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1、 行業行業報告報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 1 電子電子 證券證券研究報告研究報告 2023 年年 03 月月 30 日日 投資投資評級評級 行業評級行業評級 強于大市(維持評級)上次評級上次評級 強于大市 作者作者 潘暕潘暕 分析師 SAC 執業證書編號:S1110517070005 俞文靜俞文靜 分析師 SAC 執業證書編號:S1110521070003 資料來源:聚源數據 相關報告相關報告 1 電子-行業專題研究:4D 毫米波雷達:平衡成本&性能的標配傳感器,自動駕駛再添新翼 2023-03-22 2 電子-行業投資策略:先周期復蘇后成長創新,抓
2、住內需和供給側拉動 2023-01-14 3 電子-行業深度研究:后智能手機時代光學看什么?光學標的未來誰能走出來?2022-08-25 行業走勢圖行業走勢圖 AI 新時代新時代算力需求算力需求高增長高增長,算力網絡建設,算力網絡建設有望有望奔向太空奔向太空 算力需求算力需求高增長高增長,算力網絡建設奔向天空,算力網絡建設奔向天空:我們認為商業衛星通信網絡基:我們認為商業衛星通信網絡基礎初步建立進入加速礎初步建立進入加速建設階段建設階段(SpaceX 首批首批 Starlink 2.0 衛星衛星 23 年年 2 月月發發射射+亞馬遜亞馬遜 Kuiper 首批衛星預計首批衛星預計 23 年發射年
3、發射)+以以 ChatGPT 為為代表的新興代表的新興AI 應用應用帶動算力需求帶動算力需求高增長高增長+算力資源成為科技競賽戰略性資源算力資源成為科技競賽戰略性資源,太空數據,太空數據中心建設有望迎來從中心建設有望迎來從 0 到到 1 突破突破的黃金機遇期。的黃金機遇期。太空數據中心是指在太空中運行的數據中心,太空數據中心是指在太空中運行的數據中心,可可提供數據存儲、處理和傳提供數據存儲、處理和傳輸等服務輸等服務,太空數據中心可建設在衛星,太空數據中心可建設在衛星/空間空間站站,目前空間站商業化尚未大,目前空間站商業化尚未大規模啟動,以衛星為基礎的太空數據中心為主流方案規模啟動,以衛星為基礎
4、的太空數據中心為主流方案。太空數據中心建設有助于:1)降低數據中心能耗(利用太陽能&空間低溫環境);2)提高太空數據的利用效率和傳輸速率,減少衛星和地面間傳輸的數據容量;3)提高低軌衛星全生命周期經濟效益產出(信息的傳輸信息的處理&存儲)??萍季揞^(科技巨頭(SpaceX,Amazon,NTT 等等)&太空太空初創公司(初創公司(LeoCloud、Ramon.Space、OrbitsEdge、Cloud Constellation等等)積極加碼空間算力積極加碼空間算力網絡建設網絡建設有望帶動太空數據中心建設加速。有望帶動太空數據中心建設加速。目前主要技術路徑為低軌通信衛星搭載計算平臺(HPE
5、EL8000 服務器、Ramon.Space 等計算平臺)。HPE EL8000 服務器為地面商用邊緣計算平臺,Ramon.Space 專門用于衛星在軌的數據處理和存儲,主要能源供給方式為太陽能,衛星間采用激光鏈路通信,衛星和地面間采用無線電波通信。太空數據中心太空數據中心對應市場空間包括硬件對應市場空間包括硬件/基礎設施基礎設施建設建設+太空數據中心云服務太空數據中心云服務市場,硬件先行,服務有望打開長期成長空間。市場,硬件先行,服務有望打開長期成長空間。我們預計 2027 年太空數據中心對應的硬件設備市場空間為 366.3 億美元,NSR 預計 2021-2031 年衛星云服務能夠累計創造
6、 310 億美元收入。服務器承擔數據處理和存儲功能為太空數據中心核心硬件。服務器承擔數據處理和存儲功能為太空數據中心核心硬件。計算芯片和存儲芯片為服務器重要組成(成本占比超過 50%),空間環境應用對于太空數據中心芯片提出差異化應用要求,目前商用 GPU&CPU&Flash 可用于太空數據中心服務器但整體可靠性&耐輻射特性需要進一步驗證&強化。專用計算芯片創新、MRAM 等技術有望為太空數據中心服務器芯片提供新的選擇。投資建議:建議重點關注:投資建議:建議重點關注:1)空間算力網絡建設帶動的服務器需求:)空間算力網絡建設帶動的服務器需求:AI服務器龍頭:工業富聯;服務器服務器龍頭:工業富聯;服
7、務器 PCB:鵬鼎控股;先進封裝:長電科技、:鵬鼎控股;先進封裝:長電科技、通富微電、華天科技;企業級存儲:江波龍通富微電、華天科技;企業級存儲:江波龍(計算機團隊聯合覆蓋)、兆易(計算機團隊聯合覆蓋)、兆易創新、瀾起科技等;創新、瀾起科技等;2)低軌道衛星服務供應商:復旦微電、國光電氣)低軌道衛星服務供應商:復旦微電、國光電氣(軍(軍工工團隊團隊覆蓋)覆蓋)、紫光國微、中國衛通、中國衛星等、紫光國微、中國衛通、中國衛星等 風險提示:核心硬件技術進展不及預期、太空數據中心建設進度不及預期、衛星間技術通信進度不及預期、AI 行業應用&算力需求增長不及預期、主觀測算風險 -23%-19%-15%-
8、11%-7%-3%1%5%2022-032022-072022-11電子滬深300 行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 2 內容目錄內容目錄 1.算力需求高增長,算力網絡建設奔向太空算力需求高增長,算力網絡建設奔向太空.5 1.1.太空數據中心是什么?.5 1.2.為什么要建設太空數據中心?.5 1.3.核心技術要求低時延&抗輻射.6 1.3.1.通信要求低時延.6 1.3.2.硬件要求抗輻射.7 1.4.為什么我們認為現在開始需要關注太空數據中心?.8 1.4.1.SpaceX Starlink 2.0 23 年已經開始第一批發射.8 1.4.
9、2.云計算龍頭亞馬遜 Project Kuiper 首批低軌道衛星預計 23 年年內發射.8 1.4.3.以 ChatGPT 為代表的新興 AI 應用驅動新一輪算力建設景氣周期.9 2.通信衛星搭載計算平臺為太空數據中心主要方案通信衛星搭載計算平臺為太空數據中心主要方案.9 2.1.太空初創企業&科技巨頭多環節參與空間算力網絡建設.9 2.1.1.網絡基礎設施建設.10 2.1.2.衛星在軌邊緣計算探索.11 2.1.3.衛星數據中繼服務探索.12 2.1.4.天基&地基算力網絡銜接&融合.14 a)全球主要科技巨頭&初創公司針對太空數據中心布局&進展.15 3.太空數據中心市場空間有多大?太
10、空數據中心市場空間有多大?.17 3.1.現階段衛星行業硬件設備市場占比高,遠期看服務類收入彈性更大.17 3.2.太空數據中心基礎設施建設先行.18 3.3.太空數據中心云計算服務長期成長空間廣闊.18 3.4.太空數據中心建設帶動產業鏈價值分布重塑.19 4.服務器為太空數據中心核心硬件服務器為太空數據中心核心硬件.21 4.1.服務器太空數據中心的核心計算硬件.22 4.1.1.計算商用 CPU&GPU 可用于空間計算,處理器創新有望提升耐用性.23 4.1.2.存儲商用 Flash 可用于太空存儲,MRAM 有望成為新選擇.24 4.2.在軌數據基礎設施提供能源&輻射防護&結構支撐.2
11、5 4.3.操作系統Linux 系統低成本&高安全性&強定制化有望成為應用主流.26 5.產業鏈投資機會產業鏈投資機會.26 6.風險提示風險提示.27 圖表目錄圖表目錄 圖 1:典型 2N 數據中心機架的總擁有成本(TCO)拆分.5 圖 2:數據中心能源消耗情況.5 圖 3:2017-2021 年全球在軌運行衛星數量(顆)及市場份額(%).5 AUaXiXnVaUnUtWtWvU8O9R7NmOnNnPtQlOpPtQeRtQpO8OqRrRvPpMnRxNnMrP 行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 3 圖 4:天地一體化算力網絡架構.6 圖
12、 5:基于地面核心網的衛星通信.7 圖 6:天地一體化數據中心組網.7 圖 7:激光通信基本組成.7 圖 8:Project Kuiper 項目進展.9 圖 9:全球算力需求預測.9 圖 10:空天地一體化算力融合網絡架構.10 圖 11:星間激光鏈路實現空間算力網絡構建.10 圖 12:LEOcloud 太空云愿景&LEOcloud 太空邊緣服務商業空間站.11 圖 13:與 HPE 合作開發的 OrbitsEdge SatFrame 服務器和瓦亞太空運載火箭圖片.12 圖 14:OrbitsEdge Satframe 外觀結構示意圖.12 圖 15:Space Compa 公司(NTT 和
13、 SKY Perfect)空間綜合計算網絡概念.12 圖 16:光數據中繼服務.13 圖 17:Cloud Constellation Spacebelt DSaaS 服務.13 圖 18:AWS Ground Station 工作原理.14 圖 19:Azure Orbital Ground Station 工作原理.15 圖 20:2021 年全球衛星行業收入情況.17 圖 21:全球衛星云服務收入結構(按細分市場).18 圖 22:地面數據中心產業鏈全景圖.19 圖 23:太空數據中心商業模式.19 圖 24:全球衛星通信行業在軌通信衛星運營商競爭格局(截至 22 年 4 月).20 圖
14、 25:全球云計算競爭格局.20 圖 26:2021 年服務器競爭格局.21 圖 27:預計 2022 年服務器代工競爭格局(%).21 圖 28:數據中心成本構成.21 圖 29:服務器成本構成.21 圖 30:HPE 星載計算機 SBC-2 組成.22 圖 31:Ramon.Space 太空計算平臺.23 圖 32:宇宙輻射導致的 SEU 效應導致 Flash 設備存儲態錯誤.24 圖 33:宇宙輻射導致的 SEL 效應導致 DRAM 和 SRAM 設備短路.24 圖 34:NuStream 示意圖.24 圖 35:NuStream 參數.24 圖 36:不同類型存儲芯片性能對比.25 圖
15、 37:全球 MRAM 產業鏈.25 圖 38:HPE&Orbitsedge 合作構建星載超級計算中心.26 表 1:單粒子效應的分類和描述.7 表 2:Starlink 衛星歷代型號對比.8 表 3:全球主要科技巨頭&初創公司針對太空數據中心布局&進展.15 表 4:主要衛星運營商衛星發射計劃.18 行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 4 表 5:太空數據中心建設市場空間測算.18 行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 5 1.算力需求高增長,算力網絡建設奔向太空算力需求高增長,算力網絡建設奔向太空
16、 1.1.太空數據中心是什么?太空數據中心是什么?太空數據中心是指在太空中運行的數據中心,太空數據中心是指在太空中運行的數據中心,可可提供數據存儲、處理和傳輸等服務,以滿提供數據存儲、處理和傳輸等服務,以滿足太空探索和任務需求。太空數據中心通常由航天器或空間站上的計算機設備組成,這些足太空探索和任務需求。太空數據中心通常由航天器或空間站上的計算機設備組成,這些設備可以在太空環境下運行,并能夠處理和存儲大量的數據。設備可以在太空環境下運行,并能夠處理和存儲大量的數據。1.2.為什么為什么要建設太空數據中心?要建設太空數據中心?相比于傳統地面數據中心,太空數據中心能夠減少電力成本相比于傳統地面數據
17、中心,太空數據中心能夠減少電力成本&運營成本運營成本。對 IDC 服務商而言,電力成本占整體支出中的 20%。數據中心成本主要包括:1)電力能耗費用;2)工程及建設費用;3)供配電系統能耗費用;4)場地費用及其他。相比于地面數據中心,太空數據中心能夠有效降低電力能耗費用、制冷系統能耗費用、照明及其他費用,可以有效降低成本。圖圖 1:典型典型 2N 數據中心機架的總擁有成本(數據中心機架的總擁有成本(TCO)拆分拆分 資料來源:APC legendary reliability、天風證券研究所 圖圖 2:數據中心能源消耗情況數據中心能源消耗情況 資料來源:IEA、天風證券研究所 在軌衛星數量的增
18、加使得太空數據在軌衛星數量的增加使得太空數據高速高速增加,增加,太空數據中心建設有望提升太空數據的利用太空數據中心建設有望提升太空數據的利用效率效率&降低太空回傳至地面數據量。降低太空回傳至地面數據量。2021 年全球在軌運行衛星數量共計 4852 個,同比增長 44%,相當于 2012 年的 4.5 倍。在軌衛星數量增加帶動太空數據增加,太空數據中心的建設有助于衛星側實現在軌計算和存儲,降低衛星向地面傳輸的數據量,同時提高太空數據處理的效率。圖圖 3:2017-2021 年年全球在軌運行衛星數量全球在軌運行衛星數量(顆)(顆)及市場份額及市場份額(%)行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研
19、究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 6 資料來源:穆京京,李鐵驪等衛星產業狀況報告,天風證券研究所 太空數據中心建設有助于提升衛星全生命周期經濟效益產出。太空數據中心建設有助于提升衛星全生命周期經濟效益產出。衛星通信網絡建設為太空數據中心建設提供網絡通信基礎,衛星通信承擔相對單一的信息傳輸功能,太空數據中心建設增加信息處理和存儲環節,有助于提升衛星全生命周期經濟效益產出。衛星互聯網蓬勃發展,衛星網絡與地面網絡融合衛星互聯網蓬勃發展,衛星網絡與地面網絡融合+衛星網絡算網融合有望進一步加強。衛星網絡算網融合有望進一步加強。衛星通信發展到第四代衛星互聯網階段,伴隨著衛星發射技術的革新&衛星建
20、造發射成本的降低,衛星互聯網進入蓬勃發展期,后續衛星網絡和地面網絡深度融合的分層網絡架構為空間算力網絡的構建提供網絡基礎。高、中、低地球軌道和地面網絡的分層網絡架構使得大型 GEO/MEO 衛星具備了高性能算力和輕量化核心網及天基數據中心的能力,而 LEO衛星等則具備了接入網絡和邊緣計算的能力,為空間算力網絡構建提供了物質基礎。2019年 11 月,工信部成立了 IMT-2030(6G)推進組,我國正式啟動 6G 的研發工作,6G 網絡在 5G 技術基礎上進一步融合了衛星通信、大數據、云計算與人工智能等技術,使得“網絡+算力”的特征愈加明顯。圖圖 4:天地一體化算力網絡架構天地一體化算力網絡架
21、構 資料來源:鄧平科星算網絡空天地一體化算力融合網絡新發展,天風證券研究所 1.3.核心技術要求核心技術要求低時延低時延&抗輻射抗輻射 1.3.1.通信通信要求要求低時延低時延 星間星間激光通信技術激光通信技術不依賴地面站進行衛星間數據傳輸,可有效降低數據傳輸時延,是空間不依賴地面站進行衛星間數據傳輸,可有效降低數據傳輸時延,是空間算力網絡建設的通信基礎算力網絡建設的通信基礎。激光通信在空間傳輸中具有波長短,抗干擾能力,抗截獲強的特點,是衛星通信與導航的主要方式,由激光通信連接的星間鏈路具有高速率、高帶寬、高安全性等優勢,可以提供高質量衛星空間通信。激光通信具有很高的能量集中度,當需要較高的鏈
22、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勢,構建激光星間鏈路成為下一代衛星網絡的研究重點之一?;诘孛婧诵木W站的衛星傳輸基于地面核心網站的衛星傳輸時延和成本高時延和成本高?;诘孛嬲竞诵木W的衛星通信主要傳輸線路 行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 7 是:用戶終端用戶終端星鏈衛星星鏈衛星 A地面站核心網及傳輸地面站核心網及傳輸星鏈星鏈衛星衛星 B用戶終端用戶終端,完全取決于地面核心網數據獲取及鏈接,而且還要通過地面站核心網及傳輸來解決衛星 A 和衛星 B 跟兩個用戶的鏈接。即使兩個用戶同在一顆衛星覆蓋下需求鏈接,也需要地面站核心網的
23、鏈接。這樣就大大增加了鏈接傳輸的時延和成本?;诨诘蛙壭l星的激光通信建立低軌衛星的激光通信建立的的太空數據中心不太空數據中心不依賴依賴地面站的核心網的支持,大大降低了地面站的核心網的支持,大大降低了衛星通訊的時延和成本。衛星通訊的時延和成本。星鏈網絡架構星鏈網絡架構數據傳輸主要線路是數據傳輸主要線路是:用戶終端星鏈衛星(包括數據交互)星間激光鏈路星鏈衛星(包括數據交互)用戶終端。理論上用戶在全球任意位置都可接入星鏈網絡,從而享受高速度、低延遲的互聯網體驗,而不依賴地面互聯網。圖圖 5:基于地面核心網的衛星通信基于地面核心網的衛星通信 圖圖 6:天地一體化數據中心組網天地一體化數據中心組網 資
24、料來源:通信產業網公眾號,天風證券研究所 資料來源:通信產業網公眾號,天風證券研究所 衛星間的激光通信主要實現的是電學信號和激光載波之間的轉換。衛星間的激光通信主要實現的是電學信號和激光載波之間的轉換。激光通信技術的基本組成如下圖所示,相互通信的衛星分別作為光發射單元和光接收單元,其中信號輸入到光發射單元,將電信號調制后加載到光波上進行發射,光發射單元包括三個部分,分別為光源、信號調制器以及光放大器等其它器件組成。經過信道傳輸后進入光接收單元,其中光接收單元是將光信號轉變成電信號,主要架構包括兩個部分,分別為光電探測器以及解調電路構成,并最終通過解調恢復出原始信號。目前空間激光通信根據解調方式
25、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。圖圖 7:激光通信基本組成激光通信基本組成 資料來源:張柏碩低軌衛星間相干激光通信接收技術研究,天風證券研究所 1.3.2.硬件要求硬件要求抗輻抗輻射射 太空數據中心芯片等電子元器件需要滿足抗輻射特性。太空數據中心芯片等電子元器件需要滿足抗輻射特性。太空數據中心運行的空間環境中,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生輻射效應引起器件性能退化或功能異常。引起器件輻射效應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。高能帶電粒子導致的單粒子效應對于器件工作影響最為嚴重。單
26、粒子效應(SEE)是指高能帶電粒子在穿過微電子器件時,在器件內部敏感區產生電子-空穴對,這些電荷被靈敏器件電極收集后,造成器件邏輯狀態的非正常改變(軟錯誤)或器件損壞(硬錯誤)。表表 1:單粒子效應的分類和描述單粒子效應的分類和描述 類型類型 英文英文(縮寫縮寫)描述描述 單粒子翻轉 Single Event Upset(SEU)存儲單元邏輯狀態改變 單粒子閉鎖 Single Event Latchup(SEL)PNPN 結構中的大電流再生狀態 行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 8 單粒子燒毀 Single Event Burnout(SEB)
27、大電流導致器件燒毀 單粒子柵穿 Single Event Gate Rupture(SEGR)柵介質因大電流流過而擊穿 單粒子多位翻轉 Multiple Bit Upset(MBU)一個粒子入射導致存儲單元多個位的狀態改變 單粒子擾動 Single Event Disturb(SED)存儲單元邏輯狀態出現瞬時改變 單粒子瞬態脈沖 Single Event Transient(SET)瞬態電流在混合邏輯電路中傳播,導致輸出 錯誤 單粒子快速反向 Single Event Snapback(SES)在 NMOS 器件中產生的大電流再生狀態單粒子 功能中斷 單粒子功能中斷 Single Event
28、Functional Interrupt(SEFI)一個翻轉導致控制部件出錯 單粒子位移損傷 Single Particle Displacement Damage(SPDD)因位移效應造成的永久損傷 單粒子位硬錯誤 Single Hard Error(SHE)單個位出現不可恢復性錯誤 單粒子誘導暗電流 SEIDC CCD 陣列中暗電流增加 資料來源:劉必鎏航天器單粒子效應的防護研究,天風證券研究所 1.4.為什么我們為什么我們認為認為現在開始現在開始需要需要關注太空數據中心關注太空數據中心?我們認為在新一輪算力建設景氣周期我們認為在新一輪算力建設景氣周期+LEO 商業衛星通信基礎初步建立商業
29、衛星通信基礎初步建立進入加速建設進入加速建設背景背景下,太空數據中心建設有望打開行業突破口,迎來從下,太空數據中心建設有望打開行業突破口,迎來從 0 到到 1 突破的黃金機遇期。突破的黃金機遇期。1.4.1.SpaceX Starlink 2.0 23 年年已經開始第一批發射已經開始第一批發射 具備衛星間激光通信功能的第二代具備衛星間激光通信功能的第二代 Starlink 衛星開始發射。衛星開始發射。截至 2023 年 3 月 17 日,SpaceX發射了第 76 批 52 顆 Starlink 互聯網衛星,目前共計發射了 Starlink 互聯網衛星 4105 顆。按照 SpaceX 第一階
30、段星鏈計劃(在距離地面 550 公里的高度發射部署 4408 顆衛星),目前第一階段星鏈計劃已經接近完成。據Everyday Astronaut網站2月28日消息,美國SpaceX公司利用“獵鷹”-9 火箭成功發射第 73 批 21 顆微版“星鏈”v2.0(Starlink V2 Mini)衛星,是首批發射的第二代 Starlink 衛星。表表 2:Starlink 衛星衛星歷代歷代型號對比型號對比 Starlink 衛星型號衛星型號 重量重量重量重量 結構設計結構設計 通信頻段通信頻段 衛星設備衛星設備 推 進 系推 進 系統統 相關技術相關技術 功能變化功能變化 MicroSat 2a,2
31、b 400kg 箱體結構 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 Starlink Block v0.9 227kg 平板式結構 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 系統/Starlink Block v1.0 260kg 平板式結構 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 氪 離 子 霍爾 推 進 系統 星間激光鏈路雛形/Starlink Block v1.5 295kg 平板式結構 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
32、*1,自主防撞系統 氪 離 子 霍爾 推 進 系統 星間激光鏈路 支撐 Starlink 系統形成空間組網能力 Starlink Block v2-Mini 750kg 平板式結構 Ku、Ka、E 頻段 雙太陽能電池陣列,自主防撞系統 氬 離 子 霍爾 推 進 系統 星間激光鏈路,更強大的相控陣天線 總線大小為 v1.5 的兩倍,衛星通信容量比第一代增加四倍 Starlink Block v2.0 1200kg/Ku、Ka、E 頻段 雙太陽能電池陣列 氬 離 子 霍爾 推 進 系統 星間激光鏈路 通信能力比 V1.0 版衛星高出 10 倍,空間組網能力更強 資料來源:太空與網絡公眾號(ID:s
33、atnetdy,作者肖永偉,張偉嘉,龐策,朱紫嫄(中國電子科技集團公司第五十四研究所),spcae.skyrocket,Everyday Astronaut,SpaceFlight Now,天風證券研究所 1.4.2.云計算龍頭亞馬遜云計算龍頭亞馬遜 Project Kuiper 首批低軌道衛星預計首批低軌道衛星預計 23 年年內發射年年內發射 全球云計算龍頭全球云計算龍頭亞馬遜(亞馬遜(2021 年年云計算云計算業務業務市場規模市場規模占占全球全球云計算市場空間云計算市場空間 39%),),在在2023 年年 2 月月 FCC 批準批準亞馬遜軌道碎片處理計劃亞馬遜軌道碎片處理計劃后后,亞馬遜
34、亞馬遜旗下旗下 Kuiper Systems 能夠正式能夠正式發射首批衛星發射首批衛星。Amazon 在 2020 年的時候,宣布投入 100 億美元發展 Kuiper 衛星計劃,Project Kuiper 計劃將向低地球軌道(LEO)發射 3,236 顆衛星,以形成一個完整的全球星座。Kuiper Systems LLC 和亞馬遜也旨在提供低延遲的快速寬帶。2020 年獲 FCC 同意發射3,236 顆衛星,但需要 Kuiper 提交軌道碎片處理計劃才能夠正式發射衛星。2023 年 2 月 FCC正式批準 Kuiper 軌道碎片處理計劃,公司計劃在 2023 年年初發射首批 2 顆原型衛星
35、。行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 9 圖圖 8:Project Kuiper 項目進展項目進展 資料來源:AWS 官網,GeekWire,skybroker,SpaceNews,SatelliteToday,天風證券研究所 1.4.3.以以 ChatGPT 為代表的新興為代表的新興 AI 應用驅動新一輪算力應用驅動新一輪算力建設景氣周期建設景氣周期 以以 ChatGPT 為代表的新興為代表的新興 AI 應用驅動新一輪算力建設景氣周期應用驅動新一輪算力建設景氣周期。微軟在 2019 年以 10 億美金投資 OpenAI,2020 年買斷 GPT
36、-3 背后基礎技術的獨家許可,Azure 云平臺成為其獨家云供應商。中國工信產業網披露,從 GPT 到 GPT-3,參數量從 1.17 億到 1750 億,增長接近 1500 倍,龐大的參數量帶動算力需求持續高速增長。在當今以深度學習為中心的人工智能發展中,AI 模型的進步主要依賴于大規模數據的消化,伴隨著 AI 模型的數據量、結構的復雜程度不斷增加,模型尺寸呈現指數級增加,AI 應用創新持續進行有望帶動算力需求繼續高增,OpenAI 的研究人員預計在 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動新一輪算力建設景氣周期。圖圖 9:全球算力需求預測全球算力需
37、求預測 資料來源:Science,天風證券研究所 2.通信衛星搭載計算平臺通信衛星搭載計算平臺為太空數據中心主要方案為太空數據中心主要方案 2.1.太空初創企業太空初創企業&科技巨頭多環節參與空間算力網絡建設科技巨頭多環節參與空間算力網絡建設 行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 10 面對不斷增長的算力需求和商用衛星基礎建設面對不斷增長的算力需求和商用衛星基礎建設的加速,的加速,多家太空初創企業多家太空初創企業&科技巨頭多環科技巨頭多環節參與空間算力網絡建設,節參與空間算力網絡建設,空天地一體化算力融合網絡架構初見雛形??仗斓匾惑w化算力融合網絡架
38、構初見雛形。以 SpaceX、Amazon Kuiper以及OneWeb為代表的衛星互聯網建設為空天地一體化算力融合提供了天基算力網絡基礎。LeoCloud&Ramon Space、OrbitsEdge&HPE 等衛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點減小地基網絡的計算量,提升衛星數據的處理效率。NTT&SKY Perfect JSAT 以及 Cloud Constellation 主要關注天基地基之間數據傳輸的中繼服務。地面云計算巨頭如亞馬遜,微軟和谷歌為衛星數據提供云計算支持,有助于未來天基和地面側算力網絡的融合。圖圖 10:空天地一體化算力融合網絡架構空天地一體化算力融
39、合網絡架構 資料來源:鄧平科星算網絡空天地一體化算力融合網絡新發展,天風證券研究所 2.1.1.網絡基礎設施建設網絡基礎設施建設 1)Space X 方案要點:方案要點:衛星和地面無線通信衛星和地面無線通信+衛星間激光通信衛星間激光通信+LEO 軌道(后續延伸軌道(后續延伸 MEO&GEO 軌道)軌道)Starlink 星間激光鏈路同軌道數據傳輸能力,星間激光鏈路同軌道數據傳輸能力,Starshield 跨軌道數據傳輸能力為形成低跨軌道數據傳輸能力為形成低-中中-高分布式算力網絡提供數據傳輸基礎。高分布式算力網絡提供數據傳輸基礎。目前 SpaceX 主要為消費者和商業用途設計的“星鏈”具備星間
40、激光鏈路能力,衛星之間的數據傳輸速度可達 97%的光速,比光纖傳輸速度要快 40%,其衛星與用戶端往返數據中位延遲時間為 45ms。同時 SpaceX 主要為政府用途設計的星盾(Starshield)具備跨軌道激光傳輸數據能力,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。圖圖 11:星間激光鏈路實現空間算力網絡構建星間激光鏈路實現空間算力網絡構建 行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 11 資料來源:Infoq,天風證券研究所 2.1.2.衛星在軌邊緣計算探索衛星在軌邊緣計算探索 1)LeoCloud&Ra
41、mon.Space 方案要點:方案要點:LeoCloud LEO 星座星座+Ramon.Space 超級計算解決方案超級計算解決方案 2021年年 7月,月,Ramon.Space 和和 LeoCloud達成戰略合作打造基于衛星的達成戰略合作打造基于衛星的云邊緣計算服務。云邊緣計算服務。邊緣計算使工作負載計算資源盡可能接近數據源和用戶,具有延遲、安全性、可用性和主權等競爭和關鍵任務優勢。最終用戶可以在無縫的衛星托管混合云環境中操作其服務或應用程序工作負載。Ramon.Space 超級計算解決方案被超級計算解決方案被稱稱為為“太空數據中心太空數據中心”,目的是目的是推動云計算擴展到地推動云計算擴
42、展到地球以外。球以外。Ramon.Space 的先進技術是 LEOcloud 的 LEO 星座的計算基礎設施,包括超級計算功能,高性能機器學習 DSP 空間處理器和基于 SSD 的高密度存儲,使智能衛星能夠在軌道上移動,處理和存儲數據。這些系統從頭開始構建,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,降低總擁有成本并實現顛覆性的新商業模式。圖圖 12:LEOcloud 太空云愿景太空云愿景&LEOcloud 太空邊緣服務太空邊緣服務商業空間站商業空間站 資料來源:LEOcloud,天風證券研究所 2)Orbits Edge&HPE 方案要點:方案要點:HPE 星載計算機
43、星載計算機+可用于搭載可用于搭載 HPE 的衛星平臺的衛星平臺 SatFrame。Orbits Edge 成立于 2018 年,是一家總部位于美國佛羅里達州的軌道邊緣計算科技公司,計劃將數據中心和邊緣計算機部署在低軌軌道,即在衛星平臺上集成現成的機架式服務器,用以處理、清理、聚合多源數據并進行分析,主要服務對象是遙感類衛星。行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 12 在產品方面,該公司自主研發了適用于 18 英寸深服務器(如已在國際空間站上采用的 HPE EL8000 服務器)的衛星平臺 SatFrameTM445 LE,未來可擴展至支持 36 英
44、寸服務器。與傳統衛星設計不同,該公司的整個衛星設計集成度更高,分為電源分系統、熱控分系統、19 英寸的服務器支架、電子系統、5 臺邊緣服務器以及通信陣列組成。圖圖 13:與與 HPE 合作開發的合作開發的 OrbitsEdge SatFrame 服務器和瓦亞太空運載火箭圖片服務器和瓦亞太空運載火箭圖片 資料來源:OrbitsEdge 官網,天風證券研究所 圖圖 14:OrbitsEdge Satframe 外觀結構示意圖外觀結構示意圖 資料來源:HPE 官網,天風證券研究所 2.1.3.衛星數據中繼服務探索衛星數據中繼服務探索 1)NTT&SKY Perfect JSAT 方案要點:衛星和地面
45、方案要點:衛星和地面光光通信通信+GEO 軌道軌道 2022 年日本最大運營商 NTT 和 SKY Perfect JSAT(亞洲領先的衛星運營商)共同成立了 Space Compass Corporation,旨在推出第一個基于地球同步軌道(GEO)亞洲數據中繼服務,將利用 Skyloom 的尖端通信和網絡系統,為快速增長的地球觀測(EO)市場提供實時、高容量、直接到云的數據傳輸服務。兩家公司計劃于 2024 年在亞洲部署第一個網絡基礎設施節點,并預計到 2026 年擴展 GEO 星座以提供額外的容量和全球覆蓋范圍。Space Compa 計劃計劃于于 2024 年年推出一項光學數據中繼服務
46、用于地球觀測推出一項光學數據中繼服務用于地球觀測,衛星和地面采用,衛星和地面采用光通信的方式實現信息的傳輸光通信的方式實現信息的傳輸。不同于 Starlink 采用的無線電波傳輸,Space Compass 計劃采用光傳輸實現衛星到地面的高容量、準實時的數據傳輸,同時公司將穩步增加配備先進計算功能的衛星數量,構建高容量的空間通信/計算處理基礎設施。圖圖 15:Space Compa 公司(公司(NTT 和和 SKY Perfect)空間綜合計算網絡概念)空間綜合計算網絡概念 行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 13 資料來源:NTT 官網、天風證
47、券研究所 圖圖 16:光數據中繼服務光數據中繼服務 資料來源:NTT 官網、天風證券研究所 2)Cloud Constellation 方案要點:衛星和地面無線波通信方案要點:衛星和地面無線波通信+LEO 軌道軌道 Spacebelt 數據安全服務(數據安全服務(DSaaS):Cloud Constellation 基于基于 10 顆低地球軌道(顆低地球軌道(LEO)衛星組成的網絡,旨在提供天基安全云數據存儲和全球連接服務。衛星組成的網絡,旨在提供天基安全云數據存儲和全球連接服務。圖圖 17:Cloud Constellation Spacebelt DSaaS 服務服務 行業報告行業報告|行
48、業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 14 資料來源:SpaceBelt 官網,天風證券研究所 2.1.4.天基天基&地基算力網絡銜接地基算力網絡銜接&融合融合 1)Amazon Ground Station 方案要點:地面接收方案要點:地面接收地面數據中心的銜接地面數據中心的銜接 AWS Ground Station 是一項完全托管的服務,可以通過地面站控制衛星通信、處理數據是一項完全托管的服務,可以通過地面站控制衛星通信、處理數據和擴展運營規模,而不必擔心構建或管理自己的地面站基礎設施。和擴展運營規模,而不必擔心構建或管理自己的地面站基礎設施。用戶可以使用 AWS
49、 地面站控制臺啟動 Amazon EC2 實例,識別需要與之通信的衛星,并將命令傳輸到衛星以安排未來的活動?;蛘邔崟r接收來自衛星的批量任務數據,或異步在 Amazon S3 Bucket 中接收數據。同時,AWS 地面站天線位于完全托管的 AWS 地面站位置內,并通過亞馬遜的低延遲、高度可靠、可擴展和安全的全球網絡主干進行互聯。下行鏈接并存儲在一個 AWS區域中的數據可以通過全球網絡發送到其他 AWS 區域,以便進一步處理。AWS Ground Station 提供我們的衛星天線直接訪問 AWS 服務,以便更快、更簡單、更經濟高效地存儲和處理下載的數據。這允許您將天氣預報或自然災害圖像等用例的
50、數據處理和分析時間從小時減少到分鐘或秒。圖圖 18:AWS Ground Station 工作原理工作原理 資料來源:AWS 官網、天風證券研究所 2)Google Cloud 方案要點:谷歌云方案要點:谷歌云優化天地通信優化天地通信&助力助力 Starlink 地面站建立地面站建立 SpaceX 將依托谷歌數據中心的功能開始建立將依托谷歌數據中心的功能開始建立 Starlink 地面站,從而通過谷歌云將迄今為地面站,從而通過谷歌云將迄今為止發射到軌道的多顆止發射到軌道的多顆 Starlink 衛星的數據安全、低延遲和可靠地傳輸到網絡邊緣位置。衛星的數據安全、低延遲和可靠地傳輸到網絡邊緣位置。
51、2021 年 5 月 13 日,谷歌云和 SpaceX 宣布建立新的合作伙伴關系,在網絡邊緣為客戶提供數據、云服務和應用程序,利用 Starlink 在世界各地提供高速寬帶互聯網的能力和谷歌 行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 15 云的基礎設施。谷歌云的高容量專用網絡將支持 Starlink 全球衛星互聯網服務的交付,為企業和消費者帶來與云和互聯網的無縫連接,并能夠向幾乎任何位置交付關鍵的企業應用程序。3)Azure Orbital Ground Station 方案要點:方案要點:Azure衛星地面服務站低延遲連接衛星地面服務站低延遲連接 A
52、zure Orbital Ground Station 在衛星和在衛星和 Azure 之間提供低延遲連接。之間提供低延遲連接。通過地面站網絡、云調制解調器以及遙測、跟蹤和控制功能的全球合作伙伴生態系統擴大衛星通信覆蓋范圍。用戶可以通過直接云鏈接加快數據處理速度,通過廣泛的合作伙伴網絡連接衛星,依靠靈活和安全增強的地面站從您的衛星發送和接收數據,并使用加速軟件調制解調器無縫處理數據。圖圖 19:Azure Orbital Ground Station 工作原理工作原理 資料來源:Microsoft 官網,天風證券研究所 a)全球主要科技巨頭全球主要科技巨頭&初創公司針對太空數據中心布局初創公司針
53、對太空數據中心布局&進展進展 表表 3:全球主要科技巨頭全球主要科技巨頭&初創公司針對太空數據中心布局初創公司針對太空數據中心布局&進展進展 名稱名稱 類型類型 概況描述概況描述 產品布局產品布局 合作廠商合作廠商 時間節點時間節點 融資融資 微軟 Azure 微軟的公用云端服 務 (Public Cloud Service)平臺,是微軟在線服務(Microsoft Online Services)的一部分 Azure Orbital 軌道地 面 站 在 衛 星 和 Azure 之間提供低延遲連接。通過地面站網絡、云調制解調器以及遙測、跟蹤和控制功能的全球合作伙伴生態系統擴展衛星通信覆蓋范圍。
54、通過直接云連接加速數據處理:從衛星下載數據并將其直接快速引入 Azure,以便與 Azure 存儲、Azure AI 和 Azure 數據分析等 Azure 服務無縫結合使用。通過廣泛的合作伙伴網絡連接衛星:除了使用 Microsoft 的地面站外,還可以利用 KSAT 等行業領導者提供的豐富的合作伙伴選項生態系統來安排與您的衛星系統的聯系。使用加速軟件調制解調器無縫處理數據:使用集成的高速軟件調制解調器處理信號,或通過 Azure 市場利用合作伙伴提供的信號、圖像處理和校準產品。Airbus(2021):將世界領先的高分辨率衛星圖像和高程數據引入 Azure:提供其 SPOT 1.5m、Pl
55、iades 50cm 和 Pliades Neo 30cm 分辨率衛星圖像和 WorldDEM4Ortho 高程數據。ST Engineering iDirect(2021):與最大的衛星調制解調器供應商之一的 iDirect 建立虛擬化合作伙伴關系,協作將 ST Engineering iDirect 的衛星通信解決方案作為虛擬調制解調器引入 Azure,為客戶創建現代且靈活的解決方案。Esri(2021):為 Azure 客戶帶來專用的 SaaS 產品 ArcGIS Image,從而實現近實時星載數據的端到端地理空間數據管理和分析。Blackshark.ai(2021):大規模引入 Bla
56、ckshark.ai 的高級地理空間智能和 3D 合成環境,以在 Microsoft Azure 上為商業和政府客戶提供數據、見解。Orbital Insight(2021):幫助組織了解地球 上 和 地 球 上 正 在 發 生 的 事 情,在 Microsoft Azure 上提供 Orbital Insight GO 平臺。借助 Azure 上的 GO,企業和政府可以深入了解生活模式,使供應鏈可見,發現異常情況,監控設施并檢測軍事行動 KSAT:天線 ViaSat 和 USEI:地面站 2020 發布 Azure Space 2021 發布 SpaceEye,由 Microsoft Res
57、earch 基于 Azure 構建,是一個基于 AI 的系統,可為地球生成每日無云光學和多光譜圖像。2021 通過利用微軟的圖靈研究,使用衛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,以增強全球范圍內的 Bing 地圖,涵蓋所有用戶請求的 50%以上。亞馬遜 AWS 云計算:AWS 向個人、企業和政府提供按需即用云計算平臺以及應用程序接口,并按照使用量計費。這些云計算Web 服務通過亞馬遜網絡服務的服務器集群提Amazon Web Services(AWS)幫助商業和政府客戶建造衛星、進行太空和發射操作,以及重新構想太空探索。我們可靠的全球基礎設施和無與倫比的云服務組合使
58、AWS 令私營和公共部門的組織智能設計與制造:加速實驗并擴展高保真數字工程、智能制造、測試和預測分析的自動化。地面服務:構建一個安全、可快速部署的命令和控制基礎設施,并直接下行到云端。地理空間分析:使用 AI/ML 從地球觀測數據中獲得更深入的見解,同時擴展系統協同操作能力。研究與探索:以專為自動化、物聯Lockheed Martin(2018):在低成本地面天線網絡上合作。這些天線將有助于捕獲衛星數據并連接到 AWS 網絡。OneWeb(2023):于 2023 年 3 月 13 日宣布與云平臺 Amazon Web Services EMEA SARL(AWS)簽署意向書,以探索為全球客戶
59、提供基于云的連接和創新服務。行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 16 供分布式計算處理能力和軟件工具。能夠處理空間集合并將其轉化為數據,使全球客戶可以操作和訪問這些數據,并重新定義組織如何轉變空間市場部分。網和可擴展性而設計的云技術為基礎,規劃和設計下一代太空任務。衛星操作:大規模實現衛星系統的快捷管理、虛擬控制和態勢感知。亞馬遜 Project Kuiper Kuiper 項目是亞馬遜的一項計劃,屬于同一設備和服務部門 亞馬遜在低地球軌道上建造、部署和運營衛星群,旨在為世界各地目前未獲得傳統互聯網和通信選項服務或服務不足的社區提供快速、負擔得起
60、的寬帶服務。項目主要分為三個部分:地面基礎設施、衛星和客戶終端。亞馬遜的地面基礎設施包括網關天線,可安全地向衛星發送客戶數據和從衛星接收客戶數據,以及保持衛星正常運行的遙測、跟蹤和控制(TT&C)天線。全球網絡將這些網關天線連接到互聯網、公共云或私有網絡。衛星構成了該項目的第二部分。它們在低地球軌道(LEO)運行,并在我們的網關天線和客戶之間傳遞數據流量。最后,客戶終端是 Project Kuiper 客戶用來接收寬帶服務的技術。這些終端將天線和處理器組合成一個緊湊的系統以提供連接。亞馬遜于 2018 年開始研發 Project Kuiper 項目。2020 年 7 月,美國聯邦通信委員會(F
61、CC)授予亞 馬 遜 部 署 和 運 營 Project Kuiper 衛星的許可。準備在 2023 年初發射前兩顆原型衛星 AMD(未開展衛星云計算)半導體公司,提供 處 理 器 和GPU 技術 AMD 是高性能和自適應計算的領導者,為定義數據中心、人工智能、個人電腦、游戲、通信和汽車的未來的產品和服務提供動力。處理器工具、圖形工具、FPGA 和自適應 SoC、評估板和套件、加速器 亞馬遜 AWS EC2、Microsoft Azure、Google Cloud、IBM Cloud 惠普、HPE 前身為惠普公司的企業級產品部門,2015 年 11月由惠普公司中拆分成立。為大型企業與中小型企業
62、,針對云端及 服 務 器 等 設備,為企業用戶提供電腦硬件制造與軟件服務。借助 HPE GreenLake 邊緣到云平臺加速用戶的數據優先現代化,該平臺將云帶到應用程序和數據所在的任何地方。數據存儲:通過 HPE GreenLake for Storage 為您的所有應用程序和數據提供云操作體驗,加速業務轉型。高性能計算:借助 HPE 的 HPC 解決方案、專業知識和全球合作伙伴生態系統,解決用戶最復雜的問題。軟件:HPE Ezmeral,專門為數據科學和分析工作負載構建的混合云平臺。借助完整編排的 Kubernetes 容器平臺以及用于數據科學工作流的內置持久存儲層和 ML Ops,大規模構
63、建和加速現代數據分析計劃。計算、聯網、服務支持(2021)微軟將把其云計算 Azure 空間平臺連接到 Spaceborne Computer-2,這是一個惠普企業產品,承諾將向國際空間站(ISS)提供邊緣計算和 AI 功能。2017:HPE 星載計算機成功到達太空并啟動 2018:HPE 星載計算機開放供國際空間站上的超級計算使用 2019:HPE 星載計算機返回地球 2020:下一代 HPE 星載計算機移交給 NASA 2021:星載計算機 2 發射升空 NTT(合 資 子 公 司Space Compass 進行衛星云計算服務)電信公司、全球技術和商業解決方案提供商 通過業務運營為社會做出
64、貢獻,將技術用于公益事業,幫助客戶加速增長并開發新的商業模式。這些服務包括針對網絡安全、應用程序、工作場所、云、數據中心和網絡的數字業務咨詢、技術和托管服務。商業:幫助客戶加速增長并開發新的商業模式。服務包括針對網絡安全、應用程序、工作場所、云、數據中心和網絡的數字業務咨詢、技術和托管服務。智能解決方案:將數據轉化為推動實際結果的可操作信息。私人 5G:提供更快、更安全、圍繞特定業務需求和用例構建的網絡(2022)NTT 和 SKY Perfect JSAT 已同意建立一家合資公司 Space Compass,以擴大人類對太空的利用,將推出一個新穎的綜合空間計算網絡,以幫助實現可持續發展的社會
65、。2024:Space Compass 將推出一項光學數據中繼服務,通過地球靜止軌道(GEO)衛星向地面進行高速傳輸。2025:Space Compass 將使用高空平臺站(HAPS)在日本提供低延遲通信服務。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,并計劃此后在全球部署其服務。OrbitsEdge 提供衛星總線、邊緣計算與數據中心 OrbitsEdge 的核心任務是提供空間邊緣的在軌虛擬化數據基礎設施,它具有敏捷性并能適應新需求,將數據轉化為可操作的見解。OrbitsEdge SatFrame 445 LE:專為保護敏感硬件而設計的專有衛星總線。Above-the-
66、Cloud(正在開發):數據處理和分析網絡服務,最大限度地減少帶寬需求并降低傳輸延遲?;萜?、AWS、英偉達、RedHat、Milky Way Economy(2019)宣布已與惠普企業(HPE)簽署原始設備制造商(OEM)協議,托管 HPE Edgeline Converged Edge Systems 及其強化解決方案 SatFrame,使商業航天公司能夠在軌道上部署計算并加速探索。2021 種子輪 20 萬美元,私募 Ramon.Space 太空計算硬件與軟件開發商 設計最先進的太空彈性計算硬件和軟件 軟件:構建靈活的基于軟件的解決方案:遙感、地球觀測與物聯網 硬件:支持高級空間應用、AI
67、/ML 和高密度存儲的模塊化硬件和軟件構建塊;從頭開始垂直設計,可承受 LEO、MEO、GEO 和深空環境中的惡劣空間條件的空間彈性技術;完全軟件可編程的在軌衛星有效載荷、面向未來的商業模式和支持新的商業 模 式;類 地 計 算,優 化 的SWAP-C 2020 種子輪,私募 2021A 輪 1750 萬美元,私募 LEOCloud 云服務公司 (2021)太空初創公司 Ramon.Space 和 LEOcloud 合作創建了一個支持云的邊緣計算衛星星座。Ramon.Space 聲稱它已經開發了一個集成的空間計算機系統,以實現基于衛星的邊緣計算和處理。LEOcloud 使用紅帽基于 Kuber
68、netes 容器的 OpenShift 平臺,使用戶能夠在近地軌道(LEO)衛星和地球上 運 行 云 應 用 程 序。根 據 協 議,Ramon.Space 將為 LEOcloud 計劃中的星座提供計算基礎設施。合并后的產品將提供 HPC 功能、機器學習處理器和高密度存儲,使智能衛星能夠在軌道上移動、處理和存儲數據。2021:成立 Axiom Space 太 空 基 礎 設 施(商業空間站)Axiom Space 為客戶(包括航天機構、世界上第一個商業空間站的建設正在進行中。在與 NASA 合作完成初(2022)LEOcloud 宣布與世界上第一家商業空間站開發商 Axiom Space In
69、c.簽2016:成立 2022:發射第一批前往國2016種子輪800萬美元,私募 行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 17 開發商 公司和個人)執行國際空間站(ISS)任務。Axiom Space 也是 Axiom Station(國際空間站的繼任者)的建設者和未來所有者和運營商。步和關鍵設計審查后,在 Thales Alenia Space 的合作伙伴開始對 Axiom Station 第一個模塊的主要結構進行焊接和加工活動。第一批制造的飛行硬件開始組裝,組裝好的模塊將很快在休斯敦加入我們,我們將在那里完成最后的組裝和集成。Axiom Spac
70、e 正準備在 2025 年底發射我們下一代平臺的第一部分,該平臺將在近地軌道運行。訂戰略合作協議(SCA),以開發和提供基于空間的云服務。LEOcloud 的 Space Edge 基礎設施即服務(IaaS)將支持可擴展、有彈性、高度可靠的空間強化云邊緣計算服務,無縫擴展當今的地面云服務。際空間站的私人宇航員 2018A 輪 500 萬美元,私募 2019A 輪 700 萬美元,私募 2021B 輪 1.3 億美元,私募 2022C 輪 5000 萬美元,私募 Lonestar 月球數據中心公司 Lonestar 從世界上最終的異地備份位置(月球)為客戶提供優質的安全不可變存儲和邊緣處理服務。
71、通過為關鍵數據基礎設施和邊緣處理提供平臺,徹底改變月球的數據服務和通信,進一步利用其 ITU 頻譜文件來實現寬帶通信。2021 年 12 月 與 Canonical 和 Redwire 合作在國際空間站上進行的開創性邊緣數據中心測試取得成功。(2022)Lonestar 已簽約對 Intuitive Machines 的 IM-1 任務執行一系列高級服務測試 2023 種子輪500萬美元,私募 SkyCorp 無人機公司 e-Drone Zero 是一款功能強大、續航時間長的四軸飛行器,全部采用緊湊型封裝,并由最先進的人工智能無人機操作系統之一運行。它經過精心調整,可引領智能生產力、高級安全性
72、和最新的可用技術。Sierra Space 太空平臺(空間站等)建造商 Sierra Space 致力于為不斷發展的太空經濟開發和實施下一代電力和基礎設施。追 夢 者 無 人 太 空 飛 機dream chaser:根據 NASA 的商業補給服務 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務任務。借助我們的 Shooting Star 服務模塊,追夢者號可以向空間站運送重達 5,500 公斤的加壓和非加壓貨物,包括食物、水、補給品和科學實驗并返回地球。LIFE(大型集成柔性環境)棲息地life habitat:可根據應用舒適地容納 4-12 名船員,閉環生命支持支持長期任務
73、 軌道礁 orbital reef:近地軌道上的商業、研究和旅游混合用途空間站 根據 NASA 的商業補給服務 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務任務。2021 種子輪 14 億美元,私募 Skyloom 光通信公司、太空電信公司 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。Skyloom 的大容量光學數據傳輸服務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還是與地球通信。Skyloom 正在太空中部署光學數據傳輸網絡。利用小型地球靜止中繼節點為 LEO 星座及其他星座提供低延遲和高容量的數據傳輸服務。包括近地軌道與遠地軌道
74、星間鏈路、地球靜止光學中繼衛星、光學地面站(2022)Skyloom 和 Space Compass(NTT 和 SKY Perfect JSAT 新成立的合資企業)宣布,兩家公司簽署了一份條款清單,旨在推出第一個基于地球靜止軌道的(GEO))亞洲數據中繼服務,將利用 Skyloom 的尖端通信和網絡系統,為快速增長的地球觀測(EO)市場提供實時、高容量、直接到云的數據傳輸服務。2023:進入衛星行業協會 2018 種子輪 10 萬美元,私募 2019種子輪300萬美元,私募 2019 風投 資料來源:Azure 官網,AWS 官網,IBM 官網,AMD 官網,HPE 官網,NTT 官網,Or
75、bitsEdge 官網,Ramon.Space 官網等,天風證券研究所整理制表 3.太空數據中心太空數據中心市場空間有多大?市場空間有多大?3.1.現階段衛星行業硬件設備市場現階段衛星行業硬件設備市場占比高占比高,遠期看服務類收入彈性更大,遠期看服務類收入彈性更大 目前衛星行業中硬件設備市場規模更目前衛星行業中硬件設備市場規模更大大,但是長期看服務類市場彈性更大。,但是長期看服務類市場彈性更大。2021 年全球衛星產業市場規模為 2790 億美元,其中衛星服務(通信、遙感等)對應的市場規模為 1183億美元(占比 42%),地面設備(全球導航衛星系統 GNSS、網絡設備、大眾消費設備)對應的市
76、場規模為 1420 億美元(占比 51%),衛星制造對應的市場規模為 137 億美元(占比5%),衛星發射對應的市場空間為 57 美元(占比 2%)。圖圖 20:2021 年全球衛星行業收入情況年全球衛星行業收入情況 行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 18 資料來源:SIAState of the Satellite Industry Report、天風證券研究所 3.2.太空數據中心基礎設施建設先行太空數據中心基礎設施建設先行 表表 4:主要衛星運營商衛星發射計劃主要衛星運營商衛星發射計劃 待發射衛星待發射衛星 2023E 2024E 202
77、5E 2026E 2027E SpaceX 7500 1200 1400 1600 1600 1700 Kuiper 3236 300 450 450 500 500 SES 9 3 1 1 2 2 Oneweb 36 36 總計 10781 1539 1851 2051 2102 2202 資料來源:cnbc,亞馬遜官網,ses 官網,spacenews,oneweb 官網,天風證券研究所(僅按目前已經披露的衛星發射計劃估計,具體發射節奏為我們估計,后續亦可能持續新增發射計劃或對原有發射計劃進行調整)表表 5:太空數據中心太空數據中心建設建設市場空間測算市場空間測算 2023E 2024E
78、2025E 2026E 2027E 衛星發射數量(顆)1539 1851 2051 2102 2202 衛星成本(億美元)30.78 35.17 37.02 36.04 35.87 單顆衛星成本(萬美元)200 190 180.5 171.48 162.9 配套數據中心成本(億美元)0.00 38.46 91.43 173.63 330.40 單顆衛星配套數據中心成本(億美元)1 0.95 0.903 0.857 0.815 配套數據中心衛星占比 0%2%5%10%20%資料來源:IDC 圈公眾號,界面新聞網,cnbc,亞馬遜官網,ses 官網,spacenews,oneweb 官網,天風證券
79、研究所(單顆衛星成本為我們參考 spaceX 單顆衛星成本估計,實際不同廠商可能存在一定差異性,單顆衛星配套服務器成本為我們按照地面大型數據中心估計與實際情況可能存在一定差異,配套數據中心衛星占比為我們估計,與實際配套建設節奏可能存在一定差距)3.3.太空數據中心云計算服務太空數據中心云計算服務長期成長空間廣闊長期成長空間廣闊 短期太空數據中心云計算服務對應市場空間受算力短期太空數據中心云計算服務對應市場空間受算力&存儲容量限制存儲容量限制,長期看伴隨著太空數,長期看伴隨著太空數據規模增長據規模增長+太空云計算基礎設施逐步完善,服務市場長期成長空間廣闊太空云計算基礎設施逐步完善,服務市場長期成
80、長空間廣闊。根據 NSR 的 衛星云計算 第 3 版報告預測,2021-2031 年衛星/航天行業的基于云的服務將有機會獲得310 億美元的累計收入,數據下行鏈路、衛星云服務有望成為兩大重要市場,預計到 2031年收入體量有望達到 31/20 億美元。圖圖 21:全球全球衛星云服務收入衛星云服務收入結構(結構(按細分市場按細分市場)行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 19 資料來源:APSCC,NSR,天風證券研究所 3.4.太空數據中心建設帶動產業鏈價值分布重塑太空數據中心建設帶動產業鏈價值分布重塑 太空太空數據中心數據中心建設帶動數據中心建設
81、帶動數據中心產業鏈價值量產業鏈價值量重新重新分布:分布:1)地面數據中心:地面數據中心:上游主要包括:底層基礎設施(供配電系統、散熱制冷系統)+IT及網絡設備(交換機、服務器、存儲)+軟件服務廠商提供數據中心管理系統+土建方+網絡運營商;中游主要是服務商(電信運營商、第三方中立 IDC 服務商、云計算廠商);下游主要是數據中心的使用者 2)太空數據中心:太空數據中心:上游主要包括:底層基礎設施(太陽能電池板+動力系統)+IT 及網絡設備(交換機、服務器、存儲)+軟件服務廠商+土建系統(太空數據中心建設以智能制造為主/衛星發射前搭載核心計算&存儲平臺)+地面站建設;中游為服務商(衛星通信運營商+
82、地面云計算廠商);下游主要是數據中心的使用者。圖圖 22:地面數據地面數據中心中心產業鏈全景圖產業鏈全景圖 資料來源:中國信息通信研究院、天風證券研究所 圖圖 23:太空數據中心商業模式太空數據中心商業模式 行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 20 資料來源:NSR,天風證券研究所 衛星衛星通信通信運營商運營商:2021 年 1713 顆衛星發射,其中 82%用于商業衛星通信。低軌互聯網星座保持大規模部署態勢,其中 SpaceX 發射了 989 顆 Starlink 衛星,Oneweb 發射了 284 顆衛星。據2022 年衛星產業狀況報告發布,
83、預計到 2026 年,衛星通信行業總理論容量將達到 219Tbit/s,其中 91%來自低地球軌道(LEO),5%來自中地球軌道(MEO),4%來自地球同步軌道(GEO),總可銷售容量將達到 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(Amazon Kuiper)占 23%,歐洲衛星公司(SES)占8%。圖圖 24:全球衛星通信行業在軌通信衛星運營商全球衛星通信行業在軌通信衛星運營商競爭格局競爭格局(截至(截至 22 年年 4 月)月)資料來源:UCS Satellite Database,天風證券研究所 地面云服務廠商:地面云服務廠商:太空數據中
84、心需要與地面算力網絡充分銜接,目前全球云計算龍頭谷歌、亞馬遜、微軟布局/合作全球領先衛星同行運營商,亞馬遜旗下 Kuiper 提供衛星通信服務,微軟、谷歌和全球衛星通信龍頭 SpaceX 合作,地面云服務廠商龍頭地位有望持續強化。圖圖 25:全球云計算競爭格局全球云計算競爭格局 22194272151511355462SpaceXOneWeb SatellitesPlanet Labs,Inc.Swarm TechnologiesChinese Ministry of National DefenseElse 行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明
85、21 資料來源:Gartner,界面新聞,天風證券研究所 核心計算平臺制造核心計算平臺制造廠商廠商:太空數據中心建設上游主要包括底層基礎設施(太陽能電池板+電力系統)+IT 及網絡設備(交換機、服務器、存儲)+軟件服務廠商+土建系統(太空數據中心建設以智能制造為主/衛星發射前搭載核心計算&存儲平臺),硬件核心為計算平臺(集成 CPU、GPU、DSP、存儲、能源供給系統等),主要功能為信息的處理和存儲,我們認為和現有的地面數據中心服務器供應鏈重合度較高,服務器 OEM/ODM 廠商有望成為太空數據中心核心計算平臺制造主要參與者。圖圖 26:2021 年服務器競爭格局年服務器競爭格局 圖圖 27:
86、預計預計 2022 年年服務器代工競爭格局服務器代工競爭格局(%)資料來源:芯八哥公眾號,天風證券研究所 資料來源:芯智訊公眾號,天風證券研究所 4.服務器為太空數據中心核心硬件服務器為太空數據中心核心硬件 服務器服務器承擔數據處理的核心功能,承擔數據處理的核心功能,為為地面地面數據中心建設主要成本構成數據中心建設主要成本構成,占數據中心成本比,占數據中心成本比重約為重約為 70%,用于運算和存儲的芯片占服務器總成本的比重超過用于運算和存儲的芯片占服務器總成本的比重超過 50%。圖圖 28:數據中心成本構成數據中心成本構成 圖圖 29:服務器成本構成服務器成本構成 15.60%15.40%8.
87、90%6.40%1.10%35.50%17.10%HPEDell浪潮聯想華為ODM其他 行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 22 資料來源:中國產業信息網,IDC,天風證券研究所 資料來源:中國產業信息網,IDC,天風證券研究所 4.1.服務器服務器太空數據中心的核心計算硬件太空數據中心的核心計算硬件 HPE SpaceBorne Computer(SBC),驗證了商用驗證了商用超級超級計算機應用在計算機應用在太空衛星應用的可能性,太空衛星應用的可能性,同時同時 HPE EL8000 也是也是 OrbitsEdge 衛星衛星平臺計算核心。平臺計算
88、核心。2017 年,HPE 和 NASA 向太空發射了首個商用現成計算機系統星載計算機(SpaceBorne Computer(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(如零重力和不可預測的輻射水平)中幸存下來。它不僅在 207 天內每秒成功執行了超過 1 萬億(1 萬億次浮點運算)的計算,而且無需重新設置。HPE SBC-2 于2021年2月20 日在 Northrop Grumman 的 CRS-15 任務中發射升空,它以首次研究的成功為基礎,帶來了 ISS 前所未有的先進計算系統,它更深入地探索如何
89、通過使用我們在地球上使用的現成商用計算機系統來加速太空探索,而無需昂貴、耗時或笨重的輻射屏蔽。HPE SBC-2 組件包括:組件包括:1)HPE Edgeline Converged Edge System:為太空探索者提供支持 GPU 的人工智能(AI)和機器學習(ML)功能,該系統專為邊緣的惡劣操作環境而設計;2)HPE ProLiant 服務器:服務器:憑借 HPE 最通用的產品無與倫比的性能、安全性和智能自動化,推動下一波太空數字化轉型浪潮行業標準、機架優化的服務器;3)適用于適用于 Linux 的的 HPE Serviceguard:通過完全自動化、經過驗證的高可用性(HA)和災難恢
90、復(DR)解決方案確保 24x7 應用程序可用性,該解決方案可以防止故障并實現無停機維護和升級。HPE SpaceBorne Computer 主要主要硬件配置:硬件配置:1)intel CPU;2)英偉達)英偉達 GPU;3)鎧俠閃)鎧俠閃存存 D。圖圖 30:HPE 星載計算機星載計算機 SBC-2 組成組成 69%6%11%9%5%服務器存儲設備網絡設備安全設備光模塊/光纖/網線等32%23.30%25%9.80%26.80%27.30%25%72.80%18%25.60%15%8.70%0%3%10%0%23.30%20.90%25%8.70%-20%0%20%40%60%80%100
91、%基礎型高性能型推理型機器學習型CPUGPU內存硬盤其他 行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 23 資料來源:HPE 官網、天風證券研究所 4.1.1.計算計算商用商用 CPU&GPU 可用于空間計算,處理器創新有望提升耐用性可用于空間計算,處理器創新有望提升耐用性 太空環境下工作的太空環境下工作的計算計算芯片通常需要進行芯片通常需要進行抗輻射處理抗輻射處理。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過更多年的測試才能最終獲得太空飛行的認證??破罩袊榻B:芯片實現抗輻射性能主要有兩種方式,一是工藝加固,通過改變芯片
92、的制造材料和工藝條件,降低芯片對輻射的敏感度,需要建設投資巨大的專用工藝線。二是設計加固,即在芯片設計階段,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、猝熄等將輻射產生的危害化于無形的能力,這種方式無需專用工藝線。搭載搭載 intel CPU 芯片芯片和和 Nvidia GPU 芯片芯片的的 HPE 商用超級計算機商用超級計算機 HPE SpaceBorne Computer(SBC),在在 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據中心的計算。數據中心的計算。部分部分初創初創企業企業采用搭載獨有芯片
93、設計的計算平臺以應對復雜空間環境下的采用搭載獨有芯片設計的計算平臺以應對復雜空間環境下的高輻射水平和高輻射水平和極端溫度極端溫度。來自以色列的公司 Ramon.Space 通過將類似地球的計算基礎設施帶入太空,使用空間彈性計算技術為當今的空間先驅提供計算、存儲和連接能力,其核心是一個軟件驅動的、低功耗、可靠且耐用的計算平臺。該計算平臺的軟件驅動系統由其獨特的 AI/ML處理器提供支持,能夠在太空中實現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:地上:先對 AI/ML 模型進行解析并提取模型參數,并存儲為模型中間態(MIF)和參數中間態(PIF);地上系統對其并行
94、化和優化后得到模型任務態(MTF)和參數任務態(PTF),這一步是根據已有的 RC64(Ramon.Space 自研的機器學習 DSP 處理器)芯片數以及核數優化的,這樣做的目的是為了下一步得到同一任務的并行實例/任務平行線代碼;2)太空太空:將 MTF 和 PTF 發射到太空后,這個實例會傳入到參數化的通用層,與其他通用層構成整個系統代碼。計算平臺輸入接收到的或者之前存儲的數據,通過已經存在的解釋器運行該模型,得到輸出結果。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、速度和功率等參數與地面上的 Nvidia Jetson Nano 計算平臺性能十分
95、接近。圖圖 31:Ramon.Space 太空計算平臺太空計算平臺 行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 24 資料來源:Zenodo,天風證券研究所 4.1.2.存儲存儲商用商用 Flash 可用于太空可用于太空存儲存儲,MRAM 有望成為新選擇有望成為新選擇 閃存存儲設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)可以閃存存儲設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。提升存儲的可靠性。宇宙輻射導致的單粒子翻轉(SEU)或單粒子閂鎖(SEL)會損害太空存儲設備,也可能會導致浮柵層的電
96、荷數變化導致讀取的錯誤。通常采用三重模塊化冗余(TMR)來提高可靠性。這增加了設計的復雜性,因大系統存儲了三個數據副本(密度的三倍)。易失性存儲器易失性存儲器 DRAM 和和 SRAM 設備設備會面臨宇宙輻射帶來的設備短路,可通過循環供電進會面臨宇宙輻射帶來的設備短路,可通過循環供電進行恢復。行恢復。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備中的電流路徑時,會產生電子-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)或晶閘管結構,造成設備的短路。這種結構形成了一個反饋回路只能通過循環供電來恢復。圖圖 32:
97、宇宙輻射導致的宇宙輻射導致的 SEU 效應導致效應導致 Flash 設備存儲態設備存儲態錯誤錯誤 圖圖 33:宇宙輻射導致的宇宙輻射導致的 SEL 效應導致效應導致 DRAM 和和 SRAM 設備短路設備短路 資料來源:Avalanche technologyAvalanche Aerospace Whitepaper,天風證券研究所 資料來源:Avalanche technologyAvalanche Aerospace Whitepaper,天風證券研究所 Ramon.Space 自研超高密度存儲記錄器自研超高密度存儲記錄器 NuStream:用于數據驅動的空間應用和空間服務,采用內部抗輻
98、射技術構建,具有 1TB 的高容量、高數據速率和優化的 SWaR,可提供可靠且強大的解決方案。NuStream 使用由 Ramon.Space 內部 RC64 處理器控制的 Virtual RadiationShield”實現的流技術和輻射耐受性提供并行多傳感器記錄。圖圖 34:NuStream 示意圖示意圖 圖圖 35:NuStream 參數參數 資料來源:Ramon.Space 官網,天風證券研究所 資料來源:zenodo,天風證券研究所 基于基于 NAND Flash 固態硬盤可用于太空存儲。固態硬盤可用于太空存儲。HPE 星載計算機-2 計劃在用于研究實驗的 行業報告行業報告|行業深度
99、研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 25 HPE Edgeline 融合邊緣系統和 HPE ProLiant 服務器中采用了 Kioxia 固態硬盤。Kioxia 提供了基于 NAND 閃存的固態硬盤,包括 Kioxia RM 系列 Value SAS 和 Kioxia XG 系列 NVMe 固態硬盤,以支持這些解決方案。這些基于閃存的 SSD 比傳統的硬盤驅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 采用采用自旋態作為信息存儲載體,不受輻射粒子引起的自旋態作為信息存儲載體,不受輻射粒子引起的 SE
100、U&SEL 的影響,有望成為的影響,有望成為太空數據中心存儲新選擇。太空數據中心存儲新選擇。在半導體器件內離子有效 LET 值測試中,MRAM 磁性存儲器可以在 LTE 值為 85.4MeV.cm2/mg 下不發生 SEU 效應,而這也是 DRAM 和 SRAM 發生 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 設計的系統可以有效減少故障模式并同時簡化設計。圖圖 36:不同類型存儲芯片性能對比不同類型存儲芯片性能對比 資料來源:Avalanche technologyDATA CENTERS IN SPACE ,
101、天風證券研究所 圖圖 37:全球全球 MRAM 產業鏈產業鏈 資料來源:YOLE department,天風證券研究所 4.2.在軌數據基礎設施在軌數據基礎設施提供能源提供能源&輻射輻射防護防護&結構結構支撐支撐 SatFrame 是是個個星載超級計算中星載超級計算中,旨在為多個衛星任務提供空間數據,旨在為多個衛星任務提供空間數據處理處理,托管和提,托管和提供在太空中運行的地球制造技術所需的環境、電力和通信。它的構建是為了補償硬件本身供在太空中運行的地球制造技術所需的環境、電力和通信。它的構建是為了補償硬件本身的輻射等壓力源。的輻射等壓力源。以在軌數據基礎設施以在軌數據基礎設施 OrbitsE
102、dge SatFrame 型號型號 445 LE 為例,為例,主要主要硬件硬件構成包括:構成包括:行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 26 1)電力系統和太陽能電池板:電力系統和太陽能電池板:能源由大型太陽能電池板提供。為了在衛星處于地球陰影下時繼續為衛星供電,電池組用于保持系統以最高效率運行;2)熱控系統:熱控系統:OrbitsEdge 的 SatFrame 專有系統可保護設計的硬件和軟件免受惡劣太空環境的影響。它具有獨特的冷卻系統,結合了底盤和輔助散熱器,提供最大的冷卻面積和改進的輻射防護;3)底盤:底盤:一個標準的 19 英寸服務器機架,可
103、用空間可容納 5U 硬件,固定在 SatFrame 衛星的中心。雖然最初的 SatFrame 任務將支持 18 英寸深的服務器系統,雖無直接證據,但是估計該設計能夠擴展以適應全尺寸 36 英寸深的硬件;4)航空電子設備:航空電子設備:一個 1U 服務器單元專用于 OrbitEdge 自己的控制硬件。從這里開始,衛星的健康和運行受到監控;5)邊緣服務器:邊緣服務器:5U 19 寸服務器機架空間,專為提供高性能計算能力;6)通訊陣列:通訊陣列:集成了多種高帶寬空對空和空對地通信系統,包括 S,K,Ka 頻段。也可以支持激光通信。圖圖 38:HPE&Orbitsedge 合作構建星載超級計算中心合作
104、構建星載超級計算中心 資料來源:Data Center Frontier,天風證券研究所 4.3.操作系統操作系統Linux 系統系統低成本低成本&高安全性高安全性&強定制化有望成為應用主流強定制化有望成為應用主流 Linux 系統成本更低且安全性更高,有望成為空間數據中心系統主流選擇。系統成本更低且安全性更高,有望成為空間數據中心系統主流選擇。Linux 操作系統作為一種開放源碼的類 UNIX 操作系統,本身是免費的,且開源的代碼可以根據場景需求進行修改和定制化,而 Windows 不可定制且會強制更新,此外運行 Linux 的硬件要求要遠低于 Windows,這也一定程度上降低了建設計算中
105、心的成本。與 Windows 等其他操作系統相比,Linux 更安全,這是由于 Linux 中的每個程序,無論是應用還是病毒,都需要管理員以密碼的形式進行授權,除非輸入密碼,否則病毒不會執行。Linux 有更高的穩定性,它不需要在安裝或卸載或更新軟件后重新啟動,這對太空極端環境下的計算中心無疑是十分關鍵的。5.產業鏈投資機會產業鏈投資機會 建議重點關注:建議重點關注:行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 27 1)空間算力網絡建設帶動的服務器需求:)空間算力網絡建設帶動的服務器需求:AI 服務器龍頭:工業富聯;服務器服務器龍頭:工業富聯;服務器 P
106、CB:鵬鼎:鵬鼎控股;先進封裝:長電科技、通富微電、華天科技;企業級存儲:江波龍(計算機團隊聯控股;先進封裝:長電科技、通富微電、華天科技;企業級存儲:江波龍(計算機團隊聯合覆蓋)、兆易創新、瀾起科技等;合覆蓋)、兆易創新、瀾起科技等;2)低軌道衛星服務供應商:復旦微電、國光電氣(軍工)低軌道衛星服務供應商:復旦微電、國光電氣(軍工團隊團隊覆蓋)、紫光國微、中國衛通、覆蓋)、紫光國微、中國衛通、中國衛星等中國衛星等 6.風險提示風險提示 核心硬件技術進展不及預期:太空數據中心核心基礎硬件面臨太空復雜因素影響,可靠性&抗輻射特性需要進一步驗證&強化,若核心硬件技術進展落地不及預期,影響太空數據中
107、心建設進度;太空數據中心建設進度不及預期:目前太空數據中心還處于規劃建設早期,實際進度可能低于預期;衛星間技術通信進度不及預期:衛星間激光傳輸設備的優化需要投入一定科研時間,若衛星間技術通信進度不及預期,可能影響衛星群之間的相互通信從而放緩太空數據中心的建設速度;AI 行業應用&算力需求增長不及預期:AI 技術發展或場景落地速度不及預期,由 AI 帶動的算力需求擴張可能不及預期,將會影響算力需求端的投資意愿。主觀測算風險:太空數據中心基礎建設對應市場空間為我們測算,實際衛星發射節奏、建設成本、數據中心配套節奏可能與實際情況情況存在一定差異性 行業報告行業報告|行業深度研究行業深度研究 請務必閱
108、讀正文之后的信息披露和免責申明 28 分析師聲明分析師聲明 本報告署名分析師在此聲明:我們具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格或相當的專業勝任能力,本報告所表述的所有觀點均準確地反映了我們對標的證券和發行人的個人看法。我們所得報酬的任何部分不曾與,不與,也將不會與本報告中的具體投資建議或觀點有直接或間接聯系。一般聲明一般聲明 除非另有規定,本報告中的所有材料版權均屬天風證券股份有限公司(已獲中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格)及其附屬機構(以下統稱“天風證券”)。未經天風證券事先書面授權,不得以任何方式修改、發送或者復制本報告及其所包含的材料、內容。所有本報告中使用的商標、服務標識及
109、標記均為天風證券的商標、服務標識及標記。本報告是機密的,僅供我們的客戶使用,天風證券不因收件人收到本報告而視其為天風證券的客戶。本報告中的信息均來源于我們認為可靠的已公開資料,但天風證券對這些信息的準確性及完整性不作任何保證。本報告中的信息、意見等均僅供客戶參考,不構成所述證券買賣的出價或征價邀請或要約。該等信息、意見并未考慮到獲取本報告人員的具體投資目的、財務狀況以及特定需求,在任何時候均不構成對任何人的個人推薦??蛻魬攲Ρ緢蟾嬷械男畔⒑鸵庖娺M行獨立評估,并應同時考量各自的投資目的、財務狀況和特定需求,必要時就法律、商業、財務、稅收等方面咨詢專家的意見。對依據或者使用本報告所造成的一切后果
110、,天風證券及/或其關聯人員均不承擔任何法律責任。本報告所載的意見、評估及預測僅為本報告出具日的觀點和判斷。該等意見、評估及預測無需通知即可隨時更改。過往的表現亦不應作為日后表現的預示和擔保。在不同時期,天風證券可能會發出與本報告所載意見、評估及預測不一致的研究報告。天風證券的銷售人員、交易人員以及其他專業人士可能會依據不同假設和標準、采用不同的分析方法而口頭或書面發表與本報告意見及建議不一致的市場評論和/或交易觀點。天風證券沒有將此意見及建議向報告所有接收者進行更新的義務。天風證券的資產管理部門、自營部門以及其他投資業務部門可能獨立做出與本報告中的意見或建議不一致的投資決策。特別聲明特別聲明
111、在法律許可的情況下,天風證券可能會持有本報告中提及公司所發行的證券并進行交易,也可能為這些公司提供或爭取提供投資銀行、財務顧問和金融產品等各種金融服務。因此,投資者應當考慮到天風證券及/或其相關人員可能存在影響本報告觀點客觀性的潛在利益沖突,投資者請勿將本報告視為投資或其他決定的唯一參考依據。投資評級聲明投資評級聲明 類別類別 說明說明 評級評級 體系體系 股票投資評級 自報告日后的 6 個月內,相對同期滬 深 300 指數的漲跌幅 行業投資評級 自報告日后的 6 個月內,相對同期滬 深 300 指數的漲跌幅 買入 預期股價相對收益 20%以上 增持 預期股價相對收益 10%-20%持有 預期
112、股價相對收益-10%-10%賣出 預期股價相對收益-10%以下 強于大市 預期行業指數漲幅 5%以上 中性 預期行業指數漲幅-5%-5%弱于大市 預期行業指數漲幅-5%以下 天風天風證券研究證券研究 北京北京 ??诤??上海上海 深圳深圳 北京市西城區佟麟閣路 36 號 郵編:100031 郵箱: 海南省??谑忻捞m區國興大道 3 號互聯網金融大廈 A 棟 23 層 2301 房 郵編:570102 電話:(0898)-65365390 郵箱: 上海市虹口區北外灘國際 客運中心 6 號樓 4 層 郵編:200086 電話:(8621)-65055515 傳真:(8621)-61069806 郵箱: 深圳市福田區益田路 5033 號 平安金融中心 71 樓 郵編:518000 電話:(86755)-23915663 傳真:(86755)-82571995 郵箱: