为太空AI卫星备电源,SpaceX敲定异质结光伏产线合作

当人工智能算力需求持续走高,地面数据中心的电力、场地约束愈发凸显,把计算任务搬到太空轨道,正在成为商业航天领域的新探索方向。SpaceX正在推进的Starmind项目,就是一套在轨道上完成AI运算的卫星方案,而为了支撑这批卫星大批量制造,企业已经锁定高性能太阳能电池的生产设备供应。

携手德国设备厂商拿到整套产线

近期德国光伏设备企业SINGULUS对外公布,已经和SpaceX签署重要供货协议。这次合作并不是直接采购已经完工的太阳能电池成品,而是引进完整的异质结也就是HJT电池制造产线与配套工艺体系。

按照双方规划,首套生产线预计会在2027年上半年完成交付,后续还会根据卫星生产进度继续新增多条产线。整套生产设施落地在美国得克萨斯州的工厂,专门用来供给Starmind系列AI卫星的电源部件生产。

SpaceX星链业务高级副总裁迈克・尼科尔斯对外表示,这套合作模式,将帮助企业在本土建立起自主制造卫星太阳能电池的完整能力。结合设备厂商的工艺积累,加上SpaceX自身长期的项目投入,可以搭建一套能够持续扩张的供应链,满足未来大规模卫星生产的现实需要。

什么是HJT太阳能电池,为何选它用于太空

异质结电池之所以被选中服务太空卫星,核心在于它的电能转化损耗更低。这种电池结合N型晶体硅与超薄非晶硅薄膜两类半导体材料,二者原子排列结构存在差异,由此形成异质结结构。

电池本体中间层是晶体硅片,正反两面覆盖薄薄一层非晶硅,再搭配透明导电膜与金属电极。阳光照射后,这套结构可以减少电能传输过程中的损耗,实现更高的光电转换效率,对于供电资源十分宝贵的太空场景,效率提升就意味着卫星能够获得更多电力,支撑AI计算载荷持续运行。

SINGULUS会把湿化学处理、真空镀膜、热处理这些成熟工艺整合进新开发的设备当中,专门适配太空级高性能电池的生产标准。

Starmind卫星:在太空完成AI计算

Starmind是SpaceX重点推进的太空人工智能卫星项目,对外公开的首款产品代号为AI1。和普通通信卫星不一样,这款卫星的核心使命不是提供上网信号,而是在轨承接AI计算任务。

卫星依靠自身搭载的太阳能电池阵列收集太阳光转化电力,直接在太空环境中运行AI相关运算。运算结束之后,依靠激光通信链路接入星链网络,把处理完成的数据回传至地球。这种模式可以把一部分算力负载转移到轨道,缓解地面算力设施的压力,但整套构想落地的前提,就是可以大批量造出足够可靠的太空太阳能电池。

厘清100GW设备规模的真实含义

合作公告当中提到,未来整套产线体系可以支撑超过100GW的设备对应生产规模。这个数值很容易产生误解,它并不是指SpaceX要在太空建造百吉瓦级别发电站,而是全部生产线满负荷运行之后,设备可以实现的电池制造体量,换算成千瓦为1亿千瓦。

为了方便大众理解,有行业测算指出该制造体量大致等同于4.4座三峡电站的总装机规模,三峡电站总装机容量为2250万千瓦。这里需要再次强调,对比的是设备对应的电池生产能力,不是卫星在轨发电功率,二者概念不能混淆。

太空AI算力还是处在向前推进的早期阶段。想要让Starmind星座真正投入商用,除了解决太阳能电池批量制造,卫星发射、太空散热、天地之间高速数据传输,都还存在不少技术难关。不过从供应链布局动作可以看出,SpaceX已经将轨道AI算力视作未来业务当中非常重要的一块方向。

(素材来自:SpaceX 智算芯能前沿网综合)

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