中國超算行業分析報告：產業鏈全景、發展環境、進出口貿易、需求規模（2024版）內容概要：超級計算機（Supercomputer）是指能夠執行一般個人電腦無法處理的大量資料與高速運算的電腦。近年來，我國高度重視科技創新，政府和科研機構加大了對超算中心的投資，在超算技術方面不斷取得突破，推動高性能計算技術的發展，自主研發的超級計算機多次獲得世界超算500強排名的前列位置。根據第56期全球超級計算機TOP500榜單數據，中國部署的超級計算機數量繼續位列全球第一，達到226臺，占總體份額超過45%。截止2024年，由科技部批準建立的國家超級計算中心共計達到14所，分別位于天津、深圳、長沙、濟南、廣州、無錫、鄭州、昆山、青島、成都、西安、太原、重慶和烏鎮，在科學研究、工程模擬、氣象預測等領域發揮了重要作用，為我國科技創新提供了強大支持。關鍵詞：產業鏈；超算服務市場規模；國家超級計算中心；競爭格局；發展趨勢一、行業概況超級計算機（Supercomputer）是指能夠執行一般個人電腦無法處理的大量資料與高速運算的電腦，是一種計算力極強的計算機，學術界通常稱這一領域為高性能計算（High-PerformanceComputing）。超級計算機主要為最頂尖的科學研究服務，包括核聚變模擬、石油勘探、量子力學、氣候模擬、癌癥研究、基因組學、分子動力學、飛機和航天器空氣動力學、量化金融、計量經濟和當前火熱的各類民用人工智能。簡而言之，超算（超級計算機）主要用于處理復雜的科學計算、模擬和大規模數據處理等任務，具備出色的計算性能和處理能力。從實現上來看，超級計算機是一種高性能計算集群，集群有眾多計算節點，通常由大量的處理器、高速互聯網絡和大容量存儲器組成。集群由眾多計算節點組成，由集群管理系統通過高速IB網或專用網絡將多個計算機節點連接在一起，統一調度管理，從而實現強大的計算功能。超算按處理器類型、技術架構及運算能力分類超算行業產業鏈上游為超算行業支撐產業，包括芯片、存儲、網絡等基礎硬件，操作系統、管理軟件等基礎軟件，CAE仿真、物理化學等應用軟件，以及供電設備、制冷設備、安防系統、綜合布線等配套基礎設施資源。產業鏈中游為超級計算機廠商、超算中心、超算科研機構等超算資源提供者，主要負責對上游的資源進行整合，為市場提供強大的超算資源。產業鏈下游為超算行業應用領域，包括石油氣勘探、生物醫藥、海洋工程、氣象預測、工程仿真、智慧城市等。超算行業產業鏈圖譜二、全球現狀在新一輪科技革命和產業變革的大背景下，算力作為數字經濟時代的新質生產力，正日益成為推動全球科技進步和經濟社會發展的重要引擎。無論是深入實施創新驅動發展戰略，還是在擴大需求上積極作為、有效彌補社會需求不足，“算力”都是扎實穩住經濟的重要動能。截至2023年年底，全球算力基礎設施總規模達到910EFLOPS。其中，超算作為高性能計算能力建設的重心，全球各國企業在該領域的建設投資都呈現日益增長態勢，全球超算能力日益提升。根據在“2024年超級計算”大會上Top500組織公布的全球最強超算Top500榜單來看，目前聯想在全球超級計算機市場中依然保持著領先地位，共提供了162臺超級計算機，占比高達32.4%；緊隨其后的是HPE，提供了115臺超級計算機，占比為23%。從國家及地區來看，在性能最強的前10名超級計算機中，美國無疑是最大的贏家，共計占據了其中的5席，并且包攬了前四名以及第十名。其中，ElCapitan以1.742exaflops的峰值性能位居榜首，成為全球最快的超級計算機。值得注意的是，這也是AMD首次支持的超級計算機登頂全球第一。全球超算市場主要企業超級計算機數量占比相關報告：智研咨詢發布的《中國超級計算行業市場運行態勢及發展趨向研判報告》三、國內現狀近年來，我國高度重視科技創新，政府和科研機構加大了對超算中心的投資，在超算技術方面不斷取得突破，推動高性能計算技術的發展，自主研發的超級計算機多次獲得世界超算500強排名的前列位置。根據第56期全球超級計算機TOP500榜單數據，中國部署的超級計算機數量繼續位列全球第一，達到226臺，占總體份額超過45%。截止2024年，由科技部批準建立的國家超級計算中心共計達到14所，分別位于天津、深圳、長沙、濟南、廣州、無錫、鄭州、昆山、青島、成都、西安、太原、重慶和烏鎮，在科學研究、工程模擬、氣象預測等領域發揮了重要作用，為我國科技創新提供了強大支持。例如，中國國家超級計算廣州中心配備了天河二號超級計算機，天河二號曾多次位居全球超級計算機排行榜的首位；中國國家超級計算廣州中心在氣候模擬、海洋研究、生物醫學等領域取得了重要成果，為國家重大科技項目提供了有力支持；國家超級計算無錫中心擁有世界上首臺峰值運算性能超十億億次浮點運算能力的超級計算機系統——“神威·太湖之光”。超算無錫中心在大氣科學、材料科學、生命科學等領域開展了大量科研工作，推動了相關領域的科技進步。中國14個國家超級計算中心名單自從2016年以來，在國家層面，正在加速推進大型超算中心的建設與落地，通過統籌和協調各省份超算中心的算力資源，逐步構建起我國完整的超級計算產業生態體系，從而可以面向用戶提供更加高效便捷的高性能計算服務，實現我國超級計算行業體系的合理布局和開發利用，以期更好地服務于國內數字經濟產業中的各個應用領域，實現算力資源的應用盡用，推進超級計算在整個算力產業中發揮更加重要的作用。隨著我國科技創新和產業升級的不斷推進，應用于科學研究及工業生產領域的高性能計算需求也不斷增加，這為超級計算市場進一步提供了機會和需求。疊加5G、大數據、人工智能、區塊鏈等新一代信息技術快速發展，多樣性算法復雜度的不斷提高以及應用場景多元化等因素使得超級計算方案需求不斷增加。據統計，2023年我國超算服務市場規模已增至296.5億元。未來，隨著國內數字整體產業發展進程的持續推進，2028年我國超算服務市場規模有望進一步增至550億元以上。2018-2028年中國超算服務市場規模變化從超級計算機來看，目前來看，我國超級計算機的研發機構主要有四個，分別是國防科技大學計算機研究所、國家并行計算機工程技術研究中心、江南計算技術研究所、中國科學院計算技術研究所，主要從事計算機系統結構、高可信系統結構、工程工藝、操作系統、編譯系統及應用軟件的研究與開發。其中，國防科技大學計算機研究所研制的代表性超算產品有天河一號、天河二號以及天河三號；國家并行計算機工程技術中心研制出了“神威?太湖之光”超級計算機；江南計算技術研究所的SW1600申威系列第三代處理器是國產超算“神威藍光”的“心臟”；中國科學院計算技術研究所的超算品牌為曙光系列。在超級計算方面，目前，國內參與超級計算行業競爭的企業主要有IBM、惠普、戴爾等跨國企業，及聯想、華為、浪潮信息等一批優秀的國內企業，行業市場集中度較高。數據顯示，目前國內超算行業前三家供應商集中度達79%，前五家供應商集中度達87%，前九家供應商集中度達92%。中國超算行業市場集中情況細分至各服務領域看，在超級計算領域，我國市場中參與競爭的企業主要有：IBM、惠普等國外知名廠商及以中科曙光為代表的國內廠商。在通用服務器領域，國外主要品牌如IBM、惠普、戴爾等公司一度占有中國市場份額50%以上，主要國內企業在業務規模和整體技術水平等方面低于國外知名企業，但國外、國內品牌間的市場份額差距不斷縮小。在存儲領域，EMC、IBM、惠普等企業占有中國市場份額相對較高。在圍繞高端計算機的軟件開發、系統集成與技術服務領域，市場競爭主要是各主要高端計算機廠商配合其自有高端計算機產品開展業務，與上述三個領域的競爭格局基本相同。除上述主要高端計算機企業以外，參與國內超級計算市場競爭的其他企業絕大多數為中小規模的IT企業，集中在X86低端服務器、低端存儲產品及配套市場中競爭。由于X86低端服務器和低端存儲產品的技術含量相對較低，行業進入門檻不高，因此參與競爭企業眾多，競爭手段以價格競爭為主。在超算服務方面，根據超算服務的業務策略，中國第三方超算服務商主要分為兩類，第一類獨立超算服務商追求性能優先，能夠最大化地滿足尖端超算、通用超算等計算能力門檻較高的超算任務，從業者主要包括并行科技等超算云服務商及國家超級計算廣州中心、國家超級計算濟南中心等超算中心，其中并行科技憑借出色的商業化能力，在獨立超算服務商中占據領先地位；第二類互聯網超算服務商依托原有的互聯網商業服務矩陣，進行對超算領域的業務拓展，商業策略上追求服務性價比，并以業務超算下的企業用戶為核心服務對象，以云服務資源為載體提供高性能計算集群服務，從業者主要包括阿里云、華為云、騰訊云、速石科技、北鯤云等。四、發展趨勢1、超智融合成行業發展重要趨勢之一超智融合技術融合了超算強大的數據處理能力與人工智能的算法優化能力，為解決人工智能等新興產業的算力瓶頸提供了有效途徑。這一技術不僅涉及芯片層面的CPU+GPU融合網絡架構，還包括算力調度、算力運營等方面的優化。通用全精度高算力芯片作為關鍵技術，正在逐步成為超智融合系統的核心。隨著人工智能技術的不斷融入，AI應用場景正變得復雜，單一芯片平臺提供全精度和混合精度計算成為發展趨勢。超智融合并非簡單的“超算+智算”堆疊，而是從芯片到計算、存儲、網絡等多維度的體系化融合。2、國內算力基礎設施建設加快，超算中心等算力平臺成投資重點近年來，我國算力基礎設施建設步伐加快，算力總規模已位居世界第二。國家超算互聯網平臺的建設成為支撐數字中國建設的“高速路”。這一平臺以互聯網思維運營超算基礎設施，形成了便捷的服務模式，為上百個行業以及上千個應用場景提供算力服務。同時，國家超算互聯網等平臺的建設，打破了不同區域、主體、架構算力資源的底層差異，實現了算力資源的標準化統一與跨區域調度。中國超算行業發展趨勢以上數據及信息可參考智研