算力成數(shù)字經(jīng)濟(jì)新引擎和戰(zhàn)略競爭新焦點(diǎn) 2022年我國市場迎來重大戰(zhàn)略機(jī)遇期

算力成數(shù)字經(jīng)濟(jì)新引擎和戰(zhàn)略競爭新焦點(diǎn)2022年我國市場迎來重大戰(zhàn)略機(jī)遇期一、行業(yè)基本概述從狹義上看，算力是設(shè)備通過處理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)特定結(jié)果輸出的計(jì)算能力。2018年諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)獲得者WilliamD.Nordhaus在《計(jì)算過程》一文中提出：“算力是設(shè)備根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)的改變，每秒可處理的信息數(shù)據(jù)量”。算力實(shí)現(xiàn)的核心是CPU、GPU、FPGA、ASIC等各類計(jì)算芯片，并由計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、高性能計(jì)算集群和各類智能終端等承載，海量數(shù)據(jù)處理和各種數(shù)字化應(yīng)用都離不開算力的加工和計(jì)算。算力數(shù)值越大代表綜合計(jì)算能力越強(qiáng)，常用的計(jì)量單位是每秒執(zhí)行的浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算次數(shù)(Flops，1EFlops=10^18Flops)。據(jù)測算，1EFlops約為5臺(tái)天河2A超級(jí)計(jì)算機(jī)，或者25萬臺(tái)主流雙路服務(wù)器，或者200萬臺(tái)主流筆記本的算力輸出。從廣義上看，算力是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代新生產(chǎn)力，是支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的關(guān)鍵資源是數(shù)據(jù)、算力和算法，其中數(shù)據(jù)是新生產(chǎn)資料，算力是新生產(chǎn)力，算法是新生產(chǎn)關(guān)系，構(gòu)成數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代最基本的生產(chǎn)基石?，F(xiàn)階段5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的高速發(fā)展，推動(dòng)數(shù)據(jù)的爆炸式增長和算法的復(fù)雜程度不斷提高，帶來了對(duì)算力規(guī)模、算力能力等需求的快速提升，算力的進(jìn)步又反向支撐了應(yīng)用的創(chuàng)新，從而實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的升級(jí)換代、應(yīng)用的創(chuàng)新發(fā)展、產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷壯大和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)進(jìn)步。隨著5G商用步伐的加快，物與物之間的連接不斷深化，算力在自動(dòng)駕駛、智慧安防、智慧城市等領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，邊緣計(jì)算以及霧計(jì)算的需求日益增加，算力范疇和邊界仍在不斷擴(kuò)展。結(jié)合算力的內(nèi)涵和特點(diǎn)，我國算力發(fā)展的總體框架可以從算力規(guī)模、算力環(huán)境和算力應(yīng)用三個(gè)維度進(jìn)行構(gòu)建。在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，算力規(guī)模是國家和地區(qū)數(shù)字化生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要指標(biāo)，算力環(huán)境是我國新生產(chǎn)力發(fā)展的重要條件，算力應(yīng)用反映了我國新生產(chǎn)力的需求狀況。算力環(huán)境為算力規(guī)模發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)支撐，算力應(yīng)用拉動(dòng)算力規(guī)模的增長，三者相互促進(jìn)、協(xié)同發(fā)展。算力規(guī)模在現(xiàn)階段重點(diǎn)包括基礎(chǔ)算力、智能算力和超算算力三部分，分別提供基礎(chǔ)通用計(jì)算、人工智能計(jì)算和科學(xué)工程計(jì)算?；A(chǔ)通用算力主要基于CPU芯片的服務(wù)器所提供的計(jì)算能力；智能算力主要是基于GPU、FPGA、ASIC等芯片的加速計(jì)算平臺(tái)提供人工智能訓(xùn)練和推理的計(jì)算能力；超算算力主要是基于超級(jí)計(jì)算機(jī)等高性能計(jì)算集群所提供的計(jì)算能力。算力環(huán)境主要包括網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和算力投入等因素，持續(xù)優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為算力發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)支撐，大規(guī)模算力投入將會(huì)對(duì)算力增長產(chǎn)生直接和間接的推動(dòng)作用。

根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國算力成數(shù)字經(jīng)濟(jì)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析與未來前景預(yù)測報(bào)告（2022-2029年）》顯示，算力應(yīng)用主要包括消費(fèi)應(yīng)用和行業(yè)應(yīng)用，消費(fèi)和行業(yè)應(yīng)用帶來了對(duì)算力規(guī)模、算力能力等需求的快速提升，算力的進(jìn)步又反向推動(dòng)了應(yīng)用的發(fā)展。

二、市場發(fā)展現(xiàn)狀算力行業(yè)是一個(gè)典型的依賴人才驅(qū)動(dòng)的行業(yè)，對(duì)于計(jì)算機(jī)等相關(guān)人才的需求量較大，良好的社會(huì)學(xué)習(xí)氛圍能有效提升行業(yè)的人才基礎(chǔ)儲(chǔ)備。在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，算力正成為新生產(chǎn)力。當(dāng)前5G、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等新一代信息通信技術(shù)加速創(chuàng)新突破，數(shù)據(jù)的爆炸式增長、算法復(fù)雜度的不斷提高，以及應(yīng)用場景的日益多元化，推動(dòng)算力需求和要求不斷升級(jí)，全球算力多樣化態(tài)勢日益凸顯，創(chuàng)新步伐進(jìn)一步加快，算力成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)新引擎和戰(zhàn)略競爭新焦點(diǎn)。1、全球市場近年來隨著全球范圍內(nèi)芯片、服務(wù)器、超級(jí)計(jì)算機(jī)等行業(yè)的發(fā)展，全球算力規(guī)模得以快速增長，同時(shí)受益于行業(yè)信息化建設(shè)的推進(jìn)，全球算力的需求量不斷增長，推動(dòng)全球算力市場規(guī)模從2017年的329.11億美元增長到2021年的958.09億美元，CAGR為30.62%。根據(jù)《2021-2022全球計(jì)算力指數(shù)評(píng)估報(bào)告》，中國和美國同處于算力領(lǐng)跑者陣營，在全球經(jīng)濟(jì)下行的情況，中國經(jīng)濟(jì)仍然保持了穩(wěn)健增長，伴隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)的加速融合，中國服務(wù)器保持了快速健康的增長態(tài)勢。因此，從全球算力區(qū)域市場規(guī)模的總體分布情況來看，2021年世界算力需求最多的地區(qū)為亞洲地區(qū)，該地區(qū)市場規(guī)模約占全球總體市場規(guī)模的40%；其次是北美地區(qū)，其市場規(guī)模約占全球總體市場規(guī)模的38%；歐洲市場規(guī)模占比約為12%；其他地區(qū)占比約為10%。而總體看，中國、美國、日本和歐盟在全球算力競爭中占有優(yōu)勢，這些國家的互聯(lián)網(wǎng)和ICT企業(yè)是算力競爭的主要參與者。作為世界高性能計(jì)算領(lǐng)域規(guī)模最大的權(quán)威會(huì)議之一，國際高性能計(jì)算大會(huì)每半年公布一次全球超級(jí)計(jì)算機(jī)TOP500榜單。在2021年6月公布的最新榜單中，從系統(tǒng)上榜數(shù)量來看，聯(lián)想、浪潮、HPE排名前三，市場占比分別為36.8%、11.6%、9%。從算力來看，F(xiàn)ujitsu、聯(lián)想、HPE排名前三，總算力市場份額分別為19.8%、15.1%、11.1%。2、中國市場2020年，新冠肺炎疫情席卷全球，對(duì)我國經(jīng)濟(jì)造成較大沖擊，疊加周期性經(jīng)濟(jì)波動(dòng)，對(duì)經(jīng)濟(jì)增長帶來較大下行壓力。在復(fù)雜嚴(yán)峻的發(fā)展環(huán)境下，我國算力規(guī)模依然保持強(qiáng)勁增長，算力結(jié)構(gòu)持續(xù)演化，創(chuàng)新水平、發(fā)展環(huán)境和應(yīng)用需求不斷提升，成為支撐我國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2021年，我國算力產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達(dá)到2055.1億元，同比增長11.47%，保持較高的增長速度。其中智能計(jì)算中心是人工智能算力發(fā)展的重要方向。過去10年中，用于人工智能的訓(xùn)練模型的計(jì)算資源激增，AI訓(xùn)練的計(jì)算復(fù)雜度每年猛增10倍，人工智能計(jì)算已成為主流的計(jì)算形態(tài)。截止2021年，算力行業(yè)在人工智能領(lǐng)域市場規(guī)模約為431.6億元。同時(shí)隨著5G網(wǎng)絡(luò)、邊緣計(jì)算的規(guī)模建設(shè),新興應(yīng)用將加速驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)處理由云端向邊側(cè)、端側(cè)的擴(kuò)散，邊端計(jì)算能力持續(xù)增長，算力泛在化已成趨勢，帶動(dòng)各種計(jì)算設(shè)備的巨大需求。未來隨著邊端設(shè)備種類的豐富，個(gè)人PC甚至家庭網(wǎng)關(guān)都將可能作為算力的節(jié)點(diǎn)，手機(jī)、智能汽車等智能終端的普及形成了數(shù)據(jù)就近處理和泛在計(jì)算處理的場景，由此也將促進(jìn)用戶周邊信息化空間內(nèi)，不同距離、不同規(guī)模的算力相互協(xié)同和聯(lián)動(dòng)，呈現(xiàn)“云-邊-端”三級(jí)計(jì)算架構(gòu)。目前5G泛終端已達(dá)20類，涵蓋VR/AR頭顯、CPE、工業(yè)級(jí)路由器/網(wǎng)關(guān)、無人機(jī)、機(jī)器人、車輛OBU等眾多品類，將率先在工業(yè)、醫(yī)療等非成本敏感領(lǐng)域率先普及并迭代演進(jìn)，并對(duì)文化教育、休閑娛樂方式等產(chǎn)生顛覆性變革。海量的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)也使得大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)在算力的加持下有望得到加速發(fā)展。截止2021年，算力行業(yè)在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的應(yīng)用規(guī)模約為411億元。二、行業(yè)供需規(guī)模1、供應(yīng)情況隨著疫情結(jié)束后市場需求回暖以及國家將加快5G、大數(shù)據(jù)中心、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等七大領(lǐng)域新型基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)進(jìn)度，以及云計(jì)算、人工智能、邊緣計(jì)算和5G等新興技術(shù)在行業(yè)的深度應(yīng)用，中國服務(wù)器市場需求旺盛，服務(wù)器出貨量也隨之不斷增長。2021年中國X86服務(wù)器出貨量為391萬臺(tái)，同比增長約11.7%。截止2021年，我國算力供給規(guī)模大約為215Eflops。預(yù)計(jì)未來相當(dāng)長的一段時(shí)期，CPU的性能還將保持持續(xù)提升，新的功能、特性不斷增加。根據(jù)目前主流CPU研發(fā)企業(yè)的公開數(shù)據(jù)，CPU的性能增長和功能增加主要依靠處理器體系結(jié)構(gòu)和微結(jié)構(gòu)的改進(jìn)、SoC集成創(chuàng)新、先進(jìn)制造工藝及先進(jìn)封裝水平提升、面向典型行業(yè)應(yīng)用的設(shè)計(jì)優(yōu)化等技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)。2、需求情況中國是全球重要的CPU消費(fèi)市場，計(jì)算機(jī)用戶基數(shù)龐大。在科技領(lǐng)域競爭加劇的大背景下，我國政府對(duì)國產(chǎn)CPU的支持力度逐步加大，在電子政務(wù)、能源、交通、金融、通信等關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，國產(chǎn)CPU應(yīng)用已在全國逐步鋪開。隨著國產(chǎn)CPU性能的不斷提高和軟件生態(tài)的不斷完善，基于國產(chǎn)CPU的信息產(chǎn)品已經(jīng)得到批量應(yīng)用。對(duì)信息安全、供應(yīng)鏈安全要求相對(duì)較高的領(lǐng)域，均是國產(chǎn)CPU的優(yōu)勢市場，伴隨著未來信息化的加速，桌面、服務(wù)器CPU的需求量將大幅增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止2021年，我國IT行業(yè)數(shù)據(jù)總量約為17.29ZB，保持較高的增長速度。對(duì)于大部分傳統(tǒng)企業(yè)和中小型企業(yè)而言，當(dāng)前企業(yè)數(shù)字化建設(shè)主要面臨技術(shù)復(fù)雜、使用門檻高、研發(fā)投入高以及現(xiàn)有IT系統(tǒng)的制約等障礙和挑戰(zhàn)。云計(jì)算可以讓用戶通過互聯(lián)網(wǎng)的方式從云端獲得強(qiáng)大的計(jì)算能力和充足的存儲(chǔ)空間。隨著云計(jì)算技術(shù)的逐漸成熟以及相關(guān)應(yīng)用的快速落地，國內(nèi)企業(yè)可以通過“企業(yè)上云”快速完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)企業(yè)的流程創(chuàng)新和業(yè)務(wù)創(chuàng)新，有效降低經(jīng)營成本，提升核心競爭力。隨著云計(jì)算規(guī)模的快速擴(kuò)大，未來搭載高端處理器的服務(wù)器數(shù)量將快速增長，高端處理器將持續(xù)保持旺盛的市場需求。伴隨著5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的逐步擴(kuò)大，其高帶寬、廣連接和低延時(shí)的特性將助力“萬物互聯(lián)”時(shí)代的加速到來。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、智能家居等場景的需求已經(jīng)日益顯現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將迎來快速擴(kuò)展階段。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究的數(shù)據(jù)，2020年中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過2.2萬億元，同比增長25%，產(chǎn)業(yè)開始進(jìn)入快速發(fā)展期。在這個(gè)過程中，需要高端CPU提供強(qiáng)大的算力和精準(zhǔn)的任務(wù)調(diào)度，以實(shí)現(xiàn)海量設(shè)備間的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳輸。5G網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展將繼續(xù)拓展CPU的應(yīng)用場景。隨著信息化社會(huì)的飛速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、深度學(xué)習(xí)等新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，人們對(duì)信息處理能力的要求越來越高，大數(shù)據(jù)處理不僅應(yīng)用在石油勘探、天氣預(yù)報(bào)等傳統(tǒng)領(lǐng)域，互聯(lián)網(wǎng)、金融、數(shù)據(jù)挖掘、教育等領(lǐng)域?qū)λ懔Φ男枨笠渤尸F(xiàn)高速增長的趨勢。3、供需平衡分析根據(jù)中國信通院公布的信息顯示，長期以來，我國數(shù)據(jù)中心的算力水平都難以滿足數(shù)據(jù)量猛增帶來的巨大計(jì)算需求。其中一個(gè)重要原因便是數(shù)據(jù)中心市場存在供需失衡、發(fā)展失序等問題，這主要體現(xiàn)在供需地域分布不均這一方面。近些年，我國數(shù)據(jù)量爆增，東部地區(qū)應(yīng)用需求大，但能耗指標(biāo)緊張、電力成本高，數(shù)據(jù)中心大規(guī)模發(fā)展難度大；而西部一些地區(qū)可再生能源豐富，氣候適宜，但由于跨省數(shù)據(jù)傳輸費(fèi)用高等原因，無法有效承接?xùn)|部需求。整體來看，我國東部數(shù)據(jù)算力供不應(yīng)求，而西部地區(qū)算力供大于求。三、行業(yè)發(fā)展趨勢“十四五”時(shí)期是我國算力實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的重大戰(zhàn)略機(jī)遇期。我們應(yīng)以供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線，以實(shí)施擴(kuò)大內(nèi)需為戰(zhàn)略基點(diǎn)，夯實(shí)基礎(chǔ)、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)、應(yīng)用牽引、開放合作，形成供給創(chuàng)造需求、需求牽引供給的更高水平動(dòng)態(tài)平衡，加快培育新動(dòng)能，全面支撐“雙循環(huán)”新發(fā)展格局。一是加快建設(shè)算力基礎(chǔ)設(shè)施。圍繞強(qiáng)化數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級(jí)、融合創(chuàng)新支撐，加快布局?jǐn)?shù)據(jù)中心、智能計(jì)算中心、超級(jí)計(jì)算中心等算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，增強(qiáng)數(shù)據(jù)運(yùn)算能力。加快構(gòu)建全國一體化大數(shù)據(jù)中心體系，強(qiáng)化算力統(tǒng)籌智能調(diào)度，建設(shè)若干國家樞紐節(jié)點(diǎn)和大數(shù)據(jù)中心集群，建設(shè)E級(jí)和10E級(jí)超級(jí)計(jì)算中心。持續(xù)引導(dǎo)各區(qū)域算力供需對(duì)接，提升應(yīng)用水平。二是營造良好算力發(fā)展環(huán)境。提升新型算力網(wǎng)絡(luò)支撐能力，優(yōu)化區(qū)域算力互聯(lián)能力。持續(xù)推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和關(guān)鍵環(huán)節(jié)擴(kuò)容，穩(wěn)步推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。引導(dǎo)社會(huì)資本參與算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，鼓勵(lì)金融機(jī)構(gòu)等對(duì)算力基礎(chǔ)設(shè)施加大支持力度。鼓勵(lì)符合條件的金融機(jī)構(gòu)和企業(yè)發(fā)行綠色債券，支持符合條件的企業(yè)，上市融資。三是提升產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈競爭力。注重鍛造計(jì)算產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈長板，不斷強(qiáng)化計(jì)算系統(tǒng)整機(jī)能力，加速軟硬融合與異構(gòu)協(xié)同創(chuàng)新，滿足海量數(shù)據(jù)、多元場景的計(jì)算需求。著力補(bǔ)齊產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈短板，推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作，加大重要產(chǎn)品和關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)力度，加快提升算力算效水平，推進(jìn)算力供應(yīng)多元化。加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和多路徑探索，加快推進(jìn)存算一體、量子計(jì)算、類腦計(jì)算等前沿計(jì)算體系創(chuàng)新，增強(qiáng)原始創(chuàng)新能力。四是強(qiáng)化算力應(yīng)用需求牽引。強(qiáng)化需求牽引和供需對(duì)接，挖掘數(shù)字化消費(fèi)算力需求，提高算力的消費(fèi)應(yīng)用水平，加快發(fā)展教育培訓(xùn)、醫(yī)療養(yǎng)老、交通出行等線上線下融合的新型消費(fèi)，將推動(dòng)消費(fèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)。深入推進(jìn)傳統(tǒng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，加強(qiáng)算力在各行各業(yè)中的應(yīng)用，推動(dòng)企業(yè)深