中国新计算产业生态发展战略及政策研究(发布版)

中中国国新新计计算算产产业业生生态态发发展展战战略略 及及政政策策研研究究 中国科学院科技战略咨询研究院产业科技创新研究中心 2020年10月 目录 新计算产业的定义、内涵和特点 我国新计算产业的现状与定位 我国新计算产业生态的发展战略 政策建议 3 新计算产业的定义、内涵和特点 1 4 新计算产业的定义 Ø新计算产业是传统计算产业的升级与扩展，技术的发展提升了计算能力，而多元化的场景需求将计算能力扩展到云网边端 全场景。 Ø新计算产业是在万物互联的时代背景下，为了满足异构计算能力和多元化的算力需求所构建的多架构共存、多技术融 合、多领域协同和多行业渗透的软硬件产业体系。 Ø新计算产业与传统产业融合发展，形成专业领域的行业应用和解决方案，便构筑起了新计算产业生态。 •从x86架构扩展到异构处 理器、人工智能处理器 架构 •根据行业特点，多架构 计算并存发展 计算架构 与人工智能，量子计算 等技术融合，形成多种 形式的运算能力 技术融合 •计算从云端向物联 网、边缘计算普及 •计算无处不在，不同 计算领域相互协同。 领域协同 超越IT产业本身，成为 数字化基础设施，支持 多个行业领域的数字化 转型 行业渗透 5 新计算产业的内涵 •是新计算产业中核心产业与行业应用相结合所催生 出来的满足行业个性化的需求的应用与服务。 •以服务和解决方案为主要内容。一方面提供满足行 业需求的、通用的平台与服务；另一方面实现新计 算核心产业与行业应用的深度融合，打造工业互联 网、智能交通、智慧城市的等解决方案。 外围产业 •是新计算产业的基础，属于IT产业，以软硬件的方 式对外提供计算与服务能力。 •既包括传统IT产业中的处理器、服务器、操作系 统、中间件、数据库和基础软件等应用及相关服 务，也包括人工智能芯片、异构处理器、物联网、 边缘计算等新兴的软硬件。 •核心产业中基于物联网、边缘计算的架构将是未来 新计算产业的重要增长点。 核心产业 6 新计算产业的特点 •新计算是自主创新、可持续发展、开放领先的产业体系，满足面向未来万物互联、智能世界的发展需 求，具有异构、极致、泛在、协同、绿色、普惠等新特征。为了适应新计算的多元化需求，对应的产品 与服务也进行一定的调整与升级，形成了新计算产业不同于传统计算产业的特点。 具有多样性的处理器架构 在绿色、高效的计算需求导向下，处 理器架构从单一架构向多元化异构架 构所转变。 多行业、多主体共同参与 该产业需要多主体参与，政府、产业联盟、 新型研发机构、服务中介、知识产权代理、 开发社区等不同主体和组织之间相互联动和 影响，能够协同解决行业问题。 海量数据的实时处理能力 数据具有“体量巨大、结构丰富、分布广泛” 的特点，新计算需要满足对海量数据的处理 能力 节能绿色推动可持续发展 “绿色计算”已成为应对数据中心能源消耗 的潮流，以节能、环保为准绳的新技术，正 推动计算产业向“绿色计算”方向转变。 与行业应用深度融合发展 “数字产业化”的核心目的是推动“产业的数字 化”，即行业的数字化转型。 新计算产业的特点 7 我国新计算产业的现状与定位 2 Ø国际经验 Ø发展现状 Ø定位 8 新计算产业的现状与定位——国际经验 美国 2 分工协作 1 战略计划 4 面向生态 3 面向未来 •如“IPv6转换计划”“信息作 为战略资源”“数据即战略资 产”等都是超前布局的典范 •直面后摩尔定律时代、非冯•诺 依曼结构的重大技术生态变革 面向未来的前瞻战略布局 •经常根据产业发展需要 制定相应的战略计划 •适时组织力量跟踪调整 既定战略 以国家战略推动产业发展 •从人才培养到产业布局全方位 生态系统建设 •注重与其它战略计划的协同 生态系统建设完整 •明确不同政府部门、私营 部门的角色和职责分工 •强调各参与方的配合和互 补，协同推进产业发展 以清晰的组织架构落地实施 9 新计算产业的现状与定位——国际经验 欧盟 01 03 02 生态系统 •通过平台帮助欧盟委员会制定HPC发 展计划 •推动欧洲产业界与欧盟委员会沟通 •促进欧洲HPC生态发展 借助高性能计算平台提升竞争力 •投资欧洲高性能计算基础 设施建设 •制定研究和创新方案以支 持欧洲超级计算机的发展 投资高性能计算基础设施， 推动超级计算机研制项目 •与欧洲产业界建立合同性公 私合作伙伴关系，促进欧洲 HPC生态系统中关键机构和 项目间的合作 •制定对产业竞争力、可持续 发展、社会和经济效益具有 显著影响的研究与创新战略， 促进涵盖整个产业链的HPC 生态系统建设 通过公私合作打造产业生态 10 新计算产业的现状与定位——国际经验 日本 01 03 02 超智能社会 •资助百亿亿次超级计算机研发 •注重高性能计算在重要社会和 科学问题中的应用 通过超级计算机研发项目推进 高性能计算 •传感器、芯片、显示等具备 雄厚的技术基础和产业优势 •较早布局AI、物联网、大数 据等核心领域，形成部分围 绕核心技术的生态 部分关键领域技术和产业 优势构建生态 •提出利用新一代信息技术使 网络空间和物理世界高度融 合，通过数据跨领域应用， 催生新价值和新服务 通过超智能社会建设实践推动 技术创新和产业升级 11 我国新计算产业的发展现状 我国新计算产业生态体系面临的问题与挑战 Ø二是我国计算产业市场主流需求建立在美国的技术体系之上，对于国内新计算产业创新应用的带动 作用有限。 Ø三是我国新计算产业底层技术架构与标准由国外企业主导，存在较高产业安全风险。 Ø一是我国新计算产业战略布局以单点专项突破为主，缺乏面向底层核心软硬件技术攻关与下一代 计算技术基础理论的整体布局。 •政策：我国计算国家政策覆盖面不全，资助项目不成体系，大多以重点专项的方式单点突破； •底层技术：在计算核心算法、关键装备、基础材料与元器件、软件等差距较大 ； •基础理论：对于面向未来竞争新计算架构的新介质、量子计算、类脑计算等领域的科技攻关项目布局力度不足。 •市场：我国在以金融、制造、能源等与国计民生紧密相关的行业中采用领先国际企业的软硬件； •国内：计算产品缺乏在产业应用中试错提升的机会，性能稳定性无法得到检验，市场竞争力薄弱； •软件：由国外企业主导，缺乏拥有核心竞争力的本土龙头骨干企业 。 •安全检测：信息技术安全监测能力不强，对于进口网络信息技术和产品的监测分析以合规性评测为主，对于计算 软硬件漏洞分析评估能力较低，难以发现产品的安全漏洞和“后门” ； •安全：以芯片为例，存在较高的授权终止以及数据安全风险。 12 新计算产业的现状——战略层面 文件名称时间资助计算相关领域解读 《鼓励软件产 业和集成电路 产业发展的若 干政策》系列 2000年、 2011年、 2020年 国办发布系列政策文件旨在完善激励措施，明确政策导向，从财税、投融 资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场应用等给出支持措施，优 化产业发展环境。相关配套政策于2010年到期后，2011年又发布《进一步 鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》，财政部、国家税务总局 也相继出台若干文件，明确软件产业和集成电路产业的具体税收优惠政策。 2020年国办发布《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量