对话王尚广:在太空建数据中心,就像在地球上建港口
2019年5月24日,SpaceX首批60颗“星链”卫星成功入轨,“一个低成本、高覆盖天基全球通信系统”的建设大幕,被猎鹰9号的尾焰拉启。
在震撼之余,北京邮电大学计算机学院院长王尚广曾给自己留了个问题:“‘星链’要商业化运营,那下一步呢?”在他看来,与其只盯着马斯克现在的动作,不如去思考马斯克以后要做些什么。“把‘星链’看作一个运营商——它把通信网搬到了太空中,必然会开辟增值服务。底层的通信链接一旦完成,上层的业务和应用一定会繁荣。业务和应用繁荣离不开什么?离不开算力。”王尚广说,理顺了这个逻辑,那就要提前布局、提前去做。
2026年6月1日,北京市首个太空算力产业创新中心在海淀区成立,由北京邮电大学联合行业龙头企业共同牵头组建。成立当天,王尚广向外界宣布,该中心将围绕太空算力全产业链系统布局六大攻关方向。
太空算力,是指把芯片、服务器、算法模型乃至云平台等计算资源部署于卫星,使卫星不再仅承担信息获取与传输功能,而是进一步具备在轨处理能力,并通过星座化组网方式,将分散在轨的计算资源组织起来,向外提供持续、协同、可扩展的算力服务。
王尚广在接受新京报记者专访时表示,太空正成为人类拓展生产力的下一片关键疆域,太空算力是其中最具战略意义的新型基础设施之一,也是撬动新一轮科技竞争的关键制高点。
北京邮电大学计算机学院院长王尚广。受访者供图 “先把太空算力这件事做起来”
新京报: 6月1日,北京市首个太空算力产业创新中心在海淀区成立。为什么要在当下这个时间节点成立这样一个创新中心?它要解决的核心问题是什么?
王尚广: 美国在太空算力领域的发展速度极其之快。这种快不仅体现在卫星数量的增加,更体现在技术迭代的速度上。大家关注太空算力,背后真正关心的是它可能带来的颠覆性技术。SpaceX上市后,将有更多资金,太空算力数据一定会加速推进,迭代会更快。
我们要意识到,因为SpaceX一家就能把产业链统起来——做芯片、做火箭、做卫星、做载荷、做应用,还能通过这个网络把算力卖出去,挣了钱再投入,自己就形成一个闭环。但国内目前是各做各的,呈现“小弱散慢”的状态。为此,我们要采取“新型举国体制+市场牵引”的模式,旨在通过一个中心牵头,协同全国产业链之力,形成闭环以快速迭代,追赶国际水平。
实际上,太空算力现在很火,背后是人工智能的竞争。我们需要有危机感,成立这个中心,不是说非得要发射多少个卫星,而是先把太空算力这件事做起来。
创新中心到底要解决什么问题?除了整合产业链外,还要引导大家去做关键技术。太空算力目前还是一个“黑盒”,我们必须把它打开。卫星平台和火箭,大家都有了之后,真正缺失的是太空级芯片,以及一批新型的核心软件。我们要主动对接北京的高校院所和相关企业,引导它们进入这个赛道,告诉它们:未来一定有需求。这些技术短板,我们一个一个补上。
新京报: 创新中心将围绕六大攻关方向进行系统布局,包括太空原生算力芯片、太空算力载荷、太空大模型等。在这些方向中,当前最需要突破的技术瓶颈是哪一项?
王尚广: 我个人认为,在六大攻关方向中,芯片和载荷是最需要突破的。我所说的芯片,不是指CPU(中央处理器)等通用芯片,而是指NPU(神经网络处理器)这类推理芯片。未来几年,这类芯片在轨推理的需求会比较大。芯片层面的算力跃升,星载芯片必须同时满足高算力密度、抗辐照、低功耗、长寿命,使单星算力提升到P级(千万亿次每秒)水平。另外一个是载荷,芯片和载荷是一体的。光做芯片没用,必须和太空服务器、太空计算机等算力载荷结合起来,才能处理业务和应用,而且算力载荷本身也有很多难点需要克服。
算力正成为继水、电、网络后的第四类基础设施
新京报: 太空算力与地面算力最大的不同在于环境极端、可靠性要求极高、能耗和散热受限。在太空中部署算力,技术上面临的最大挑战是什么?北邮团队在这些方面有哪些独特的技术积累?
王尚广: 太空中的算力卫星组合在一起,和传统的通信卫星完全不同。通信卫星只负责连接,算力卫星不仅要有传输能力,还要在星上计算。太空算力不能孤立运行,而应与地面云、地面终端形成统一的算力调度体系,根据任务需求把算力放在最合适的位置。这也意味着资源管理调度会很复杂。比如要你管理计算资源、网络资源、存储资源,而每个资源又有不同粒度和不同形式。此外,算力卫星不仅要“会计算”,更要具备“会理解、会判断、会响应”的智能能力,这是太空算力区别于传统星载处理的本质所在。这些困难都要去慢慢克服。
北京邮电大学在2021年发起建设的“天算星座”是国内最早开展算力上星验证的星座,后续也会将华为昇腾芯片送入太空。我们积累了全球最大的太空算力数据集,同时已对多项前沿技术进行了验证,包括星间协同推理、卫星操作系统、太空服务器、太空路由器、太空交换机,以及软件迭代更新、应用演化等可靠性技术。
新京报: 现在北京、上海、杭州、天津等城市都在布局太空算力。你怎么看待这种“多地竞逐”?北京有什么不可替代的优势?
王尚广: 算力本身正日益成为继水、电、网络之后的第四类基础设施,是数字时代最稀缺、最核心、最具战略价值的新型生产要素,各地都想提前布局未来产业。
从AI和量子计算这两个点来分析,量子计算预计在十年内不太可能大规模产生效应,而AI的地面应用虽然仍在高速发展,但其对算力的巨大消耗以及能耗、散热等约束,使得单纯依赖地面算力的可持续性面临挑战。因此,地方政府为抢占先机,纷纷布局太空算力。
北京的优势很明显,首先是航天“国家队”坐镇,并且有“南箭北星”产业布局的区位优势,产业和人才集聚;其次是北京的AI优势突出,大量大模型企业和AI公司聚集于此,这些企业对算力的旺盛需求,与太空算力产业的发展方向高度契合。此外,还有通信领域的扎实积累,中国移动等通信巨头的主要研发机构扎根北京,为星地通信与算力协同提供了不可或缺的技术底座。最后是太空算力的发源地就在北京海淀。
太空算力发展会带动太空旅游等产业
新京报: 你之前提到“太空算力服务化与Token化运营”,这是否意味着未来太空算力会像云服务一样按需付费、灵活交易?
王尚广: 可以这么说。以后天上也能提供Token化的算力服务,你可以像调用云资源一样直接使用太空中的算力。例如为6G空天地一体化网络赋能、支撑遥感数据的在轨实时处理,或者将大语言模型部署在卫星上,用于空间机械臂的任务规划与自然语言交互,甚至为地面提供计算支持。
目前,地面算力的Token价格正在逐渐下降,未来算力服务不仅产生于地面,也将来自太空。尽管当前卫星发射和制造成本仍然较高,但商业航天的成本在全球范围内持续下降,而太空在太阳能获取和轨道资源方面具有独特优势,尤其适合需要全球覆盖、低时延回传受限的场景。
另外,太空算力呈现出独特的结构性优势,它不占用地面土地资源、可利用太阳能解决电力问题、真空环境天然具备散热条件。未来的AI Token服务背后,将不再只是地面数据中心的集中支撑,而是由地面与太空协同构成的分布式算力基础设施。
新京报: 太空算力与6G空天地一体化实现融合计算后,普通人生活会有哪些看得见的变化?
王尚广: 以手机直连卫星为例,当基站被部署在卫星上,卫星需要对信号进行实时处理——这主要依赖CPU进行通信协议处理,同时也需要DSP(数字信号处理器)或专用加速器来完成信道编解码。所以,手机直连卫星本身就离不开太空中的计算能力。更进一步,未来6G时代的核心网上星、新型增值业务等,也都需要太空算力的支撑。
太空算力的在轨处理能力能直接提升人们的安全保障。比如遥感卫星可以在轨实时识别灾害区域,应急通信卫星可以在无地面网络时快速生成覆盖方案,灾害预警从小时级缩短到分钟级。时效性的增强意味着更早的疏散、更少的损失。
随着太空算力服务走向市场化,未来我们使用Token的选择会更多样,价格也会像今天的云计算一样逐渐下降。用户可以根据自己的需求,灵活选择地面算力还是太空算力——例如远洋航行、极地科考、航空互联网等地面算力难以覆盖的场景,太空算力将提供补充。
当然,太空算力的发展还将带动整个太空经济的繁荣。你可以这样理解,当我们在太空中建设数据中心,它就像在地球上建设了一个港口或高速公路服务区。数据中心需要有人维护、需要补给、需要运输,这会催生太空制造、太空物流、太空旅游等一系列产业。随着基础设施不断完善,发射成本和运营成本持续下降,普通人进入太空旅游的费用也会大幅降低。虽然这个链条比较长,但方向是明确的——就像当年互联网基础设施建设最终催生了电商和移动支付一样,太空算力基础设施也将为太空经济打开想象空间。
未来几年要建立卫星平台标准和算力载荷标准
新京报: 目前国际上太空算力发展到什么阶段?我国处于什么位置?
王尚广: 可以明确地说,我们国家太空算力的水平处于世界第一梯队。目前全球主要的领跑者是中国和美国。从理念上,我们和美国不分上下,有些理念我们更领先,因为我们地面通信网发展得好。
但不可否认,在关键技术上,我们还存在一些差距。例如进入太空的成本——可重复使用火箭的成熟度,美国明显领先,这直接影响算力卫星的部署规模和迭代速度。此外,在太空级芯片、新型算力载荷、基础软件等方面,美国企业通过快速迭代和商业闭环,正在拉开距离。更让我担忧的是,很多关键技术他们并不公开——看得见的差距我们还能追赶,看不见的、正在暗处快速演进的颠覆性技术,才是真正让人压力巨大的地方。
新京报: 你对太空算力产业创新中心的未来有怎样的愿景?三到五年内,希望实现哪些具体的标志性成果?
王尚广: 第一个是要把标准做出来——包括卫星平台的标准和算力载荷的标准。做标准的目的是把成本降下来。举个例子,你去市场上组装一台服务器,买A公司的机箱,买B公司的主板,B公司的主板能直接装到A公司的机箱上,因为大家都遵循了统一的标准,互联互通。但现在我们的太空领域不是这样,各搞各的,互不通用,变相把成本拉上来了。所以我们首先要推动标准化,包括数据的标准化。
第二个是我们想做算力载荷的低成本。可以理解为,把星载计算机或计算平台的成本降下来,让更多企业有能力参与,形成规模效应。
第三个是希望未来能够搭建一个小规模的太空算力运营平台,能为地面提供一定以Token为例的算力服务,先把这个小平台做起来,验证技术、积累运营经验,哪怕规模不大,也能为后续扩展打下基础。
新京报记者 张建林
编辑 白爽 校对 张彦君