寻找未来50年的 技术新范式

作者: 姚颂

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姚颂,东方空间联合创始人兼联席首席执行官。从清华电子系本科毕业后,姚颂联合创立深鉴科技并担任首席执行官,研发深度学习处理器芯片。2018年,深鉴科技被Xilinx全资收购,成为清华有科技成果转化制度以来第一家完成商业回报闭环的企业。在历经经纬中国合伙人、奇绩创坛合伙人、SEE Fund创始合伙人等几个早期科技领域的投资角色后,姚颂最终锁定商业航天领域,在2020年联合创立东方空间,旨在补充我国航天发射能力,探索全新的高效率航天技术发展范式。2024年1月,公司研发的“引力一号”中型运载火箭首飞成功。

在清华大学第十二期“创业导引——与创业名家面对面”课堂上,姚颂结合自身跨行业的创投经历与商业航天领域的探索实践,跟同学们分享了“创业者的成长之路”,以下为其演讲实录节选。

过去50年发展依赖的核心范式

作为一名科技创业者,我一直在关注行业的变化。我清楚地看到,现在进入了科技创业的黄金时代。

回顾过去50年的人类发展史,会发现人类的发展是基于几个重大的技术范式带来的突破,这些突破每100年才会出现几个,然后形成范式。

范式的含义是可以沿着一条可预测的路径持续发展。例如,我们现代信息世界的基石是芯片,即集成电路。集成电路的快速发展是由于戈登·摩尔总结出了摩尔定律。他指出,平均每18个月,芯片的制程就会迭代,芯片的计算密度会提高一倍,同时功耗下降,成本也降低。

随着摩尔定律的发展,芯片的性能也在不断上升。2010年,摩尔定律开始放缓,近几年的典型趋势是“英特尔挤牙膏”。因为架构的迭代和制程的迭代,芯片性能的提升变缓慢了。

在这种情况下,英伟达异军突起,它采用并行计算,从而提高性能。但是,我们也不可能无限制地堆叠计算单元,因为芯片的功耗太高,良率会下降,还会出现很多其他问题。

现代社会的另一个基石是移动互联网中的香农公式(一个信道的通信能力等于带宽乘以天线数量乘以信噪比)。

4G时代,通信信噪比已经非常接近理论上限。到了5G时代,为了继续提高通信速度,只能在带宽和天线数量上做文章。例如,将带宽变得更宽,原来4G时代是2.0GHz左右的频段,非常拥挤,给每个人的带宽只有20MHz,通信速度不够。将频段从2.0GHz挪到6.0GHz频点上,带宽相对较宽,通信速度就会大大提高。

另外一点是采用MIMO技术(多天线技术),比如现在手机上通常是4入4出的天线设计,通信速度提升了,但效率并没有本质提升。因此,我们会发现5G开启后,手机耗电速度变快了。如今,5G已经发展到极致了,也带来了一些问题,比如说频点提升以后,信号穿墙能力变弱了。

互联网产业在这几十年的发展中,诞生了阿里巴巴、腾讯、拼多多等深入人们日常生活中的企业,这些都是在TCP/IP加上香农公式、无线通信技术的迭代中产生的应用。

在所有的互联网模式中,搜索模式早在21世纪初就被挖掘干净了,移动互联网也在2010年左右被挖掘干净。现在,互联网已经几乎没有新机会了。

按照摩尔定律,英特尔积攒了一个Tick-Tock模型(每两年迭代一次芯片的制造工艺,同时每两年迭代一次芯片的设计架构,这样的话就能保证每年芯片都能够前进一代)。

2014年以后,英特尔将其放缓,改成了Tick-Tock-Tock模型,即3年一次工艺迭代,其中有两次是设计架构的迭代,进一步放缓。

现在是完全依靠并行计算提高性能,这个情况还能持续两三年,后续可能很难再不受限制地持续迭代了。

因此,我们需要找到新的技术范式,带来像互联网和移动互联网这样的全新应用,才能创造更多的商业价值,推动人类社会的科技发展。

选择商业航天,大趋势使然

为什么我会选择商业航天?归根到底要回到行业的基础商业逻辑中,商业航天的本质驱动力是不可再生资源的争夺。

宇宙空间看似无限,但实际上可利用的近地空间非常有限。在宇宙维度中,光速就不能被忽略了。

例如,华为手机的卫星通话,使用的是36000公里高度的地球同步卫星,这种卫星转速与地球的自转速度一致,如果想要与这颗卫星通信连接,就需要往返至少72000公里,再加上信号的转发计算时间,一次通信延迟400毫秒以上。

近地轨道不多,并且卫星是以第一宇宙速度每秒7.9公里在运转,所以两颗卫星之间必须拉开足够大的距离。经过计算,1000公里内只能放置6至7万颗卫星,而马斯克计划发射4.2万颗卫星,这使得卫星轨道变得异常紧张。中国也在大力推动自己的卫星互联网,并成立了相关公司。

商业航天领域发展的历史背景是上世纪90年代末,美国政府不再愿意在航天领域投入大量资金,市场可以用较低的价格挖到美国顶尖航天专家、发动机火箭设计图纸和技术资料。基于这样的时代红利,Blue Origin、SpaceX等航天企业纷纷成立,给行业树立了标杆。这些标杆企业验证了航天行业可以实现规模化盈利,而不仅仅是科研探索性质的行业。

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2023年,美国发射卫星及航天器总计2221吨,中国发射卫星及航天器总计202吨,中国必须奋起直追。

中国商业航天展望

中国从2014年开始放宽商业航天领域的监管,允许商业资本和民营企业进入航天领域。

到目前为止,火箭领域的发展大致经历了三个阶段。第一阶段是早期市场只有美元基金,没有商业需求,没有可对比公司,所有公司都处于早期探索阶段。

2019年以来,中国的卫星互联网开始逐步探索。面向大规模发射的市场需求,许多火箭公司涌现,更多高可靠性、高运载能力和低成本的火箭逐渐出现。从今年开始,我国的卫星互联网开始批量发射。

起初,这个行业融资规模整体较小,技术团队也不够成熟,大多数公司倾向于以中小型火箭作为第一个研发型号,这样可以降低研发投入,同时团队也能够更好地磨合,以此形成良性循环,持续不断地进行融资。

目前,我国的商业火箭不仅运力较小,而且成本较高,仅靠中小型火箭来支撑中国的卫星互联网计划是相对困难的。

我看到这个行业存在巨大机会,于是在2020年进入这个行业,并提出两个核心战略。第一,规模化发射。只做大火箭,只有大火箭才能够满足卫星互联网的发射要求,才能把发射成本降下来。第二,快捷化发射。因此,我们需要全流程优化效率,增加发射数量。

探索商业航天新范式

目前为止,东方空间是行业内为数不多的同时具有商业思维和产品思维的企业,公司发展相对稳健。国内类似卫星互联网的大型组网规划,我们已经全部参与,并成为其火箭供应商。

中国最大的民营卫星企业长光卫星已经与我们批量签署4发火箭的采购协议。此外,我们还与上市企业航天宏图、四川最大的卫星企业国星宇航等有良好合作。

我们学习了马斯克的前店后厂机制,采用海上发射的形式,让我们的火箭从厂房推出几百米就能上船,提高物流周转效率。

烟台政府协助我们投资了一条专用发射船“东方航天港号”,船中间有3个洞,是火箭放置的位置,两侧有两个斜的开口,底部蓄上海水,这样的话火焰向下喷的时候,就不会对船舱产生过度灼烧,同时火焰和水蒸气通过两个斜的开口散开,这个导流机制会让火箭的起飞更加稳定。

目前,公司总部注册在烟台,研发中心主要在北京亦庄,火箭发动机研发基地在无锡和西安,已经基本形成沿海布局架构。

“引力一号”是目前国内首款达到卫星互联网发射基础要求的民营运载火箭,未来3年还将会有多款火箭面世,其中包括我们自己研发的运载能力约为20吨的“引力二号”大型液氧煤油可回收火箭,以及其他企业的一些火箭,这些火箭将使中国商业航天的能力提升一个量级。

责任编辑:丁莉莎

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