星载算力领域拓展提供了技术基础。英伟达则在图形处理单元（GPU）领域具有领先优势，其 GPU 在人工智能计算、深度学习等方面表现卓越，对于需要进行复杂数据处理和分析的星载应用场景，如卫星图像的智能解译、目标识别等，具有巨大的应用潜力。国内的中芯国际、寒武纪等企业也在积极布局星载算力芯片领域。中芯国际作为国内领先的集成电路制造企业，具备先进的芯片制造工艺，能够为星载算力芯片的国产化提供制造保障。寒武纪专注于人工智能芯片研发，其研发的 AI 芯片在智能计算领域具有出色表现，有望在星载人工智能应用场景中发挥重要作用，推动我国星载算力技术的自主可控发展。

传感器是卫星获取数据的源头，其性能和质量直接影响星载算力系统处理数据的准确性和可靠性。在星载领域，不同类型的传感器承担着不同的数据采集任务。光学传感器是应用最为广泛的传感器之一，在遥感卫星中，高分辨率的光学相机通过对地面目标进行成像，获取大量的光学图像数据。例如，我国的高分系列卫星搭载的光学相机，能够获取高分辨率的地球表面图像，为国土资源监测、城市规划、农业估产等提供重要的数据支持。其分辨率从早期的数米级提升至如今的亚米级，能够清晰地分辨出地面上的建筑物、道路等细节信息。微波传感器则具有全天候、全天时的观测能力，不受云层、雾霾等天气条件的影响。在海洋监测中，微波辐射计可以通过测量海面微波辐射信号，获取海面温度、盐度等信息，为海洋环境监测、海洋资源开发提供数据保障。在气象监测中，微波散射计能够测量海面风场信息，对于天气预报、海洋灾害预警具有重要意义。

全球有众多知名的传感器制造企业参与到星载传感器的生产中。在光学传感器领域，德国的蔡司公司以其精湛的光学制造技术闻名于世，其生产的光学镜头具有高分辨率、低像差等优点，广泛应用于高端光学卫星中。美国的 Teledyne 公司在图像传感器制造方面处于领先地位，其研发的高性能图像传感器能够满足卫星对高灵敏度、高动态范围图像采集的需求。在微波传感器领域，法国的 Thales 公司具有深厚的技术积累，其生产的微波传感器在卫星通信、地球观测等领域得到广泛应用。国内的航天科技集团、航天科工集团等在星载传感器制造方面也取得了显著成就。航天科技集团研制的多种型号的光学、微波传感器已成功应用于我国的各类卫星中，为我国航天事业的发展提供了坚实的技术支撑，推动了星载算力系统数据采集能力的不断提升。

星载算力系统集成是将芯片、传感器、存储设备、通信模块等多种硬件以及操作系统、应用软件等软件进行整合，构建成一个完整、高效、可靠的星载算力系统的过程。这一环节在星载算力产业链中起着承上启下的关键作用，不仅需要对上游供应的各类硬件和软件进行严格的筛选和测试，确保其能够在太空恶劣环境下稳定运行，还需要根据卫星的任务需求和应用场景，对系统进行优化设计和集成调试。例如，在设计一个用于灾害监测的星载算力系统时，系统集成商需要根据灾害监测对数据处理的实时性、准确性要求，选择合适的高性能计算芯片和高分辨率的传感器，并将它们与大容量的存储设备和高速的通信模块进行集成。同时，还需要开发专门的操作系统和应用软件，实现对传感器采集数据的快速处理、存储和传输。在软件方面，要确保操作系统能够高效管理硬件资源，应用软件能够准确执行灾害监测相关的算法和模型，如对火灾、洪水等灾害的智能识别和评估算法。

国际上，一些知名的航天系统集成企业在星载算力系统集成领域具有丰富的经验和强大的技术实力。美国的洛克希德・马丁公司作为全球最大的航天和国防承包商之一，在卫星系统集成方面处于世界领先地位。其在多个卫星项目中成功实现了星载算力系统的集成，能够将先进的计算技术与卫星的各类功能进行深度融合，为卫星提供强大的数据处理能力。欧洲的空中客车防务与航天公司同样在星载算力系统集成方面表现出色，其注重技术创新和国际合作，在为欧洲航天局等客户提供的卫星项目中，打造了高性能的星载算力系统，满足了多种复杂的航天任务需求。在国内，航天科技集团旗下的多家研究所和企业承担着我国星载算力系统集成的重要任务。例如，中国空间技术研究院在众多卫星型号的研制中，成功实现了星载算力系统的国产化集成，通过自主研发和技术创新，不断提升我国星载算力系统的性能和可靠性，推动了我国航天事业的自主发展。

卫星制造是星载算力产业链中游的重要环节，其质量和性能直接关系到星载算力系统的运行环境和任务执行能力。随着星载算力技术的发展，卫星制造在设计理念、制造工艺等方面都发生了深刻变革。在设计方面，为了满足星载算力系统对空间、能源、散热等方面的需求，卫星的结构设计更加注重优化布局。例如，将计算设备集中放置在卫星内部便于散热和维护的位置，同时合理设计卫星的能源供应系统，确保能够为星载算力设备提供稳定、充足的电力。在制造工艺上，采用先进的材料和制造技术，提高卫星的轻量化程度和结构强度。如前文所述，碳纤维复合材料等轻质高强度材料在卫星制造中的广泛应用，不仅减轻了卫星重量，降低了发射成本，还为搭载更多的星载算力设备创造了条件。3D 打印技术也逐渐应用于卫星制造领域，通过 3D 打印可以制造出复杂形状的零部件，提高卫星零部件的制造精度和生产效率，同时减少材料浪费。

全球范围内，有众多实力强劲的卫星制造企业。美国的波音公司在卫星制造领域历史悠久，技术实力雄厚，其制造的卫星涵盖通信卫星、遥感卫星等多种类型，为全球多个国家和地区提供了高质量的卫星产品。俄罗斯的 Energia 公司在重型卫星制造方面具有独特优势，其制造的卫星能够适应复杂的太空环境，在轨道控制、可靠性等方面表现出色。在国内，航天科技集团和航天科工集团是卫星制造的主力军。航天科技集团作为我国航天领域的龙头企业，承担了我国大部分卫星的研制任务，从早期的东方红系列卫星到如今的高分系列、北斗系列卫星等，不断推动我国卫星制造技术的进步。航天科工集团也在积极发展卫星制造业务，在商业卫星制造等领域取得了显著成绩，为我国卫星产业的多元化发展做出了贡献。随着星载算力需求的不断增长，卫星制造企业将不断加大技术研发投入，提升卫星的综合性能，以满足星载算力系统日益复杂的应用需求。

在遥感监测领域，星载算力发挥着巨大的作用，为资源勘探、环境监测、灾害预警等多个方面提供了强有力的支持。在资源勘探方面，通过搭载高分辨率传感器和强大星载算力系统的遥感卫星，能够对地球表面的矿产资源进行精准探测。利用先进的光谱分析技术，卫星可以识别出不同矿物质的光谱特征，从而绘制出矿产资源分布地图。例如，在寻找金矿、铜矿等金属矿产时，卫星能够通过对地面光谱数据的分析，快速定位潜在的矿产区域，为地质勘探人员提供重要的参考依据，大大提高了资源勘探的效率和准确性。在环境监测方面，星载算力助力卫星实时监测全球生态环境变化。通过对植被覆盖、水体质量、大气污染等多方面数据的采集和分析，能够及时发现环境问题。例如，利用卫星监测森林植被的生长状况，通过分析植被的光谱信息，可以判断森林是否遭受病虫害侵袭、是否存在森林退化等问题。对于水体质量监测，卫星可以通过测量水体的颜色、透明度等参数，分析水中的污染物含量，及时发现水体污染事件，为环境保护部门采取治理措施提供数据支持。

在灾害预警方面，星载算力更是不可或缺。对于地震、洪水、台风等自然灾害，卫星能够提前监测到相关的前兆信息，并通过星载算力系统进行快速分析和预警。在地震监测中，通过卫星对地面重力场、地壳形变等数据的监测，结合星载算力系统的数据分析能力，可以提前预测地震发生的可能性和大致区域，为地震预警提供重要依据。在洪水监测中，卫星可以实时监测河流水位变化、降雨分布等信息，利用星载算力系统快速计算洪水淹没范围和可能的受灾区域，提前发出洪水预警，帮助当地政府及时组织人员疏散和物资调配，减少灾害损失。在台风监测中，卫星能够实时跟踪台风的路径、强度变化，通过星载算力系统对台风云图等数据的分析，为气象部门提供准确的台风预报信息，为沿海地区的防台减灾工作提供有力支持。随着星载算力技术的不断发展，遥感监测的精度、效率和实时性将不断提升，为全球资源管理、环境保护和灾害应对提供更加可靠的保障。

在通信领域，星载算力为卫星通信系统带来了革命性的变化，显著提升了通信的质量、效率和覆盖范围。传统的卫星通信系统在处理大量通信数据时往往面临瓶颈，而星载算力的应用使得卫星能够在太空中对通信数据进行实时处理和路由选择。例如，在卫星电话通信中，当大量用户同时拨打卫星电话时，星载算力系统可以快速对信号进行处理和分配，确保每个用户的通话质量不受影响。在数据传输方面，对于高速增长的互联网数据传输需求，如偏远地区的网络接入、海上船舶的互联网通信等，星载算力能够对数据进行高效压缩、加密和解密，提高数据传输速率和安全性。通过星载算力实现的星间链路技术，使得卫星之间可以直接进行通信，无需依赖地面站的中转，大大拓展了卫星通信的覆盖范围，提高了通信的灵活性和可靠性。例如，在全球范围内的应急通信中，当地面通信网络因自然灾害等原因遭受破坏时，基于星载算力的卫星通信系统能够迅速建立起应急通信链路，保障救援指挥中心与受灾地区之间的通信畅通。

在导航领域，星载算力同样发挥着关键作用，提升了卫星导航系统的精度和可靠性。以全球卫星导航系统（GNSS）为例，如美国的 GPS、中国的北斗等，星载算力系统可以实时对卫星的轨道数据、时钟数据等进行精确计算和修正。通过对多颗卫星数据的综合处理，能够更准确地确定用户的位置信息，提高导航定位的精度。在复杂的环境中，如城市高楼林立的区域，信号容易受到遮挡和干扰，星载算力系统可以通过对信号的分析和处理，识别并排除干扰信号，提高导航信号的稳定性。同时，星载算力还支持卫星导航系统的功能拓展，如在自动驾驶领域，为车辆提供高精度的定位和导航服务，确保车辆在行驶过程中的安全性和准确性。随着智能交通、物联网等行业的快速发展，对卫星导航精度和可靠性的要求越来越高，星载算力将不断推动卫星导航技术的创新和发展，为各行业的应用提供更加精准、可靠的导航服务。

目前，全球星载算力行业呈现出以美国为主导，中国、欧洲等国家和地区积极追赶的发展格局。美国在星载算力领域起步早，凭借其强大的科技实力和雄厚的资金投入，在技术研发、应用创新以及产业规模等方面均处于领先地位。美国的政府机构如 NASA，长期以来大力支持航天领域的科研项目，投入大量资金用于星载算力技术的研究和开发。众多顶尖的科技企业如英特尔、英伟达、洛克希德・马丁等也积极参与其中，形成了产学研深度融合的良好生态。英特尔凭借其在芯片制造领域的领先技术，为星载算力系统提供高性能的计算芯片及系统级解决方案，在全球多个卫星项目中广泛应用。英伟达凭借其在图形处理和人工智能计算领域的卓越技术，为星载人工智能应用提供了强大的算力支持，如在卫星图像识别、数据分析等方面发挥着关键作用。在应用方面，美国的卫星互联网计划 “星链”（Starlink）规模庞大，已发射数千颗卫星，构建起全球规模最大的低轨卫星互联网星座。其通过星载算力实现了卫星间通信、数据处理等功能的优化，为全球用户提供高速互联网接入服务，在全球范围内拥有大量用户，对全球通信市场产生了深远影响。

3.2 技术发展趋势

3.2.1 高算力与低功耗并进

3.2.2 智能化与自主化升级

3.2.3 与边缘计算、云计算融合

3.3 应用拓展趋势

3.3.1 新兴领域催生新需求

3.3.2 多领域融合深化应用

四、投资现状与分析

4.1 投资规模与增长态势

4.2 投资分布特点

4.3 主要投资主体分析