由前 OpenAI 员工创立的初创公司 Besxar，正在把半导体制造搬上太空。公司近期已开始借助 SpaceX 猎鹰 9 号，对其轨道半导体制造原型展开验证测试，试图用太空天然真空环境替代地面造价高昂的洁净室基础设施。
把制造放到物理条件已经具备的环境中
Besxar 创始人兼 CEO 阿什莉·皮利皮兹恩（Ashley Pilipiszyn）曾任职于 OpenAI。她认为，地面晶圆厂之所以会成为「极其庞大且复杂的基础设施项目」，关键原因在于必须建设正压洁净室，以隔绝哪怕极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。
她表示：「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。不要在地球上和物理规律『硬碰硬』。」
按照 Besxar 的判断，太空真空环境天然具备地面洁净室难以达到的纯净度，这对保护敏感材料免受污染是必要条件。与其在地面投入数十亿美元去复制一个「近似真空」环境，不如直接把太空本身当作洁净室使用。
太空制造的另一个价值，在于微重力条件可以消除热对流和浮力效应。地面熔化材料时，热对流会像「搅拌机」一样扰乱原子排列，增加晶体缺陷；在微重力环境中，原子排列更稳定，化合物半导体晶体结构可能更完整，导电效率也可能高于地面产品。
Space Forge 也给出过相近判断
另一家同样押注太空制造半导体的初创公司 Space Forge，也曾就这一方向给出类似表述。公司首席执行官兼创始人 Josh Western 此前表示，太空中的真空和微重力条件，有助于更有效地开发新的半导体材料。
Western 说：「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。」
他还补充称，太空为几乎任何材料都提供了更好的制造基础。按照他的说法，微重力与高纯度真空的组合，不需要多级泵，就可能带来约十亿种新的合金组合，同时获得 -260℃ 到 260℃ 的极端温度环境，使研究人员有机会制造出「比地球上的半导体效率高 10 到 100 倍」的半导体。
首飞任务已完成样本验证
2025 年 10 月，Besxar 已与 SpaceX 达成协议，计划在约 12 次猎鹰 9 号飞行中验证其轨道半导体制造原型，用于检验利用太空天然真空替代地面高成本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。
这两个微波炉大小的「Clipper 级」容器，是把真空、微重力和热环境等太空属性直接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，没有进入轨道，而是在完成数分钟亚轨道飞行后，随助推器一同返回地球。
此次测试的目标包括三项：验证容器是否能够承受发射载荷，验证是否能保护晶圆样本不受污染，以及验证样本能否暴露于太空真空环境。根据 Compound Semiconductor 的报道，飞行后的检查显示，容器结构完好，晶圆样本没有裂纹、没有翘曲，也没有可见损伤。
皮利皮兹恩随后表示：「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，针对这些化合物半导体晶圆样本的独立材料级分析仍在进行。
未来两年分三步推进
Besxar 给出的技术迭代路径较为明确，未来两年将逐步提高实验复杂度。
- 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近。
公司的最终目标，是把更大规模的制造模块搭载到 SpaceX 仍在研发中的星舰（Starship）上。皮利皮兹恩表示，她三年前第一次接触 SpaceX 时，原本洽谈的就是星舰发射服务，但公司后来先选择通过猎鹰 9 号助推器搭载载荷，以更可控的成本降低前期技术风险。
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，应用方向包括数据中心、机器人和电动汽车中负责电能调节的先进芯片。按原文表述，这一定位绕开了与台积电、三星在逻辑制程上的正面竞争，转而聚焦对材料纯度更敏感的功率半导体领域。
不过，首飞验证基本可行，与商业化制造之间仍有明显距离。猎鹰 9 号助推器的亚轨道飞行，只能提供数分钟真空暴露窗口，而真正的半导体薄膜沉积可能需要数小时甚至更长时间的受控环境。与此同时，星舰何时能够实现常态化、低成本运营，仍未有定论。
融资、合作与赛道竞争
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，并启动了一项美国国防部合同，聚焦国防级材料和抗辐射组件研发。
在太空半导体制造这条赛道上，Besxar 并非唯一参与者。United Semiconductors 和 Space Forge 也在探索利用太空环境生产更高质量的半导体。
但所有公司都面临同一个瓶颈：如何把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大到数千片，而这条路径高度依赖低成本火箭的成熟，不论是 SpaceX 的星舰，还是 Rocket Lab、Stoke Space 等竞争对手正在推进的新一代火箭。
此前，一个获得美国《芯片法案》和美国国家航空航天局 NASA In Space Production Applications 资助的研究项目，也在推进太空制造半导体。项目首席研究员为 NASA 高级材料工程师 Curtis Hill，他带领团队利用失重环境，简化半导体制造过程中的蚀刻步骤。
另一个值得关注的信号来自日本。日本晶圆代工厂 Rapidus 社长近日在美国演讲时表示，计划在 2040 年前后于月球表面建设半导体工厂。
从造晶圆到部署算力
如果说 Besxar 等公司关注的是「在太空造晶圆」，那么马斯克在 2026 年 3 月发布的 Terafab 计划，则把目标指向了在太空部署算力。
根据原文，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」，目标是每年生产 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。项目试图打破现有芯片制造分工模式，把光刻掩膜、芯片制造、封装测试等环节集中在单一厂区内，形成「制作掩膜—芯片制造—测试—优化掩膜—再制造」的快速迭代闭环。
原文称，马斯克明确表示，Terafab 的布局重心放在太空，原因在于地球能源与算力存在天然局限。其生产的太空高功率定制芯片，将适配太空极端环境，并部署于 SpaceX 的轨道 AI 数据中心网络。
仍待解决的四个现实问题
原文编者按部分指出，在太空制造芯片的设想成立，但仍有多项关键问题有待解决。
设备适配仍是第一道门槛
目前尚未出现真正适用于太空半导体制造的完整设备体系。如果直接把现有半导体设备发射到太空，成本高，而且未必适配实际需求。设备安装也是难点，例如光刻机本身体积庞大、重量可达数十吨，在地面完成安装调试都需要数月时间。除非由 ASML 等设备厂商专门定制面向太空的版本，否则难以落地，而定制本身同样意味着高成本。
不过，已有团队在验证更紧凑的太空制造设备。Nitride Global 联合 United Semiconductors 和 Axiom Space 入选 NASA 的 SBIR 项目，开发用于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为 250 至 400 瓦，重量不到 700 克，可在 2800-3200°C 高温下工作，并满足国际空间站中甲板储物柜的集成限制。
原文同时提到，Besxar 聚焦的化合物半导体材料生长，本身比逻辑芯片光刻制程更适合小型化。但若要真正实现完整的「太空晶圆厂」，沉积、刻蚀、量测等设备环节的适配，依旧是巨大的工程挑战。
原材料供给和返回物流同样受限
即便太空半导体产线准备就绪，原材料能否持续稳定供应，仍是现实问题。如果长期依赖地面发射补给，成本和物流时间都会形成约束，而半导体产线又需要 7×24 小时连续运转。
制造完成之后，产品还需要等待返回舱位。原文称，Dragon 货运飞船每次只能带回约 3000 公斤下行载荷，而且返回时间表由国际空间站任务轮换决定，制造商无法完全按照自己的生产节奏安排运输。行业分析显示，返回物流瓶颈已经「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 年可能增至 35 亿美元。
辐射问题存在，但未必是最核心障碍
太空中的高能粒子可能改变芯片晶体晶格结构，形成「空位缺陷」或「间隙缺陷」，带来性能下降甚至失效风险。
不过，原文提到，有研究认为，对一片 200 毫米晶圆而言，在无电场条件下受到的有效辐射损伤低于 10 拉德，通过简单退火工艺即可修复。另一个例子来自谷歌 Project Suncatcher 实验，其 Trillium AI 芯片在相当于 5 年近地轨道任务辐射剂量的测试中成功存活。按这一判断，辐射对「制造中的晶圆」的威胁，可能小于对「成品芯片长期运行」的威胁，太空制造更突出的难点仍集中在热管理和物流。
终局未必是运回地球
原文还提出，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」：由太空工厂直接服务太空基础设施，形成不依赖地球的闭环。
文中提到，马斯克的 Terafab 计划虽然主要在地面推进，但产品定位明确指向 SpaceX 的轨道 AI 数据中心网络。若未来轨道数据中心、卫星星座和太空制造平台本身形成规模，那么在轨制造的芯片、主板和散热系统，都可以直接在太空组装并部署，从而绕开下行运输瓶颈。当然，这要求太空芯片制造、主板制造以及封装测试能力同步上天，其工程难度并不低于芯片制造本身。
Besxar 当前的定位仍是向地面芯片制造商供应晶圆，属于「太空制造、地球使用」路径。按原文判断，真正的闭环还需要整个产业链向太空延伸。
短期更现实的方向仍是高价值、小体积材料生长
原文最后认为，太空半导体制造的逻辑是成立的，但瓶颈不在「能不能造」，而在于是否具备适配的太空制造设备、稳定的材料供应以及具备竞争力的成本效益。短期内更可行的路径，仍是高价值、小体积的化合物半导体材料生长，而不是完整的逻辑芯片制造。
本文信息来自微信公众号「芯智讯」，编辑：芯智讯-浪客剑，作者：芯智讯-浪客剑，原文标题为《上太空造半导体，这家公司已开始测试！》。