計算是信息產(chǎn)業(yè)的基礎和核心，是數(shù)字經(jīng)濟時代新質(zhì)生產(chǎn)力的典型代表，是數(shù)字社會生產(chǎn)力變革演進的核心驅(qū)動力。當前，全球計算技術(shù)加速創(chuàng)新，計算硬件、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用驅(qū)動算力需求快速增長。“十五五”時期，建議堅持新型工業(yè)化道路，以自主路線“保底板”，以兼容路線“縮差距”，推動創(chuàng)新路線“重轉(zhuǎn)化”，從“重建設”向“重應用”轉(zhuǎn)變，培育新質(zhì)生產(chǎn)力，為建設現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系、推動經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐。

“十五五”時期產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨新形勢

當前，先進計算技術(shù)加速迭代創(chuàng)新，計算技術(shù)基礎理論、架構(gòu)加速醞釀突破，新型計算技術(shù)呈現(xiàn)多路演進發(fā)展態(tài)勢，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)展提供新機遇。

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

先進計算牽引關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)鏈向高端化發(fā)展。一方面，計算產(chǎn)品結(jié)構(gòu)接續(xù)升級。先進計算驅(qū)動服務器、新型計算產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈上下游向高端化發(fā)展。在服務器方面，2023年全球AI服務器出貨量近120萬臺，同比增長38.4%。在服務器性能方面，生成式人工智能技術(shù)的應用將使服務器在資源優(yōu)化、負載均衡等方面更加智能。在其他計算終端產(chǎn)品方面，先進計算驅(qū)動新型計算終端提供智能化、個性化服務，空間計算、音視頻計算、物聯(lián)計算等新理念拓寬計算終端發(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用正為各行各業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型添薪蓄力。從算力規(guī)?？矗斍?，我國算力規(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，在我國新增的算力設施中，智能算力占比過半。未來，隨著生成式人工智能垂直應用領域的持續(xù)拓展，智能算力等高性能算力的供給需求將加速增長。

先進計算深度賦能行業(yè)應用。一方面，先進計算深度融入并大幅增強行業(yè)效能。以工業(yè)領域為例，其在研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、運營管理等核心環(huán)節(jié)中的質(zhì)效提升作用日趨關(guān)鍵。另一方面，算力治理成為先進計算可持續(xù)發(fā)展的保障和戰(zhàn)略依托。

到2030年打造10個國家級計算產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新示范區(qū)

建議“十五五”時期先進計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展的總體思路是，堅持新型工業(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”，通過構(gòu)建高兼容性的“以我為主、為我所用”的計算體系，兼收并蓄各方先進技術(shù)，縮小與先進生態(tài)的差距；推動創(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)實生產(chǎn)力；從“重建設”向“重應用”轉(zhuǎn)變，夯實計算產(chǎn)業(yè)底座，以重大工程和重點行業(yè)應用為抓手加速技術(shù)能力積累和迭代，基礎原理、前沿技術(shù)蓄力突破與產(chǎn)品服務、產(chǎn)業(yè)生態(tài)引導培育同步布局，構(gòu)建安全開放、技術(shù)領先的計算產(chǎn)業(yè)體系，培育新質(zhì)生產(chǎn)力，為建設現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系、推動經(jīng)濟高質(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，與其他技術(shù)體系或者標準體系保持一定的兼容性，促進技術(shù)交流和合作，同時提高自身技術(shù)的市場適應性和競爭力；創(chuàng)新路線“重轉(zhuǎn)化”，強調(diào)的是科技成果的轉(zhuǎn)化和應用，將科技創(chuàng)新轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和實際的生產(chǎn)力，重視技術(shù)成果的實際應用效果和經(jīng)濟效益，而不僅僅是研發(fā)過程中的技術(shù)創(chuàng)新；從“重建設”向“重應用”轉(zhuǎn)變，指的是從重視算力基礎設施建設轉(zhuǎn)向重視算力資源的實際應用，強調(diào)的是算力的實用性和市場導向，即在確保技術(shù)自主和兼容的基礎上，更要注重計算技術(shù)的實際應用和計算產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

建議“十五五”時期先進計算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標是，到2030年，計算原理、計算架構(gòu)、計算模式、計算算法等多環(huán)節(jié)實現(xiàn)統(tǒng)籌謀劃、統(tǒng)一路徑，形成技術(shù)先進、基礎扎實、產(chǎn)品豐富、競爭力強、兼容并包的計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展新格局。計算產(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個國家級計算產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新示范區(qū)，建設一批集理論研究、技術(shù)攻關(guān)、標準制定、公共服務、成果轉(zhuǎn)化、檢驗檢測、場景打造等功能為一體的計算產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，選樹一批計算產(chǎn)業(yè)體系應用的標桿案例，形成具有全球競爭力的自主計算產(chǎn)業(yè)體系，對國民經(jīng)濟關(guān)鍵領域的支撐能力顯著增強。

從三方面解決產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題

當前，我國先進計算產(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、供需錯位等多重問題。

一是技術(shù)源頭根基不牢，缺乏自主關(guān)鍵核心技術(shù)。建議加強產(chǎn)業(yè)基礎研究，強化計算產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢環(huán)節(jié)創(chuàng)新發(fā)展。充分發(fā)揮我國高校研究院所能力，以政策和資源支撐開展計算領域源頭創(chuàng)新，重點解決高性能算力芯片架構(gòu)、管理調(diào)度算力基礎軟件、計算網(wǎng)絡化等關(guān)鍵技術(shù)。積極探索自主編程語言與操作系統(tǒng)設計，建立健全優(yōu)質(zhì)的開發(fā)者環(huán)境。建立人才支撐體系，暢通計算產(chǎn)業(yè)智力通道。建立與國際接軌的開放、有效人才招引制度。以技術(shù)突破和應用拓展為主攻方向，加強大學、研究機構(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成果轉(zhuǎn)化。

二是計算產(chǎn)業(yè)規(guī)模大而不強，產(chǎn)業(yè)生態(tài)較為離散。建議完善計算產(chǎn)業(yè)頂層設計，優(yōu)化專項政策體系。成立計算產(chǎn)業(yè)工作組，推進多部門、跨領域協(xié)同；統(tǒng)籌發(fā)展需要、現(xiàn)實能力、長遠目標與具體工作，整合資源開展計算生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖研究；充分發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢，推動有效市場和有為政府更好結(jié)合，形成以企業(yè)為主體、市場為導向、產(chǎn)學研用深度融合的計算產(chǎn)業(yè)生態(tài)。凝聚產(chǎn)業(yè)發(fā)展共識，鼓勵央企和鏈主企業(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)型需求存在錯位。建議加快計算產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)突破和創(chuàng)新應用推廣。引導和支持量大面廣的傳統(tǒng)行業(yè)企業(yè)積極采用先進計算技術(shù)加快改造升級，不斷提升市場競爭力，因地制宜、因勢利導及時推動其轉(zhuǎn)型發(fā)展，通過轉(zhuǎn)型與升級共同發(fā)力形成新的發(fā)展動力、打造競爭新優(yōu)勢。對于新興計算產(chǎn)業(yè)要堅持穩(wěn)中求進，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，推動形成新的增長點。以重大應用場景為牽引，探索技術(shù)孵化新路徑，持續(xù)拓寬賦能場景。面向科學研究、人工智能、超高清視頻、自動駕駛、數(shù)字孿生、生物醫(yī)藥等高算力需求領域，推動智能服務器、高效存儲等先進計算系統(tǒng)和新興產(chǎn)品的創(chuàng)新應用。鼓勵以“揭榜掛帥”、科技專項等方式開展定制化研發(fā)。聯(lián)合產(chǎn)學研用各方開展需求對接、場景驗證和案例推廣，積極開展計算應用示范驗證。

本文選自賽迪系列報告《“十五五”時期工業(yè)和信息化重點領域形勢研判及思路建議》