計(jì)算是信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心，是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代新質(zhì)生產(chǎn)力的典型代表，是數(shù)字社會(huì)生產(chǎn)力變革演進(jìn)的核心驅(qū)動(dòng)力。當(dāng)前，全球計(jì)算技術(shù)加速創(chuàng)新，計(jì)算硬件、軟件、算法、架構(gòu)之間彼此激蕩、同頻共振，量子、類腦等新興計(jì)算技術(shù)創(chuàng)新跨界交疊、磨礪聚變，以大模型為代表的新興應(yīng)用驅(qū)動(dòng)算力需求快速增長(zhǎng)。“十五五”時(shí)期，建議堅(jiān)持新型工業(yè)化道路，以自主路線“保底板”，以兼容路線“縮差距”，推動(dòng)創(chuàng)新路線“重轉(zhuǎn)化”，從“重建設(shè)”向“重應(yīng)用”轉(zhuǎn)變，培育新質(zhì)生產(chǎn)力，為建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐。

“十五五”時(shí)期產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨新形勢(shì)

當(dāng)前，先進(jìn)計(jì)算技術(shù)加速迭代創(chuàng)新，計(jì)算技術(shù)基礎(chǔ)理論、架構(gòu)加速醞釀突破，新型計(jì)算技術(shù)呈現(xiàn)多路演進(jìn)發(fā)展態(tài)勢(shì)，存算一體、新型材料和架構(gòu)等新技術(shù)的突破為技術(shù)發(fā)展提供新路徑，也為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供新機(jī)遇。

先進(jìn)計(jì)算技術(shù)加速創(chuàng)新迭代演進(jìn)。一方面，經(jīng)典計(jì)算技術(shù)呈現(xiàn)出多元化創(chuàng)新發(fā)展態(tài)勢(shì)。芯片工藝持續(xù)升級(jí)，計(jì)算芯片、異構(gòu)計(jì)算不斷突破，計(jì)算技術(shù)迭代呈現(xiàn)體系化、全鏈條式創(chuàng)新。從算力器件看，通用芯片性能持續(xù)提升，面向特定應(yīng)用場(chǎng)景的高性能、低功耗、定制化的專用算力芯片也在智能駕駛、智能語(yǔ)音、圖像識(shí)別等領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。從計(jì)算架構(gòu)看，單一CPU提供的通用算力在部分特定場(chǎng)景下處理效率不高，“CPU+專用芯片”的異構(gòu)架構(gòu)在高性能計(jì)算、人工智能等算力應(yīng)用場(chǎng)景中正漸趨成為主流計(jì)算架構(gòu)。另一方面，非經(jīng)典計(jì)算技術(shù)有望打破現(xiàn)有的算力瓶頸。在量子計(jì)算方面，與傳統(tǒng)計(jì)算相比，量子計(jì)算具備更強(qiáng)的并行計(jì)算能力和更低的能耗。在類腦計(jì)算方面，基于仿生的脈沖神經(jīng)元實(shí)現(xiàn)信息的高效處理，在對(duì)功耗、延遲敏感的邊緣計(jì)算領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和潛力。在光計(jì)算方面，利用光學(xué)器件折射、干涉等光學(xué)特性進(jìn)行運(yùn)算，可在多方面解決目前人工智能應(yīng)用中面臨的能耗和計(jì)算效率挑戰(zhàn)。

先進(jìn)計(jì)算牽引關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)鏈向高端化發(fā)展。一方面，計(jì)算產(chǎn)品結(jié)構(gòu)接續(xù)升級(jí)。先進(jìn)計(jì)算驅(qū)動(dòng)服務(wù)器、新型計(jì)算產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈上下游向高端化發(fā)展。在服務(wù)器方面，2023年全球AI服務(wù)器出貨量近120萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)38.4%。在服務(wù)器性能方面，生成式人工智能技術(shù)的應(yīng)用將使服務(wù)器在資源優(yōu)化、負(fù)載均衡等方面更加智能。在其他計(jì)算終端產(chǎn)品方面，先進(jìn)計(jì)算驅(qū)動(dòng)新型計(jì)算終端提供智能化、個(gè)性化服務(wù)，空間計(jì)算、音視頻計(jì)算、物聯(lián)計(jì)算等新理念拓寬計(jì)算終端發(fā)展疆界。另一方面，算力供給結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化。多樣化的算力供給和普惠化的算力應(yīng)用正為各行各業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型添薪蓄力。從算力規(guī)模看，當(dāng)前，我國(guó)算力規(guī)模位居全球第二，近5年年均增速近30%。從算力結(jié)構(gòu)看，在我國(guó)新增的算力設(shè)施中，智能算力占比過(guò)半。未來(lái)，隨著生成式人工智能垂直應(yīng)用領(lǐng)域的持續(xù)拓展，智能算力等高性能算力的供給需求將加速增長(zhǎng)。

先進(jìn)計(jì)算深度賦能行業(yè)應(yīng)用。一方面，先進(jìn)計(jì)算深度融入并大幅增強(qiáng)行業(yè)效能。以工業(yè)領(lǐng)域?yàn)槔湓谘邪l(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、運(yùn)營(yíng)管理等核心環(huán)節(jié)中的質(zhì)效提升作用日趨關(guān)鍵。另一方面，算力治理成為先進(jìn)計(jì)算可持續(xù)發(fā)展的保障和戰(zhàn)略依托。

到2030年打造10個(gè)國(guó)家級(jí)計(jì)算產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新示范區(qū)

建議“十五五”時(shí)期先進(jìn)計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展的總體思路是，堅(jiān)持新型工業(yè)化道路，以自主路線“保底板”，著力突破關(guān)鍵核心技術(shù)；以兼容路線“縮差距”，通過(guò)構(gòu)建高兼容性的“以我為主、為我所用”的計(jì)算體系，兼收并蓄各方先進(jìn)技術(shù)，縮小與先進(jìn)生態(tài)的差距；推動(dòng)創(chuàng)新路線“重轉(zhuǎn)化”，加快創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈深度融合，將研發(fā)成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力；從“重建設(shè)”向“重應(yīng)用”轉(zhuǎn)變，夯實(shí)計(jì)算產(chǎn)業(yè)底座，以重大工程和重點(diǎn)行業(yè)應(yīng)用為抓手加速技術(shù)能力積累和迭代，基礎(chǔ)原理、前沿技術(shù)蓄力突破與產(chǎn)品服務(wù)、產(chǎn)業(yè)生態(tài)引導(dǎo)培育同步布局，構(gòu)建安全開(kāi)放、技術(shù)領(lǐng)先的計(jì)算產(chǎn)業(yè)體系，培育新質(zhì)生產(chǎn)力，為建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐。

其中，自主路線“保底板”指的是發(fā)展自主的底板型計(jì)算技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈；兼容路線“縮差距”指的是在確保自主性的同時(shí)，與其他技術(shù)體系或者標(biāo)準(zhǔn)體系保持一定的兼容性，促進(jìn)技術(shù)交流和合作，同時(shí)提高自身技術(shù)的市場(chǎng)適應(yīng)性和競(jìng)爭(zhēng)力；創(chuàng)新路線“重轉(zhuǎn)化”，強(qiáng)調(diào)的是科技成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，將科技創(chuàng)新轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和實(shí)際的生產(chǎn)力，重視技術(shù)成果的實(shí)際應(yīng)用效果和經(jīng)濟(jì)效益，而不僅僅是研發(fā)過(guò)程中的技術(shù)創(chuàng)新；從“重建設(shè)”向“重應(yīng)用”轉(zhuǎn)變，指的是從重視算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)轉(zhuǎn)向重視算力資源的實(shí)際應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)的是算力的實(shí)用性和市場(chǎng)導(dǎo)向，即在確保技術(shù)自主和兼容的基礎(chǔ)上，更要注重計(jì)算技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用和計(jì)算產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

建議“十五五”時(shí)期先進(jìn)計(jì)算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標(biāo)是，到2030年，計(jì)算原理、計(jì)算架構(gòu)、計(jì)算模式、計(jì)算算法等多環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)籌謀劃、統(tǒng)一路徑，形成技術(shù)先進(jìn)、基礎(chǔ)扎實(shí)、產(chǎn)品豐富、競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)、兼容并包的計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展新格局。計(jì)算產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育成效顯著，培育5~10家有全球影響力的行業(yè)龍頭企業(yè)和一批專精特新中小企業(yè)，打造10個(gè)國(guó)家級(jí)計(jì)算產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新示范區(qū)，建設(shè)一批集理論研究、技術(shù)攻關(guān)、標(biāo)準(zhǔn)制定、公共服務(wù)、成果轉(zhuǎn)化、檢驗(yàn)檢測(cè)、場(chǎng)景打造等功能為一體的計(jì)算產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，選樹(shù)一批計(jì)算產(chǎn)業(yè)體系應(yīng)用的標(biāo)桿案例，形成具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的自主計(jì)算產(chǎn)業(yè)體系，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)關(guān)鍵領(lǐng)域的支撐能力顯著增強(qiáng)。

從三方面解決產(chǎn)業(yè)發(fā)展問(wèn)題

當(dāng)前，我國(guó)先進(jìn)計(jì)算產(chǎn)業(yè)體系化創(chuàng)新和集群式創(chuàng)新成效顯著，但仍存在源頭根技術(shù)不牢固、產(chǎn)業(yè)規(guī)模大而不強(qiáng)、供需錯(cuò)位等多重問(wèn)題。

一是技術(shù)源頭根基不牢，缺乏自主關(guān)鍵核心技術(shù)。建議加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)研究，強(qiáng)化計(jì)算產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)環(huán)節(jié)創(chuàng)新發(fā)展。充分發(fā)揮我國(guó)高校研究院所能力，以政策和資源支撐開(kāi)展計(jì)算領(lǐng)域源頭創(chuàng)新，重點(diǎn)解決高性能算力芯片架構(gòu)、管理調(diào)度算力基礎(chǔ)軟件、計(jì)算網(wǎng)絡(luò)化等關(guān)鍵技術(shù)。積極探索自主編程語(yǔ)言與操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)，建立健全優(yōu)質(zhì)的開(kāi)發(fā)者環(huán)境。建立人才支撐體系，暢通計(jì)算產(chǎn)業(yè)智力通道。建立與國(guó)際接軌的開(kāi)放、有效人才招引制度。以技術(shù)突破和應(yīng)用拓展為主攻方向，加強(qiáng)大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)、龍頭企業(yè)等主體的有效分工協(xié)作，以聯(lián)合研究、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、合作共建等方式促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化。

二是計(jì)算產(chǎn)業(yè)規(guī)模大而不強(qiáng)，產(chǎn)業(yè)生態(tài)較為離散。建議完善計(jì)算產(chǎn)業(yè)頂層設(shè)計(jì)，優(yōu)化專項(xiàng)政策體系。成立計(jì)算產(chǎn)業(yè)工作組，推進(jìn)多部門、跨領(lǐng)域協(xié)同；統(tǒng)籌發(fā)展需要、現(xiàn)實(shí)能力、長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)與具體工作，整合資源開(kāi)展計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖研究；充分發(fā)揮新型舉國(guó)體制優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)有效市場(chǎng)和有為政府更好結(jié)合，形成以企業(yè)為主體、市場(chǎng)為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研用深度融合的計(jì)算產(chǎn)業(yè)生態(tài)。凝聚產(chǎn)業(yè)發(fā)展共識(shí)，鼓勵(lì)央企和鏈主企業(yè)打通產(chǎn)業(yè)鏈上下游生態(tài)。

三是算力供給與行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求存在錯(cuò)位。建議加快計(jì)算產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)突破和創(chuàng)新應(yīng)用推廣。引導(dǎo)和支持量大面廣的傳統(tǒng)行業(yè)企業(yè)積極采用先進(jìn)計(jì)算技術(shù)加快改造升級(jí)，不斷提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，因地制宜、因勢(shì)利導(dǎo)及時(shí)推動(dòng)其轉(zhuǎn)型發(fā)展，通過(guò)轉(zhuǎn)型與升級(jí)共同發(fā)力形成新的發(fā)展動(dòng)力、打造競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)。對(duì)于新興計(jì)算產(chǎn)業(yè)要堅(jiān)持穩(wěn)中求進(jìn)，借助技術(shù)突破、模式創(chuàng)新催生新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)，抓緊謀篇布局，推動(dòng)形成新的增長(zhǎng)點(diǎn)。以重大應(yīng)用場(chǎng)景為牽引，探索技術(shù)孵化新路徑，持續(xù)拓寬賦能場(chǎng)景。面向科學(xué)研究、人工智能、超高清視頻、自動(dòng)駕駛、數(shù)字孿生、生物醫(yī)藥等高算力需求領(lǐng)域，推動(dòng)智能服務(wù)器、高效存儲(chǔ)等先進(jìn)計(jì)算系統(tǒng)和新興產(chǎn)品的創(chuàng)新應(yīng)用。鼓勵(lì)以“揭榜掛帥”、科技專項(xiàng)等方式開(kāi)展定制化研發(fā)。聯(lián)合產(chǎn)學(xué)研用各方開(kāi)展需求對(duì)接、場(chǎng)景驗(yàn)證和案例推廣，積極開(kāi)展計(jì)算應(yīng)用示范驗(yàn)證。

本文選自賽迪系列報(bào)告《“十五五”時(shí)期工業(yè)和信息化重點(diǎn)領(lǐng)域形勢(shì)研判及思路建議》