克雷西 發自 凹非寺
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太空算力的競賽，已經變成了一場真實的軍備競賽。

馬斯克判斷，到2032年，太陽能驅動的太空AI衛星，將成為全球成本最優的算力方案。

英偉達CEO黃仁勛今年三月的判斷，也從某種程度上給這場競賽定了性——任何生成數據的地方，都必須有智能存在。

兩大巨頭出手之后，太空算力的戰場被推到了前所未有的高度，但太空計算面臨的工程挑戰，依然比地面殘酷得多。

沒有空氣對流，芯片散不了熱；宇宙中存在高能粒子，隨時可以讓芯片出錯……

而在上海，一家專注AI光計算系統的公司——光本位科技——另辟蹊徑，用光計算直接繞開了這些難題。

光本位科技目前已經與東方天算聯合，啟動了全球首顆天基光計算衛星全球首個天基光計算載荷研制，這也是光本位科技首次將光計算帶入太空工程化應用場景。

國內外計算衛星（由AI輔助生成）

另一邊的馬斯克，也被曝出新動向——其手下的SpaceX公司正在考慮收購光模塊公司Mesh。

被馬斯克看中的Mesh，主營業務就是規?；慨a光收發器，以用于提高AI數據中心的通信效率，進而提質增效。

而光本位和東方天算的計劃比后來的馬斯克更進一步——相比Mesh集中注意力關注通信環節，前者已經把目光投向計算本身了。

光計算為什么天然適合太空

太空算力競賽中，芯片面臨的挑戰比地面嚴苛得多，計算載荷要跨過三道坎——輻射、散熱、功耗

傳統電子芯片依賴電荷存儲與硅基晶體管工作，而太空中充斥著大量宇宙高能粒子。

高能粒子一旦擊中芯片，就會引發單粒子翻轉、單粒子閂鎖等效應，導致計算出錯乃至器件失效。

光計算芯片則從根本上繞開了這道坎。

光計算以光子作為載體來承載計算信息，光子本身不帶電荷，天然免于高能粒子沖擊的直接干擾，無需特殊的輻射防護設計。

散熱是第二道坎，也是最棘手的一道。

傳統電子芯片在工作時，電子在導線中的傳輸與晶體管的開關必然產生熱量，而AI任務對數據搬運與計算有極大需求，這使得電子芯片的功耗和發熱量居高不下。

太空是真空環境，沒有空氣對流，只有熱傳導和熱輻射兩種散熱途徑。

散熱條件的嚴苛限制，極易導致傳統芯片降頻甚至失效。

光計算芯片的工作方式與此截然不同，光在波導中傳播完成計算，這個過程幾乎不產生熱量

第三道坎是功耗。

衛星在軌運行時高度依賴太陽能帆板供電，進入軌道陰影期后僅靠星載電池維持，能源供給極為有限。

高算力芯片的能耗越大，所需太陽能帆板的面積就越大，進而推高衛星的重量、體積與發射成本。

光計算芯片靜態功耗理論上趨近于零，與衛星能源受限的嚴苛約束天然契合，算是繞開了這道坎的一半。

光計算的抗輻射、低發熱、低功耗這三項特性，在太空環境中是有助于太空計算直接跨越初期階段技術障礙的“殺手锏”。

跨過了這三道坎，光計算在太空場景中還有一項電計算難以企及的系統級優勢——

同等載荷重量下，光計算能跑出更高的算力總量。

把地面數據中心搬上天，核心約束是載荷的重量和體積。

傳統服務器的整套架構都是為地面形態設計的，將算力送上天，算力芯片、存儲、CPU以及配套的散熱系統、抗輻照屏蔽層……每一個部件都要占用寶貴的載荷空間，導致能夠真正用于計算的空間所剩無幾。

英偉達給出的應對思路是將CPU與GPU整合在一塊，以極小的尺寸和重量實現相對可觀的算力，Space-1 Vera Rubin模組正是這一思路的延續。

但光計算能夠走得更遠。

由于光計算芯片本身低發熱、低功耗，所需的配套散熱結構和能源系統可以做得更輕、更小，在同等重量的載荷中，光計算能夠容納更多的算力。

因此，在相同能源供給和散熱條件下，光計算實現的算力總量高于電計算

光計算在太空場景的三大優勢（由AI輔助生成）

在光本位科技研究院副院長蒲華楠看來，這種優勢背后有著深刻的內生動力。

電計算芯片的性能進步，長期以來依賴微縮制程——在相同面積上集成更多晶體管，通過更細的連線提升運算密度。

然而，這條路有物理極限，當晶體管的柵極間距縮小到一定程度，量子隧穿效應就會不可避免地出現。

電子會穿透理論上不可逾越的勢壘，導致漏電和計算錯誤，這是電計算在物理層面無法繞開的天花板。

光計算走的是一條完全不同的路。

光計算芯片的制備不依賴極紫外光刻機主導的先進制程體系，現有的45納米以上乃至亞微米級制程就能滿足光計算芯片的制備需求

光計算算力的提升，依靠的是光計算規模的擴大，以及對光子本身具備的波長、偏振、光學模式等多重復用維度的充分利用。

在這條路徑上，光計算的發熱量和功耗保持平穩，成本可以得到有效控制，算力的天花板也遠未觸及。

光子破局，從地面到太空在軌推理

光子，是光計算的核心載體。

光計算的基本思路，是用光子替代電子來完成AI推理計算中最核心的部分，也就是大量的矩陣運算

光計算芯片的優勢在于，一次光線傳播就能同時完成一大批這樣的乘法運算，速度極快，且幾乎不產生熱量。

然而，放眼整個行業，大多數光計算方案與電計算相比，離真正可大規模、可通用、可穩定部署還有一定的差距。

其中最突出的問題有兩個：

• 一是存儲與計算仍然分離，AI推理時模型參數需要從外部存儲頻繁搬運到計算單元，存儲帶寬成為整個系統的瓶頸；
• 二是規?；衫щy，受限于硅光平臺在芯片尺寸、翹曲變形和互聯密度上的物理約束，傳統光計算方案擴展算力規模并不容易。

這兩道門檻，使得光計算距離電芯片那種成熟、完備的計算生態，仍有一段距離。

光本位科技的突破，正是從這兩道門檻切入的。

光本位科技是目前全球唯一一家同時實現了光子存內計算和玻璃基光計算的公司。

光子存內計算對AI推理有極大增益，大模型參數可以直接存儲在芯片內部，徹底省去了存儲與計算之間頻繁搬運數據的環節，計算延遲降至傳統光計算方案的十分之一

光本位科技光子存內計算架構

基于存內計算的技術路線，光本位科技研制出了全球最大算力密度的光計算芯片。

到目前為止，光本位科技的光計算芯片已經過多次流片驗證，并實現“開箱即用”，成為了真正打通行業鏈條與計算前后端的產品級應用。

光本位科技去年已推出第一代光電融合計算卡，第二代計劃于今年年內推出

在真實落地應用上，光本位科技去年完成了光電融合計算卡在金融垂類大模型上的部署應用，這是全球同類計算卡在大模型場景的首次落地。

在這個基礎上，光本位科技同時在推進一條更具顛覆性的技術路徑，選擇用玻璃替代硅作為光計算芯片的襯底，即將玻璃同時作為光路載體、封裝基底和大尺寸可制造平臺。

這種模式為大規模光互聯和光計算原生設計了一個更適合擴展的基底平臺，從根本上突破了硅光平臺在尺寸、翹曲和互聯上的限制

光本位科技多層封裝玻璃基光計算系統

但從地面到太空，蒲華楠認為“光計算還需要跨過一道工程化的坎”。

火箭發射階段震動極為劇烈，光學結構相比純電子芯片引入了更多封裝，芯片在高強度震動下的結構穩定性面臨額外考驗。

進入軌道之后，光計算系統還需要在真實太空環境下完成能源、熱控、通信的系統級驗證。

這正是光本位科技與東方天算聯合研制天基光計算載荷所要解決的問題。

雙方的分工也非常清晰。東方天算牽頭載荷研制、空間抗輻照加固、高效熱控、能源適配和在軌驗證的全流程工作，打通載荷研制一系統集成一衛星總裝一在軌驗證全鏈條能力。

光本位科技則提供光計算芯片架構、算力引擎和軟件生態支撐，是推動天基光計算工程化落地的核心技術支撐方。

目前，雙方聯合研制的光計算載荷所使用的光電融合計算卡單卡算力已達300 TOPS，支持INT8、FP8多精度推理，已經開展在軌環境試驗驗證。

在并不遙遠的未來，這套載荷將被正式送上天，在真實太空環境中完成在軌部署。

光算光聯，太空算力的下一張底牌

光本位科技與東方天算聯合研制的全球首顆天基光計算衛星，所承載的任務，遠比驗證一顆光計算芯片能否在太空正常運行更為深遠。

它要推動光計算載荷與星上能源、熱控、通信等各個子系統之間形成完整的系統級驗證，把天基計算從一條技術路線，真正推進到一條可驗證、可迭代的工程路線

在這顆衛星上，光本位科技承擔的是核心技術支撐的角色，具體包括光計算芯片架構、算力引擎和軟件生態支撐。

衛星送上天之后，光本位科技提供的這套技術底座將支撐在軌AI推理、星上大模型運行等場景，并通過與星間激光通信的協同，實現星內、星間的高效數據交互，為分布式天基算力網絡的構建提供算力支撐。

不過，光本位科技的目標遠不止于此。

蒲華楠表示，光本位科技要構建的，是從材料、封裝到光芯片、電芯片，從計算節點到節點互聯、再到完整軟件棧的全套光計算系統，從而給客戶提供基于實際需求的光算、光聯、光傳靈活組合的解決方案。

這條路徑與英偉達從單張GPU演進到集群級解決方案的邏輯相似，但底層技術路線截然不同。

放眼整個天基計算行業，當前的發展仍處于極早期階段，距離規?；虡I部署還有相當長的路要走。

技術驗證、系統集成、規模部署，每一個環節都還有大量工程難題有待突破。

星載平臺的供能資源受限、太空芯片的迭代周期、低成本規模入軌，這些都是天基計算從試驗走向商業化必須跨過的門檻。

只有天基計算的綜合成本低于地面計算，或者天基場景能夠提供地面無法替代的高價值服務，商業化的普及才有真正的驅動力。

太空算力的賽道才剛剛打開，計算芯片及系統選擇什么樣的技術路線，決定了未來算力星座的能力天花板。

電計算在制程極限面前逐漸觸頂，光算光聯或許正是這場競賽里繞開物理約束、走出差異化的一張關鍵牌