中投網2024-04-28 15:02 來源：中投網
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1.1.1 2024-2028年中國超級計算行業影響因素分析
一、有利因素
（一）政策利好
2023年2月27日，中共中央、國務院印發《數字中國建設整體布局規劃》，《規劃》指出，打通數字基礎設施大動脈，系統優化算力基礎設施布局，促進東西部算力高效互補和協同聯動，引導通用數據中心、超算中心、智能計算中心、邊緣數據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家超算互聯網工作啟動會，大會探討國家超算互聯網建設路徑，提出成立國家超算互聯網聯合體，進一步加快構建超算自主生態體系，落實超算互聯網行動方案。
（二）超級計算技術不斷發展
隨著技術的不斷發展，中國超級計算市場也在不斷創新和進步。在云計算方面，越來越多的企業和研究機構開始采用云計算技術來提高計算效率和降低成本。在大數據方面，人們通過對海量數據的分析和處理，可以更好地發掘出數據中的隱藏價值和規律。在人工智能方面，超級計算可以提供更加強大的計算能力和數據處理能力，為人工智能的發展提供了更好的平臺。
此外，量子計算也是未來超級計算的一個重要發展方向。量子計算機具有更強的計算能力和更高的安全性，將會在未來的科學研究、加密通信等領域發揮重要作用。雖然目前量子計算技術還處于初級階段，但是隨著技術的不斷進步，相信在不久的將來，量子計算將會成為超級計算的一個重要分支。
（三）超級計算應用場景廣泛
中國超級計算市場在各個領域都有廣泛的應用，其中最重要的應用場景包括科學研究、工程設計、藥物發現等。在科學研究方面，超級計算可以模擬復雜的自然現象和科學實驗，有助于科學家們更深入地理解自然規律和科學原理。在工程設計方面，超級計算可以高效地處理大量的工程數據和模擬復雜系統，幫助工程師們更好地設計和優化產品和服務。在藥物發現方面，超級計算可以通過分子動力學模擬等技術，預測藥物與生物體的相互作用，為新藥研發提供重要的幫助。此外，在超級計算機領域，它已經廣泛應用于氣象預報、天文學、材料科學和能源等領域，為中國的科學技術研究和產業發展做出了重要貢獻。與此同時，中國也在加速發展自主研發的芯片，設計的架構性能不遜于國外。
在未來發展中，超級計算將與云計算、大數據、人工智能等新一代信息技術深度融合，形成更加完善和高效的技術體系和服務體系。同時，應用場景也將不斷擴展，進一步推動超級計算各個領域的數字化轉型和創新發展。
（四）新一代國產超算“天河星逸”首次發布
新一代國產超級計算系統“天河星逸”系統以應用為中心，采用國產先進計算架構、高性能多核處理器、高速互連網絡、大規模存儲等關鍵技術構建，在通用CPU計算能力、網絡能力、存儲能力以及應用服務能力等多方面較“天河二號”實現倍增，支持高性能計算、AI大模型訓練以及大數據分析各類應用模式，將進一步提升廣州超算中心的多領域服務能力，為廣州市、廣東省和粵港澳大灣區的前沿科技突破、戰略工程建設、產業升級轉型提供強勁的高端算力與平臺支撐，有力提升廣州市作為國家中心城市和綜合性門戶城市的核心科技創新實力，支持區域科技經濟社會高質量發展。
（五）超智融合是未來發展趨勢
隨著創新算力與新一代人工智能技術的發展，超算與人工智能的融合已成為驅動科技創新的關鍵力量，將長期為我國各行業轉型升級和數字經濟發展提供核心驅動力。超智（超算和智算）融合是未來趨勢。超算系統其實囊括了智算的能力，只不過后者更加聚焦于人工智能的場景。但超算更加全面，在算法優化、性能發揮、互聯互通等方面都具備優勢。
2023年12月6日，以“超智融合，算啟新篇”為主題的2023年超算創新應用大會在廣州盛大召開。此次大旨在探討超算、智算、人工智能、大數據等先進技術的融合發展之路，加速智慧城市、生物醫藥健康、地球科學等領域的創新與突破，進一步促進超算各應用領域間的交流合作，共同推動超算技術、應用和產業的高質量發展。
二、不利因素
（一）軟件跟不上發展
超算應用水平方面，我國超算應用發展還遠遠滯后于超算研制能力的發展。
其一，超算應用軟件的可擴展性偏低。科技部通過一系列重點研發計劃，在重點應用領域部署了一系列課題，進行幾十萬核乃至百萬核并行算法與軟件研制的重點突破，但目前日常運行的大部分超算作業，其并行規模仍停留在幾千或幾萬個處理器甚至更低的量級，沒有充分發揮出億億次超級計算機上并行的能力。我國應用軟件仍處于初級階段，應用領域與軟件研發存在脫軌現象。
其二，受制于國外壟斷，國產商業應用軟件發展滯后，市場占有率幾乎是空白。在超算應用比較多的制造業和基礎科研等關鍵領域，大部分商業應用軟件都被國外壟斷。我國不僅支出巨額軟件采購費用，軟件升級還受制于外方。我國超級計算機特別是國產超級計算機上運行的大規模并行軟件幾乎都是科研用軟件，不具備大規模商業推廣的能力。
其三，我國超級計算機的研制模式一直以來都是政府科技部門主導，地方政府參與，企業承擔研制任務，國家超級計算中心負責運維和推廣。雖然在過去二十多年里，我國超算的研制和發展在這一模式的指導下，取得了舉世矚目的輝煌成就，但為了取得TOP500世界冠軍而忽視實際需求，研制遠遠超過實際需求的機器的做法。
（二）思想和人才的制約
當前，我國超算應用發展滯后的原因主要有四點。
首先，在建設思路上，采取了超算系統性能優先發展再拉動超算應用發展的策略。歐美日等國家一般根據各領域實際應用需求，針對性地研制能滿足實際應用需求的超算系統，能夠避免對機器的浪費。而從實踐來看，我國的超算發展偏重于先發展超算計算能力，往往會導致超算系統的初期應用效率偏低的情況出現，需要一定時間的過渡期才能將機器用起來。
其次，“重硬輕軟”的思想導致經費投入比例嚴重失調。美國能源部建議對超算軟硬件的投入比例約為1：1。目前，雖然我國超算系統的軟件經費投入，在項目申報時已經能占20%至30%，比過去的不到10%已經有了明顯的改善，但是離1：1的比例還有很大差距。
再次，研發力量分散。我國超算應用軟件的研發人員大部分分散在一些小的實驗室、研究所，或者依附在以硬件研發為主的國家重點實驗室，僅在核物理、石油、氣象、地球物理等個別領域建有專門的國家重點實驗室，但是未形成合力。
最后，超算軟件人才嚴重匱乏。當前高校相關人才培養體系、培養計劃和課程設置落后于超算應用領域的人才需求。同時，科研評價體系難以對超算應用軟件研發做出客觀評價，加上科研經費管理不利于體現軟硬件研究成果的不同價值，軟件研發人員待遇偏低但市場需求旺盛且待遇有明顯優勢，導致應用軟件研發人才頻繁“跳槽”，人才流失嚴重。
（三）資金投入不足
雖然中國在研制超級計算機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，美國在超算技術領域投入了數十億美元，并與企業合作推廣應用，取得了顯著成果。當前，中國超算的投入仍然存在不足之處，需要進一步增加研究經費，提高超算自主創新能力。超算技術前沿的競爭需要更多的技術儲備和經濟支持。只有加大對超算的研發投入，提高超算研究的深度和廣度，才能在超算領域獲得更大的優勢和競爭力。
（四）數據中心問題
超級計算機需要龐大的數據中心進行維護和管理，給超算的運營帶來了很大的壓力。由于超算設備的功耗極高，其散熱問題成為影響超算性能和穩定性的重要因素。同時，超算的故障率較高，需要進行頻繁的維護和保養，這也加大了運營成本。然而，目前中國在數據中心建設和維護方面存在很多不足之處。
數據中心建設要求高水平的硬件、維護和系統運營能力，這是保障超級計算機穩定運行的重要步驟。當前，中國在數據中心建設和管理方面不足，進一步影響了中國超算技術的發展。為了更好地發展超算產業，中國需要在數據中心建設和管理方面加大投入、不斷提高技術和管理水平。
2022年，我國超算服務市場規模約達到244.8億元；2023年，我國超算服務市場規模約達到296.5億元。
我們預計，2024年我國超算服務市場規模將達到342.7億元，未來五年（2024-2028）年均復合增長率約為12.55%，2028年將達到550.0億元。
數據來源：中投產業研究院
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