預(yù)見(jiàn)2023：《2023年中國(guó)超算行業(yè)全景圖譜》(附市場(chǎng)規(guī)模、競(jìng)爭(zhēng)格局和發(fā)展前景等)

超算行業(yè)主要上市公司：聯(lián)想控股(03396.HK);浪潮信息(000977.SZ);中科曙光(603019.SH)

本文核心數(shù)據(jù)：中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)性能;中國(guó)超算系統(tǒng)上榜TOP500的數(shù)量及份額;中國(guó)高性能計(jì)算機(jī)性能TOP100涉及應(yīng)用領(lǐng)域占比;中國(guó)超算服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模;中國(guó)高性能計(jì)算機(jī)性能TOP100廠商占比

行業(yè)概況

1、定義

超級(jí)計(jì)算(HPC，high performance computing)指利用并行工作的多臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(即“超級(jí)計(jì)算機(jī)”)的集中式計(jì)算資源，處理極端復(fù)雜的或數(shù)據(jù)密集型的問(wèn)題。

超級(jí)計(jì)算機(jī)又稱高性能計(jì)算機(jī)、巨型計(jì)算機(jī)等，在計(jì)算速度、儲(chǔ)存容量等方便有著普通計(jì)算機(jī)不具備的超高性能，當(dāng)前以每秒鐘浮點(diǎn)運(yùn)算速度(flops)為主要衡量單位。超級(jí)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度可以達(dá)到每秒數(shù)億億次，是普通計(jì)算機(jī)的數(shù)千萬(wàn)倍，每秒千萬(wàn)億次運(yùn)算的超級(jí)計(jì)算機(jī)被稱為“P級(jí)超算”，每秒百億億次運(yùn)算的超級(jí)計(jì)算機(jī)則被稱為“E級(jí)超算”。

超級(jí)計(jì)算機(jī)主要運(yùn)用于尖端科研、國(guó)防軍工、產(chǎn)業(yè)升級(jí)、重大社會(huì)問(wèn)題等大科學(xué)、大工程、大系統(tǒng)中，是一個(gè)國(guó)家科研實(shí)力的體現(xiàn)，是國(guó)家科技發(fā)展水平和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。從算力資源的需求看，沙利文將高性能計(jì)算分為尖端超算、通用超算、業(yè)務(wù)超算和人工智能超算四大類。

2、產(chǎn)業(yè)鏈剖析：中游參與者較少

當(dāng)前，我國(guó)初步形成超算行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，上游為超算行業(yè)支撐產(chǎn)業(yè)，包括基礎(chǔ)硬件、基礎(chǔ)軟件、應(yīng)用軟件、配套基礎(chǔ)設(shè)施資源(供電設(shè)備、制冷設(shè)備、安防系統(tǒng)、綜合布線等);中游為超級(jí)計(jì)算機(jī)廠商、超算中心、超算科研機(jī)構(gòu)等，對(duì)上游的資源進(jìn)行整合，提供強(qiáng)大的超算資源;下游為超算行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，包括石油氣勘探、生物醫(yī)藥、海洋工程、氣象預(yù)測(cè)、工程仿真、智慧城市等。

從超算產(chǎn)業(yè)鏈參與者來(lái)看，上游基礎(chǔ)硬件、基礎(chǔ)軟件的制造商主要為Intel、AMD、HPE、三星、DELL等國(guó)外知名企業(yè)，國(guó)內(nèi)企業(yè)發(fā)展較為滯后，國(guó)產(chǎn)廠商主要有華為海思、長(zhǎng)江存儲(chǔ)、并行科技等。應(yīng)用軟件方面，代表性企業(yè)有中望軟件、英特仿真、速石科技、索辰科技等。

中游超算資源提供者主要分為兩類，一類是以聯(lián)想、浪潮和中科曙光為代表的超級(jí)計(jì)算機(jī)廠商，提供商用超算產(chǎn)品，包括超算的軟件和硬件產(chǎn)品;另一類是以國(guó)防科技大學(xué)、國(guó)家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心、江南計(jì)算技術(shù)研究所、中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所為代表的超級(jí)計(jì)算機(jī)研制機(jī)構(gòu)，其研制的超算系統(tǒng)部署在全國(guó)各地的國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心。

行業(yè)發(fā)展歷程：由被封鎖壟斷走向引領(lǐng)創(chuàng)新

縱觀中國(guó)超級(jí)計(jì)算行業(yè)的發(fā)展，是中國(guó)科研人員艱苦奮斗、開(kāi)拓進(jìn)取的歷程，翻越了打破封鎖(1956-1995年)、打破壟斷(1996-2015年)和引領(lǐng)創(chuàng)新(2016年至今)的“三座大山”，逐步縮小了與國(guó)外研制水平的差距，并最終在整機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)上取得了世界領(lǐng)先的成就。

當(dāng)前，在超級(jí)計(jì)算領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)生態(tài)自主研發(fā)的實(shí)力已經(jīng)處于全球領(lǐng)先的地位。2022年，中國(guó)TOP100高性能計(jì)算機(jī)中自主研發(fā)的集群占95%，100臺(tái)集群中有42臺(tái)由聯(lián)想制造，中國(guó)超算已經(jīng)進(jìn)入全球第一梯隊(duì)。

行業(yè)政策背景：建設(shè)E級(jí)和10E級(jí)超級(jí)計(jì)算中心

近年來(lái)，國(guó)家政策密集出臺(tái)，大力支持算力、高性能計(jì)算機(jī)以及超算行業(yè)的發(fā)展，驅(qū)動(dòng)超算中心建設(shè)快速推進(jìn)。國(guó)家層面有關(guān)超算行業(yè)的政策匯總?cè)缦拢?/p>

行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、超級(jí)計(jì)算機(jī)性能：2022年性能顯著提升

總體來(lái)看，中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)性能呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，平均性能從2013年的573 Tflops升至2022年的8999 Tflops。其中，2016-2020年，神威太湖之光連續(xù)保持了5年排名榜首，Linpack值為93015 Tflops，2021年和2022年神威太湖之光分別位列第二位和第三位。

2022年我國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)最高性能達(dá)208260 Tflops，較2021年的最高性能提升了66.55%，性能顯著提升，帶動(dòng)超級(jí)計(jì)算機(jī)平均性能提升30.16%至8999 Tflops。

2、超算中心建設(shè)：共有11所國(guó)家級(jí)超級(jí)計(jì)算中心

國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心是由國(guó)家科技部批準(zhǔn)成立的數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)構(gòu)，是科技部下屬事業(yè)單位。2022年4月18日，太原中心通過(guò)科技部驗(yàn)收，正式納入國(guó)家超算序列管理。截至2023年8月，中國(guó)已批準(zhǔn)建立的國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心共有11所，分別是國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心、深圳中心、濟(jì)南中心、廣州中心、長(zhǎng)沙中心、無(wú)錫中心、成都中心、鄭州中心、昆山中心、西安中心和太原中心。

3、TOP500上榜數(shù)量：2023年6月位列世界第二

作為世界高性能計(jì)算領(lǐng)域規(guī)模最大的權(quán)威會(huì)議之一，國(guó)際高性能計(jì)算大會(huì)每半年公布一次全球超級(jí)計(jì)算機(jī)TOP500榜單。2017-2022年，全球超級(jí)計(jì)算機(jī)TOP500榜單上，來(lái)自中國(guó)內(nèi)地的超算系統(tǒng)數(shù)量呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)，主要由于2020年起中國(guó)停止向TOP500組織提交最新超算系統(tǒng)信息，故此后數(shù)量和算力占比均有所下滑。2022年11月，來(lái)自中國(guó)內(nèi)地廠商為162家，占比32.4%，位列世界第一。2023年6月，中國(guó)內(nèi)地超算系統(tǒng)上榜TOP500數(shù)量從162臺(tái)下降到134臺(tái)，占比26.8%，位列世界第二。

4、超算應(yīng)用領(lǐng)域：大數(shù)據(jù)領(lǐng)域占比最高

在2022年11月中國(guó)高性能計(jì)算機(jī)性能TOP100中，所涉及最多的領(lǐng)域?yàn)榇髷?shù)據(jù)領(lǐng)域，占比20%;其次為云計(jì)算領(lǐng)域，占比15%;算力服務(wù)與視頻領(lǐng)域占比均為12%。

5、超算服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模：以24.5%的速度增長(zhǎng)

根據(jù)Frost & Sullivan的調(diào)研數(shù)據(jù)，2016-2021年中國(guó)超算服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模的復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)24.7%，2021年市場(chǎng)規(guī)模為196.6億元，2022年增速約24.5%，據(jù)此測(cè)算，2022年中國(guó)超算服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模約244.8億元。

行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局

1、區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)：廣東和江蘇為雙超算中心省份

截至2023年8月，我國(guó)共有11個(gè)國(guó)家級(jí)超算中心，其中，廣東和江蘇為雙超算中心省份，廣東有國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心和廣州中心，江蘇則有國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心和昆山中心。同時(shí)，天津、山東、湖南、四川、河南、陜西、山西等省市也有國(guó)家級(jí)超算中心分布。

2、企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)：聯(lián)想排名全球第一

2023年6月最新的全球高性能計(jì)算機(jī)TOP500榜單中，位于北京的聯(lián)想集團(tuán)有160套HPC系統(tǒng)入圍，排名全球第一;位于濟(jì)南的浪潮集團(tuán)有43套HPC系統(tǒng)入圍，排名全球第三;位于天津的中科曙光有23套HPC系統(tǒng)入圍，排名全球第六。

根據(jù)HPC 2022年11月最新公布的中國(guó)高性能計(jì)算機(jī)性能TOP100榜單，聯(lián)想上榜的型號(hào)最多，占比42%，上榜型號(hào)大多為深騰8800系列;其次為浪潮，占比27%;曙光排名第三，占比10%。

行業(yè)發(fā)展前景及趨勢(shì)預(yù)測(cè)

1、發(fā)展前景：2028年市場(chǎng)規(guī)模近900億元

目前超算正在通過(guò)先進(jìn)電子技術(shù)、計(jì)算服務(wù)、軟件應(yīng)用等方式為我國(guó)重點(diǎn)行業(yè)提供算力服務(wù)，超算產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈的建設(shè)將會(huì)對(duì)超算應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)產(chǎn)業(yè)調(diào)整及升級(jí)轉(zhuǎn)型起到實(shí)質(zhì)性推動(dòng)作用，預(yù)計(jì)未來(lái)市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)大。據(jù)Frost & Sullivan預(yù)測(cè)，2022-2025年我國(guó)超算服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模復(fù)合增速約24.1%，若持續(xù)保持這一增速發(fā)展，到2028年，中國(guó)超算服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模將接近900億元。

2、發(fā)展趨勢(shì)：朝分布式和“類腦”方向發(fā)展

當(dāng)前，制約超級(jí)計(jì)算機(jī)發(fā)展的主要問(wèn)題是能耗過(guò)高。以全球前十名的超級(jí)計(jì)算機(jī)為例，每小時(shí)消耗電量超過(guò)2萬(wàn)度，與一座小型城鎮(zhèn)的耗電量相當(dāng)。為解決這一問(wèn)題，未來(lái)超級(jí)計(jì)算機(jī)將朝分布式和“類腦”方向發(fā)展。

更多本行業(yè)研究分析詳見(jiàn)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國(guó)超級(jí)計(jì)算（超算）行業(yè)市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》。

同時(shí)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院還提供產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、園區(qū)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)招商、產(chǎn)業(yè)圖譜、智慧招商系統(tǒng)、行業(yè)地位證明、IPO咨詢/募投可研、專精特新小巨人申報(bào)、十五五規(guī)劃等解決方案。如需轉(zhuǎn)載引用本篇文章內(nèi)容，請(qǐng)注明資料來(lái)源（前瞻產(chǎn)業(yè)研究院）。

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