當前，算力的重要性已被提升到新的高度。算力作為數字經濟時代新的生產力，對推動科技進步、行業(yè)數字化轉型以及經濟社會發(fā)展發(fā)揮著重要作用。在全球算力規(guī)?？焖僭鲩L的大背景下，我國算力產業(yè)發(fā)展迎來難得機遇，但也面臨著諸多挑戰(zhàn)，只有牢牢把握行業(yè)數字化、智能化發(fā)展浪潮，遵循算力發(fā)展特點和規(guī)律，才能構建我國算力產業(yè)發(fā)展新格局，為數字經濟蓬勃發(fā)展提供有力支撐。

我國算力產業(yè)發(fā)展的機遇

全球算力進入新一輪快速發(fā)展期，人工智能、數字孿生、元宇宙等新興領域的崛起，推動算力規(guī)?？焖僭鲩L、計算技術多元創(chuàng)新、產業(yè)格局重構重塑，我國算力產業(yè)發(fā)展面臨難得機遇。

算力規(guī)模保持快速增長態(tài)勢。在以萬物感知、萬物互聯、萬物智能為特征的數字經濟時代背景下，全球數據總量和算力規(guī)模繼續(xù)呈現高速增長態(tài)勢。根據國家數據資源調查報告數據，2021年全球數據總產量67 ZB，近3年平均增速超過26%。經中國信息通信研究院測算，2021年全球計算設備算力總規(guī)模達到615 EFlops，增速達到44%，經過多年發(fā)展，我國已形成體系較完整、規(guī)模體量龐大、創(chuàng)新活躍的計算產業(yè)，在全球產業(yè)分工體系中的重要性日益提升。然而，我國算力產業(yè)發(fā)展仍面臨產業(yè)基礎薄弱、技術創(chuàng)新不足、供需匹配失衡等挑戰(zhàn)。

其中基礎算力、智能算力、超算算力規(guī)模分別為369、232和14 EFlops。結合華為全球產業(yè)展望（GIV）預測，2030年人類將迎來YB數據時代，全球算力規(guī)模達到56 ZFlops，平均年增速達到65%。多樣化的智能場景需要多元化的算力，人工智能、科學研究以及元宇宙等新興領域快速崛起都對算力提出更高要求，英特爾預估元宇宙需要將計算能力提升一千倍，英偉達認為沉浸式體驗下的實時渲染算力還差百萬倍。我國算力規(guī)模也在持續(xù)擴大，數據中心、智能計算中心、超算中心等算力基礎設施加快部署，2021年基礎設施算力規(guī)模達到140 EFlops，位居全球第二；2021年計算設備算力總規(guī)模達到202 EFlops，全球占比約為33%，保持50%以上的高位增長，高于全球增速。

算力技術呈現多元創(chuàng)新特點。萬物智聯時代，海量數據洪流和多樣應用需求爆發(fā)拉動算力規(guī)模成倍增長、算力結構持續(xù)調整，以多元化、融合化為特征的先進計算技術迎來新一輪發(fā)展浪潮。面向海量數據、實時響應、泛在多元、綠色安全等場景的信息處理需求，通過計算理論、器件、部件、系統(tǒng)平臺等融合性創(chuàng)新和顛覆性重構，形成更高算力、更高能效、更加多樣、更加靈活的計算技術和產品，將有助于實現單點計算性能的提升與算力系統(tǒng)的高效利用。一方面，先進計算作為推動技術革新的新動力，推動基于硅基半導體的經典計算技術持續(xù)向前演進，以系統(tǒng)化思維逐步改變芯片設計思路，形成專用計算架構、異構計算架構、泛在協(xié)同計算架構等多樣化的計算架構；另一方面，計算技術與數學、物理、生物等多學科交叉融合，由此衍生的量子計算、存算一體、光計算、類腦計算等顛覆性計算技術取得突破進展，推動非經典計算從理論走向實踐。

算力產業(yè)格局有望重構重塑。整機方面，受益于經濟的快速復蘇，全球服務器市場持續(xù)增長，據IDC統(tǒng)計數據，2021全球服務器市場出貨量和銷售額分別為1353.9萬臺和992.2億美元，同比增長6.9%和6.4%，HPE/新華三、戴爾、浪潮、聯想和華為排名市場前五位，市場份額分別為15.6%、15.4%、8.9%、6.4%和1.9%。隨著訓練數據規(guī)模和模型復雜度的不斷增大，AI服務器需求快速增長，據IDC統(tǒng)計數據，2021年全球AI服務器市場規(guī)模達156億美元，同比增長39.1%，超過服務器整體增速，浪潮、戴爾、HPE、華為、IBM排名市場前五位，市場份額分別為20.9%、13%、9.2%、5.8%和4.1%。芯片方面，使用X86架構的服務器CPU仍然占據絕對優(yōu)勢，ARM芯片產品也在逐步崛起，英偉達、亞馬遜、華為、阿里等國內外巨頭已陸續(xù)推出自研ARM服務器CPU，2022年第二季度ARM處理器約占服務器市場的7.1%，預計ARM處理器市場份額仍將不斷提升，到2024年接近10%。AI芯片方面，英偉達、英特爾、AMD等傳統(tǒng)芯片巨頭加速完善AI芯片產品體系，不斷推進全能力建設，搶占多樣性算力生態(tài)主導權。國內芯片廠商、整機系統(tǒng)廠商、互聯網廠商紛紛加速AI芯片的研發(fā)和產業(yè)化，算力產業(yè)格局有望重構重塑。

我國算力產業(yè)發(fā)展面臨挑戰(zhàn)

經過多年發(fā)展，我國已形成體系較完整、規(guī)模體量龐大、創(chuàng)新活躍的計算產業(yè)，在全球產業(yè)分工體系中的重要性日益提升。當前，我國計算產業(yè)規(guī)模約占電子信息制造業(yè)的20%，規(guī)模以上企業(yè)2300余家，算力創(chuàng)新能力不斷提升，2021年我國計算機領域發(fā)明申請超過3萬件，先進計算領域涌現出一批創(chuàng)新成果，基礎軟硬件持續(xù)突破，新興計算平臺系統(tǒng)加速布局，前沿計算技術多點突破，“創(chuàng)新突破、兼容并蓄”的產業(yè)發(fā)展新格局正加快構建。然而，我國算力產業(yè)發(fā)展仍面臨一些挑戰(zhàn)。

一是我國算力產業(yè)基礎依然薄弱，產業(yè)生態(tài)體系仍需完善。芯片層面，服務器芯片市場長期被美國公司英特爾的X86架構所主導，2021年英特爾、AMD市場份額分別為81%、16%；AI芯片市場，美國企業(yè)英偉達在云端AI芯片市場份額超過90%。生態(tài)層面，芯片、操作系統(tǒng)、數據庫等在內的多樣性算力產業(yè)體系仍需完善，先進計算軟硬件自主研發(fā)投入不足，國內產品存在一定的同質化競爭現象，軟硬件平臺難以支撐上層業(yè)務應用發(fā)展。此外，先進計算技術標準體系有待完善，現有標準化工作推進亟待加強，不同芯片、操作系統(tǒng)、固件、整機系統(tǒng)兼容性問題突出，制約了產業(yè)的進一步發(fā)展。

二是我國算力技術創(chuàng)新存在不足，系統(tǒng)創(chuàng)新思維亟待提升。雖然我國的計算行業(yè)處于高速發(fā)展階段，但相較于發(fā)達國家而言，計算技術發(fā)展仍然存在一定滯后性，尤其在關鍵領域的計算產品以及技術創(chuàng)新方面的自主研發(fā)能力還遠遠不足，科研隊伍建設和研發(fā)投入仍然有待提升，科技創(chuàng)新能力以及科技成果轉化的效果不佳，使得我國算力技術創(chuàng)新受到一定影響。當前算力的提升面臨多維度的挑戰(zhàn)，從芯片到算力的轉化依然存在著巨大的鴻溝，單一技術升級路徑已難以匹配算力高質量發(fā)展需求，迫切需要針對不同應用領域，提升全體系協(xié)同、多路徑互補的系統(tǒng)創(chuàng)新能力，以系統(tǒng)化思維創(chuàng)新芯片設計思路和優(yōu)化計算系統(tǒng)架構，實現分布式算力的集約化應用，提高計算效率，克服“功耗墻”“存儲墻”等發(fā)展瓶頸。

三是我國算力供需之間匹配失衡，算力應用賦能亟待加強。我國算力需求在逐步釋放的同時，算力應用的廣度和深度仍遠遠不夠，應用場景落地推廣難度較大。我國互聯網行業(yè)仍然是算力需求最大的行業(yè)，占整體算力的50%，政府、服務、電信、金融、制造、教育、運輸等行業(yè)分列三到八位。盡管算力對各個行業(yè)數字化智能化升級的支撐賦能作用日益顯著，但目前來看垂直行業(yè)的算力需求匹配度依然不足。算力應用存在標準缺失、數據共享不夠、資源接口不統(tǒng)一等壁壘，多元化普惠性的算力設施建設尚不完善。需求側大部分行業(yè)缺少對數字技術、計算技術的理解，無法結合業(yè)務需求有效抽象應用場景，也缺乏與供給側的溝通渠道。供給側亟需主動貼近行業(yè)應用場景，開展各類應用與全棧技術的適配、驗證、調優(yōu)和攻關，打通應用與創(chuàng)新的正向帶動鏈條。

未來發(fā)展策略建議

當前，國家及各地“十四五”算力發(fā)展規(guī)劃加速落地，算力成為數字經濟時代新的生產力。下一步，要全面貫徹落實黨中央、國務院決策部署，立足制造強國、網絡強國和數字中國建設，牢牢把握行業(yè)數字化、智能化發(fā)展浪潮，結合算力發(fā)展特點和規(guī)律，不斷培育壯大算力產業(yè)規(guī)模，提升算力供給能力，激發(fā)創(chuàng)新驅動活力，持續(xù)優(yōu)化發(fā)展環(huán)境，強化應用賦能效應，深化對外開放合作，著力構建我國算力產業(yè)發(fā)展新格局，為數字經濟蓬勃發(fā)展提供有力支撐。

一是夯實算力基礎設施建設。堅持適度超前原則，加快數據中心、智能計算中心、超級計算中心等算力基礎設施建設，以建帶用，以用促建，推動算力基礎設施水平的持續(xù)提升。加快構建全國一體化大數據中心體系，強化算力統(tǒng)籌智能調度，建設若干國家樞紐節(jié)點和大數據中心集群，建設E級和10E級超級計算中心。持續(xù)推動算力基礎設施綠色低碳發(fā)展，統(tǒng)籌布局綠色智能的算力基礎設施建設，有序推動傳統(tǒng)算力基礎設施綠色化升級，加快打造數網協(xié)同、數云協(xié)同、云邊協(xié)同、綠色智能的多層次算力設施體系。

二是促進算力核心技術研發(fā)。充分發(fā)揮我國超大規(guī)模市場和新型舉國體制優(yōu)勢，緊扣科技自立自強的要求，打造以算力為核心的軟硬件協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)體系，以多元化、系統(tǒng)化創(chuàng)新帶動產品鏈條升級。加強先進計算關鍵技術創(chuàng)新，推動高端芯片、計算系統(tǒng)、軟件工具等領域關鍵技術攻關和重要產品研發(fā)，著重彌補短板薄弱環(huán)節(jié)。加強基礎研究和多路徑探索，加快存算一體、量子計算、類腦計算等前沿領域戰(zhàn)略布局，構建未來發(fā)展競爭優(yōu)勢。鼓勵計算企業(yè)持續(xù)提升自主創(chuàng)新力和知識產權布局能力，增強核心競爭力。加強產學研用協(xié)同機制，強化算力領域高端人才的培養(yǎng)和引進。

三是提升計算產品供給能力。加快培育壯大先進計算產業(yè)，推動面向多元化應用場景的技術融合和產品創(chuàng)新，增強計算設備、計算芯片、計算軟件等計算產品競爭優(yōu)勢，推動產業(yè)發(fā)展邁向全球價值鏈中高端。構建先進計算企業(yè)梯度培育體系，在做大做強先進計算領軍企業(yè)的同時，引導中小企業(yè)“專精特新”發(fā)展，構建大中小企業(yè)融通發(fā)展、產業(yè)鏈上下游協(xié)同創(chuàng)新的發(fā)展新格局。優(yōu)化各地區(qū)先進計算產業(yè)布局，促進產業(yè)集聚集群發(fā)展，提高現有園區(qū)發(fā)展質量和水平，形成區(qū)域布局合理、輻射帶動影響大的算力產業(yè)體系。

四是營造算力產業(yè)發(fā)展環(huán)境。引導社會資本參與算力基礎設施建設和算力技術產業(yè)發(fā)展，引導金融機構加大對算力重點領域和薄弱環(huán)節(jié)的支持力度，鼓勵符合條件的金融機構和企業(yè)發(fā)行綠色債券，支持符合條件的企業(yè)上市融資。深化公共數據資源開發(fā)利用，加快推進區(qū)域數據共享開放、政企數據融合應用等數據流通共性設施平臺。加快數據全過程應用，構建各行業(yè)各領域規(guī)范化數據開發(fā)利用的場景，提升數據資源價值。加強數據收集、匯聚、存儲、流通、應用等全生命周期的安全管理。

五是強化算力行業(yè)應用賦能。深入挖掘算力在新型信息消費、智慧城市、智能制造、工業(yè)互聯網、車聯網等場景的融合應用，完善算力供需對接。強化算力應用推廣，充分發(fā)揮算力對制造、金融、教育、醫(yī)療等各行各業(yè)的賦能作用，打造千行百業(yè)應用標桿，推動形成關鍵領域共性標準模式。鼓勵加強先進計算系統(tǒng)解決方案和行業(yè)應用創(chuàng)新，推動異構計算、智能計算、云計算等技術在垂直領域的拓展應用，加快傳統(tǒng)行業(yè)數字化轉型，促進實體經濟高質量發(fā)展。

六是深化對外開放和國際合作。加強與“一帶一路”沿線國家在算力基礎設施、算力技術產業(yè)、數字化轉型等領域的合作，打造互信互利、包容、創(chuàng)新、共贏的合作伙伴關系，拓展數字貿易廣闊發(fā)展空間，構建沿線國家算力命運共同體。進一步優(yōu)化營商環(huán)境，促進公平競爭，加強知識產權保護，激勵更多外資企業(yè)進入中國市場，鼓勵國內企業(yè)積極拓展海外市場。持續(xù)深化拓展算力領域的國際交流與合作，促進技術創(chuàng)新要素在國際間的流動，為我國算力發(fā)展營造良好的國際環(huán)境。