先进计算：应以自主路线“保底板”兼容路线“缩差距”

计算是信息产业的基础和核心，是数字经济时代新质生产力的典型代表，是数字社会生产力变革演进的核心驱动力。当前，全球计算技术加速创新，计算硬件、软件、算法、架构之间彼此激荡、同频共振，量子、类脑等新兴计算技术创新跨界交叠、磨砺聚变，以大模型为代表的新兴应用驱动算力需求快速增长。“十五五”时期，建议坚持新型工业化道路，以自主路线“保底板”，以兼容路线“缩差距”，推动创新路线“重转化”，从“重建设”向“重应用”转变，培育新质生产力，为建设现代化产业体系、推动经济高质量发展提供有力支撑。

“十五五”时期产业发展面临新形势

当前，先进计算技术加速迭代创新，计算技术基础理论、架构加速酝酿突破，新型计算技术呈现多路演进发展态势，存算一体、新型材料和架构等新技术的突破为技术发展提供新路径，也为产业发展提供新机遇。

先进计算技术加速创新迭代演进。一方面，经典计算技术呈现出多元化创新发展态势。芯片工艺持续升级，计算芯片、异构计算不断突破，计算技术迭代呈现体系化、全链条式创新。从算力器件看，通用芯片性能持续提升，面向特定应用场景的高性能、低功耗、定制化的专用算力芯片也在智能驾驶、智能语音、图像识别等领域发挥更加重要的作用。从计算架构看，单一CPU提供的通用算力在部分特定场景下处理效率不高，“CPU+专用芯片”的异构架构在高性能计算、人工智能等算力应用场景中正渐趋成为主流计算架构。另一方面，非经典计算技术有望打破现有的算力瓶颈。在量子计算方面，与传统计算相比，量子计算具备更强的并行计算能力和更低的能耗。在类脑计算方面，基于仿生的脉冲神经元实现信息的高效处理，在对功耗、延迟敏感的边缘计算领域具有广泛的应用价值和潜力。在光计算方面，利用光学器件折射、干涉等光学特性进行运算，可在多方面解决目前人工智能应用中面临的能耗和计算效率挑战。

先进计算牵引关联产业链向高端化发展。一方面，计算产品结构接续升级。先进计算驱动服务器、新型计算产品产业链上下游向高端化发展。在服务器方面，2023年全球AI服务器出货量近120万台，同比增长38.4%。在服务器性能方面，生成式人工智能技术的应用将使服务器在资源优化、负载均衡等方面更加智能。在其他计算终端产品方面，先进计算驱动新型计算终端提供智能化、个性化服务，空间计算、音视频计算、物联计算等新理念拓宽计算终端发展疆界。另一方面，算力供给结构持续优化。多样化的算力供给和普惠化的算力应用正为各行各业数字化转型添薪蓄力。从算力规模看，当前，我国算力规模位居全球第二，近5年年均增速近30%。从算力结构看，在我国新增的算力设施中，智能算力占比过半。未来，随着生成式人工智能垂直应用领域的持续拓展，智能算力等高性能算力的供给需求将加速增长。

先进计算深度赋能行业应用。一方面，先进计算深度融入并大幅增强行业效能。以工业领域为例，其在研发设计、生产制造、运营管理等核心环节中的质效提升作用日趋关键。另一方面，算力治理成为先进计算可持续发展的保障和战略依托。

到2030年打造10个国家级计算产业创新示范区

建议“十五五”时期先进计算产业发展的总体思路是，坚持新型工业化道路，以自主路线“保底板”，着力突破关键核心技术；以兼容路线“缩差距”，通过构建高兼容性的“以我为主、为我所用”的计算体系，兼收并蓄各方先进技术，缩小与先进生态的差距；推动创新路线“重转化”，加快创新链与产业链深度融合，将研发成果转化为现实生产力；从“重建设”向“重应用”转变，夯实计算产业底座，以重大工程和重点行业应用为抓手加速技术能力积累和迭代，基础原理、前沿技术蓄力突破与产品服务、产业生态引导培育同步布局，构建安全开放、技术领先的计算产业体系，培育新质生产力，为建设现代化产业体系、推动经济高质量发展提供有力支撑。

其中，自主路线“保底板”指的是发展自主的底板型计算技术和产业链；兼容路线“缩差距”指的是在确保自主性的同时，与其他技术体系或者标准体系保持一定的兼容性，促进技术交流和合作，同时提高自身技术的市场适应性和竞争力；创新路线“重转化”，强调的是科技成果的转化和应用，将科技创新转化为产业创新和实际的生产力，重视技术成果的实际应用效果和经济效益，而不仅仅是研发过程中的技术创新；从“重建设”向“重应用”转变，指的是从重视算力基础设施建设转向重视算力资源的实际应用，强调的是算力的实用性和市场导向，即在确保技术自主和兼容的基础上，更要注重计算技术的实际应用和计算产业的可持续发展。

建议“十五五”时期先进计算产业的发展目标是，到2030年，计算原理、计算架构、计算模式、计算算法等多环节实现统筹谋划、统一路径，形成技术先进、基础扎实、产品丰富、竞争力强、兼容并包的计算产业发展新格局。计算产业生态培育成效显著，培育5~10家有全球影响力的行业龙头企业和一批专精特新中小企业，打造10个国家级计算产业创新示范区，建设一批集理论研究、技术攻关、标准制定、公共服务、成果转化、检验检测、场景打造等功能为一体的计算产业创新中心，选树一批计算产业体系应用的标杆案例，形成具有全球竞争力的自主计算产业体系，对国民经济关键领域的支撑能力显著增强。

从三方面解决产业发展问题

当前，我国先进计算产业体系化创新和集群式创新成效显著，但仍存在源头根技术不牢固、产业规模大而不强、供需错位等多重问题。

一是技术源头根基不牢，缺乏自主关键核心技术。建议加强产业基础研究，强化计算产业链优势环节创新发展。充分发挥我国高校研究院所能力，以政策和资源支撑开展计算领域源头创新，重点解决高性能算力芯片架构、管理调度算力基础软件、计算网络化等关键技术。积极探索自主编程语言与操作系统设计，建立健全优质的开发者环境。建立人才支撑体系，畅通计算产业智力通道。建立与国际接轨的开放、有效人才招引制度。以技术突破和应用拓展为主攻方向，加强大学、研究机构、龙头企业等主体的有效分工协作，以联合研究、技术转让、合作共建等方式促进成果转化。

二是计算产业规模大而不强，产业生态较为离散。建议完善计算产业顶层设计，优化专项政策体系。成立计算产业工作组，推进多部门、跨领域协同；统筹发展需要、现实能力、长远目标与具体工作，整合资源开展计算生态系统产业发展路线图研究；充分发挥新型举国体制优势，推动有效市场和有为政府更好结合，形成以企业为主体、市场为导向、产学研用深度融合的计算产业生态。凝聚产业发展共识，鼓励央企和链主企业打通产业链上下游生态。

三是算力供给与行业数字化转型需求存在错位。建议加快计算产业关键核心技术突破和创新应用推广。引导和支持量大面广的传统行业企业积极采用先进计算技术加快改造升级，不断提升市场竞争力，因地制宜、因势利导及时推动其转型发展，通过转型与升级共同发力形成新的发展动力、打造竞争新优势。对于新兴计算产业要坚持稳中求进，借助技术突破、模式创新催生新产业新业态，抓紧谋篇布局，推动形成新的增长点。以重大应用场景为牵引，探索技术孵化新路径，持续拓宽赋能场景。面向科学研究、人工智能、超高清视频、自动驾驶、数字孪生、生物医药等高算力需求领域，推动智能服务器、高效存储等先进计算系统和新兴产品的创新应用。鼓励以“揭榜挂帅”、科技专项等方式开展定制化研发。联合产学研用各方开展需求对接、场景验证和案例推广，积极开展计算应用示范验证。

文章来源：赛迪智库电子信息研究所课题组