太空算力国产新解：光子技术更高效

背景

太空算力竞赛已从概念探讨演变为真实的工程与军备竞赛。随着生成式 AI 的爆发，英伟达 CEO 黄仁勋提出“任何生成数据的地方，都必须有智能存在”，而 SpaceX 创始人马斯克则预测，到 2032 年，太阳能驱动的太空 AI 卫星将成为全球成本最优的算力方案。

然而，太空环境对计算硬件提出了极其严苛的工程挑战：缺乏空气对流导致散热困难，宇宙高能粒子易引发芯片单粒子翻转或闩锁效应，且卫星能源供给有限。传统电子芯片在辐射防护、散热设计及功耗控制上面临物理极限，难以直接适配太空场景。在此背景下，专注于 AI 光计算系统的中国公司光本位科技，选择了一条差异化路线——利用光子计算天然抗辐射、低功耗、低发热的特性，试图绕过传统电子计算的瓶颈。

核心内容

光本位科技与东方天算联合启动了全球首颗天基光计算载荷的研制，这是光计算首次进入太空工程化应用场景。该合作旨在验证光计算在太空环境下的可行性，并推动天基计算从技术路线走向可验证、可迭代的工程路线。

太空计算的三大工程挑战与光计算的应对

1. 抗辐射能力：传统电子芯片依赖电荷存储，易受宇宙高能粒子干扰导致计算错误。光计算以光子为载体，光子不带电荷，天然免于高能粒子的直接干扰，无需复杂的辐射防护设计。
2. 散热难题：太空为真空环境，仅靠热传导和热辐射散热。电子芯片在数据传输和开关过程中产生大量热量，易导致降频或失效。光计算通过光在波导中传播完成计算，过程几乎不产生热量，从根本上解决了散热痛点。
3. 功耗限制：卫星依赖太阳能帆板和电池，能源受限。光计算芯片静态功耗理论上趋近于零，大幅降低了对太阳能帆板面积和卫星重量的要求，从而降低发射成本。

光计算的架构突破：存内计算与玻璃基平台

尽管光计算优势明显，但行业普遍面临“存储与计算分离”导致的带宽瓶颈，以及硅光平台在尺寸和互联密度上的物理限制。光本位科技通过两项核心技术突破解决了这些问题：

• 光子存内计算：大模型参数直接存储在芯片内部，消除了数据搬运环节，将计算延迟降至传统光计算方案的十分之一。
• 玻璃基光计算：用玻璃替代硅作为衬底，同时作为光路载体、封装基底和大尺寸可制造平台。这突破了硅光平台在芯片尺寸、翘曲变形和互联密度上的限制，为大规模光互联和光计算原生设计提供了更优的扩展平台。

目前，光本位科技已推出第一代光电融合计算卡，并在金融垂类大模型场景中实现全球同类计算卡的首次落地。其第二代产品计划于年内推出。联合研制的天基光计算载荷单卡算力已达 300 TOPS，支持 INT8、FP8 多精度推理，并已开展在轨环境试验验证。

工程化落地分工

• 东方天算：牵头载荷研制、空间抗辐照加固、高效热控、能源适配及在轨验证，打通从载荷研制到卫星总装的全链条。
• 光本位科技：提供光计算芯片架构、算力引擎和软件生态支撑，作为核心技术支撑方。

关键要点

• 差异化竞争策略：相比马斯克旗下 SpaceX 考虑收购光模块公司 Mesh 以优化通信效率，光本位科技直接聚焦于“计算本身”，利用光计算特性解决太空算力痛点。
• 物理极限的突破：电计算受限于晶体管微缩制程的量子隧穿效应，而光计算不依赖极紫外光刻机，通过扩大光计算规模及利用波长、偏振等多重复用维度提升算力，成本可控且天花板更高。
• 系统级优势：在同等载荷重量下，由于光计算无需厚重的散热和抗辐照屏蔽结构，能容纳更多算力单元，实现比电计算更高的算力总量。
• 工程化验证：光计算从地面到太空需克服火箭发射震动对光学结构稳定性的考验。此次联合研制旨在完成能源、热控、通信的系统级验证，构建完整的软件栈和硬件生态。
• 商业化前景：天基计算目前处于极早期阶段，需跨越供能资源受限、迭代周期长、入轨成本高等门槛。只有当综合成本低于地面计算或提供地面无法替代的高价值服务时，商业化普及才具备驱动力。

意义与影响

光本位科技与东方天算的合作标志着天基计算从单一的技术验证迈向系统级工程化应用的关键一步。

1. 确立新范式：通过验证光计算在太空环境中的稳定性与高效性，为未来分布式天基算力网络提供了除传统电计算之外的另一条可行技术路径。
2. 推动生态构建：光本位科技致力于构建从材料、封装、芯片到软件栈的全套光计算系统，类似于英伟达从单 GPU 到集群方案的演进逻辑，但底层技术路线截然不同，有望形成差异化的算力基础设施。
3. 拓展应用场景：在轨部署后，该技术底座将支撑星上 AI 推理、星上大模型运行等场景，并通过星间激光通信实现高效数据交互，为太空智能应用奠定硬件基础。
4. 行业启示：在电计算逐渐触及物理极限的背景下，光算光联可能成为绕开物理约束、提升算力星座能力天花板的关键变量，为太空算力竞赛提供了“国产答案”和技术参考。