1.1.1 2024-2028年中國(guó)超級(jí)計(jì)算行業(yè)影響因素分析

一、有利因素

（一）政策利好

2023年2月27日，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《數(shù)字中國(guó)建設(shè)整體布局規(guī)劃》，《規(guī)劃》指出，打通數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施大動(dòng)脈，系統(tǒng)優(yōu)化算力基礎(chǔ)設(shè)施布局，促進(jìn)東西部算力高效互補(bǔ)和協(xié)同聯(lián)動(dòng)，引導(dǎo)通用數(shù)據(jù)中心、超算中心、智能計(jì)算中心、邊緣數(shù)據(jù)中心等合理梯次布局。

2023年4月17日，科技部高新司組織召開國(guó)家超算互聯(lián)網(wǎng)工作啟動(dòng)會(huì)，大會(huì)探討國(guó)家超算互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)路徑，提出成立國(guó)家超算互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合體，進(jìn)一步加快構(gòu)建超算自主生態(tài)體系，落實(shí)超算互聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)方案。

（二）超級(jí)計(jì)算技術(shù)不斷發(fā)展

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，中國(guó)超級(jí)計(jì)算市場(chǎng)也在不斷創(chuàng)新和進(jìn)步。在云計(jì)算方面，越來越多的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)開始采用云計(jì)算技術(shù)來提高計(jì)算效率和降低成本。在大數(shù)據(jù)方面，人們通過對(duì)海量數(shù)據(jù)的分析和處理，可以更好地發(fā)掘出數(shù)據(jù)中的隱藏價(jià)值和規(guī)律。在人工智能方面，超級(jí)計(jì)算可以提供更加強(qiáng)大的計(jì)算能力和數(shù)據(jù)處理能力，為人工智能的發(fā)展提供了更好的平臺(tái)。

此外，量子計(jì)算也是未來超級(jí)計(jì)算的一個(gè)重要發(fā)展方向。量子計(jì)算機(jī)具有更強(qiáng)的計(jì)算能力和更高的安全性，將會(huì)在未來的科學(xué)研究、加密通信等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。雖然目前量子計(jì)算技術(shù)還處于初級(jí)階段，但是隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，相信在不久的將來，量子計(jì)算將會(huì)成為超級(jí)計(jì)算的一個(gè)重要分支。

（三）超級(jí)計(jì)算應(yīng)用場(chǎng)景廣泛

中國(guó)超級(jí)計(jì)算市場(chǎng)在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，其中最重要的應(yīng)用場(chǎng)景包括科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)、藥物發(fā)現(xiàn)等。在科學(xué)研究方面，超級(jí)計(jì)算可以模擬復(fù)雜的自然現(xiàn)象和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，有助于科學(xué)家們更深入地理解自然規(guī)律和科學(xué)原理。在工程設(shè)計(jì)方面，超級(jí)計(jì)算可以高效地處理大量的工程數(shù)據(jù)和模擬復(fù)雜系統(tǒng)，幫助工程師們更好地設(shè)計(jì)和優(yōu)化產(chǎn)品和服務(wù)。在藥物發(fā)現(xiàn)方面，超級(jí)計(jì)算可以通過分子動(dòng)力學(xué)模擬等技術(shù)，預(yù)測(cè)藥物與生物體的相互作用，為新藥研發(fā)提供重要的幫助。此外，在超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于氣象預(yù)報(bào)、天文學(xué)、材料科學(xué)和能源等領(lǐng)域，為中國(guó)的科學(xué)技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。與此同時(shí)，中國(guó)也在加速發(fā)展自主研發(fā)的芯片，設(shè)計(jì)的架構(gòu)性能不遜于國(guó)外。

在未來發(fā)展中，超級(jí)計(jì)算將與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)深度融合，形成更加完善和高效的技術(shù)體系和服務(wù)體系。同時(shí)，應(yīng)用場(chǎng)景也將不斷擴(kuò)展，進(jìn)一步推動(dòng)超級(jí)計(jì)算各個(gè)領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和創(chuàng)新發(fā)展。

（四）新一代國(guó)產(chǎn)超算“天河星逸”首次發(fā)布

新一代國(guó)產(chǎn)超級(jí)計(jì)算系統(tǒng)“天河星逸”系統(tǒng)以應(yīng)用為中心，采用國(guó)產(chǎn)先進(jìn)計(jì)算架構(gòu)、高性能多核處理器、高速互連網(wǎng)絡(luò)、大規(guī)模存儲(chǔ)等關(guān)鍵技術(shù)構(gòu)建，在通用CPU計(jì)算能力、網(wǎng)絡(luò)能力、存儲(chǔ)能力以及應(yīng)用服務(wù)能力等多方面較“天河二號(hào)”實(shí)現(xiàn)倍增，支持高性能計(jì)算、AI大模型訓(xùn)練以及大數(shù)據(jù)分析各類應(yīng)用模式，將進(jìn)一步提升廣州超算中心的多領(lǐng)域服務(wù)能力，為廣州市、廣東省和粵港澳大灣區(qū)的前沿科技突破、戰(zhàn)略工程建設(shè)、產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型提供強(qiáng)勁的高端算力與平臺(tái)支撐，有力提升廣州市作為國(guó)家中心城市和綜合性門戶城市的核心科技創(chuàng)新實(shí)力，支持區(qū)域科技經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展。

（五）超智融合是未來發(fā)展趨勢(shì)

隨著創(chuàng)新算力與新一代人工智能技術(shù)的發(fā)展，超算與人工智能的融合已成為驅(qū)動(dòng)科技創(chuàng)新的關(guān)鍵力量，將長(zhǎng)期為我國(guó)各行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供核心驅(qū)動(dòng)力。超智（超算和智算）融合是未來趨勢(shì)。超算系統(tǒng)其實(shí)囊括了智算的能力，只不過后者更加聚焦于人工智能的場(chǎng)景。但超算更加全面，在算法優(yōu)化、性能發(fā)揮、互聯(lián)互通等方面都具備優(yōu)勢(shì)。

2023年12月6日，以“超智融合，算啟新篇”為主題的2023年超算創(chuàng)新應(yīng)用大會(huì)在廣州盛大召開。此次大旨在探討超算、智算、人工智能、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)的融合發(fā)展之路，加速智慧城市、生物醫(yī)藥健康、地球科學(xué)等領(lǐng)域的創(chuàng)新與突破，進(jìn)一步促進(jìn)超算各應(yīng)用領(lǐng)域間的交流合作，共同推動(dòng)超算技術(shù)、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

二、不利因素

（一）軟件跟不上發(fā)展

超算應(yīng)用水平方面，我國(guó)超算應(yīng)用發(fā)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于超算研制能力的發(fā)展。

其一，超算應(yīng)用軟件的可擴(kuò)展性偏低。科技部通過一系列重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，在重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域部署了一系列課題，進(jìn)行幾十萬核乃至百萬核并行算法與軟件研制的重點(diǎn)突破，但目前日常運(yùn)行的大部分超算作業(yè)，其并行規(guī)模仍停留在幾千或幾萬個(gè)處理器甚至更低的量級(jí)，沒有充分發(fā)揮出億億次超級(jí)計(jì)算機(jī)上并行的能力。我國(guó)應(yīng)用軟件仍處于初級(jí)階段，應(yīng)用領(lǐng)域與軟件研發(fā)存在脫軌現(xiàn)象。

其二，受制于國(guó)外壟斷，國(guó)產(chǎn)商業(yè)應(yīng)用軟件發(fā)展滯后，市場(chǎng)占有率幾乎是空白。在超算應(yīng)用比較多的制造業(yè)和基礎(chǔ)科研等關(guān)鍵領(lǐng)域，大部分商業(yè)應(yīng)用軟件都被國(guó)外壟斷。我國(guó)不僅支出巨額軟件采購費(fèi)用，軟件升級(jí)還受制于外方。我國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)特別是國(guó)產(chǎn)超級(jí)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的大規(guī)模并行軟件幾乎都是科研用軟件，不具備大規(guī)模商業(yè)推廣的能力。

其三，我國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)的研制模式一直以來都是政府科技部門主導(dǎo)，地方政府參與，企業(yè)承擔(dān)研制任務(wù)，國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心負(fù)責(zé)運(yùn)維和推廣。雖然在過去二十多年里，我國(guó)超算的研制和發(fā)展在這一模式的指導(dǎo)下，取得了舉世矚目的輝煌成就，但為了取得TOP500世界冠軍而忽視實(shí)際需求，研制遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過實(shí)際需求的機(jī)器的做法。

（二）思想和人才的制約

當(dāng)前，我國(guó)超算應(yīng)用發(fā)展滯后的原因主要有四點(diǎn)。

首先，在建設(shè)思路上，采取了超算系統(tǒng)性能優(yōu)先發(fā)展再拉動(dòng)超算應(yīng)用發(fā)展的策略。歐美日等國(guó)家一般根據(jù)各領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用需求，針對(duì)性地研制能滿足實(shí)際應(yīng)用需求的超算系統(tǒng)，能夠避免對(duì)機(jī)器的浪費(fèi)。而從實(shí)踐來看，我國(guó)的超算發(fā)展偏重于先發(fā)展超算計(jì)算能力，往往會(huì)導(dǎo)致超算系統(tǒng)的初期應(yīng)用效率偏低的情況出現(xiàn)，需要一定時(shí)間的過渡期才能將機(jī)器用起來。

其次，“重硬輕軟”的思想導(dǎo)致經(jīng)費(fèi)投入比例嚴(yán)重失調(diào)。美國(guó)能源部建議對(duì)超算軟硬件的投入比例約為1：1。目前，雖然我國(guó)超算系統(tǒng)的軟件經(jīng)費(fèi)投入，在項(xiàng)目申報(bào)時(shí)已經(jīng)能占20%至30%，比過去的不到10%已經(jīng)有了明顯的改善，但是離1：1的比例還有很大差距。

再次，研發(fā)力量分散。我國(guó)超算應(yīng)用軟件的研發(fā)人員大部分分散在一些小的實(shí)驗(yàn)室、研究所，或者依附在以硬件研發(fā)為主的國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，僅在核物理、石油、氣象、地球物理等個(gè)別領(lǐng)域建有專門的國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，但是未形成合力。

最后，超算軟件人才嚴(yán)重匱乏。當(dāng)前高校相關(guān)人才培養(yǎng)體系、培養(yǎng)計(jì)劃和課程設(shè)置落后于超算應(yīng)用領(lǐng)域的人才需求。同時(shí)，科研評(píng)價(jià)體系難以對(duì)超算應(yīng)用軟件研發(fā)做出客觀評(píng)價(jià)，加上科研經(jīng)費(fèi)管理不利于體現(xiàn)軟硬件研究成果的不同價(jià)值，軟件研發(fā)人員待遇偏低但市場(chǎng)需求旺盛且待遇有明顯優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致應(yīng)用軟件研發(fā)人才頻繁“跳槽”，人才流失嚴(yán)重。

（三）資金投入不足

雖然中國(guó)在研制超級(jí)計(jì)算機(jī)方面投入了大量資金，但仍然存在投入不足的情況。與之相比，美國(guó)在超算技術(shù)領(lǐng)域投入了數(shù)十億美元，并與企業(yè)合作推廣應(yīng)用，取得了顯著成果。當(dāng)前，中國(guó)超算的投入仍然存在不足之處，需要進(jìn)一步增加研究經(jīng)費(fèi)，提高超算自主創(chuàng)新能力。超算技術(shù)前沿的競(jìng)爭(zhēng)需要更多的技術(shù)儲(chǔ)備和經(jīng)濟(jì)支持。只有加大對(duì)超算的研發(fā)投入，提高超算研究的深度和廣度，才能在超算領(lǐng)域獲得更大的優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)力。

（四）數(shù)據(jù)中心問題

超級(jí)計(jì)算機(jī)需要龐大的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行維護(hù)和管理，給超算的運(yùn)營(yíng)帶來了很大的壓力。由于超算設(shè)備的功耗極高，其散熱問題成為影響超算性能和穩(wěn)定性的重要因素。同時(shí)，超算的故障率較高，需要進(jìn)行頻繁的維護(hù)和保養(yǎng)，這也加大了運(yùn)營(yíng)成本。然而，目前中國(guó)在數(shù)據(jù)中心建設(shè)和維護(hù)方面存在很多不足之處。

數(shù)據(jù)中心建設(shè)要求高水平的硬件、維護(hù)和系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)能力，這是保障超級(jí)計(jì)算機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的重要步驟。當(dāng)前，中國(guó)在數(shù)據(jù)中心建設(shè)和管理方面不足，進(jìn)一步影響了中國(guó)超算技術(shù)的發(fā)展。為了更好地發(fā)展超算產(chǎn)業(yè)，中國(guó)需要在數(shù)據(jù)中心建設(shè)和管理方面加大投入、不斷提高技術(shù)和管理水平。

1.1.2 2024-2028年中國(guó)超算服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)

2022年，我國(guó)超算服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模約達(dá)到244.8億元；2023年，我國(guó)超算服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模約達(dá)到296.5億元。

我們預(yù)計(jì)，2024年我國(guó)超算服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到342.7億元，未來五年（2024-2028）年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為12.55%，2028年將達(dá)到550.0億元。

圖表　中投顧問對(duì)2024-2028年中國(guó)超算服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)

數(shù)據(jù)來源：中投產(chǎn)業(yè)研究院