​权威发布《中国云产业发展白皮书》：芯片是软肋、“自主可控”是重要议题、“5G+云+AI”是重要引擎

文章转载自云头条  

10月12日，国务院发展研究中心国际技术经济研究所发布《中国云计算产业发展与应用白皮书》，提出到2023年我国政府和企业上云率将超过60%，全栈自主可控云计算平台将成为政府和大型企业的主流IT基础设施等重要观点，干货满满。因篇幅限制，仅发布部分内容，供各位参考。

《白皮书》指出，进入新世纪以来，世界面临百年未有之大变局，发展环境错综复杂，面对的新问题、新挑战、新机遇层出不穷。与此同时，数字经济浪潮正势不可挡地席卷全球，以数字化、智能化转型为目标的新一轮产业革命已经开始。其中，在信息技术领域以物联网（IoT）、人工智能（AI）、第五代移动通信技术（5G）等为代表的新技术给人们的生产、生活带来全新的变革，成为推动社会发展的关键动能。从国内看，经济长期向好的基本面没有改变，同时全方位适应世界大变局，提质增效、战略转型的要求更加紧迫，调整、改革、提高的任务更加繁重。

在此背景之下，我国云计算产业面临发展的关键时期。

• 一方面，我国云计算产业随着全球数字经济发展的大潮快速发展壮大，已成为保障我国经济结构调整，向数字化、智能化转型的重要基础设施；

• 另一方面，受贸易摩擦影响和传统产业升级以及新兴信息技术迭代需求压力，暴露出我国云计算产业存在核心技术自主研发程度较低，创新、应用生态系统建设滞后的突出问题。

为此，分析世界主要国家和中国云计算产业的特点和规律，肯定成绩、学习经验、弥补不足，推动我国云计算产业在未来实现高质量、可持续发展，是本报告的主要目的。

新一代信息技术间的融合效应渐显，“5G+云+AI”将成为推动我国数字经济发展的重要引擎

当前，新一代信息技术正朝着深度融合的方向发展，某项技术的发展普及或推动另一项技术的突破，而若干项技术的组合还将会产生显著的溢出效应。其中，以“5G+云+AI”的组合最具代表性，三者彼此间紧密融合，并释放出巨大能量。过去，由于带宽、时延、连接密度和成本的限制，能极大提升计算效率的云计算并未向千行百业、万事万物普遍延伸。但随着5G的应用和普及，其具有的高速度、低功耗和低时延等特点将有效破解这一难题，“5G+云计算”可使计算资源的普惠性大幅提升。与此同时，被认为具有颠覆性潜能的人工智能技术，其发展和普及亦需要5G和云计算搭桥铺路。例如，人工智能算法的升级迭代离不开庞大的数据资源，5G能更好地完成各行各业、各种场景中数据的上传下达；而人工智能所依赖的计算能力，亦可以通过云计算惠及大众。基于云计算平台使用人工智能应用，能极大地减少企业单位和个人的成本，能为各行各业最大程度应用人工智能技术提供可能。由此可见，云计算与5G和AI是互相成就、彼此牵引的关系，而从功能上来看，如果将5G连接比作无处不在的空气，那云计算资源就相当于阳光，持续赋能，人工智能则如雨雾，广泛渗透。

更为重要的是，“5G+云+AI”的融合发展模式将进一步加强现实世界与数字世界的互动互促，创造“智能制造”、“智能网联车”、“智慧城市”等潜力巨大的数字经济产业，成为我国数字经济发展的重要引擎。因此，进一步推动云计算、5G等信息基础设施建设，是我国数字经济迈向新台阶的必由之路。

自主可控成为云计算产业发展的重要议题 

尽管我国云计算产业作为企业数字化转型的核心基础设施地位至关重要，但由于该产业多数核心技术并未掌握在中国公司手中，一旦国际形势发生变化，我国云计算产业发展可能出现受制于人的情况。因此，从国家安全、产业健康可持续发展的角度来看，自主可控的核心技术研发成为我国云计算产业发展必须要解决的问题。

目前，我国行业用户已经充分意识到自主可控技术的重要性，根据工信部以及其他市场研究机构关于传统产业数字化转型的调研显示，我国制造业等传统产业不仅把云计算、大数据、人工智能等新兴信息技术的应用看作产业转型升级的重要实施路径，而且，超过85%的被访者认为云计算产业中的芯片、IT基础设施的自主可控更是保障云计算产业发展、助力实现企业数字化转型的必要条件之一。

中国云计算产业链基本情况

按照产业结构来看，云计算产业链可以分为：

• 上游核心硬件（芯片：CPU、闪存，由于芯片——主要包括服务器、存储芯片等），是云计算上游产业链最核心的部分；

• 中游IT基础设备（服务器、存储设备、网络设备等）；

• 下游云生态（基础平台、云原生应用等）。

芯片产业一直是中国科技产业尤其是ICT产业的软肋，长期受制于人。在云计算领域，芯片产业仍是重中之重，处于云计算产业的上游位置。芯片的自主可控能力直接影响着云计算产业的自主可控水平，而囿于我国芯片产业整体发展较为薄弱的境况，我国云计算产业上游芯片的自主研发能力与发达国家相比仍有一定差距。

根据市场研究机构的统计数据显示，在我国云计算市场中，主要云服务提供商的计算、网络和存储资源中，绝大多数设备的芯片来自于国外企业。此外，绝大多数闪存、内存芯片也来自于美国和日韩企业。

随着全球电子制造业的转移以及云计算产业的发展，中国已经成为全球最大的半导体市场，也成为增长最快的云计算市场之一。因此，无论从积极应对新技术竞争，还是从保障国家安全的角度，中国云计算芯片产业势必要加大研发力度，力争核心芯片不出现受制于人的情况。

“棱镜门”事件之后，2015年美国禁止英特尔向中国出售高端服务器芯片，反而促成我国开始大力推进计算芯片的自主研发进程。

当前，我国服务器芯片自主研发主要有以下几种方向：Alpha架构、ARM架构、MIPS架构、X86架构、Power架构，涌现出基于MIPS的龙芯、基于X86的兆芯、基于ARM的天津飞腾和华为鲲鹏920以及基于Alpha架构的成都申威等。

基于精简指令集（RISC）原则的开源指令集架构RISC-V也获得众多国内科技公司的关注。

Alpha架构由DEC开发，该架构是RISC处理器中最快的一种，不过Alpha的技术专利大多已过期或快过期，目前国内研发该类架构处理器芯片的是成都申威，该公司基于该架构开发服务器芯片可以拥有自主扩展指令和发展路线的自主权。

ARM架构，目前国产服务器芯片企业当中有天津飞腾和华为基于ARM架构研发服务器芯片，这两家厂商拥有v8架构无限制永久授权，可无限制基于v8架构开发、自主演进。2019年，华为发布鲲鹏920芯片，该芯片基于7nm工艺制程，由华为自主研发，为大数据处理以及分布式存储等应用设计；同年，华为还发布了AI处理器——昇腾910，该公司芯片设计能力已覆盖服务器、AI和终端三个领域。2018年，天津飞腾发布集成64个FTC661处理器核的FT-2000+系列产品，将工艺升级到16nm，最高单核主频升级到2.6GHz，并可支持DDR4。

上述厂商有多年服务器芯片开发积累，路标清晰（如华为已规划下一代5nm芯片），生态拓展力度大，并已在运营商、政府、金融、互联网等领域应用。

MIPS架构，国产服务器芯片企业当中有龙芯基于该架构进行研发，早期龙芯曾计划基于该架构研发PC处理器，但成果不彰，龙芯如今转而基于该架构研发服务器芯片。

Power架构，知识产权为IBM所拥有，2015年向中国企业开放，不过由于其开放存在一定局限性，基于该架构研发的国产服务器芯片发展受到一定程度影响。

在存储芯片领域，中国厂商在高端存储芯片领域缺少核心技术，需与国外合作。

目前，紫光国芯、武汉新芯等企业已经或正在建设存储芯片工厂，进行存储芯片领域的自主研发。紫光国芯作为紫光集团在各地的存储芯片制造工厂的投资主体，业务涉及存储芯片的设计、生产、测试以及方案构建，主要专注12英寸DRAM存储芯片的研发。

福建晋华是国内较早开展存储芯片研发的企业，在福建、上海等地建有存储芯片工厂。

目前，国内芯片产业从资金到技术研发水平等方面都有了大幅进步，自主可控程度大大提高。

但是，芯片产业环节众多，仍然有诸多技术壁垒横亘在中国芯片企业面前，这些环节的技术目前还被国外企业垄断，很大程度上制约着国内芯片自主可控的研发水平。其中最主要的瓶颈集中在设计和制造环节。

在芯片设计环节，目前芯片仿真设计软件的核心技术都被美国企业垄断。

芯片仿真设计软件是工业软件的尖端，代表了一个国家真正的研发创新水平，仿真设计软件的出现，使得芯片设计以及超大规模集成电路生产的难度大为降低，没有这类软件的支持，研发先进芯片的难度将提升一个数量级，谁都无法离开仿真设计软件而设计芯片。该领域技术门槛较高，不仅要让计算机自动生成电路，还要模拟仿真优化，研发难度大。目前该领域主要的提供商有Cadence和Synopsys等，仿真设计软件技术已经发展到了第三代，可以实现并行仿真支持标准多核服务器。芯片仿真设计软件自主可控的关键是我国企业能否完全掌握所有环节的技术，包括架构设计、模块设计、编码、测试、仿真、布局布线、时钟和电源的优化、封装测试设计等。

在芯片制造环节，目前世界最先进的制程工艺——7nm制程技术被跨国公司掌握，而中国大陆芯片制程工艺还停留在22nm和16nm。

制程工艺的滞后是造成中国大陆芯片产业落后于发达国家、地区的重要原因之一。制程工艺的自主研发已经刻不容缓，因为当前国际先进制程工艺的研发进展较快，例如台积电2020年可投产5nm工艺，正在研发2nm工艺，预计2024年可商用。因此，中国大陆制造工艺领域的自主可控研发必须缩短周期。除此自外，7nm制程最核心的制造设备目前全世界只有荷兰、日本等少数国家可以生产，本土产业在这方面也需要尽快突破。先进的、自主可控的制程工艺研发不仅可以让芯片产业发展水平提升一个层级，更可以对中国云计算产业发展和其他行业的数字化转型起到强大的助推作用。

国产服务器厂商占据了较大的市场份额，零部件国产化率已经超过 60%。在存储市场，2018年，中国存储市场占全球存储市场的12.0%，2018年全年同比增长26.8%，达到32亿美元。

当前，无论是在服务器、存储还是网络设备领域，X86架构芯片都占据较大的市场份额。例如在服务器领域，X86 CPU占据全球96%以上市场份额，MIPS和Power仅在个别厂家及行业使用。

因此，在我国，服务器、存储等云计算IT基础设备虽然是国产，但采用的芯片都是X86架构，因此，真正自主可控的IT基础设备研发迫在眉睫，最重要的就是研发非X86架构芯片。

当前，国内主要云服务提供商正通过自主研发在云生态系统建设方面不断努力。

（a）云基础平台

2019年，华为云发布鲲鹏云服务和解决方案，鲲鹏云服务聚合华为自研的芯片和硬件设备、支持多款国产服务器操作系统。    同年，阿里云也发布了基于飞腾CPU平台的阿里专有云安可敏捷标准云计算平台。

腾讯云与中科曙光在2017年签署战略合作协议，深化在智慧城市、城市云、行业云、大数据等领域业务合作，并联合打造“安全可控”和“云管平台”解决方案。2019 年，腾讯云发布基于飞腾硬件平台的腾讯云TStack。

（b）数据库

数据库是企业IT依赖的重资产，尤其是云数据库逐渐成为了新一代的IT基础设施。当前，中国厂商在该领域高速发展。在市场表现方面，根据Gartner发布的相关报告显示，腾讯云数据库增速达到123%，而同期国外数据库平台Oracle的增速为66%在技术进展方面，2019年，华为推出了分布式数据库GaussDB，采用 MPP（Massive Parallel Processing）架构，支持行存储与列存储，提供了PB（Petabyte）级别数据量的处理能力。国产数据库平台OceanBase 也已在Github开源，获得海内外开发者关注。

（c）云原生

华为云在2015年将云原生列入战略技术投资范围，2019年，华为推出KubeEdge 1.0，实现端边云全面协同,性能、可靠性和稳定性得到提升且支持服务网格，将计算能力“推”至边缘，支持以GPU，FPGA和ARM为代表的异构计算，为云上和边缘提供计算资源。

2019年阿里云发布了边缘容器和云原生应用管理与交付体系，边缘容器可实现云、边、端一体化的应用分发，支持不同系统架构和网络状况下应用的分发和生命周期管理。

腾讯云也发布了适用于企业不同场景的云原生技术产品，包括企业级容器服务平台TKE、容器服务网格、Serverless 2.0、一站式DevOps。

（d）SaaS应用

根据IDC分析显示，在企业采购SaaS支出中，应用采购占据主导部分，主要的SaaS应用包含企业资源管理（ERP）和客户关系管理（CRM），其次是内容工作流和管理应用，以及协作应用（云视频会议、云协作平台）。

随着国内云计算ToB时代到来，国内的互联网厂商都在向企业级市场发力，传统软件龙头金蝶、用友、广联达、汇纳、石基等都在大力向云化转型；初创企业中也陆续涌现像纷享销客，销售易，北森等优质厂商。行业目前已经进入有质量的增长阶段，国内SaaS市场发展拐点到来。

上一个管理软件时代我国通用型软件厂商（如用友金蝶）的布局及技术实力相对国际领域巨头落后，大型集团企业（很多国企央企）的市场是无法实现切入的。从目前的发展来看，SaaS出现之后，国内用户正逐渐实现国产化替代，例如北方工业之前使用Oracle、中石油使用思爱普（SAP），而这些企业在上云时都选择了国内企业金蝶。近年来，随着自主可控趋势在国内软件行业日益显现，SaaS正好为国内软件企业提供了更好的发展机会。

• 云生态主要瓶颈

当前，我国各行业都在积极部署云计算技术，带动产业数字化转型和智能化升级，从基础架构、设备、应用到服务，中国云计算产业的生态系统正在逐渐形成。但是也应看到，各行业应用绝大多数是基于Windows和X86架构运行，这些商用技术一旦被限制，会给各行业应用系统运行带来巨大风险。因此，构建开放的云生态，就成为我国云计算产业最重要、最长远的发展任务。

• 当前国内云计算芯片生态构建状况

当前，我国产业正在积极构建多元化云计算芯片生态，不断探索云计算芯片生态环境的构建新模式，起步比较早的是基于ARM架构开放性授权机制的生态圈建设，获得ARM指令集授权的厂商不但在计算核与SoC芯片设计上拥有自由度，而且可以根据市场需求对ARM指令集的升级换代提出修改或添加意见，中国厂商如华为、天津飞腾等都已经在ARM指令集的发展中做出了贡献，且目前都在积极进行云生态建设。

随着华为、天津飞腾等国内厂商市场占有率不断提高，对ARM指令集发展的话语权将逐步增大，有利于通过市场实现对上层生态的影响力。由此可见，当前，在我国云计算上游芯片、中游IT基础设备和下游云生态全产业链环节都必须实现自主可控，才能保证中国云计算产业的健康可持续发展，同时也为保证国家安全和民生稳定奠定基础。因此，自主可控需要解决的关键问题就是全栈、全服务、全生态端到端的自主可控。

云计算已成为政府和企业提升工作效率和服务能力的重要手段

现阶段，随着数字化转型的不断深入，云计算技术与政府和大型企业的业务不断融合，政府已经充分认识到云计算的价值，成为提升工作效率和服务水平的重要手段。

• 首先，政府和企业上云有利于更好地促进各类信息技术的普及应用，加快了软件、平台、网络等方面技术融合的步伐。

• 其次，以云平台为基础，通过信息流带动技术流、资金流、人才流、物资流，可以有效整合优化设计、生产和市场资源，实现产业链上下游的高效对接与协同创新，重塑生产组织方式和创新机制。

• 第三，政府和企业借助云上的软件应用和数据服务，能够更迅速、更便捷、更高效地提高服务和生产管理效率、优化业务流程，加速培育新产品、新模式、新业态。

在这方面，我国政府部门近年来开始积极利用云计算技术提升工作效率和服务水平。例如，中国国土勘测规划院通过建设“国土调查云”，提高了我国国土监测监管部门的工作效率。云上集合了我国土地调查、基本农田、土地规划、遥感影像和自然保护区等海量数据，并提供信息实时查询、验证、服务，成为全国“一盘棋”的国土监测监管改革成果。

未来产业规模预测

（1）预计2023年政府和企业上云率将超过60%，上云深度将有较大提升。

未来，随着我国政府和企业业务创新、流程重构、管理变革的不断深化，同时伴随数字化、网络化、智能化转型需求的提升，将带动政府和大型企业上云趋势加速发展，上云将进入常规化阶段。综合工信部等部门和研究机构的数据显示，预计到2023年中国政府和大型企业上云率将超过60%。

（2）全栈自主可控云计算平台将成为政府和大型企业的主流IT基础设施

根据IDC等机构的研究显示，未来我国政府和大型企业上云的数据和业务层次也将大大提升，不仅会在一般客户、供应商、员工等信息系统采用云架构，而且对数据安全要求较高的关键信息系统也将逐渐全面部署云技术，云计算将会在政府管理以及企业生产、经营中全面应用。

鉴于云计算承载的业务应用越来越重要，政府和大型企业用户对云计算技术的自主可控的要求会随之提升，特别是对运行着政府和企业的核心应用与数据的关键信息系统，自主可控的要求会更高，甚至需要包括芯片、IT基础设备以及生态系统等各环节全流程全部实现自主可控，才能保证国家和产业的安全稳定发展。因此，全栈自主可控的云计算平台必将成为政府和大型政企的主流IT基础设施。

（3）云计算产业相关政策规划将更加细致

未来，我国云计算技术在各个细分产业的数字化转型过程中必将扮演越来越重要的角色，而我国云计算相关政策不适应和滞后的状况将更加凸显。目前我国颁布的云计算相关政策主要是宏观指引和规划指南，而在各行业智能化升级加快的过程中，云安全措施如何制定，人工智能、物联网等新兴技术如何在特定行业（如制造、能源等）与云计算融合等等方面，还缺乏更为完善、具体的政策支撑。当前我国政府主管部门显然已经意识到这一点，开始加快相关内容的研究。例如2019年5月，国家互联网信息办公室表示，我国即将推出网络安全审查制度，旨在审查信息技术产品的安全性和可控性，其中云计算服务亦将成为安全审查对象，这是我国云计算安全措施的一大提升。

此外，工信部也正在联合其他部委探讨制定具体行业云计算应用落地的行动规划，相信未来我国政府将会为云计算产业落地营造更加完善的政策环境。

综上所述，我国云计算产业的健康可持续发展不仅是产业本身的需要，更是与中国跟上甚至引领世界数字经济大潮，加快我国数字化转型、智能化升级的战略目标息息相关。其中，自主可控将是我国云计算产业发展的核心任务之一，更是关系国家安全、产业健康发展的最基本的保障。

中国云计算产业发展建议

持续强化政府推动，设立云计算产业国家目标，提升分步上云率

云计算产业作为数字经济的基础，未来将是国家间的核心竞争力之一。综合世界主要国家发展云计算产业的历程，前期无一例外都是政府主导、政策推动。我国当前还远未达到“政府主导应用向市场主导应用过渡”的阶段，应继续强化政府推动，从国家层面建立云计算产业发展战略，制定明确的发展目标和实现目标的规划与策略，将提升上云率按不同层次分解到各个行业和部门，通过加强宣传培训，强化购买服务投入、扩大产业竞争力激励等措施推动我国云计算产业快速发展。技术条件具备后，政府推动成为发展的决定因素，这是我国国情的重要特点，只要正确认识并充分发挥我国的制度优势，就能在未来数字经济中占领潮头。

打造良好的云计算产业发展环境，夯实我国云计算应用基础是先决条件

当前全球面临的阻碍云计算产业应用的共性问题，是对安全和服务质量的顾虑。所以要创造我国云计算产业发展的良好生态环境，关键首先在于打造一个云计算应用的良好基础。应在完成顶层设计的战略和规划基础上，由政府主导、企业参与，制定云计算产业的相关法律，立法保护用户安全与隐私；制定云计算产业的安全和服务质量标准；优选和规范基础设施架构；采取措施支持数据开放，构造开源的生态环境；建设优质的服务体系，使上云用户真正体验到敢用、能用、好用、爱用。

不断完善、创新、强化云计算平台的安全措施

现阶段，云计算技术日趋完善，并在各行业加速落地。然而影响云计算产业发展和应用的最普遍、最核心的制约因素就是云计算的安全性和数据私密性保护。根据IDC、埃森哲等研究机构的调研显示，在阻碍中国行业用户上云、用云的因素中，缺乏安全的信任度是其中的重要原因之一。因此，建议应在软、硬件和管理三个方面加强安全措施建设，一方面制定针对云计算安全的分级保密制度，对云端数据在服务可用性、数据机密性和完整性、隐私保护、物理安全、恶意攻击防范等形成特定行业安全标准和使用规范。另一方面强化软、硬件安全工具的创新、开发和应用。

坚持自主可控发展方向，推进产学研用协同攻关

鼓励龙头企业和研究机构开放平台资源，带动产业链上核心芯片、基础软件、应用软件、关键设备、大数据平台等关键环节的发展，坚持自主可控前提下的市场化发展。加快突破人工智能核心技术，持续支持国外企业联合高校科研院所用户单位优势力量强强联合协同推进，构建高水平云计算和人工智能服务平台，培育云计算和人工智能领域具有国际竞争力的龙头骨干企业。

建议按不同层级区别划分应用云计算技术

由于政府和各行业企业信息系统的重要程度不同，上云用云的需求也存在差异，例如党政军等核心部门及一些战略性涉密企业，其信息系统涉及到国计民生，因此在应用云技术时需要其具备较高的信息安全和自主可控级别，而一些普通行业的企业，大部分在保证信息系统安全和自主可控的基础上，可进一步追求更高的系统效率。参考公安部《信息安全技术网络安全等级保护基本要求》,以及不同行业用户信息系统对安全和效率的需求差异，建议当前可将中国政府和企业用户划分成不同的自主可控需求等级，按需应用相应的云计算技术。

《中国云计算产业发展白皮书》简版