新兴需求驱动算力产业发展加速

徐可源

2022年末，人工智能对话机器人ChatGPT的发布引发全球性轰动，其基础支撑的人工智能大模型成为产业热点。人工智能大模型通过“自监督学习+预训练+精调”的模式，能够低成本、高适应性地赋能下游诸多应用领域，成为人工智能落地实体经济的最优选择。随后，全球科技互联网龙头纷纷推出自身的人工智能大模型，包括国内质朴研究院（智谱AI-ChatGLM）、百度（文心一言）、中科院（紫东太初）、商汤（商量SenseChat）、阿里（通义千问）、360（智脑）、科大讯飞（讯飞星火认知）等。人工智能大模型训练数据量巨大，对算力尤其是智能算力需求庞大，且将在未来持续高增长，驱动全社会算力产业的快速发展。

算力為经济发展带来新的驱动力

算力正以一种新的生产力形式，为各行各业的数字化转型注入新动能，成为经济社会高质量发展的重要驱动力。算力基础设施作为算力的主要载体，以及新型信息基础设施的重要组成部分，已成为当前社会运行不可或缺的关键基础设施，对于实现数字化转型、培育未来产业、形成经济发展新动能等方面具有重要作用。根据中国信通院测算，在算力方面每投入1元，将带动3至4元的GDP经济增长。

我国算力基础设施发展成效显著，但与推动数字经济与实体经济深度融合、实现经济社会高质量发展的目标任务相比，与应对国际市场激烈竞争的要求相比，仍有一定差距。近年来，我国对算力基础设施的重视程度不断提升，一体化发展、新型数据中心、算力基础设施等概念相继提出。国家层面陆续发布相关政策规划，加快推进算力基础设施建设。

国家政策大力支持算力产业发展

2021年12月和2022年2月，国家发改委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合印发通知，同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等8地启动国家算力枢纽节点建设，“东数西算”工程正式全面启动，加速构建国家算力网络体系，推动国内算力基础设施建设。

其中，“数”指的是数据，“算”指的是算力，“东数西算”是通过构建数据中心、云计算、数据一体化的新型算力网络体系，将东部算力需求有序引导到西部，优化数据中心建设布局，促进东西部协同联动。

2023年10月，工信部、中央网信办、教育部、国家卫生健康委、中国人民银行、国务院国资委等六部门联合印发《算力基础设施高质量发展行动计划》（以下简称《行动计划》，以进一步凝聚算力产业共识、强化政策引导，全面推动我国算力基础设施高质量发展。

《行动计划》结合算力基础设施产业现状和发展趋势，明确了“多样供给，优化布局；需求牵引，强化赋能；创新驱动，汇聚合力；绿色低碳，安全可靠”的基本原则，从计算力、运载力、存储力以及应用赋能四个方面制定了到2025年的主要发展目标。

2023年12月，国家发展改革委、国家数据局、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合印发《深入实施“东数西算”工程加快构建全国一体化算力网的实施意见》（以下简称《实施意见》）。《实施意见》以算力高质量发展赋能经济高质量发展为主线，充分发挥国家枢纽节点引领带动作用，协同推进“东数西算”工程，形成跨地域、跨部门发展合力，助力网络强国、数字中国建设，打造中国式现代化的数字基座。

《实施意见》从通用算力、智能算力、超级算力一体化布局，东中西部算力一体化协同，算力与数据、算法一体化应用，算力与绿色电力一体化融合，算力发展与安全保障一体化推进等五个统筹出发，推动建设联网调度、普惠易用、绿色安全的全国一体化算力网。

到底什么是算力

算力是集信息计算力、网络运载力、数据存储力于一体的新型生产力，主要通过算力中心等算力基础设施向社会提供服务。其中，信息计算力（Computational Power）是以计算能力为核心、支撑数据信息处理，是挖掘数据要素价值、衡量生产力、推动数字经济发展的核心支撑和驱动力。网络运载力（Network Power）是以网络传输性能为核心、支撑数据要素高效流动，是优化算力供需关系的关键，是连接用户、数据和算力的桥梁。数据存储力（Storage Power）是以存储容量为核心、支撑数据存储和管理，是迅速访问信息、推动信息资源共享的基石。算力的核心是对数据要素的充分利用，是信息计算力、网络运载力、数据存储力高效协同、一体化发展的综合能力。

计算力分为通用计算能力、智能计算能力和超级计算能力。近年来，随着社会数字化转型加速、数据处理需求增长，我国数据中心与云计算产业快速发展，提供通用算力的数据中心（云服务）相对成熟，逐步在社会各个行业应用落地。

随着人工智能数据增长和算法模型复杂化，人工智能训练与应用过程中对数据的传输和计算要求也越来越高，当前通用算力和超算算力供给很难满足人工智能计算的要求。智能算力基于最新人工智能理论、计算架构，能够提供人工智能模型训练及应用所需算力服务，逐渐成为产业发展重点。智算中心作为提供智能算力的新型基础设施，配备大量AI服务器，在人工智能数据处理方面具有绝对优势，可以显著提升数据算力效率，通过对算力的生产、聚合、调度、释放，高效支撑数据开放共享、智能生态建设、产业创新聚集，促进AI产业化、产业AI化及政府治理智能化。

算力产业已具一定规模

近年来，我国算力规模不断提升，智能算力发展受到高度重视。2022年我国基础设施算力规模达到180EFlops，位居全球第二。2023年6月算力总规模达到197EFlops，近五年年均增速近30%，其中，通用算力占比74%，智算规模占整体算力规模比重提升至25%、同比增长45%。目前，我国已建成全球规模最大、技术领先的网络基础设施，算力总规模排名全球第二（全球算力前五的国家分别为美国、中国、日本、德国、英国，算力份额占比分别为31%、27%、5%、4%、3%，预计2025年全球算力规模将达到3300EFlops），并远超排名第三的日本。

从计算设备角度，我国近六年累计出货超过2091万台通用服务器、82万台AI服务器，全球占比33%，增速高达50%。

从基础设施角度，我国通用数据中心、智算中心持续加快建设，在用数据中心机架规模超过650万标准机架，年复合增长率超过30%．已投运智算中心25个、在建超过20个。

在网络运载力和数据存储力方面，我国网络基础设施建设不断完善，先進存力快速发展。截至2023年6月，我国累计建成5G基站超过293万个，光缆线路总长度达到6196万公里；存储总量达到1080EB，较去年增加25%。

根据工信部数据，2022年我国算力核心产业规模已经达到1.8万亿元，而更广义的以计算机为代表的计算产业规模达2.6万亿元，形成覆盖软硬件、整机系统及平台应用的产业生态，涌现一批先进计算技术创新成果，算法模型、计算芯片、计算软件、系统平台等环节持续取得突破并深入应用。

算力产业链及国产化进展

算力产业链链条长、环节复杂，并且涵盖电子信息制造、信息通信等多个产业领域，与新一代信息技术紧密结合。

从产业链环节看，算力产业上游是基础软硬件，是计算力、存储力、运载力的最基本单元，也是决定算力质量的根本环节，包括基础硬件（如CPU、GPU、存储器等）、基础软件（如操作系统、数据库、中间件等）及各类计算设备（服务器、板卡、终端等）和网络设备（交换机、路由器等）。

中游为算力网络及平台，是为下游应用提供算力服务的核心环节，主要是各类算力基础设施（如通用算力数据中心、超算中心、智算中心），以及基于基础设施开展的各类算力服务（如云计算、智算服务等）及安全服务。算力基础设施位于产业链的枢纽位置，起到连接上游基础软硬件与下游应用的关键作用，算力基础设施的发展直接关系到算力产业能否真正有效支撑数字经济发展。

下游为各类应用场景，包括人工智能等算力应用，以及政府、电信、金融、工业、教育、交通、能源等行业应用。

从市场竞争格局看，算力产业链最核心的上游环节基本由国外企业垄断，国内企业已经在部分领域取得一定突破。

在基础硬件领域，CPU基本由美国英特尔和AMD公司垄断，我国国产化率仅为0.5%，国内华为、海光信息、龙芯中科、飞腾等国产CPU逐步从能用发展至好用，但在生态等方面仍存在较大短板。GPU是当前人工智能算力最重要的处理芯片，基本由美国英伟达公司垄断，国内华为、壁仞科技等国产GPU尚不能足以支持大规模人工智能计算。存储器主要由韩国、美国企业垄断，三星、SK海力士、美光等企业在DRAM和NAND Flash两大最重要的存储市场占据绝大部分份额，国内长鑫存储和长江存储的国产化进展顺利，产品已经商用落地，技术接近国际领先水平，市场竞争力明显提升。

在基础软件领域，操作系统基本由美国微软、谷歌垄断，麒麟软件、统信软件、华为鸿蒙等国产操作系统达到初步可用阶段，但仍需要更多的适配工作，并形成一整套生态体系。数据库市场中甲骨文、微软、IBM、SAP四家海外龙头公司保持领先，在国内市场共同占据一半的市场份额，国产数据库快速发展，在金融、交通、能源等多个领域落地，国产企业包括传统数据库厂商、初创企业、云服务巨头、ICT巨头等四类，共同占据约30%市场份额。

算力产业作为未来经济发展的关键基础设施，也是未来国家竞争力的重要组成部分，我国算力产业必须坚持独立自主、可持续发展的算力生态，将算力基础设施建立在安全可靠的基础软硬件之上，产业链各个环节的国产替代是未来发展的重要方向。