AI新時代算力需求高增長-算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有望奔向太空

請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明1AI新時代算力需求高增長，算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有望奔向太空算力需求高增長，算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)奔向天空：我們認(rèn)為商業(yè)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)初步建立進(jìn)入加速建設(shè)階段（SpaceX首批Starlink2.0衛(wèi)星23年2月發(fā)射+亞馬遜Kuiper首批衛(wèi)星預(yù)計23年發(fā)射）+以ChatGPT為代表的新興AI應(yīng)用帶動算力需求高增長+算力資源成為科技競賽戰(zhàn)略性資源，太空數(shù)據(jù)中心建設(shè)有望迎來從0到1突破的黃金機(jī)遇期。太空數(shù)據(jù)中心是指在太空中運行的數(shù)據(jù)中心，可提供數(shù)據(jù)存儲、處理和傳輸?shù)确?wù)，太空數(shù)據(jù)中心可建設(shè)在衛(wèi)星/空間站，目前空間站商業(yè)化尚未大規(guī)模啟動，以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的太空數(shù)據(jù)中心為主流方案。太空數(shù)據(jù)中心建設(shè)有助于：1）降低數(shù)據(jù)中心能耗（利用太陽能&空間低溫環(huán)境2）提高太空數(shù)據(jù)的利用效率和傳輸速率，減少衛(wèi)星和地面間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)容量；3）提高低軌衛(wèi)星全生命周期經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)出（信息的傳輸?信息的處理&存儲）?？萍季揞^（SpaceX，Amazon，NTT等）&太空初創(chuàng)公司（LeoCloud、Ramon.Space、OrbitsEdge、CloudConstellation等）積極加碼空間算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有望帶動太空數(shù)據(jù)中心建設(shè)加速。目前主要技術(shù)路徑為低軌通信衛(wèi)星搭載計算平臺（HPEEL8000服務(wù)器、Ramon.Space等計算平臺）。HPEEL8000服務(wù)器為地面商用邊緣計算平臺，Ramon.Space專門用于衛(wèi)星在軌的數(shù)據(jù)處理和存儲，主要能源供給方式為太陽能，衛(wèi)星間采用激光鏈路通信，衛(wèi)星和地面間采用無線電波通信。太空數(shù)據(jù)中心對應(yīng)市場空間包括硬件/基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)+太空數(shù)據(jù)中心云服務(wù)市場，硬件先行，服務(wù)有望打開長期成長空間。我們預(yù)計2027年太空數(shù)據(jù)中心對應(yīng)的硬件設(shè)備市場空間為366.3億美元，NSR預(yù)計2021-2031年衛(wèi)星云服務(wù)能夠累計創(chuàng)造310億美元收入。服務(wù)器承擔(dān)數(shù)據(jù)處理和存儲功能為太空數(shù)據(jù)中心核心硬件。計算芯片和存儲芯片為服務(wù)器重要組成（成本占比超過50%空間環(huán)境應(yīng)用對于太空數(shù)據(jù)中心芯片提出差異化應(yīng)用要求，目前商用GPU&CPU&Flash可用于太空數(shù)據(jù)中心服務(wù)器但整體可靠性&耐輻射特性需要進(jìn)一步驗證&強(qiáng)化。專用計算芯片創(chuàng)新、MRAM等技術(shù)有望為太空數(shù)據(jù)中心服務(wù)器芯片提供新的選擇。投資建議：建議重點關(guān)注：1）空間算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)帶動的服務(wù)器需求：AI服務(wù)器龍頭：工業(yè)富聯(lián)；服務(wù)器PCB：鵬鼎控股；先進(jìn)封裝：長電科技、通富微電、華天科技；企業(yè)級存儲：江波龍（計算機(jī)團(tuán)隊聯(lián)合覆蓋）、兆易創(chuàng)新、瀾起科技等；2）低軌道衛(wèi)星服務(wù)供應(yīng)商：復(fù)旦微電、國光電氣（軍工團(tuán)隊覆蓋）、紫光國微、中國衛(wèi)通、中國衛(wèi)星等風(fēng)險提示：核心硬件技術(shù)進(jìn)展不及預(yù)期、太空數(shù)據(jù)中心建設(shè)進(jìn)度不及預(yù)期、衛(wèi)星間技術(shù)通信進(jìn)度不及預(yù)期、AI行業(yè)應(yīng)用&算力需求增長不及預(yù)期、主觀測算風(fēng)險證券研究報告2023年03月30日yuwenjing@5% 1% -11%-15%-19%-23%電子滬深300資料來源：聚源數(shù)據(jù)1《電子-行業(yè)專題研究:4D毫米波雷2《電子-行業(yè)投資策略:先周期復(fù)蘇后成長創(chuàng)新，抓住內(nèi)需和供給側(cè)拉動》3《電子-行業(yè)深度研究:后智能手機(jī)時代光學(xué)看什么？光學(xué)標(biāo)的未來誰能走請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明21.算力需求高增長，算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)奔向太空 51.1.太空數(shù)據(jù)中心是什么？ 51.2.為什么要建設(shè)太空數(shù)據(jù)中心？ 51.3.核心技術(shù)要求—低時延&抗輻射 61.3.1.通信要求—低時延 61.3.2.硬件要求—抗輻射 71.4.為什么我們認(rèn)為現(xiàn)在開始需要關(guān)注太空數(shù)據(jù)中心？ 81.4.1.SpaceXStarlink2.023年已經(jīng)開始第一批發(fā)射 81.4.2.云計算龍頭亞馬遜ProjectKuiper首批低軌道衛(wèi)星預(yù)計23年年內(nèi)發(fā)射 81.4.3.以ChatGPT為代表的新興AI應(yīng)用驅(qū)動新一輪算力建設(shè)景氣周期 92.通信衛(wèi)星搭載計算平臺為太空數(shù)據(jù)中心主要方案 92.1.太空初創(chuàng)企業(yè)&科技巨頭多環(huán)節(jié)參與空間算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè) 92.1.1.網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) 102.1.2.衛(wèi)星在軌邊緣計算探索 112.1.3.衛(wèi)星數(shù)據(jù)中繼服務(wù)探索 122.1.4.天基&地基算力網(wǎng)絡(luò)銜接&融合 14a)全球主要科技巨頭&初創(chuàng)公司針對太空數(shù)據(jù)中心布局&進(jìn)展 153.太空數(shù)據(jù)中心市場空間有多大？ 173.1.現(xiàn)階段衛(wèi)星行業(yè)硬件設(shè)備市場占比高，遠(yuǎn)期看服務(wù)類收入彈性更大 173.2.太空數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)先行 183.3.太空數(shù)據(jù)中心云計算服務(wù)長期成長空間廣闊 183.4.太空數(shù)據(jù)中心建設(shè)帶動產(chǎn)業(yè)鏈價值分布重塑 194.服務(wù)器為太空數(shù)據(jù)中心核心硬件 214.1.服務(wù)器—太空數(shù)據(jù)中心的核心計算硬件 224.1.1.計算—商用CPU&GPU可用于空間計算，處理器創(chuàng)新有望提升耐用性 234.1.2.存儲——商用Flash可用于太空存儲，MRAM有望成為新選擇 244.2.在軌數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施—提供能源&輻射防護(hù)&結(jié)構(gòu)支撐 254.3.操作系統(tǒng)—Linux系統(tǒng)低成本&高安全性&強(qiáng)定制化有望成為應(yīng)用主流 265.產(chǎn)業(yè)鏈投資機(jī)會 266.風(fēng)險提示 27圖1：典型2N數(shù)據(jù)中心機(jī)架的總擁有成本（TCO）拆分 5圖2：數(shù)據(jù)中心能源消耗情況 5圖3：2017-2021年全球在軌運行衛(wèi)星數(shù)量（顆）及市場份額（%） 5請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明3圖4：天地一體化算力網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 6圖5：基于地面核心網(wǎng)的衛(wèi)星通信 7圖6：天地一體化數(shù)據(jù)中心組網(wǎng) 7圖7：激光通信基本組成 7圖8：ProjectKuiper項目進(jìn)展 9圖9：全球算力需求預(yù)測 9圖10：空天地一體化算力融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 10圖11：星間激光鏈路實現(xiàn)空間算力網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 10圖12：LEOcloud太空云愿景&LEOcloud太空邊緣服務(wù)——商業(yè)空間站 11圖13：與HPE合作開發(fā)的OrbitsEdgeSatFrame服務(wù)器和瓦亞太空運載火箭圖片 12圖14：OrbitsEdgeSatframe外觀結(jié)構(gòu)示意圖 12圖15：SpaceCompa公司（NTT和SKYPerfect）空間綜合計算網(wǎng)絡(luò)概念 12圖16：光數(shù)據(jù)中繼服務(wù) 圖17：CloudConstellationSpacebeltDSaaS服務(wù) 13圖18：AWSGroundStation工作原理 14圖19：AzureOrbitalGroundStation工作原理 15圖20：2021年全球衛(wèi)星行業(yè)收入情況 17圖21：全球衛(wèi)星云服務(wù)收入結(jié)構(gòu)（按細(xì)分市場） 18圖22：地面數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)鏈全景圖 19圖23：太空數(shù)據(jù)中心商業(yè)模式 19圖24：全球衛(wèi)星通信行業(yè)在軌通信衛(wèi)星運營商競爭格局（截至22年4月） 20圖25：全球云計算競爭格局 20圖26：2021年服務(wù)器競爭格局 21圖27：預(yù)計2022年服務(wù)器代工競爭格局（%） 21圖28：數(shù)據(jù)中心成本構(gòu)成 21圖29：服務(wù)器成本構(gòu)成 21圖30：HPE星載計算機(jī)SBC-2組成 22圖31：Ramon.Space太空計算平臺 23圖32：宇宙輻射導(dǎo)致的SEU效應(yīng)導(dǎo)致Flash設(shè)備存儲態(tài)錯誤 24圖33：宇宙輻射導(dǎo)致的SEL效應(yīng)導(dǎo)致DRAM和SRAM設(shè)備短路 24圖34：NuStream示意圖 24圖35：NuStream參數(shù) 24圖36：不同類型存儲芯片性能對比 25圖37：全球MRAM產(chǎn)業(yè)鏈 25圖38：HPE&Orbitsedge合作構(gòu)建星載超級計算中心 26表1：單粒子效應(yīng)的分類和描述 7表2：Starlink衛(wèi)星歷代型號對比 8表3：全球主要科技巨頭&初創(chuàng)公司針對太空數(shù)據(jù)中心布局&進(jìn)展 15表4：主要衛(wèi)星運營商衛(wèi)星發(fā)射計劃 18請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明4表5：太空數(shù)據(jù)中心建設(shè)市場空間測算.................................................................................................18請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明51.算力需求高增長，算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)奔向太空數(shù)據(jù)中心是指在太空中運行的數(shù)據(jù)中心，可提供數(shù)據(jù)存儲、處理和傳輸?shù)确?wù)，以滿足太空探索和任務(wù)需求。太空數(shù)據(jù)中心通常由航天器或空間站上的計算機(jī)設(shè)備組成，這些設(shè)備可以在太空環(huán)境下運行，并能夠處理和存儲大量的數(shù)據(jù)。相比于傳統(tǒng)地面數(shù)據(jù)中心，太空數(shù)據(jù)中心能夠減少電力成本&運營成本。對IDC服務(wù)商而言，電力成本占整體支出中的20%。數(shù)據(jù)中心成本主要包括：1）電力能耗費用；2）工程及建設(shè)費用；3）供配電系統(tǒng)能耗費用；4）場地費用及其他。相比于地面數(shù)據(jù)中心，太空數(shù)據(jù)中心能夠有效降低電力能耗費用、制冷系統(tǒng)能耗費用、照明及其他費用，可以有效降低成本。資料來源：APClegendaryreliability、天風(fēng)證券研究所資料來源：IEA、天風(fēng)證券研究所在軌衛(wèi)星數(shù)量的增加使得太空數(shù)據(jù)高速增加，太空數(shù)據(jù)中心建設(shè)有望提升太空數(shù)據(jù)的利用效率&降低太空回傳至地面數(shù)據(jù)量。2021年全球在軌運行衛(wèi)星數(shù)量共計4852個，同比增長44%，相當(dāng)于2012年的4.5倍。在軌衛(wèi)星數(shù)量增加帶動太空數(shù)據(jù)增加，太空數(shù)據(jù)中心的建設(shè)有助于衛(wèi)星側(cè)實現(xiàn)在軌計算和存儲，降低衛(wèi)星向地面?zhèn)鬏數(shù)臄?shù)據(jù)量，同時提高太空數(shù)據(jù)處理的效率。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明6資料來源：穆京京，李鐵驪等《衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)狀況報告》，天風(fēng)證券研究所太空數(shù)據(jù)中心建設(shè)有助于提升衛(wèi)星全生命周期經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)出。衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)為太空數(shù)據(jù)中心建設(shè)提供網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)，衛(wèi)星通信承擔(dān)相對單一的信息傳輸功能，太空數(shù)據(jù)中心建設(shè)增加信息處理和存儲環(huán)節(jié)，有助于提升衛(wèi)星全生命周期經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)出。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)融合+衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)算網(wǎng)融合有望進(jìn)一步加強(qiáng)。衛(wèi)星通信發(fā)展到第四代—衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)階段，伴隨著衛(wèi)星發(fā)射技術(shù)的革新&衛(wèi)星建造發(fā)射成本的降低，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入蓬勃發(fā)展期，后續(xù)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和地面網(wǎng)絡(luò)深度融合的分層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為空間算力網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建提供網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。高、中、低地球軌道和地面網(wǎng)絡(luò)的分層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)使得大型GEO/MEO衛(wèi)星具備了高性能算力和輕量化核心網(wǎng)及天基數(shù)據(jù)中心的能力，而LEO衛(wèi)星等則具備了接入網(wǎng)絡(luò)和邊緣計算的能力，為空間算力網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。2019年11月，工信部成立了IMT-2030（6G）推進(jìn)組，我國正式啟動6G的研發(fā)工作，在5G技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步融合了衛(wèi)星通信、大數(shù)據(jù)、云計算與人工智能等技術(shù)，使得“網(wǎng)絡(luò)+算力”的特征愈加明顯。資料來源：鄧平科《星算網(wǎng)絡(luò)——空天地一體化算力融合網(wǎng)絡(luò)新發(fā)展》，天風(fēng)證券研究所1.3.1.通信要求—低時延星間激光通信技術(shù)不依賴地面站進(jìn)行衛(wèi)星間數(shù)據(jù)傳輸，可有效降低數(shù)據(jù)傳輸時延，是空間算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的通信基礎(chǔ)。激光通信在空間傳輸中具有波長短，抗干擾能力，抗截獲強(qiáng)的特點，是衛(wèi)星通信與導(dǎo)航的主要方式，由激光通信連接的星間鏈路具有高速率、高帶寬、高安全性等優(yōu)勢，可以提供高質(zhì)量衛(wèi)星空間通信。激光通信具有很高的能量集中度，當(dāng)需要較高的鏈路通信速率時，激光通信通在體積、重量和功耗方面更具有優(yōu)勢，構(gòu)建激光星間鏈路成為下一代衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的研究重點之一?；诘孛婧诵木W(wǎng)站的衛(wèi)星傳輸時延和成本高?；诘孛嬲竞诵木W(wǎng)的衛(wèi)星通信主要傳輸線路請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明7是：用戶終端——星鏈衛(wèi)星A——地面站核心網(wǎng)及傳輸——星鏈衛(wèi)星B——用戶終端，完全取決于地面核心網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取及鏈接，而且還要通過地面站核心網(wǎng)及傳輸來解決衛(wèi)星A和衛(wèi)星B跟兩個用戶的鏈接。即使兩個用戶同在一顆衛(wèi)星覆蓋下需求鏈接，也需要地面站核心網(wǎng)的鏈接。這樣就大大增加了鏈接傳輸?shù)臅r延和成本?；诘蛙壭l(wèi)星的激光通信建立的太空數(shù)據(jù)中心不依賴地面站的核心網(wǎng)的支持，大大降低了衛(wèi)星通訊的時延和成本。星鏈網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)數(shù)據(jù)傳輸主要線路是：用戶終端——星鏈衛(wèi)星(包括數(shù)據(jù)交互)——星間激光鏈路——星鏈衛(wèi)星(包括數(shù)據(jù)交互)——用戶終端。理論上用戶在全球任意位置都可接入星鏈網(wǎng)絡(luò)，從而享受高速度、低延遲的互聯(lián)網(wǎng)體驗，而不依賴地面互聯(lián)網(wǎng)。資料來源：通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)公眾號，天風(fēng)證券研究所資料來源：通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)公眾號，天風(fēng)證券研究所衛(wèi)星間的激光通信主要實現(xiàn)的是電學(xué)信號和激光載波之間的轉(zhuǎn)換。激光通信技術(shù)的基本組成如下圖所示，相互通信的衛(wèi)星分別作為光發(fā)射單元和光接收單元，其中信號輸入到光發(fā)射單元，將電信號調(diào)制后加載到光波上進(jìn)行發(fā)射，光發(fā)射單元包括三個部分，分別為光源、信號調(diào)制器以及光放大器等其它器件組成。經(jīng)過信道傳輸后進(jìn)入光接收單元，其中光接收單元是將光信號轉(zhuǎn)變成電信號，主要架構(gòu)包括兩個部分，分別為光電探測器以及解調(diào)電路構(gòu)成，并最終通過解調(diào)恢復(fù)出原始信號。目前空間激光通信根據(jù)解調(diào)方式的不同可以大致分為兩種體制，分別為IM/DD探測以及相干探測。資料來源：張柏碩《低軌衛(wèi)星間相干激光通信接收技術(shù)研究》，天風(fēng)證券研究所1.3.2.硬件要求—抗輻射太空數(shù)據(jù)中心芯片等電子元器件需要滿足抗輻射特性。太空數(shù)據(jù)中心運行的空間環(huán)境中，存在著大量的高能粒子和宇宙射線，高能粒子或宇宙射線與元器件的材料相互作用會產(chǎn)生輻射效應(yīng)引起器件性能退化或功能異常。引起器件輻射效應(yīng)的主要空間輻射源包括地球輻射帶、銀河宇宙射線、太陽宇宙線和人工輻射。高能帶電粒子導(dǎo)致的單粒子效應(yīng)對于器件工作影響最為嚴(yán)重。單粒子效應(yīng)（SEE）是指高能帶電粒子在穿過微電子器件時，在器件內(nèi)部敏感區(qū)產(chǎn)生電子-空穴對，這些電荷被靈敏器件電極收集后，造成器件邏輯狀態(tài)的非正常改變（軟錯誤）或器件損壞（硬錯誤）。英文(縮寫)單粒子翻轉(zhuǎn)SingleEventUpset(SEU)存儲單元邏輯狀態(tài)改變單粒子閉鎖SingleEventLatchup(SEL)PNPN結(jié)構(gòu)中的大電流再生狀態(tài)請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明8單粒子燒毀SingleEventBurnout(SEB)大電流導(dǎo)致器件燒毀單粒子?xùn)糯㏒ingleEventGateRupture(SEGR)柵介質(zhì)因大電流流過而擊穿單粒子多位翻轉(zhuǎn)MultipleBitUpset(MBU)一個粒子入射導(dǎo)致存儲單元多個位的狀態(tài)改變單粒子擾動SingleEventDisturb(SED)存儲單元邏輯狀態(tài)出現(xiàn)瞬時改變單粒子瞬態(tài)脈沖SingleEventTransient(SET)瞬態(tài)電流在混合邏輯電路中傳播，導(dǎo)致輸出錯誤單粒子快速反向SingleEventSnapback(SES)在NMOS器件中產(chǎn)生的大電流再生狀態(tài)單粒子功能中斷單粒子功能中斷SingleEventFunctionalInterrupt(SEFI)一個翻轉(zhuǎn)導(dǎo)致控制部件出錯單粒子位移損傷SingleParticleDisplacementDamage(SPDD)因位移效應(yīng)造成的永久損傷單粒子位硬錯誤SingleHardError(SHE)單個位出現(xiàn)不可恢復(fù)性錯誤單粒子誘導(dǎo)暗電流SEIDCCCD陣列中暗電流增加資料來源：劉必鎏《航天器單粒子效應(yīng)的防護(hù)研究》，天風(fēng)證券研究所1.4.為什么我們認(rèn)為現(xiàn)在開始需要關(guān)注太空數(shù)據(jù)中心？我們認(rèn)為在新一輪算力建設(shè)景氣周期+LEO商業(yè)衛(wèi)星通信基礎(chǔ)初步建立進(jìn)入加速建設(shè)背景下，太空數(shù)據(jù)中心建設(shè)有望打開行業(yè)突破口，迎來從0到1突破的黃金機(jī)遇期。1.4.1.SpaceXStarlink2.023年已經(jīng)開始第一批發(fā)射具備衛(wèi)星間激光通信功能的第二代Starlink衛(wèi)星開始發(fā)射。截至2023年3月17日，SpaceX發(fā)射了第76批52顆Starlink互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星，目前共計發(fā)射了Starlink互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星4105顆。按照SpaceX第一階段星鏈計劃（在距離地面550公里的高度發(fā)射部署4408顆衛(wèi)星目前第一階段星鏈計劃已經(jīng)接近完成。據(jù)EverydayAstronaut網(wǎng)站2月28日消息，美國SpaceX公司利用“獵鷹”-9火箭成功發(fā)射第73批21顆微版“星鏈”v2.0（StarlinkV2Mini）衛(wèi)星，是首批發(fā)射的第二代Starlink衛(wèi)星。重量重量結(jié)構(gòu)設(shè)計通信頻段統(tǒng)相關(guān)技術(shù)功能變化MicroSat2a,2b400kg箱體結(jié)構(gòu)Ku頻段雙太陽能電池陣列，寬帶天線//支持開展星地寬帶體制的測試StarlinkBlockv0.9227kg平板式結(jié)構(gòu)Ku頻段太陽能電池陣列*1，Ku頻段相控陣天線*4氪離子霍爾推進(jìn)系統(tǒng)//StarlinkBlockv1.0260kg平板式結(jié)構(gòu)Ku、Ka頻段太陽能電池列*1，相控陣天線*4，拋物面天線*2、恒星跟蹤器*1，自主防撞系統(tǒng)氪離子霍爾推進(jìn)系統(tǒng)星間激光鏈路雛形/StarlinkBlockv1.5295kg平板式結(jié)構(gòu)Ku、Ka頻段太陽能電池列*1，相控陣天線*4，拋物面天線*2、恒星跟蹤器*1，自主防撞系統(tǒng)氪離子霍爾推進(jìn)系統(tǒng)星間激光鏈路支撐Starlink系統(tǒng)形成空間組網(wǎng)能力StarlinkBlockv2-Mini750kg平板式結(jié)構(gòu)Ku、Ka、E頻段雙太陽能電池陣列，自主防撞系統(tǒng)氬離子霍爾推進(jìn)系統(tǒng)星間激光鏈路，更強(qiáng)大的相控陣天線總線大小為v1.5的兩倍，衛(wèi)星通信容量比第一代增加四倍StarlinkBlockv2.01200kg/Ku、Ka、E頻段雙太陽能電池陣列氬離子霍爾推進(jìn)系統(tǒng)星間激光鏈路通信能力比V1.0版衛(wèi)星高出10倍，空間組網(wǎng)能力更強(qiáng)資料來源：太空與網(wǎng)絡(luò)公眾號（ID：satnetdy，作者肖永偉，張偉嘉，龐策，朱紫嫄（中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所spcae.skyrocket，EverydayAstronaut，SpaceFlightNow，天風(fēng)證券研究所1.4.2.云計算龍頭亞馬遜ProjectKuiper首批低軌道衛(wèi)星預(yù)計23年年內(nèi)發(fā)射全球云計算龍頭亞馬遜（2021年云計算業(yè)務(wù)市場規(guī)模占全球云計算市場空間39%在2023年2月FCC批準(zhǔn)亞馬遜軌道碎片處理計劃后，亞馬遜旗下KuiperSystems能夠正式發(fā)射首批衛(wèi)星。Amazon在2020年的時候，宣布投入100億美元發(fā)展Kuiper衛(wèi)星計劃，ProjectKuiper計劃將向低地球軌道(LEO)發(fā)射3,236顆衛(wèi)星，以形成一個完整的全球星座。KuiperSystemsLLC和亞馬遜也旨在提供低延遲的快速寬帶。2020年獲FCC同意發(fā)射3,236顆衛(wèi)星，但需要Kuiper提交軌道碎片處理計劃才能夠正式發(fā)射衛(wèi)星。2023年2月FCC正式批準(zhǔn)Kuiper軌道碎片處理計劃，公司計劃在2023年年初發(fā)射首批2顆原型衛(wèi)星。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明9資料來源：AWS官網(wǎng)，GeekWire，skybroker，SpaceNews，SatelliteToday，天風(fēng)證券研究所1.4.3.以ChatGPT為代表的新興AI應(yīng)用驅(qū)動新一輪算力建設(shè)景氣周期以ChatGPT為代表的新興AI應(yīng)用驅(qū)動新一輪算力建設(shè)景氣周期。微軟在2019年以10億美金投資OpenAI，2020年買斷GPT-3背后基礎(chǔ)技術(shù)的獨家許可，Azure云平臺成為其獨家云供應(yīng)商。中國工信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)披露，從GPT到GPT-3，參數(shù)量從1.17億到1750億，增長接近1500倍，龐大的參數(shù)量帶動算力需求持續(xù)高速增長。在當(dāng)今以深度學(xué)習(xí)為中心的人工智能發(fā)展中，AI模型的進(jìn)步主要依賴于大規(guī)模數(shù)據(jù)的消化，伴隨著AI模型的數(shù)據(jù)量、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度不斷增加，模型尺寸呈現(xiàn)指數(shù)級增加，AI應(yīng)用創(chuàng)新持續(xù)進(jìn)行有望帶動算力需求繼續(xù)高增，OpenAI的研究人員預(yù)計在ChatGPT帶動下全球算力需求以每2個月翻倍速度成長，需求增速加快有望驅(qū)動新一輪算力建設(shè)景氣周期。資料來源：Science，天風(fēng)證券研究所2.通信衛(wèi)星搭載計算平臺為太空數(shù)據(jù)中心主要方案2.1.太空初創(chuàng)企業(yè)&科技巨頭多環(huán)節(jié)參與空間算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明面對不斷增長的算力需求和商用衛(wèi)星基礎(chǔ)建設(shè)的加速，多家太空初創(chuàng)企業(yè)&科技巨頭多環(huán)節(jié)參與空間算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，空天地一體化算力融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)初見雛形。以SpaceX、AmazonKuiper以及OneWeb為代表的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)為空天地一體化算力融合提供了天基算力網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。LeoCloud&RamonSpace、OrbitsEdge&HPE等衛(wèi)星在軌邊緣計算提供了新的解決方案，利用天基邊緣計算節(jié)點減小地基網(wǎng)絡(luò)的計算量，提升衛(wèi)星數(shù)據(jù)的處理效率。NTT&SKYPerfectJSAT以及CloudConstellation主要關(guān)注天基地基之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹欣^服務(wù)。地面云計算巨頭如亞馬遜，微軟和谷歌為衛(wèi)星數(shù)據(jù)提供云計算支持，有助于未來天基和地面?zhèn)人懔W(wǎng)絡(luò)的融合。資料來源：鄧平科《星算網(wǎng)絡(luò)——空天地一體化算力融合網(wǎng)絡(luò)新發(fā)展》，天風(fēng)證券研究所2.1.1.網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方案要點：衛(wèi)星和地面無線通信+衛(wèi)星間激光通信+LEO軌道（后續(xù)延伸MEO&GEO軌道）Starlink星間激光鏈路同軌道數(shù)據(jù)傳輸能力，Starshield跨軌道數(shù)據(jù)傳輸能力為形成低-中-高分布式算力網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)傳輸基礎(chǔ)。目前SpaceX主要為消費者和商業(yè)用途設(shè)計的“星鏈”具備星間激光鏈路能力，衛(wèi)星之間的數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)97%的光速，比光纖傳輸速度要快40%，其衛(wèi)星與用戶端往返數(shù)據(jù)中位延遲時間為45ms。同時SpaceX主要為政府用途設(shè)計的星盾（Starshield）具備跨軌道激光傳輸數(shù)據(jù)能力，可支持SpaceX同軌道星鏈傳輸+跨軌道星盾傳輸為形成太空分布式算力提供通信基礎(chǔ)。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明資料來源：Infoq，天風(fēng)證券研究所2.1.2.衛(wèi)星在軌邊緣計算探索1）LeoCloud&Ramon.Space方案要點：LeoCloudLEO星座+Ramon.Space超級計算解決方案2021年7月，Ramon.Space和LeoCloud達(dá)成戰(zhàn)略合作打造基于衛(wèi)星的云邊緣計算服務(wù)。邊緣計算使工作負(fù)載計算資源盡可能接近數(shù)據(jù)源和用戶，具有延遲、安全性、可用性和主權(quán)等競爭和關(guān)鍵任務(wù)優(yōu)勢。最終用戶可以在無縫的衛(wèi)星托管混合云環(huán)境中操作其服務(wù)或應(yīng)用程序工作負(fù)載。Ramon.Space超級計算解決方案被稱為“太空數(shù)據(jù)中心”，目的是推動云計算擴(kuò)展到地球以外。Ramon.Space的先進(jìn)技術(shù)是LEOcloud的LEO星座的計算基礎(chǔ)設(shè)施，包括超級計算功能，高性能機(jī)器學(xué)習(xí)DSP空間處理器和基于SSD的高密度存儲，使智能衛(wèi)星能夠在軌道上移動，處理和存儲數(shù)據(jù)。這些系統(tǒng)從頭開始構(gòu)建，具有耐輻射、低功率、高度可靠和耐用的特點，可在軌道上提供更好的服務(wù)，降低總擁有成本并實現(xiàn)顛覆性的新商業(yè)模式。資料來源：LEOcloud，天風(fēng)證券研究所2)OrbitsEdge&HPE方案要點：HPE星載計算機(jī)+可用于搭載HPE的衛(wèi)星平臺SatFrame。OrbitsEdge成立于2018年，是一家總部位于美國佛羅里達(dá)州的軌道邊緣計算科技公司，計劃將數(shù)據(jù)中心和邊緣計算機(jī)部署在低軌軌道，即在衛(wèi)星平臺上集成現(xiàn)成的機(jī)架式服務(wù)器，用以處理、清理、聚合多源數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，主要服務(wù)對象是遙感類衛(wèi)星。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明在產(chǎn)品方面，該公司自主研發(fā)了適用于18英寸深服務(wù)器（如已在國際空間站上采用的HPEEL8000服務(wù)器）的衛(wèi)星平臺SatFrameTM445LE，未來可擴(kuò)展至支持36英寸服務(wù)器。與傳統(tǒng)衛(wèi)星設(shè)計不同，該公司的整個衛(wèi)星設(shè)計集成度更高，分為電源分系統(tǒng)、熱控分系統(tǒng)、19英寸的服務(wù)器支架、電子系統(tǒng)、5臺邊緣服務(wù)器以及通信陣列組成。圖13：與HPE合作開發(fā)的OrbitsEdgeSatFrame服務(wù)器資料來源：OrbitsEdge官網(wǎng)，天風(fēng)證券研究所資料來源：HPE官網(wǎng)，天風(fēng)證券研究所2.1.3.衛(wèi)星數(shù)據(jù)中繼服務(wù)探索1)NTT&SKYPerfectJSAT方案要點：衛(wèi)星和地面光通信+GEO軌道2022年日本最大運營商NTT和SKYPerfectJSAT（亞洲領(lǐng)先的衛(wèi)星運營商）共同成立了SpaceCompassCorporation，旨在推出第一個基于地球同步軌道（GEO）亞洲數(shù)據(jù)中繼服務(wù)，將利用Skyloom的尖端通信和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為快速增長的地球觀測(EO)市場提供實時、高容量、直接到云的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。兩家公司計劃于2024年在亞洲部署第一個網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)點，并預(yù)計到2026年擴(kuò)展GEO星座以提供額外的容量和全球覆蓋范圍。SpaceCompa計劃于2024年推出一項光學(xué)數(shù)據(jù)中繼服務(wù)用于地球觀測，衛(wèi)星和地面采用光通信的方式實現(xiàn)信息的傳輸。不同于Starlink采用的無線電波傳輸，SpaceCompass計劃采用光傳輸實現(xiàn)衛(wèi)星到地面的高容量、準(zhǔn)實時的數(shù)據(jù)傳輸，同時公司將穩(wěn)步增加配備先進(jìn)計算功能的衛(wèi)星數(shù)量，構(gòu)建高容量的空間通信/計算處理基礎(chǔ)設(shè)施。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明資料來源：NTT官網(wǎng)、天風(fēng)證券研究所資料來源：NTT官網(wǎng)、天風(fēng)證券研究所2)CloudConstellation方案要點：衛(wèi)星和地面無線波通信+LEO軌道Spacebelt數(shù)據(jù)安全服務(wù)（DSaaSCloudConstellation基于10顆低地球軌道（LEO）衛(wèi)星組成的網(wǎng)絡(luò)，旨在提供天基安全云數(shù)據(jù)存儲和全球連接服務(wù)。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明資料來源：SpaceBelt官網(wǎng)，天風(fēng)證券研究所2.1.4.天基&地基算力網(wǎng)絡(luò)銜接&融合1)AmazonGroundStation方案要點：地面接收?地面數(shù)據(jù)中心的銜接AWSGroundStation是一項完全托管的服務(wù)，可以通過地面站控制衛(wèi)星通信、處理數(shù)據(jù)和擴(kuò)展運營規(guī)模，而不必?fù)?dān)心構(gòu)建或管理自己的地面站基礎(chǔ)設(shè)施。用戶可以使用AWS地面站控制臺啟動AmazonEC2實例，識別需要與之通信的衛(wèi)星，并將命令傳輸?shù)叫l(wèi)星以安排未來的活動?；蛘邔崟r接收來自衛(wèi)星的批量任務(wù)數(shù)據(jù)，或異步在AmazonS3Bucket中接收數(shù)據(jù)。同時，AWS地面站天線位于完全托管的AWS地面站位置內(nèi)，并通過亞馬遜的低延遲、高度可靠、可擴(kuò)展和安全的全球網(wǎng)絡(luò)主干進(jìn)行互聯(lián)。下行鏈接并存儲在一個AWS區(qū)域中的數(shù)據(jù)可以通過全球網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到其他AWS區(qū)域，以便進(jìn)一步處理。AWSGroundStation提供我們的衛(wèi)星天線直接訪問AWS服務(wù)，以便更快、更簡單、更經(jīng)濟(jì)高效地存儲和處理下載的數(shù)據(jù)。這允許您將天氣預(yù)報或自然災(zāi)害圖像等用例的數(shù)據(jù)處理和分析時間從小時減少到分鐘或秒。資料來源：AWS官網(wǎng)、天風(fēng)證券研究所2)GoogleCloud方案要點：谷歌云?優(yōu)化天地通信&助力Starlink地面站建立SpaceX將依托谷歌數(shù)據(jù)中心的功能開始建立Starlink地面站，從而通過谷歌云將迄今為止發(fā)射到軌道的多顆Starlink衛(wèi)星的數(shù)據(jù)安全、低延遲和可靠地傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)邊緣位置。2021年5月13日，谷歌云和SpaceX宣布建立新的合作伙伴關(guān)系，在網(wǎng)絡(luò)邊緣為客戶提供數(shù)據(jù)、云服務(wù)和應(yīng)用程序，利用Starlink在世界各地提供高速寬帶互聯(lián)網(wǎng)的能力和谷歌請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明云的基礎(chǔ)設(shè)施。谷歌云的高容量專用網(wǎng)絡(luò)將支持Starlink全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的交付，為企業(yè)和消費者帶來與云和互聯(lián)網(wǎng)的無縫連接，并能夠向幾乎任何位置交付關(guān)鍵的企業(yè)應(yīng)用程序。3)AzureOrbitalGroundStation方案要點：Azure?衛(wèi)星地面服務(wù)站低延遲連接AzureOrbitalGroundStation在衛(wèi)星和Azure之間提供低延遲連接。通過地面站網(wǎng)絡(luò)、云調(diào)制解調(diào)器以及遙測、跟蹤和控制功能的全球合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)擴(kuò)大衛(wèi)星通信覆蓋范圍。用戶可以通過直接云鏈接加快數(shù)據(jù)處理速度，通過廣泛的合作伙伴網(wǎng)絡(luò)連接衛(wèi)星，依靠靈活和安全增強(qiáng)的地面站從您的衛(wèi)星發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，并使用加速軟件調(diào)制解調(diào)器無縫處理數(shù)據(jù)。圖19：AzureOrbitalG資料來源：Microsoft官網(wǎng)，天風(fēng)證券研究所a)全球主要科技巨頭&初創(chuàng)公司針對太空數(shù)據(jù)中心布局&進(jìn)展名稱類型概況描述產(chǎn)品布局合作廠商時間節(jié)點融資微軟Azure微軟的公用云端CloudService)平臺，是微軟在線服務(wù)Services)的一AzureOrbital軌道Azure之間提供低延遲連接。通過地面站網(wǎng)絡(luò)、云調(diào)制解調(diào)器以及遙測、跟蹤和控制功能的全球合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)擴(kuò)展衛(wèi)星下載數(shù)據(jù)并將其直接快速引入AI和Azure數(shù)據(jù)分析等Azure還可以利用KSAT等行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者提供的豐富的合作伙伴選項生態(tài)系使用加速軟件調(diào)制解調(diào)器無縫處理星圖像和高程數(shù)據(jù)引入Azure：提供其SPOT1.5m、Pléiades50cm和PléSTEngineeringiDirect的衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器供應(yīng)商之一的iDirect建立虛擬化合作伙伴關(guān)系，協(xié)作將STEngineeringiDirect的衛(wèi)星通信解決方案作為虛擬調(diào)制解調(diào)器引入Azure，為客Esri（2021為Azure客戶帶來專用的SaaS產(chǎn)品ArcGISImage，從而實現(xiàn)近實時星載數(shù)據(jù)的端到端地理空間數(shù)據(jù)管Blackshark.ai（2021大規(guī)模引入Blackshark.ai的高級地理空間智能和球上和地球上正在發(fā)生的事情，在GO平臺。借助Azure上的GO，企業(yè)動KSAT:天線ViaSat和USEI:地面站2020發(fā)布AzureSpace2021發(fā)布SpaceEye，由MicrosoftResearch基于Azure構(gòu)建，是一個基于AI的系統(tǒng)，可為地球生成每日無云光學(xué)和2021通過利用微軟的圖靈研究，使用衛(wèi)星圖像并將分辨率提高到與航空相媲美，極大地幫助人類感知高空圖像，以增強(qiáng)全球范圍內(nèi)的Bing地圖，涵蓋所有用戶請求的50%亞馬遜AWS個人、企業(yè)和政府提供按需即用云計算平臺以及應(yīng)用程序接口，并按照使用量計費。這些云計算Web服務(wù)通過亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的服務(wù)器集群提AmazonWebServices(AWS)幫助商業(yè)和政府客戶建造衛(wèi)星、進(jìn)行太空和發(fā)射操作，以及重新構(gòu)想太空探索。我們可靠的全球基礎(chǔ)設(shè)施和無與倫比的云服務(wù)組合使AWS令私營和公共部門的組織研究與探索：以專為自動化、物聯(lián)星數(shù)據(jù)并連接到AWS網(wǎng)絡(luò)。宣布與云平臺AmazonWebServicesEMEASARL（AWS）簽署意向書，以探索為全球客戶提供基于云的連接和創(chuàng)新服請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明供分布式計算處理能力和軟件工能夠處理空間集合并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，使全球客戶可以操作和訪問這些數(shù)據(jù)，并重新定義組織如何轉(zhuǎn)變網(wǎng)和可擴(kuò)展性而設(shè)計的云技術(shù)為基Kuiper項目是亞馬遜的一項計劃，屬于同一設(shè)備和服務(wù)部門亞馬遜在低地球軌道上建造、部署和運營衛(wèi)星群，旨在為世界各地目前未獲得傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)和通信選項服務(wù)或服務(wù)不足的社區(qū)提供快速、負(fù)擔(dān)得起衛(wèi)星發(fā)送客戶數(shù)據(jù)和從衛(wèi)星接收客測、跟蹤和控制(TT&C)天線。全球網(wǎng)絡(luò)將這些網(wǎng)關(guān)天線連接到互聯(lián)道(LEO)運行，并在我們的網(wǎng)關(guān)天客戶終端是ProjectKuiper客戶將天線和處理器組合成一個緊湊的亞馬遜于2018年開始通信委員會(FCC)授予準(zhǔn)備在2023年初發(fā)射AMD（未開展衛(wèi)星云計算）半導(dǎo)體公司，提GPU技術(shù)AMD是高性能和自適應(yīng)計算的領(lǐng)導(dǎo)者，為定義數(shù)據(jù)中心、人工智能、個人電腦、游戲、通信和汽車的未來的產(chǎn)品和服務(wù)提處理器工具、圖形工具、FPGA和自適應(yīng)SoC、評估板和套件、加速器亞馬遜AWSEC2、MicrosoftAzure、惠普、HPE前身為惠普公司的企業(yè)級產(chǎn)品部門，2015年11月由惠普公司中拆分成立。為大型企業(yè)與中小型企業(yè)，針對云端及服務(wù)器等設(shè)備，為企業(yè)用戶提供電腦硬件制借助HPEGreenLake邊緣到云平臺加速用戶的數(shù)據(jù)優(yōu)先現(xiàn)代化，該平臺將云帶到應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)所在的任何地數(shù)據(jù)存儲：通過HPEGreenLakeforStorage為您的所有應(yīng)用程序高性能計算：借助HPE的HPC軟件：HPEEzmeral，專門為數(shù)據(jù)科學(xué)和分析工作負(fù)載構(gòu)建的混合云容器平臺以及用于數(shù)據(jù)科學(xué)工作流的內(nèi)置持久存儲層和MLOps，大計算、聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)支持臺連接到SpaceborneComputer-2，這（ISS）提供邊緣計算和AI功能。2017：HPE星載計算機(jī)成功到達(dá)太空并啟動2018：HPE星載計算機(jī)開放供國際空間站上的超2019：HPE星載計算機(jī)計算機(jī)移交給NASANTTSpaceCompass進(jìn)行衛(wèi)星云計算服務(wù)）電信公司、全球技術(shù)和商業(yè)解決通過業(yè)務(wù)運營為社會做出貢獻(xiàn)，將技術(shù)用于公益事業(yè)，幫助客戶加速增長并開發(fā)新的商業(yè)模式。這些服務(wù)包括針對網(wǎng)絡(luò)安全、應(yīng)用程序、工作場所、云、數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字業(yè)務(wù)咨特定業(yè)務(wù)需求和用例構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)(2022)NTT和SKYPerfectJSAT已同意建立一家合資公司SpaceCompass，以擴(kuò)大人類對太空的利用,將推出一個新穎2024：SpaceCompass將推出一項光學(xué)數(shù)據(jù)中繼服務(wù)，通過地球靜止軌道(GEO)衛(wèi)星向地面進(jìn)行高速傳輸。2025：SpaceCompass將使用高空平臺站(HAPS)在日本提2025：將在大阪世博會上展示NTT在太空中的高容量光通信技術(shù)，并計劃此后在全球部署其服OrbitsEdge提供衛(wèi)星總線、邊緣計算與數(shù)據(jù)OrbitsEdge的核心任務(wù)是提供空間邊緣的在軌虛擬化數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施，它具有敏捷性并能適應(yīng)新需求，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可操作LE：專為保護(hù)敏感硬件而設(shè)計的專Economy（2019）宣布已與惠普企業(yè)(HPE)簽署原始設(shè)備制造商(OEM)協(xié)議，托管HPEEdgelineConvergedEdgeSystems及其強(qiáng)化解決方案SatFrame，使商業(yè)航天Ramon.Space太空計算硬件與設(shè)計最先進(jìn)的太空彈性計算硬件和軟件高密度存儲的模塊化硬件和軟件構(gòu)建塊；從頭開始垂直設(shè)計，可承受LEO、MEO、GEO和深空環(huán)境中面向未來的商業(yè)模式和支持新的商SWAP-CLEOCloud（2021）太空初創(chuàng)公司Ramon.Space和LEOcloud合作創(chuàng)建了一個支持云的Ramon.Space聲稱它已經(jīng)開發(fā)了一個集緣計算和處理。LEOcloud使用紅帽基于用戶能夠在近地軌道(LEO)衛(wèi)星和地球Ramon.Space將為LEOcloud計劃中提供HPC功能、機(jī)器學(xué)習(xí)處理器和高密AxiomSpace太空基礎(chǔ)設(shè)施AxiomSpace為客世界上第一個商業(yè)空間站的建設(shè)正（2022）LEOcloud宣布與世界上第一家2016：成立2016種子輪800萬美（商業(yè)空間站）戶（包括航天機(jī)構(gòu)、商業(yè)空間站開發(fā)商AxiomSpaceInc.簽請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明開發(fā)商公司和個人）執(zhí)行國際空間站(ISS)任務(wù)。AxiomSpace（國際空間站的繼任者）的建設(shè)者和未來步和關(guān)鍵設(shè)計審查后，在ThalesAleniaSpace的合作伙伴開始對AxiomStation第一個模塊的主要AxiomSpace正準(zhǔn)備在2025年訂戰(zhàn)略合作協(xié)議(SCA)，以開發(fā)和提供基于空間的云服務(wù)。LEOcloud的SpaceEdgeⅢ基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)將際空間站的私人宇航員2018A輪500萬美2019A輪700萬美2022C輪5000萬美Lonestar月球數(shù)據(jù)中心公司Lonestar從世界上最終的異地備份位置（月球）為客戶提供優(yōu)質(zhì)的安全不可變存通過為關(guān)鍵數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施和邊緣處文件來實現(xiàn)寬帶通信。2021年12月與Canonical和Redwire合作在國際空間站上進(jìn)行的開創(chuàng)（2022）Lonestar已簽約對IntuitiMachines的IM-1任務(wù)執(zhí)行一系列高級SkyCorpe-DroneZero是一款功能強(qiáng)大、SierraSpace太空平臺（空間SierraSpace致力于為不斷發(fā)展的太空經(jīng)濟(jì)開發(fā)和實施下一chaser：根據(jù)NASA的商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)2(CRS-2)合同，追夢者號將提供至少七次往返空間站的貨運服運送重達(dá)5,500公斤的加壓和非科學(xué)實驗并返回地球。LIFE（大型集成柔性環(huán)境）棲息地根據(jù)NASA的商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)2(CRS-2)Skyloom光通信公司、太星載通信還停留在撥號時代。這就是我們建立地球上第一家太空電信公司的原因。光學(xué)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)從根本上提高了近地軌道的速度和可用性，無論您是在觀察地球點為LEO星座及其他星座提供低（2022）Skyloom和SpaceCompass（NTT和SKYPerfectJSAT新成立的（GEO）)亞洲數(shù)據(jù)中繼服務(wù)，將利用Skyloom的尖端通信和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為快速增長的地球觀測(EO)市場提供實時、高容量、直接到云的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。2019種子輪300萬美2019風(fēng)投資料來源：Azure官網(wǎng)，AWS官網(wǎng)，IBM官網(wǎng)，AMD官網(wǎng)，HPE官網(wǎng)，NTT官網(wǎng)，OrbitsEdge官網(wǎng)，Ramon.Space官網(wǎng)等，天風(fēng)證券研究所整理制表3.1.現(xiàn)階段衛(wèi)星行業(yè)硬件設(shè)備市場占比高，遠(yuǎn)期看服務(wù)類收入彈性更大目前衛(wèi)星行業(yè)中硬件設(shè)備市場規(guī)模更大，但是長期看服務(wù)類市場彈性更大。2021年全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模為2790億美元，其中衛(wèi)星服務(wù)（通信、遙感等）對應(yīng)的市場規(guī)模為1183億美元（占比42%地面設(shè)備（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GNSS、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、大眾消費設(shè)備）對應(yīng)的市場規(guī)模為1420億美元（占比51%衛(wèi)星制造對應(yīng)的市場規(guī)模為137億美元（占比5%衛(wèi)星發(fā)射對應(yīng)的市場空間為57美元（占比2%）。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明資料來源：SIA《StateoftheSatelliteIndustryReport》、天風(fēng)證券研究所3.2.太空數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)先行931122資料來源：cnbc，亞馬遜官網(wǎng)，ses官網(wǎng)，spacenews，oneweb官網(wǎng)，天風(fēng)證券研究所（僅按目前已經(jīng)披露的衛(wèi)星發(fā)射計劃估計，具體發(fā)射節(jié)奏為我們估計，后續(xù)亦可能持續(xù)新增發(fā)射計劃或?qū)υ邪l(fā)射計劃進(jìn)行調(diào)整）1資料來源：IDC圈公眾號，界面新聞網(wǎng)，cnbc，亞馬遜官網(wǎng)，ses官網(wǎng)，spacenews，oneweb官網(wǎng)，天風(fēng)證券研究所（單顆衛(wèi)星成本為我們參考spaceX單顆衛(wèi)星成本估計，實際不同廠商可能存在一定差異性，單顆衛(wèi)星配套服務(wù)器成本為我們按照地面大型數(shù)據(jù)中心估計與實際情況可能存在一定差異，配套數(shù)據(jù)中心衛(wèi)星占比為我們估計，與實際配套建設(shè)節(jié)奏可能存在一定差距）3.3.太空數(shù)據(jù)中心云計算服務(wù)長期成長空間廣闊短期太空數(shù)據(jù)中心云計算服務(wù)對應(yīng)市場空間受算力&存儲容量限制，長期看伴隨著太空數(shù)據(jù)規(guī)模增長+太空云計算基礎(chǔ)設(shè)施逐步完善，服務(wù)市場長期成長空間廣闊。根據(jù)NSR的《衛(wèi)星云計算第3版》報告預(yù)測，2021-2031年衛(wèi)星/航天行業(yè)的基于云的服務(wù)將有機(jī)會獲得310億美元的累計收入，數(shù)據(jù)下行鏈路、衛(wèi)星云服務(wù)有望成為兩大重要市場，預(yù)計到2031年收入體量有望達(dá)到31/20億美元。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明資料來源：APSCC，NSR，天風(fēng)證券研究所3.4.太空數(shù)據(jù)中心建設(shè)帶動產(chǎn)業(yè)鏈價值分布重塑太空數(shù)據(jù)中心建設(shè)帶動數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)鏈價值量重新分布：1）地面數(shù)據(jù)中心：①上游主要包括：底層基礎(chǔ)設(shè)施（供配電系統(tǒng)、散熱制冷系統(tǒng)）+IT及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（交換機(jī)、服務(wù)器、存儲）+軟件服務(wù)廠商提供數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)+土建方+網(wǎng)絡(luò)運營商；②中游主要是服務(wù)商（電信運營商、第三方中立IDC服務(wù)商、云計算廠商③下游主要是數(shù)據(jù)中心的使用者2）太空數(shù)據(jù)中心：①上游主要包括：底層基礎(chǔ)設(shè)施（太陽能電池板+動力系統(tǒng)）+IT及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（交換機(jī)、服務(wù)器、存儲）+軟件服務(wù)廠商+土建系統(tǒng)（太空數(shù)據(jù)中心建設(shè)以智能制造為主/衛(wèi)星發(fā)射前搭載核心計算&存儲平臺）+地面站建設(shè)；②中游為服務(wù)商（衛(wèi)星通信運營商+地面云計算廠商③下游主要是數(shù)據(jù)中心的使用者。資料來源：中國信息通信研究院、天風(fēng)證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明資料來源：NSR，天風(fēng)證券研究所衛(wèi)星通信運營商：2021年1713顆衛(wèi)星發(fā)射，其中82%用于商業(yè)衛(wèi)星通信。低軌互聯(lián)網(wǎng)星座保持大規(guī)模部署態(tài)勢，其中SpaceX發(fā)射了989顆Starlink衛(wèi)星，Oneweb發(fā)射了284顆衛(wèi)星。據(jù)《2022年《衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)狀況報告》發(fā)布》，預(yù)計到2026年，衛(wèi)星通信行業(yè)總理論容量將達(dá)到219Tbit/s，其中91%來自低地球軌道（LEO5%來自中地球軌道（MEO4%來自地球同步軌道（GEO總可銷售容量將達(dá)到113Tbit/s。其中SpaceX公司占57%的市場份額，其次是亞馬遜·柯伊伯公司（AmazonKuiper）占23%，歐洲衛(wèi)星公司（SES）占8%。資料來源：UCSSatelliteDatabase，天風(fēng)證券研究所地面云服務(wù)廠商：太空數(shù)據(jù)中心需要與地面算力網(wǎng)絡(luò)充分銜接，目前全球云計算龍頭谷歌、亞馬遜、微軟布局/合作全球領(lǐng)先衛(wèi)星同行運營商，亞馬遜旗下Kuiper提供衛(wèi)星通信服務(wù)，微軟、谷歌和全球衛(wèi)星通信龍頭SpaceX合作，地面云服務(wù)廠商龍頭地位有望持續(xù)強(qiáng)化。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明資料來源：Gartner，界面新聞，天風(fēng)證券研究所核心計算平臺制造廠商：太空數(shù)據(jù)中心建設(shè)上游主要包括底層基礎(chǔ)設(shè)施（太陽能電池板+電力系統(tǒng)）+IT及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（交換機(jī)、服務(wù)器、存儲）+軟件服務(wù)廠商+土建系統(tǒng)（太空數(shù)據(jù)中心建設(shè)以智能制造為主/衛(wèi)星發(fā)射前搭載核心計算&存儲平臺硬件核心為計算平臺（集成CPU、GPU、DSP、存儲、能源供給系統(tǒng)等主要功能為信息的處理和存儲，我們認(rèn)為和現(xiàn)有的地面數(shù)據(jù)中心服務(wù)器供應(yīng)鏈重合度較高，服務(wù)器OEM/ODM廠商有望成為太空數(shù)據(jù)中心核心計算平臺制造主要參與者。資料來源：芯八哥公眾號，天風(fēng)證券研究所資料來源：芯智訊公眾號，天風(fēng)證券研究所4.服務(wù)器為太空數(shù)據(jù)中心核心硬件服務(wù)器承擔(dān)數(shù)據(jù)處理的核心功能，為地面數(shù)據(jù)中心建設(shè)主要成本構(gòu)成，占數(shù)據(jù)中心成本比重約為70%，用于運算和存儲的芯片占服務(wù)器總成本的比重超過50%。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明u服務(wù)器u存儲設(shè)備u網(wǎng)絡(luò)設(shè)備u安全設(shè)備u光模塊/光纖/網(wǎng)線等資料來源：中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)，IDC，天風(fēng)證券研究所80%60%40%20% 資料來源：中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)，IDC，天風(fēng)證券研究所HPESpaceBorneComputer(SBC),驗證了商用超級計算機(jī)應(yīng)用在太空衛(wèi)星應(yīng)用的可能性，同時HPEEL8000也是OrbitsEdge衛(wèi)星平臺計算核心。2017年，HPE和NASA向太空發(fā)射了首個商用現(xiàn)成計算機(jī)系統(tǒng)星載計算機(jī)（SpaceBorneComputer(SBC)）,實證證明，SpaceBorne在國際空間站上的整個時間里都在全面運作。它在計劃內(nèi)和計劃外的停電以及其他惡劣的太空條件(如零重力和不可預(yù)測的輻射水平)中幸存下來。它不僅在207天內(nèi)每秒成功執(zhí)行了超過1萬億(1萬億次浮點運算)的計算，而且無需重新設(shè)置。HPESBC-2于2021年2月20日在NorthropGrumman的CRS-15任務(wù)中發(fā)射升空,它以首次研究的成功為基礎(chǔ),帶來了ISS前所未有的先進(jìn)計算系統(tǒng),它更深入地探索如何通過使用我們在地球上使用的現(xiàn)成商用計算機(jī)系統(tǒng)來加速太空探索,而無需昂貴、耗時或笨重的輻射屏蔽。HPESBC-2組件包括：1)HPEEdgelineConvergedEdgeSystem：為太空探索者提供支持GPU的人工智能(AI)和機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)功能，該系統(tǒng)專為邊緣的惡劣操作環(huán)境而設(shè)計；2)HPEProLiant服務(wù)器：憑借HPE最通用的產(chǎn)品無與倫比的性能、安全性和智能自動化,推動下一波太空數(shù)字化轉(zhuǎn)型浪潮行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)架優(yōu)化的服務(wù)器；3)適用于Linux的HPEServiceguard：通過完全自動化、經(jīng)過驗證的高可用性(HA)和災(zāi)難恢復(fù)(DR)解決方案確保24x7應(yīng)用程序可用性，該解決方案可以防止故障并實現(xiàn)無停機(jī)維護(hù)和升級。HPESpaceBorneComputer主要硬件配置：1）intelCPU；2）英偉達(dá)GPU；3）鎧俠閃請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明資料來源：HPE官網(wǎng)、天風(fēng)證券研究所4.1.1.計算—商用CPU&GPU可用于空間計算，處理器創(chuàng)新有望提升耐用性太空環(huán)境下工作的計算芯片通常需要進(jìn)行抗輻射處理。否則太空中的電離輻射和宇宙射線會讓CPU工作異常，除了特殊處理還需要經(jīng)過更多年的測試才能最終獲得太空飛行的認(rèn)證?？破罩袊榻B：芯片實現(xiàn)抗輻射性能主要有兩種方式，一是工藝加固，通過改變芯片的制造材料和工藝條件，降低芯片對輻射的敏感度，需要建設(shè)投資巨大的專用工藝線。二是設(shè)計加固，即在芯片設(shè)計階段，通過各種巧妙的方法，使成品后的芯片具有阻隔、吸收、分流、掩蔽、猝熄等將輻射產(chǎn)生的危害化于無形的能力，這種方式無需專用工藝線。搭載intelCPU芯片和NvidiaGPU芯片的HPE商用超級計算機(jī)HPESpaceBorneComputer(SBC)，在NASA空間站的順利運行一定程度上證明了地面商用芯片可用太空數(shù)據(jù)中心的計算。部分初創(chuàng)企業(yè)采用搭載獨有芯片設(shè)計的計算平臺以應(yīng)對復(fù)雜空間環(huán)境下的高輻射水平和極端溫度。來自以色列的公司Ramon.Space通過將類似地球的計算基礎(chǔ)設(shè)施帶入太空，使用空間彈性計算技術(shù)為當(dāng)今的空間先驅(qū)提供計算、存儲和連接能力，其核心是一個軟件驅(qū)動的、低功耗、可靠且耐用的計算平臺。該計算平臺的軟件驅(qū)動系統(tǒng)由其獨特的AI/ML處理器提供支持，能夠在太空中實現(xiàn)類似地球的計算能力。其計算的工作流可以分為地上和太空兩個組成部分：1)地上：先對AI/ML模型進(jìn)行解析并提取模型參數(shù)，并存儲為模型中間態(tài)（MIF）和參數(shù)中間態(tài)（PIF地上系統(tǒng)對其并行化和優(yōu)化后得到模型任務(wù)態(tài)（MTF）和參數(shù)任務(wù)態(tài)（PTF這一步是根據(jù)已有的RC64（Ramon.Space自研的機(jī)器學(xué)習(xí)DSP處理器）芯片數(shù)以及核數(shù)優(yōu)化的，這樣做的目的是為了下一步得到同一任務(wù)的并行實例/任務(wù)平行線代碼;2)太空：將MTF和PTF發(fā)射到太空后，這個實例會傳入到參數(shù)化的通用層，與其他通用層構(gòu)成整個系統(tǒng)代碼。計算平臺輸入接收到的或者之前存儲的數(shù)據(jù)，通過已經(jīng)存在的解釋器運行該模型，得到輸出結(jié)果。以運行VGG-19模型為例，在該計算平臺所搭有的RC64芯片處理下，其運行時間、速度和功率等參數(shù)與地面上的NvidiaJetsonNano計算平臺性能十分接近。請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明資料來源：Zenodo，天風(fēng)證券研究所4.1.2.存儲——商用Flash可用于太空存儲，MRAM有望成為新選擇閃存存儲設(shè)備會面臨宇宙輻射帶來的信息誤讀，通過模塊化冗余（信息的多重備份）可以提升存儲的可靠性。宇宙輻射導(dǎo)致的單粒子翻轉(zhuǎn)（SEU）或單粒子閂鎖（SEL）會損害太空存儲設(shè)備，也可能會導(dǎo)致浮柵層的電荷數(shù)變化導(dǎo)致讀取的錯誤。通常采用三重模塊化冗余(TMR)來提高可靠性。這增加了設(shè)計的復(fù)雜性,因大系統(tǒng)存儲了三個數(shù)據(jù)副本(密度的三倍)。易失性存儲器DRAM和SRAM設(shè)備會面臨宇宙輻射帶來的設(shè)備短路，可通過循環(huán)供電進(jìn)行恢復(fù)。太空輻射對DRAM&SRAM最主要的影響來自于SEL：太空輻射中的帶電粒子在穿過設(shè)備中的電流路徑時，會產(chǎn)生電子-空穴對，這些沉積的電荷與NPN、PNP晶體管相互作用，從而形成可控硅整流器（SCR）或晶閘管結(jié)構(gòu)，造成設(shè)備的短路。這種結(jié)構(gòu)形成了一個反饋回路只能通過循環(huán)供電來恢復(fù)。資料來源：Avalanchetechnology《AvalancheAerospaceWhitepaper》，天風(fēng)證券研究所資料來源：Avalanchetechnology《AvalancheAerospaceWhitepaper》，天風(fēng)證券研究所Ramon.Space自研超高密度存儲記錄器NuStream：用于數(shù)據(jù)驅(qū)動的空間應(yīng)用和空間服務(wù)，采用內(nèi)部抗輻射技術(shù)構(gòu)建，具有1TB的高容量、高數(shù)據(jù)速率和優(yōu)化的SWaR，可提供可靠且強(qiáng)大的解決方案。NuStream使用由Ramon.Space內(nèi)部RC64處理器控制的VirtualRadiationShield”實現(xiàn)的流技術(shù)和輻射耐受性提供并行多傳感器記錄。資料來源：Ramon.Space官網(wǎng)，天風(fēng)證券研究所參數(shù)大小10cm10cm最小存儲產(chǎn)品(LEO)1TB使用年限(LEO)5年最小存儲產(chǎn)品(GEO)100TB~1PB使用年限(GEO)20~30年資料來源：zenodo，天風(fēng)證券研究所基于NANDFlash固態(tài)硬盤可用于太空存儲。HPE星載計算機(jī)-2計劃在用于研究實驗的請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明HPEEdgeline融合邊緣系統(tǒng)和HPEProLiant服務(wù)器中采用了Kioxia固態(tài)硬盤。Kioxia提供了基于NAND閃存的固態(tài)硬盤，包括KioxiaRM系列ValueSAS和KioxiaXG系列NVMe固態(tài)硬盤，以支持這些解決方案。這些基于閃存的SSD比傳統(tǒng)的硬盤驅(qū)動器存儲更適合承受外層空間的功率、性能和可靠性要求，因為它們沒有移動部件，不易受電磁波影響并提供更快的性能。MRAM采用自旋態(tài)作為信息存儲載體，不受輻射粒子引起的SEU&SEL的影響，有望成為太空數(shù)據(jù)中心存儲新選擇。在半導(dǎo)體器件內(nèi)離子有效LET值測試中，MRAM磁性存儲器可以在LTE值為85.4MeV.cm^2/mg下不發(fā)生SEU效應(yīng)，而這也是DRAM和SRAM發(fā)生SEU故障的LTE值的兩倍之多。同時MARM支持Flash的非易失性和SRAM的讀寫速度，因此使用MARM設(shè)計的系統(tǒng)可以有效減少故障模式并同時簡化設(shè)計。資料來源：Avalanchetechnology《DATACENTERSINSPACE》，天風(fēng)證券研究所資料來源：YOLEdepartment，天風(fēng)證券研究所4.2.在軌數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施—提供能源&輻射防護(hù)&結(jié)SatFrame是?個星載