2020 年 4 月，新型基礎(chǔ)設(shè)施的概念在國家發(fā)改委新聞發(fā)布會上被正式明確：新型基礎(chǔ)設(shè)施是以新發(fā)展理念為引領(lǐng)，以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動，以信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，面向高質(zhì)量發(fā)展需要，提供數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級、融合創(chuàng)新等服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施體系。 新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)內(nèi)容主要包括信息基礎(chǔ)設(shè)施、融合基礎(chǔ)設(shè)施和創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施三個方面。
2021年 3 月，《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》（以下簡稱“十四五”規(guī)劃）發(fā)布，將新型基礎(chǔ)設(shè)施作為我國現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施體系的重要組成部分，提出要“統(tǒng)籌推進傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施和新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，打造系統(tǒng)完備、高效實用、智能綠色、安全可靠的現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施體系”，要“圍繞強化數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級、融合創(chuàng)新支撐，布局建設(shè)信息基礎(chǔ)設(shè)施、融合基礎(chǔ)設(shè)施、創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施等新型基礎(chǔ)設(shè)施”。
2021 年 12 月，《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》發(fā)布，提出要“優(yōu)化升級數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施。加快建設(shè)信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，推進云網(wǎng)協(xié)同和算網(wǎng)融合發(fā)展，有序推進基礎(chǔ)設(shè)施智能升級”。
△ 《中國新型基礎(chǔ)設(shè)施競爭力指數(shù)（2023）》
政策推動新型基礎(chǔ)設(shè)施深入發(fā)展
國家《“十四五”新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》由國務(wù)院常務(wù)會議審議通過后，盡管未公開發(fā)布，但各級地方政府已經(jīng)開展了新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相關(guān)政策制定和發(fā)布。2021 年至今，已有多個省市印發(fā)了“十四五”新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃和行動計劃，表 1 整理了 2021 年以來部分省市在新型基礎(chǔ)設(shè)施層面制定的相關(guān)規(guī)劃政策。
表1 部分省市新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)支持政策整理
各省市在新型基礎(chǔ)設(shè)施的政策制定中，大多是從信息基礎(chǔ)設(shè)施、融合基礎(chǔ)設(shè)施、創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施這三個角度提出相關(guān)規(guī)劃目標和行動部署；部分地區(qū)的政策制定關(guān)注到了新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中可能遇到的知識產(chǎn)權(quán)問題、數(shù)據(jù)安全問題、自主創(chuàng)新問題等，這為新型基礎(chǔ)設(shè)施評價指標體系的研究開拓了新思路。
信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)呈現(xiàn)新趨勢
2022 年是全球數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵期，也是我國數(shù)字經(jīng)濟實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵期。數(shù)字經(jīng)濟的持續(xù)深入發(fā)展，給支撐數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的新型基礎(chǔ)設(shè)施帶來了新的發(fā)展趨勢。
隨著數(shù)字經(jīng)濟的深入發(fā)展和數(shù)據(jù)量的不斷攀升，算力已經(jīng)成為了數(shù)字經(jīng)濟時代的重要動能。廣義上講，算力是指處理數(shù)據(jù)的能力，包括數(shù)據(jù)總量、數(shù)據(jù)存儲能力、數(shù)據(jù)計算速度、數(shù)據(jù)計算方法、數(shù)據(jù)通信能力等，是數(shù)據(jù)收集、存儲、計算、分析和傳輸?shù)木C合能力。
我國算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)并不均衡，這是因為我國算力供需不均衡的形勢較為嚴峻：我國東部地區(qū)算力需求旺盛，但供給不足，而廣大西北部地區(qū)得益于自然條件和能源優(yōu)勢，算力供給過剩。從行業(yè)角度看，不同行業(yè)的不同場景對算力和網(wǎng)絡(luò)的需求是不一樣的，當前數(shù)據(jù)中心的算力供給與數(shù)字經(jīng)濟行業(yè)的各類算力需求很難完全匹配。因此如果需要解決當前算力供需的不均衡和算力多樣性的需求等問題，就需要宏觀上有算力的供需鏈接，微觀上需要算力的實時感知與調(diào)度分配，算力網(wǎng)絡(luò)的概念應(yīng)運而生。
宏觀層面上，2020 年以來，《關(guān)于加快構(gòu)建全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系的指導(dǎo)意見》和《全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實施方案》相繼出臺，標志著“東數(shù)西算”工程的開始。中國信通院認為“東數(shù)西算”工程通過構(gòu)建數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同、融合的新型算力網(wǎng)絡(luò)，將東部算力需求有序引導(dǎo)到西部地區(qū)，優(yōu)化數(shù)據(jù)中心布局，促進東西聯(lián)動，實現(xiàn)算力的高效調(diào)度和使用，全面賦能經(jīng)濟發(fā)展?！皷|數(shù)西算”工程類似“南水北調(diào)”、“西電東送”等工程，是從全國視角下進行的一體化布局，是全國一體化大數(shù)據(jù)中心建設(shè)目標在算力領(lǐng)域的進一步延伸，是全國范圍內(nèi)的算力聯(lián)網(wǎng)和調(diào)度。工程的實施需依托于八大算力樞紐節(jié)點。圖 1 顯示了我國八大國家樞紐節(jié)點與國家數(shù)據(jù)中心集群分布。
△ 圖1 國家樞紐節(jié)點與國家數(shù)據(jù)中心集群示意圖
微觀層面上，算力供需的匹配和平衡，需要確認各個用戶的算力需求，靈活整合云+邊+端等各處算力資源，實現(xiàn)全網(wǎng)算力實時調(diào)度匹配。我國的信息通信產(chǎn)業(yè)從業(yè)者率先提出了“算力網(wǎng)絡(luò)”的全新概念，三大運營商較早地開展了算力網(wǎng)絡(luò)的研究，并按照國際標準 ITU-T、IETF，以及行業(yè)標準 CCSA 等立項標準進行推進。中國聯(lián)通提出算力網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備聯(lián)網(wǎng)、云網(wǎng)與算網(wǎng)三個方面的技術(shù)元素，其中算網(wǎng)技術(shù)元素主要包括算力生成、算力調(diào)度（路由）和算力交易三個方面；中國移動提出“算力網(wǎng)絡(luò)是以算為中心、網(wǎng)為根基，網(wǎng)、云、數(shù)、智、安、邊、端、鏈等深度融合，提供一體化服務(wù)的新型信息基礎(chǔ)設(shè)施，目標是實現(xiàn)“算力泛在、算網(wǎng)共生、智能編排、一體服務(wù)”，達成“網(wǎng)絡(luò)無所不達、算力無所不在、智能無所不及”的愿景；中國電信研究院認為算力網(wǎng)絡(luò)是一種通過網(wǎng)絡(luò)分發(fā)服務(wù)節(jié)點的算力、存儲、算法等資源信息，并可結(jié)合網(wǎng)絡(luò)信息（如帶寬、時延等），針對客戶的不同類型需求，提供最佳的資源分配及網(wǎng)絡(luò)連接方案，從而實現(xiàn)整網(wǎng)資源的最優(yōu)化使用的解決方案。
2022 年，算力網(wǎng)絡(luò)的研究備受重視，相關(guān)會議、論壇頻繁召開，也體現(xiàn)了算力網(wǎng)絡(luò)對數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的重要價值，三大運營商在城市級算力服務(wù)方面進行了多次實驗和試點，并在算力服務(wù)的計量定價方面做出探索。2023 年，中國電信發(fā)布了首個算力套餐，整合了算力服務(wù)和上網(wǎng)服務(wù)，面向政企業(yè)務(wù)。隨后廣東聯(lián)通發(fā)布了面向 C 端的算力服務(wù)產(chǎn)品——“聯(lián)通算卡”，一個手機卡實現(xiàn) 5G 網(wǎng)絡(luò)和算力網(wǎng)絡(luò)一個賬號，讓用戶一個手機號一點入算。中國聯(lián)通推出算網(wǎng)電商化平臺“昊算門戶”，面向算力供需雙方提供算力資源+網(wǎng)絡(luò)資源+軟件+服務(wù)的一站式查詢、搜索、訂購、開通、使用等服務(wù)，匯聚粵港澳大灣區(qū)智算、超算、云池、算法、應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)等所有算網(wǎng)相關(guān)資源，著力打造便捷的算力搜索引擎、算力交易平臺。運營商的行動表明了算力網(wǎng)絡(luò)已開始逐步進入實質(zhì)落地運營階段。運營商對算力計量和定價的探索，以及算力高效匹配的測試，也為后續(xù)算力網(wǎng)絡(luò)的全面落地打下堅實基礎(chǔ)。
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)備受重視
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是以衛(wèi)星為接入手段的互聯(lián)網(wǎng)寬帶服務(wù)模式，目前較多是指利用地球低軌道衛(wèi)星實現(xiàn)的低軌寬帶衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。近年來，以高頻段、多波束和頻率復(fù)用為技術(shù)特征的高通量衛(wèi)星技術(shù)日漸成熟，以低軌高通量衛(wèi)星星座為代表的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)逐步興起。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)通過大量低軌高通量通信衛(wèi)星星座組成的通訊網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)全球通信無縫覆蓋，彌補現(xiàn)有地面互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋盲點，同時也具有低時延、可靠傳輸?shù)膬?yōu)勢，有利于解決偏遠、分散地區(qū)以及空中、海上用戶的聯(lián)網(wǎng)需求。隨著太空探索技術(shù)公司（SpaceX）的星鏈（Starlink）計劃的刷屏，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)也逐步進入到大眾視野。
從政策角度看，2020 年 4 月，國家發(fā)改委首次將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)列入信息基礎(chǔ)設(shè)施，明確了建設(shè)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)在新一代信息技術(shù)演進上的重大戰(zhàn)略意義。自從 2017 年以來，我國已經(jīng)啟動了多個衛(wèi)星星座計劃。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展整體較位廣闊，但國際競爭極為激烈，低軌道和頻段資源各國都在激烈爭奪，而中高軌衛(wèi)星通信能力有限，有限的衛(wèi)星資源加劇了各國在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的競爭。
目前衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)也逐步成為了空天地海一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的重要部分，也有人認為是未來 6G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的重要組成。衛(wèi)星通信脫離地面，受地形、移動速度、自然災(zāi)害等問題影響較小。以馬斯克的星鏈（Starlink）計劃為例，截至 2022 年 7 月 ，星鏈服務(wù)已經(jīng)可以在 36 個國家和地區(qū)使用，有望成為 5G 覆蓋范圍外的寬帶網(wǎng)絡(luò)接入的有力補充；星鏈的高覆蓋率可以大大降低電信基建的成本，也將在基建設(shè)施落后的地區(qū)迎來更大的應(yīng)用。
當前，隨著技術(shù)的進步，低軌衛(wèi)星的生產(chǎn)成本已經(jīng)大幅下降，衛(wèi)星零部件的標準化和商品化使制造商能夠?qū)崿F(xiàn)模塊化生產(chǎn)。大規(guī)模且低成本的低地球軌道衛(wèi)星未來將實現(xiàn)高速互聯(lián)網(wǎng)的全球覆蓋，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)將會成為彌合數(shù)字鴻溝的重要手段。但是，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)也為國際社會帶來挑戰(zhàn)，因為在地緣政治和技術(shù)壟斷面前，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)也有可能成為“武器”。
人工智能的研究至今已經(jīng)走過了較為漫長的旅程。21 世紀初，機器學(xué)習(xí)被視為強大的人工智能技術(shù)；21 世紀第二個十年，深度學(xué)習(xí)取得了突破性進展，計算機視覺和語音識別成為重要應(yīng)用領(lǐng)域；21 世紀的第三個十年，生成式人工智能成為重要研究領(lǐng)域：2022 年底由 OpenAI 開發(fā)的 ChatGPT 發(fā)布，又一次點燃了全球 AI 熱潮。ChatGPT 推出 5 天，注冊用戶量就超過了 100 萬，兩個月后，用戶數(shù)就已經(jīng)突破了一個億，遠超全球其他社交應(yīng)用于自媒體 app。生成式人工智能成為備受關(guān)注的焦點，微軟宣布旗下所有產(chǎn)品接入 ChatGPT，新版 Bing 嵌入了 ChatGPT，百度發(fā)布“文心一言”，谷歌發(fā)布 Gemini 等等消息不斷出現(xiàn)。在這股熱潮中，不僅文字生成式人工智能收到熱捧，AI 繪畫、AI 視頻等領(lǐng)域各類應(yīng)用層出不窮，例如 Midjourney 等 AI 制圖的應(yīng)用大火。
在此期間，國內(nèi)外技術(shù)巨頭紛紛加入大模型研發(fā)賽道，眾多創(chuàng)業(yè)公司也紛紛卷入生成式人工智能創(chuàng)業(yè)潮。但是無論是訓(xùn)練大模型，還是基于大模型生成文字、圖片、視頻，都離不開算力設(shè)施的支持，目前 GPU 仍然處于 AI 芯片的領(lǐng)導(dǎo)地位，也是市場上用于 AI 計算的最成熟、應(yīng)用最廣泛的通用型芯片，有著強大計算能力、研發(fā)成本較低、通用型較強等優(yōu)勢。以 OpenAI 研發(fā)的 GPT 大語言模型為例，它需要大量的計算能力，GPU 是主要的算力產(chǎn)出工具。而英偉達推出的 A100 芯片則是支撐起 GPT 的“主力” GPU。公開數(shù)據(jù)顯示，GPT-3 具有 1750 億個參數(shù)、45TB 的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，并由上萬枚 A100 芯片支撐。GPT-3 已經(jīng)證明了 A100 在 AI 大模型訓(xùn)練中的作用，它能夠同時執(zhí)行許多簡單的計算，這對于 AI 的訓(xùn)練和使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型十分重要。
在 AIGC 風口下，企業(yè)所擁有的 A100 數(shù)量，已經(jīng)成為了行業(yè)判斷企業(yè)大模型能力的重要指標之一，各類企業(yè)對英偉達 GPU 的需求量激增。最近幾個季度中，微軟、甲骨文已為其人工智能和云服務(wù)采購了數(shù)萬個英偉達的 A100 和 H100 GPU，這些云服務(wù)商組建 GPU 大軍以便提供 AI 大模型算力服務(wù)。英偉達也適時推出 DXG 云，為客戶提供可租用的云計算能力，降低創(chuàng)業(yè)公司的大模型使用成本。以上的種種利好助推了英偉達的股價在 2023 年前 5 個月上漲了 109%，公司市值踏入了萬億美元俱樂部。
人工智能芯片成為了不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)備，英偉達目前占據(jù)了市場統(tǒng)治地位。除了英偉達的 GPU 外，AMD 也在測試 MI300 系列新品，并將其作為對標英偉達 A100 的產(chǎn)品；英特爾 CPU 也可以進行 AI 計算，并且即使在 XPU 項目流產(chǎn)后，仍然表示不放棄 GPU 業(yè)務(wù)；微軟、亞馬遜、谷歌、Meta 等企業(yè)均在計劃研發(fā) AI 芯片和搭載自研芯片的 AI 服務(wù)器。我國也有部分企業(yè)涉足 AI 芯片，例如瑞芯微、寒武紀、華為、阿里等企業(yè)。
