Exklusiv bei 36Kr: Das Team der Universität für Wissenschaft und Technik Chinas hat eine intelligente Weltraum-Rechenplattform entwickelt und eine Finanzierung von über 100 Millionen Yuan eingesammelt, an der sich Bohua, Matrix Partners, GL Ventures und weitere Investoren gemeinsam beteiligen.

Autor | Qiao Yujie

Redakteur | Yuan Silai

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Laut Hardmike hat sich das auf intelligente Weltraumberechnung und Satellitenintelligenz spezialisierte Unternehmen „Zhongke Miwei“ kürzlich die Finanzierungsrunden A1 und A2 abgeschlossen. Der Gesamtbetrag der beiden Finanzierungsrunden übersteigt 100 Millionen Yuan. Zu den Investoren zählen Bohua Industrial Investment, Matrix Partners China, GL Ventures, Yushi Space, Zhongxin Group, BV Baidu Ventures, Xinrui Capital, Huakong Fund, Keda Silicon Valley Venture Capital und weitere. IO Capital fungierte als exklusiver Finanzberater. Das Finanzierungsportfolio dieser Runde umfasst Kapital der Luft- und Raumfahrtindustrie, führende Venture-Capital-Einrichtungen und Industrieakteure, was dem Unternehmen die Unterstützung von Industrieressourcen für die weitere Erweiterung des Geschäfts mit intelligenten Weltraumberechnungen und Kernsystemen für intelligente Satelliten bietet.

Für die kommerzielle Luft- und Raumfahrt wird mit der stetigen Zunahme der Satellitenanzahl die Verarbeitung massiver On-Orbit-Daten, die Verringerung des Drucks bei der Datenübertragung zur Erde sowie die Steigerung der Intelligenz der Satelliten und ihre Fähigkeit zum autonomen Betrieb zu einer neuen Anforderung an die Infrastruktur.

Zhongke Miwei wurde von der Universität für Wissenschaft und Technik Chinas und dem Shanghai Prozessorzentrum ausgegründet. Das Team hat fast 10 Jahre lang kontinuierlich an der Architektur intelligenter Berechnungen und der Weltraumtechnik gearbeitet. Der Gründer des Unternehmens, Wang Ziyan, war ehemaliger Vizepräsident eines börsennotierten Unternehmens für KI-Chips, alle Mitglieder des Mitgründerteams stammen von der Software-Fakultät der Universität für Wissenschaft und Technik Chinas.

Zhongke Miwei positioniert sich als „Gestalter von Lösungen für intelligente Weltraumberechnung und Satellitenintelligenz“ und baut eine neuartige intelligente Berechnungsarchitektur für Satellitenkonstellationen mit dem Konzept „Satellitenintelligenz – Inselberechnung, kooperative Intelligenz von Satelliten und Inseln“ auf. Derzeit umfassen die Kernprodukte des Unternehmens hochzuverlässige Hardware für Weltraumcomputer, serviceorientierte Betriebssysteme für On-Board-Satelliten sowie Berechnungsarchitekturen für die verteilte Zusammenarbeit von Konstellationen.

Auf Hardware-Ebene hat Zhongke Miwei das vollständig in China hergestellte heterogene intelligente Berechnungssystem „Honghuang“ vorgestellt, das verschiedene Formen von Modulen über komplette Geräte bis hin zu Systemen abdeckt. Dieses Produkt verfügt über vier Ebenen der Zuverlässigkeit: Hardware, Firmware, Software und System. Es ist für die raue Strahlungsumfeld aller Umlaufbahnen geeignet und löst hauptsächlich das Problem der hochdichten intelligenten Berechnung von Satelliten unter den Bedingungen begrenzter Leistungsaufnahme, begrenzten Volumens und starker Strahlung. Gleichzeitig unterstützt es die Zusammenarbeit verschiedener Chiptypen wie CPU, GPU, NPU und FPGA. Seine Rechenleistung kann modular nach Bedarf kombiniert werden, und die Berechnung sowie die Wärmesteuerung werden integriert geliefert, was den Bedarf an Weltraumberechnungen von Dutzenden TOPS bis zu mehreren zehn POPS abdeckt.

(Quelle des Bildes / Unternehmen)

Auf Software-Ebene hat Zhongke Miwei das serviceorientierte Betriebssystem „Xuanhuang OS“ für heterogene intelligente Berechnungen vorgestellt. Es abstrahiert verschiedene Arten von Berechnungs-Hardware auf der unteren Ebene einheitlich, sodass Entwickler keine separate Entwicklung und Anpassung für verschiedene Chips durchführen müssen, sondern die untere Rechenleistung über eine einheitliche Softwareumgebung aufrufen können. Dadurch wird die Schwelle für Entwicklung und Bereitstellung intelligenter Anwendungen gesenkt und die Effizienz der Algorithmuskontinuität verbessert.

(Quelle des Bildes / Unternehmen)

Neben der Fähigkeit zur intelligenten Berechnung einzelner Satelliten hat das Unternehmen gleichzeitig die kooperative Berechnungsarchitektur „Satellit – Insel“ selbst entwickelt. Dabei steht „Satellit“ für einen Sensorsatelliten mit Fähigkeit zur intelligenten Berechnung, und „Insel“ steht für einen Rechenknoten-Satelliten, der im Weltraum eingesetzt wird und Sensorsatelliten mit On-Orbit-Rechenleistung und Zugang zur Rechenleistung versorgt. Unter dieser Architektur können Satelliten mit anderen Satelliten sowie Weltraum-Rechenknoten-Satelliten weiter zusammenarbeiten. Ein einzelner Satellit kann Aufgaben wie Zielerkennung, Aufgabenplanung und Datenauswertung im Orbit erledigen. Gleichzeitig kann er für Aufgaben mit höherem Berechnungsbedarf die Rechenleistung anderer Knoten zusätzlich aufrufen. 

(Quelle des Bildes / Unternehmen)

Was den Kommerzialisierungspfad betrifft, hat Zhongke Miwei derzeit ein mehrschichtiges Dienstleistungsmodell von Standardprodukten bis hin zu Systemlösungen gebildet. Einerseits kann das Unternehmen standardisierte Software- und Hardwareprodukte wie „Honghuang“-Module und komplette Geräte anbieten; andererseits kann es kundenspezifische intelligente Berechnungssysteme entsprechend verschiedenen Satellitenaufgaben bereitstellen und sich weiter auf Unterstützungsdienste erstrecken, die Unternehmen für Satellitenfertigung und Konstellationsbetrieb mit flexiblen, agilen und kostengünstigeren Fähigkeiten für Forschung und Entwicklung sowie industrielle Fertigung versorgen.

Derzeit werden die Produkte von Zhongke Miwei bereits in Bereichen wie kommerzielle Luft- und Raumfahrt, wichtige nationale Sonderprojekte, bemannte Raumfahrt und Tiefenerkundung eingesetzt. Das Unternehmen gibt an, dass die fast zehnjährige Akkumulation des frühen Teams bereits den stabilen On-Orbit-Betrieb von vier Satelliten mit Rechenleistungsprodukten unterstützt hat, wobei die längste Betriebszeit im Orbit fast 5 Jahre erreicht hat; das Unternehmen entwickelt derzeit mehr als 25 Produkte, es ist das einzige Unternehmen in China, das die Fähigkeit zur Lieferung vollständig in China hergestellter Weltraumberechnungsprodukte für alle niedrigen, mittleren und hohen Umlaufbahnen besitzt.

Im Folgenden finden Sie Auszüge aus dem Gespräch zwischen Hardmike und dem Gründer Wang Ziyan:

Hardmike: Das Team hat seit 2018 die Forschung und Entwicklung zur „Verlagerung von Rechenleistung in den Weltraum“ betrieben. Was ist der Unterschied zwischen der damaligen Forschung und Entwicklung und der heutigen?

Wang Ziyan: Die gesamte Arbeit zur Verlagerung von Berechnungen in den Weltraum wird stetig mit der Entwicklung der inländischen Halbleiter- und Grundindustriekette iteriert. In der Anfangsphase verwendeten wir Chips mit relativ geringer Rechenleistung und Leistungsaufnahme, um das Problem der Schlussfolgerung kleiner Modelle zu lösen. Außerdem erfüllten alle Aufgaben, die unsere Akkumulation ermöglichten, extrem hohe Anforderungen an die Raumfahrttechnik. Die Herausforderung von Null auf Eins war sehr groß, aber es hat unsere Fähigkeiten umfassend trainiert, das ist unser Glück.

Heute steigt die Fähigkeit der Berechnungschips stetig und die Herstellungsverfahren werden stetig verbessert. Für die heutige Forschung und Entwicklung sind die Herausforderungen umfassend. Wir konzentrieren uns stets auf zwei Ausgangspunkte: technische Realisierbarkeit und geschlossener kommerzieller Kreislauf. Wir müssen nicht nur die Einschränkungen der Arbeitsumgebung der begrenzten Satellitenplattform berücksichtigen, sondern auch die Strahlungsfestigkeit und Vakuum-Wärmeabfuhr von Hochleistungsbauteilen, zusätzlich die Anpassung und Optimierung mit On-Board-Anwendungen sowie die Optimierung der gesamten Berechnungsarchitektur in einer zeitvarianten, nicht stationären Kommunikationsumgebung. Das erfordert ein sehr umfassendes technisches Wissen des Teams und stellt höhere Anforderungen an die Fähigkeit zur Technisierung.

Hardmike: Von den frühen Chips mit geringer Rechenleistung bis zu den heutigen Nutzlasten mit hoher Rechenleistung – welche technischen Schwierigkeiten sind gestiegen? Vor welchen Herausforderungen stehen Hardware und Software jeweils?

Wang Ziyan: In der Anfangsphase waren die Rechenleistung und Leistungsaufnahme unserer in den Weltraum gebrachten Chips gering, und die Aufgaben der Satelliten waren sehr fokussiert. Wir konnten ein spezialisiertes System für bestimmte Anwendungen optimieren. Heutzutage sind die Anwendungsanforderungen an Bord von Satelliten allgemeiner und der Bedarf an Berechnungen ist größer. Viele verschiedene KI-Chips, die Unterschiede in der Architektur und die Fragmentierung des Software-Stacks stellen Herausforderungen für die Generalisierung von Anwendungen dar; gleichzeitig sind Energieversorgung, Gewicht, Leistungsdichte und Wärmeabfuhr bei der Weltraumberechnung alle in einem begrenzten Rahmen eingeschränkt. Die Architektur der Systemsoftware muss an diese extremen Bedingungen angepasst werden, Betriebssysteme, Aufgabenplanung und verteilte Zusammenarbeit müssen alle neu gestaltet werden.

Aus der spezifischen Hardware-Perspektive betrachtet ist ein KI-Chip mit hoher Rechenleistung selbst ein typischer Chip mit niedriger Spannung und hohem Strom. Der Kernspannungsbereich beträgt etwa 0,75 bis 0,85 Volt, aber der Kernstrom kann bis zu fast 100 Ampere erreichen. Für Produkte, die zuverlässig in der Weltraumumgebung arbeiten müssen, sind die peripheren Komponenten wie externe Stromversorgung des gesamten Systems, Flash, Nor Flash zur Speicherung von Firmware, die den Systemstart und die Systemsicherheit gewährleisten, die deutlicheren systemischen Schwachstellen. Wie man die Zuverlässigkeitsarchitektur der kleinsten Einheit des gesamten Weltraumberechnungsmoduls entwirft, ist genau die Arbeit, an der wir stetig arbeiten. Unsere Arbeit hat sich von kleinen Chips zu großen Chips entwickelt, unser technisches Wissen dreht sich stetig um eine Reihe von Aufgaben wie Umlaufbahnzuverlässigkeit, Strahlungsfestigkeit und Wärmeabfuhr, diese Aufgaben haben Gemeinsamkeiten und Kontinuität.

Hardmike: Wie versteht man die Planung der Zusammenarbeit „Satellit-Insel“ und warum werden in Zukunft unweigerlich „Rechenleistungsinseln“ entstehen?

Wang Ziyan: Nehmen wir ein einfaches Beispiel: Wenn ein Satellit gleichzeitig leistungsstarke Sensorgeräte (z. B. X-Band-Radar) und leistungsstarke Berechnungsgeräte trägt, tritt der Fall ein, dass „eine Minute lang gearbeitet wird und eine Stunde lang aufgeladen werden muss“. Da die Ressourcen der Satellitenplattform begrenzt sind, ist es schwierig, zwei Hochleistungskomponenten gleichzeitig zu betreiben.

Derzeit verfügen wir noch nicht über die Fähigkeit zum Aufbau eines großangelegten Kommunikationsnetzwerks wie Starlink, und es ist auch schwierig, unsere Bodenstationen global weitläufig zu verteilen. Diese Einschränkungen werden den Aufbau und Betrieb größerer Konstellationen in der Zukunft behindern.

Wenn die Anzahl der Sensorsatelliten in der Umlaufbahn zunimmt und die Menge der Umlaufbahndaten stark ansteigt, steigt auch der Bedarf an Berechnungsaufgaben stark an. Dann muss es spezielle Rechenleistungs-Satelliten geben, die die gesamte Konstellation bedienen. Diese „Recheninsel“ kann in der gleichen Umlaufbahn mitfliegen und den Sensorsatelliten Rechenleistung bereitstellen; wenn Technologien wie die laserbasierte Kommunikation zwischen Satelliten in größerem Maßstab angewendet werden, kann auch die Zusammenarbeit verschiedener Umlaufbahnen und der bedarfsgerechte Zugriff auf Rechenleistung realisiert werden, sogar Teile der Funktionen von Bodenstationen für Betriebssteuerung und Planung der Konstellation können ersetzt werden. Einfach ausgedrückt: Frühere Satelliten waren „Augen“, jetzt fügen wir den „Augen“ ein „Gehirn“ hinzu, aber ein einzelner Satellit kann kein ausreichend großes „Gehirn“ aufnehmen, daher brauchen wir ein spezielles „Großhirn“ auf Konstellationsebene mit größerer Kapazität. Das ist die zukünftige Entwicklungsrichtung und auch das, was wir stetig planen.

Standpunkt der Investoren:

Zhou Ruizhe, Geschäftsführender Direktor von Bohua Industrial Investment: On-Orbit-intelligente Berechnung ist der Kern für die tiefgreifende Anwendung der Luft- und Rauminformationsindustrie. Miwei Technology verfügt über die in China seltene Fähigkeit zur vollständig selbst entwickelten Weltraum-Intelligentberechnung, hat die On-Orbit-Praxis mehrerer Satelliten abgeschlossen, den geschlossenen Kreislauf von Forschung und Entwicklung bis zur technischen Lieferung realisiert und die grundlegende Fähigkeit zur Intelligente von kommerziellen Raumfahrtkonstellationen ergänzt. Diese Investition ist eine wichtige Platzierung von Bohua Industrial Investment im Bereich der Weltraum-Rechenleistungsbahn, um die tiefe Zusammenarbeit mit der bereits von Bohua investierten Konstellationsindustriekette zu unterstützen. Wir werden auf dem Industrienetzwerk basieren, um Miwei Technology bei der Erweiterung weiterer Branchenszenarien zu unterstützen und die skalierte Umsetzung von in China hergestellten weltraumgestützten intelligenten Berechnungstechnologien voranzutreiben.

Matrix Partners China: Zhongke Miwei ist das Kernziel für die Intelligente der Luft- und Raumfahrt. Die dreifachen Barrieren aus der kundenspezifischen Zusammenarbeit bei Chips, der Fähigkeit zur Technisierung und dem Ökosystem der nationalen Mannschaft bilden einen guten ersten Vorteil. Die Intelligente von Satelliten ist eine wichtige Richtung des „15. Fünfjahresplans“, die neue Generation von Starlink-Satelliten hat sich auch von reinen Kommunikationssatelliten zu Satelliten mit intelligenten Nutzlasten gewandelt, die Produktpositionierung von Miwei passt besser zu den nationalen Gegebenheiten Chinas.

Yushi Space: Zhongke Miwei hat einen herausragenden technischen Vorsprung im Bereich der intelligenten Weltraumberechnung. Es hat reife Erfahrungen in Schlüsseltechnologien wie On-Board-Computern für Satelliten, heterogener Rechenarchitektur, Wärmesteuerung für Satelliten und der Bereitstellung von leichtgewichtigen Modellen gesammelt. Es hat eine Reihe von Schwierigkeiten wie die Strahlungsfestigkeit von Bauteilen in der Weltraumumgebung, die Planung von Rechenleistung und das Betriebssystem für Satelliten überwunden. Sein technischer Pfad stimmt vollständig mit den zweigleisigen technischen Routen von Yushi Space für intelligente Konstellationen und Weltraum-Supercomputing-Zentren überein. Das Gründungsteam von Zhongke Miwei stammt aus dem System der Universität für Wissenschaft und Technik Chinas, es verfügt sowohl über die tiefe technische Akkumulation