2023我國算力網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)分析報(bào)告

第第頁2023我國算力網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)分析報(bào)告ChatGPT引爆算力需求2023年總算力將超200EFLOPS1、算力網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)概述、分類、及特點(diǎn)作為我國信息通信領(lǐng)域歷經(jīng)多年積累提出的原創(chuàng)性概念，算力網(wǎng)絡(luò)可被定義為融合算力和網(wǎng)絡(luò)資源的新型信息基礎(chǔ)設(shè)施。算力網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)由算力產(chǎn)業(yè)和通信產(chǎn)業(yè)融合衍生而成。當(dāng)前，算力產(chǎn)業(yè)主要包含云計(jì)算、IDC、人工智能等細(xì)分產(chǎn)業(yè)；通信產(chǎn)業(yè)主要包括基站、接入網(wǎng)和核心網(wǎng)等細(xì)分產(chǎn)業(yè)。根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《\t"/free/202303/_blank"中國算力網(wǎng)絡(luò)市場運(yùn)營現(xiàn)狀調(diào)研與投資戰(zhàn)略預(yù)測報(bào)告（2023-2030年）》顯示，按照規(guī)模，算力可分為基礎(chǔ)算力（基于CPU芯片）、智能算力（基于GPU和NPU芯片）和超算算力。簡單來說，滿足網(wǎng)購、打游戲這類基礎(chǔ)需求，基礎(chǔ)算力就能夠完成；智能算力，主要用于人工智能的訓(xùn)練和推理計(jì)算，常見如語音、圖像和視頻的處理；超算算力，通俗理解即超級計(jì)算機(jī)所提供的算力，一般用于行星模擬、基因分析等高科技研究領(lǐng)域。算力網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)前呈現(xiàn)四大特征。一是算力網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前尚處于產(chǎn)業(yè)格局建立初期，僅基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域已有相對成熟的業(yè)務(wù)積累，其他產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)仍有極大競爭空間與合作機(jī)遇。二是算力、算網(wǎng)服務(wù)還未形成市場共識(shí)，滿足個(gè)性化、多樣化需求的產(chǎn)品或?qū)⑹怯脩舳说陌l(fā)展關(guān)鍵。三是核心技術(shù)研發(fā)與統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)制定亟待加速推進(jìn)。四是算網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的綠色、高效運(yùn)營模式仍待探索建立。從產(chǎn)業(yè)地位來看，算力網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的有效推動(dòng)力，是數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的重要生產(chǎn)力。目前，算力已經(jīng)成為拉動(dòng)中國經(jīng)濟(jì)增長核心引擎之一。據(jù)信通院數(shù)據(jù)顯示，算力投入能顯著提升經(jīng)濟(jì)價(jià)值：每1元的算力投入，可以帶動(dòng)3-4元的GDP（國內(nèi)生產(chǎn)總值）經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長的倍增效應(yīng)。計(jì)算力指數(shù)越高對經(jīng)濟(jì)的拉動(dòng)作用越顯著。2、整體算力網(wǎng)絡(luò)市場規(guī)模穩(wěn)步增長，國產(chǎn)化占比持續(xù)提升截至2022年6月底，我國算力總規(guī)模超過150EFlops(每秒15000京次浮點(diǎn)運(yùn)算次數(shù))，位居全球第二，算力核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到1.8萬億元。受益于政策驅(qū)動(dòng)、全國一體化算力網(wǎng)絡(luò)國家樞紐節(jié)點(diǎn)的部署和“東數(shù)西算”工程的推進(jìn)等利好因素影響，中國算力網(wǎng)絡(luò)市場高速增長，預(yù)計(jì)到2023年底，總算力規(guī)模將超過200EFLOPS，高性能算力占比達(dá)到10%。作為算力網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，算力基礎(chǔ)設(shè)施市場亦得到長足發(fā)展，包括高性能芯片、數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也為算力、應(yīng)用以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供可持續(xù)發(fā)展的保障。當(dāng)前，我國已建成全球最大規(guī)模光纖和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，截至2022年6月底，我國5G基站數(shù)達(dá)到185.4萬個(gè)，5G移動(dòng)電話用戶數(shù)超過4.5億戶，所有地級市全面建成光網(wǎng)城市，千兆光纖用戶數(shù)突破6100萬戶，啟動(dòng)建設(shè)多條東數(shù)西算干線光纜，在用數(shù)據(jù)中心機(jī)架總規(guī)模超過500萬標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架，服務(wù)器規(guī)模約2000萬臺(tái)，算力規(guī)模超過150EFlops。此外，近年來接連不斷的國際制裁導(dǎo)致圍繞算力的軟硬件國產(chǎn)替代全面提速，加上近期ChatGPT的火熱，人工智能行業(yè)再度引發(fā)市場關(guān)注，而因大模型訓(xùn)練和應(yīng)用的龐大算力需求，市場將目光聚焦到了AI芯片之上，國產(chǎn)化算力芯片的大規(guī)模應(yīng)用逐步進(jìn)入加速期，預(yù)計(jì)CPU和MPU兩類芯片的市場占比將大幅提升，并在2025年達(dá)到70％的自給率。觀研天下分析師觀點(diǎn)：眾多利好因素首先給產(chǎn)業(yè)鏈上游和中游帶來利好。從人口規(guī)模和需求來看，我國的數(shù)據(jù)中心建設(shè)仍有很大缺口。全社會(huì)對算力需求預(yù)計(jì)每年仍將以20%以上的速度快速增長。特別是綠色、低能耗的數(shù)據(jù)中心基建設(shè)備、邊緣計(jì)算等環(huán)節(jié)將有更大增長機(jī)會(huì)。例如，綠色、高端、模塊化溫控系統(tǒng)裝備將獲得更大市場。3、國內(nèi)廠商逐步超越，算力產(chǎn)業(yè)格局有望重構(gòu)重塑算力網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建需要產(chǎn)業(yè)鏈各方參與者鼎力合作，在各領(lǐng)域、各環(huán)節(jié)和各層級優(yōu)勢互補(bǔ)，通過技術(shù)與場景的滲透融合，共同推進(jìn)算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)落地。整體上看，在算力網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中運(yùn)營商以提供頂層設(shè)計(jì)指導(dǎo)和基礎(chǔ)資源為主，而在資源納管、調(diào)度、安全、運(yùn)維等軟件層面，以及算力交易商業(yè)模式和具體業(yè)務(wù)場景應(yīng)用等領(lǐng)域均需要與各方參與者展開深度合作。從市場格局來看，當(dāng)前中國整體算力網(wǎng)絡(luò)行業(yè)格局較為分散，CR5集中度不到50%。整機(jī)方面，數(shù)據(jù)顯示，2023年國內(nèi)服務(wù)器規(guī)模將達(dá)到294億美元。中興通訊、浪潮、超聚變、HPE/新華三、紫光華山排名市場前五位，市場份額分別為25.6%、17.2%、15.57%、9.6%和7.3%。同時(shí)，清華同方、曙光信息、寶德計(jì)算、湘江鯤鵬、虹信軟件、寧暢信息等供應(yīng)商也入圍相關(guān)項(xiàng)目。2023年初，隨著第四代英特爾強(qiáng)可擴(kuò)展處理器的發(fā)布，主要制造商積極跟進(jìn)相關(guān)服務(wù)器產(chǎn)品的發(fā)布，未來行業(yè)競爭態(tài)勢將愈演愈烈。芯片方面，仍然以X86架構(gòu)為主，英特爾和AMD兩家市場份額合計(jì)占比超過95%。ARM服務(wù)器芯片產(chǎn)品因?yàn)榫邆漭^低的成本和功耗，在經(jīng)歷了多年的推動(dòng)后，在性能方面上面有了大幅度的提升。同時(shí)，數(shù)據(jù)中心市場擴(kuò)大的背景，也為ARM架構(gòu)進(jìn)軍服務(wù)器市場提供了機(jī)會(huì)，目前已經(jīng)成為市場的新秀。英偉達(dá)、亞馬遜、華為、阿里等國內(nèi)外巨頭已陸續(xù)推出自研ARM服務(wù)器CPU，2022年第二季度ARM處理器約占服務(wù)器市場的7.1%，預(yù)計(jì)ARM處理器市場份額仍將不斷提升，到2024年接近10%。X86、ARM、MIPS和Alpha架構(gòu)的特點(diǎn)比較項(xiàng)目復(fù)雜指令集（CISC）精簡指令集（RISC）主要架構(gòu)X86ARMMIPSAlpha架構(gòu)特征1、指令系統(tǒng)龐大，功能復(fù)雜，尋址方式多，且長度可變，有多種格式2.各種指令均可訪問內(nèi)存數(shù)據(jù)3.一部分指令需多個(gè)機(jī)器周期完成4、復(fù)雜指令采用微程序?qū)崿F(xiàn)5、系統(tǒng)兼容能力較強(qiáng)1、指令長度固定，易于譯碼執(zhí)行2、大部分指令可以條件式地執(zhí)行，降低在分支時(shí)產(chǎn)生的開銷，彌補(bǔ)分支預(yù)測器的不足3、算數(shù)指令只會(huì)在要求時(shí)更改條件編碼1、采用32位寄存器2、大多數(shù)指令在一個(gè)周期內(nèi)執(zhí)行3、所有指令都是32位，且采用定長編碼的指令集和流水線模式執(zhí)行指令4、具有高性能高速緩存能力，且內(nèi)存管理方案相對靈活1、采用32位定長指令集，使用低字節(jié)寄存器占用低內(nèi)存地址線2、分支指令無延遲槽，使用無條件分支碼寄存器架構(gòu)優(yōu)勢x86架構(gòu)兼容性強(qiáng)，配套軟件及開發(fā)工具相對成熟，且x86架構(gòu)功能強(qiáng)大，高效使用主存儲(chǔ)器，因此在處理復(fù)雜指令和商業(yè)計(jì)算的運(yùn)用方面有較大優(yōu)勢ARM結(jié)構(gòu)具有低功耗、小體積的特點(diǎn)，聚焦移動(dòng)端市場，在消費(fèi)類電子產(chǎn)品中具有優(yōu)勢MIPS結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單、功耗較低，在嵌入式應(yīng)用場景具有優(yōu)勢AIpha結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)超標(biāo)量和高主頻計(jì)算Al芯片方面，英偉達(dá)、英特爾、AMD等傳統(tǒng)芯片廠商憑借在芯片領(lǐng)域多年的技術(shù)積累，在人工智能領(lǐng)域積極布局，處于產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先地位。而我國當(dāng)前在AI芯片發(fā)展上仍處于起步階段，自主研發(fā)能力較弱。值得注意的是，近年來國家高度關(guān)注AI芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，發(fā)布系列產(chǎn)業(yè)支持政策，同時(shí)隨著AI技術(shù)的大規(guī)模落地應(yīng)用，推動(dòng)了人工智能芯片的發(fā)展，國內(nèi)芯片廠商、整機(jī)系統(tǒng)廠商、互聯(lián)網(wǎng)廠商紛紛加速AI芯片的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，算力產(chǎn)業(yè)格局有望重構(gòu)重塑。4、互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)算力需求最大，ChatGPT引爆算力需求從需求端來看，互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)算力需求最大，占整體算力近50%的份額，以阿里、騰訊、百度、字節(jié)跳動(dòng)為代表的互聯(lián)網(wǎng)巨頭對算力的需求更加迫切，同時(shí)算力的集中部署也使互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)成為先進(jìn)生產(chǎn)力的代表。算力需求旺盛的行業(yè)其次是電信、金融，這兩個(gè)行業(yè)信息化和數(shù)字化起步較早，是我國算力應(yīng)用較大的傳統(tǒng)行業(yè)，對算力的應(yīng)用處于行業(yè)領(lǐng)先水平；制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型仍處于初期，需要更多規(guī)?；⑵栈菪偷墓菜懔A(chǔ)設(shè)施的支持。值得一提的是，隨著無人駕駛、機(jī)器人、AR/VR、ChatGPT等Al應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，未來所需要的算力將會(huì)成倍增長，同時(shí)也將對計(jì)算設(shè)備的運(yùn)算能力提出了前所未有的需求。雖然AI芯片、GPU、CPU+FPGA等芯片已經(jīng)對現(xiàn)有模型構(gòu)成底層算力支撐，但面對未來潛在的算力指數(shù)增長，短期使用CHIPLET異構(gòu)技術(shù)加速各類應(yīng)用算法落地，長期來看打造存算一體芯片(減少芯片內(nèi)外的數(shù)據(jù)搬運(yùn))，或?qū)⒊蔀槲磥硭懔ι壍臐撛诜绞健Ｓ^研天下分析師觀點(diǎn)：從需求端來看，未來要堅(jiān)持把AI算力發(fā)展作為算力產(chǎn)業(yè)的著力點(diǎn)，一方面，AI算力對于提升國家、區(qū)域經(jīng)濟(jì)核心競爭力的重要作用已經(jīng)成為業(yè)界共識(shí)；另一方面，AI算力需求也是目前制約人工智能發(fā)展的主要瓶頸，唯有在算力問題上實(shí)現(xiàn)突破，人工智能的發(fā)展才可能有根本保障。5、產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展初期，未來四大方向值得關(guān)注當(dāng)前，我國算力產(chǎn)業(yè)鏈條相對完善，具有國際競爭力的算力產(chǎn)業(yè)生態(tài)初步形成，然而，我國算力產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展仍面臨一定挑戰(zhàn)。一方面，當(dāng)前計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)融合還面臨技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一和產(chǎn)業(yè)協(xié)同困難的問題，算力資源的感知、度量與開放共享還存在技術(shù)難題，算網(wǎng)一體的服務(wù)模式和商業(yè)模式還有待更多研究探索；另一方面，目前算力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展還處于起步階段，雖然多方協(xié)力探索，但尚未形成統(tǒng)一的解決方案，還需引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)界各方在算力網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)路線上達(dá)成共識(shí)。未來算力網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)發(fā)展或?qū)⒅攸c(diǎn)關(guān)注四大方向。1）加強(qiáng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域核心技術(shù)創(chuàng)新。推動(dòng)高端芯片、計(jì)算系統(tǒng)、軟件工具等領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和重要產(chǎn)品研發(fā)，著重彌補(bǔ)短板薄弱環(huán)節(jié)；2）營造算力產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境。引導(dǎo)社會(huì)資本參與算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和算力技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，引導(dǎo)金融機(jī)構(gòu)加大對算力重點(diǎn)領(lǐng)域和薄弱環(huán)節(jié)的支持力度，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；3）加快推動(dòng)配套產(chǎn)業(yè)成熟。構(gòu)建大中小企業(yè)融通發(fā)展、產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同創(chuàng)新的發(fā)展新格局。實(shí)施算力網(wǎng)絡(luò)“專精特新”培育工程，對于擁有算網(wǎng)大腦等關(guān)鍵細(xì)分領(lǐng)域?qū)I(yè)優(yōu)勢的行業(yè)“配套專家”“單打冠軍”和“科技小巨人”，持續(xù)加大扶持力度；4）培育壯大算力網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用生態(tài)。加大普惠性算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度，加強(qiáng)對算力資源普及率、經(jīng)濟(jì)社會(huì)價(jià)值轉(zhuǎn)化率等關(guān)鍵指標(biāo)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測，引導(dǎo)各類市場主體按照適度超前、綠色集約的原則，持續(xù)完善普惠性算網(wǎng)資源布局，為應(yīng)用創(chuàng)新繁榮提供高質(zhì)量支撐。觀研天下分析師觀點(diǎn)：除了要加強(qiáng)服務(wù)器、高端芯片、計(jì)算系統(tǒng)等領(lǐng)域的創(chuàng)新，還要進(jìn)一步加大算力產(chǎn)業(yè)支持政策和加強(qiáng)算力人才培養(yǎng)。6、算力革命迫在眉睫，集約化、綠色化、智能化已成趨勢從算力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程來看，早期注重規(guī)?；?、以傳統(tǒng)計(jì)算集群為主的傳統(tǒng)算力發(fā)展模式，已經(jīng)不能滿足算力新時(shí)代日益多元的數(shù)字化創(chuàng)新需求。一場“由集中到泛在”，“以能源消耗為邊界”，“云、邊、端一體化”的算力革命已經(jīng)迫在眉睫。具體而言，“算力革命”爆發(fā)的根本原因在于“供需失衡”，供給方面主要受到CPU發(fā)