上太空造半导体，这家公司已开始测试！

9月11日消息，由前OpenAI员工创立的初创公司Besxar正试图将半导体制造搬上太空，以利用太空的天然真空环境替代地球上造价高昂的洁净室基础设施。近期，Besxar已开始通过SpaceX猎鹰9号对其轨道半导体制造原型进行验证测试。

核心逻辑：去物理规律已经“就绪”的地方

Besxar创始人兼CEO阿什莉·皮利皮兹恩（Ashley Pilipiszyn）曾是OpenAI员工。她表示，地面晶圆厂之所以是“极其庞大且复杂的基础设施项目”，根本原因在于必须建造正压洁净室，以阻挡哪怕是微小的灰尘和污染物——一粒尘埃落在晶圆上就可能毁掉整块芯片。

“我们正处在一个时代：前往一个物理规律本身就已对我们有利的环境，实际上比在地球上更具成本效益，”皮利皮兹恩表示，“不要在地球上和物理规律‘硬碰硬’。”

在Besxar看来，太空的真空环境天然具备地面洁净室难以企及的纯净度，这是保护敏感材料免受污染所必需的。与其花费数十亿美元在地面复制一个“近似真空”的环境，不如直接利用太空本身作为洁净室。

此外，太空制造更深层的价值在于，微重力环境下可以消除热对流和浮力效应。在地面上，熔化材料时热对流会像“搅拌机”一样扰乱原子排列，导致晶体缺陷。而在微重力环境中，原子可以更安静地排列，生长出的化合物半导体晶体结构更完美，导电效率可能比地面产品高出10到100倍。

另一家同样瞄准太空制造半导体的初创公司Space Forge首席执行官兼创始人Josh Western此前也表示，太空的真空和微重力条件可以使全新的半导体材料得到更有效的开发。“生产化合物半导体生长是一个非常激烈和缓慢的过程，它们实际上是从原子级别开始生长。” “因此，重力对其有着深远的影响，基本上改变了这些原子之间的键。在太空中，你能够克服这个障碍，因为太空中几乎没有重力。”

Western补充道，太空为几乎任何材料提供了更好的制造基础。“通过微重力、高纯度真空（不需要多级泵）的组合，进入太空可以实现大约十亿种新的合金组合，并获得-260℃到260℃的极端温度，可以使研究人员制造出“比地球上的半导体效率高10到100倍”的半导体。

首飞验证：晶圆样本比地面更洁净

2025年10月，Besxar已与SpaceX达成协议，将在约12次猎鹰9号飞行中验证其轨道半导体制造原型，以验证利用太空的天然真空替代地球上造价高昂的洁净室基础设施的设想。

2026年7月5日，Besxar的首次飞行任务“Mission Asimov”搭载SpaceX猎鹰9号助推器升空，两个V1 Fabship（制造舱）随助推器完成亚轨道飞行，并携带了来自德克萨斯大学奥斯汀分校和弗吉尼亚大学的GaAs、AlInAsSb等化合物半导体晶圆样本。需要指出的是，这两个微波炉大小的“Clipper级”容器是利用太空属性（例如真空、微重力、热环境）作为工艺条件的模块化制造单元。它们被安装在猎鹰9号助推器上，并未进入轨道，而是在亚轨道飞行几分钟后随助推器返回地球。

本次测试的任务目标是：验证容器能否承受发射载荷、保护晶圆样本免受污染、并使其暴露于太空真空。据Compound Semiconductor报道，飞行后的检测显示，容器结构完好，晶圆样本无裂纹、无翘曲、无可见损伤。

皮利皮兹恩进一步指出：“经历过飞行的样本是最洁净的，颗粒物含量也最低，与未曾进入太空的地面晶圆相比……这对我们后续扩大规模而言非常理想。”目前针对化合物半导体晶圆样本的独立的材料级分析仍在进行。

技术路线图：从加热到沉积，逐步升级

Besxar的迭代路径清晰而渐进，计划未来两年内，公司将逐步提升实验复杂度：

第一阶段：加热晶圆，验证在轨热管理能力。

第二阶段：沉积一种材料，实现基础薄膜生长。

第三阶段：扩展至两种及以上材料，向真正的半导体制造工艺靠拢。

Besxar的最终目标是，将更大规模的制造模块搭载于SpaceX仍在研发中的星舰（Starship）。皮利皮兹恩三年前首次接触SpaceX时，原本洽谈的就是利用星舰发射服务，但最终选择先通过猎鹰9号助推器搭载载荷的方式，以可控成本先期降低技术风险。

一旦具备合格样品的生产能力，Besxar计划向头部芯片制造商供应晶圆，用于制造数据中心、机器人和电动汽车中负责电能调节的先进芯片。这一市场定位避开了与台积电、三星在逻辑制程上的正面竞争，转而聚焦于对材料纯度敏感的功率半导体领域。

尽管首飞验证了基本可行性，但从“工程实验”到“商业制造”之间存在巨大鸿沟。猎鹰9号助推器的亚轨道飞行仅提供几分钟的真空暴露窗口，而真正的半导体薄膜沉积可能需要数小时甚至更长的受控环境。星舰何时能够实现常态化、低成本运营，目前仍是未知数。

已有多家企业开始布局

Besxar迄今已筹集近1400万美元，其中包括由Dauntless Ventures和Overture VC领投的900万美元种子轮，Keymaker VC、645 Ventures等机构参投。公司还获得了NVIDIA Inception项目的早期支持，并已启动一项美国国防部合同，聚焦国防级材料和抗辐射组件研发。

太空半导体制造赛道并非只有Besxar一家。United Semiconductors和Space Forge同样在探索利用太空环境生产更高质量的半导体。但所有玩家面临一个共同瓶颈：如何将足够数量的产品运回地球。皮利皮兹恩预计未来单座工厂的产量将从数百片晶圆逐步扩展至数千片，但这一路径高度依赖于低成本火箭的成熟——无论是SpaceX的星舰，还是Rocket Lab、Stoke Space等竞争对手的新一代火箭。

此前由美国“芯片法案”和美国宇航局NASA的 In Space Production Applications资助的一个研究项目也在研究在太空制造半导体。该项目的首席研究员是NASA高级材料工程师CurtisHill，他领导团队利用太空失重环境下简化了半导体制造过程中的蚀刻步骤。

△一名研究人员在太空中设置实验设备，以了解微重力钎焊合金的影响。

值得一提的是，日本晶圆代工厂Rapidus社长近日在美国发表演讲时称，计划2040年前后在月球表面建设半导体工厂。

如果说Besxar等厂商聚焦的是“在太空造晶圆”，那么马斯克2026年3月发布的Terafab计划则将目标瞄准了在太空部署算力。

Terafab由特斯拉、SpaceX和xAI联合打造，被特斯拉称为“有史以来规模最大的芯片制造工厂”，目标直指每年生产1太瓦的AI算力芯片，相当于当前全球AI算力年产量的50倍。项目将打破全球现有芯片制造的分工模式，将光刻掩膜、芯片制造、封装测试全链条集中在单一厂区内，实现“制作掩膜—芯片制造—测试—优化掩膜—再制造”的极速迭代闭环。

马斯克明确表示，Terafab的布局重心放在太空，核心源于地球能源与算力的天然局限。其生产的太空高功率定制芯片将专门适配太空极端环境，部署于SpaceX的轨道AI数据中心网络。

编者按：

在太空制造芯片的确实是一个不错的想法。但是这里仍有很多关键问题需要解决。

首先，目前尚未有可以适用于在太空制造半导体的设备，如果直接将现有半导体设备发射到太空，不仅成本高昂、而且不一定符合需求。另外设备的安装也是一项艰巨的任务。比如半导体制造所需的最关键的光刻机，本身体积庞大、重量也高达数十吨，在地面进行安装调试都需要数月时间。除非找ASML等设备厂商定制适用于太空的版本，但这个成本同样也非常高。

不过，目前已有团队在推进紧凑型太空制造设备的验证。例如，Nitride Global联合United Semiconductors和Axiom Space入选NASA的SBIR项目，开发用于在微重力环境中生长氮化铝（AlN）晶体的物理气相沉积反应器。其概念验证型反应器功耗仅250-400瓦，重量不到700克，能够在2800-3200°C的高温下工作，并满足国际空间站中甲板储物柜的集成限制。

另外，Besxar聚焦的化合物半导体材料生长，本身就比逻辑芯片的光刻制程更适合小型化。当然，如果要实现完整的“太空晶圆厂”，沉积、刻蚀、量测等环节的设备适配仍然是巨大的工程挑战。

其次，即便当太空制造半导体的产线就绪，仍将面临同一个尴尬：半导体制造所需的原材料能否持续稳定供应，如果只依靠地面发射供应，这个成本、物流时间都将是问题，毕竟半导体产线是需要7×24小时不间断运作的。

另外，产品造出来之后，要排队等待返回舱位。Dragon货运飞船每次只能带回约3000公斤的下行载荷，且时间表由国际空间站的任务轮换决定，制造商无法按自己的生产节奏“叫车”。行业分析显示，返回物流的瓶颈已经“重塑了整个新兴行业的经济性”，2026年返回服务市场规模约为15亿至18亿美元，预计到2030年可能增长至35亿美元。

第三，太空辐射是也是一个需要面对的问题。太空中的高能粒子可能改变芯片的晶体晶格结构，留下“空位缺陷”或“间隙缺陷”，导致性能下降甚至失效。

不过，有研究指出，对于一个200毫米晶圆，在无电场条件下受到的有效辐射损伤低于10拉德，通过简单的退火工艺就能修复。更有力的反证来自谷歌的Project Suncatcher实验：其Trillium AI芯片在相当于5年低轨任务辐射剂量的测试中成功存活。这意味着，辐射对“制造中的晶圆”的威胁，可能远小于对“成品芯片长期运行”的威胁。太空制造的核心挑战仍然集中在热管理和物流上，而非辐射。

第四、太空制造半导体的终极形态，可能不是“运回地球”而是“就地使用”，即“太空工厂”直接服务于“太空基础设施”，形成一个不依赖地球的闭环。

马斯克的Terafab计划虽然主要在地面，但其产品定位明确指向SpaceX的轨道AI数据中心网络。如果未来轨道数据中心、卫星星座、太空制造平台本身形成规模，那么在轨制造的芯片、主板、散热系统都可以就地组装、就地部署，彻底绕开“下行运输”这个瓶颈。当然，这需要配套的太空芯片制造、主板制造、封装测试能力也同步上天，其难度不亚于芯片制造本身。但至少从逻辑上，这比“造好再运回地球封测”更自洽。

Besxar目前的定位是向地面芯片制造商供应晶圆，这仍然是“太空制造、地球使用”的路径。但真正的闭环，需要整个产业链的太空化。

总结来说，太空半导体制造的逻辑成立，但它的瓶颈不在“能不能造”，而在于“需要配套的太空制造设备”、稳定的材料供应、有竞争力成本效益。所以，短期内最可行的路径仍然是高价值、小体积的化合物半导体材料生长，而非完整的逻辑芯片制造。

编辑：芯智讯-浪客剑