中國算力,雄心與軟肋
1年前

中國算力產業正在進入新一輪發展周期,有兩個變量將影響中國企業的全球競爭力。

一是去年全面啓動的“東數西算”政策。2022年2月,國家發改委、工信部等部門聯合印發通知,同意在京津冀、長三角等八地啓動建設國家算力樞紐節點,並規劃十個國家數據中心集群。全國一體化大數據中心體系完成總體布局。中國將形成一體化的新型算力網絡體系。

二是AI(人工智能)讓智能算力需求爆發。2022年12月,微軟投資的創業公司OpenAI推出了對話AI ChatGPT。這是大模型、AI計算在語言領域的運用。智能計算正在重塑雲、軟件、芯片產業,還在影響其他產業的智能化轉型。百度、阿裏、華爲、騰訊等中國科技公司正在儲備智能算力資源,推出面向企業客戶的大模型。創業公司、風險資本也在快速湧入。

數字經濟時代,算力無處不在。以芯片、服務器、雲計算提供商爲主的市場主體,共同構成算力產業的大圖景。

中國算力產業的雄心有兩面,一是建成一體化算力網絡體系,二是算力全產業鏈自主可控。前者目的是讓算力像水電一樣便宜簡單易用,後者希望中國企業在國際產業鏈佔據主動權。

中國擁有算力資源的兩大主力軍分別是國資背景的三大電信運營商(中國移動、中國電信、中國聯通)、民營背景的幾大科技公司(阿裏、騰訊、華爲、百度)。兩大主力軍背後,是一條包括設備服務商、芯片供應商、芯片制造商的龐大算力產業鏈。

電信運營商承擔構建“一體化算力網絡體系”任務,還要反哺國產芯片產業鏈。劣勢是過去習慣賣資源,研發支出不足。科技公司作爲市場主體,優勢是研發強度高,緊跟國際技術變革。問題是無法完全承擔政策任務。

AI爆發讓全球算力大盤中的智能算力佔比提升,通用算力佔比下滑。中國通用算力規模雖大,智能算力卻相對不足。

如果按照市場發展規律,此時各方需要加大智能算力投入,但科技公司資本支出在下滑,電信運營商還在大力投入通用算力。中國七朵雲(阿裏雲、華爲雲、騰訊雲、百度雲、天翼雲、移動雲、聯通雲)競爭加劇,不斷虧損,市場變得更割裂。

另一個矛盾是,中國三大電信運營商和科技公司對算力網絡如何落地存在分歧。電信運營商掀起了通用算力資源的軍備競賽,提出要建成全國算力網。科技公司主張尊重供需現狀,通過市場規律促進合理競爭。

中國企業還面臨芯片“卡脖子”的境遇。2022年8月美國商務部工業安全局對中國禁售目前全球性能最強的數據中心GPU,限制中國AI能力。從中國企業大模型和微軟的差距看,遏制手段已經生效。

多位接受採訪的雲計算產業人士共同看法是,中國算力產業鏈中,電信運營商、民營科技公司都不可或缺,產業發展的要害是市場化和公平競爭。如果力量分散且失衡,中國算力產業會在關鍵時刻被拉开差距。

誰掌握了中國算力?

算力資源的直接提供者通常是雲廠商和電信運營商,近些年設備服務商也在擴展上下遊服務能力,直接向市場提供算力

中國在國家战略層面重視算力的原因是,它是數字經濟的底座,和高鐵、5G一樣會拉動國民經濟。

第三方數據分析機構IDC在《2021-2022全球計算力指數評估報告》中分析了包括美國、中國等15個重點國家,得出結論:算力指數(根據計算能力、計算效率、應用水平、基礎設施等指標測算)平均每提高1個點,國家數字經濟和GDP(國內生產總值)將分別增長3.5‰和1.8‰。


算力分成三類,分別是通用算力、智能算力、超級計算。AI進入新發展周期,大模型爆發,讓芯片(CPU中央處理器、GPU圖形處理器、ASIC應用型專用芯片、FPGA現場可編程門陣列)需求結構出現變化。算力大盤雖然在增長,但CPU主導的通用算力佔比下降,GPU主導的智能算力佔比逐漸增長。大量AI芯片也在誕生。如通過FPGA或ASIC架構定制而成的NPU(神經網絡處理器)、DPU(深度學習處理器)。目前GPU在AI芯片市場佔比約爲90%。

中國算力目前的情況是,如果不分通用算力、智能算力和超級算力,中國算力絕對規模不低。算力總量目前位居全球第二,僅次於美國。

工信部數據顯示,截至2022年6月中國算力總規模超過150EFlops(算力的衡量單位是EFlops,指每秒浮點運算次數,是Floating Point Operations Per Second縮寫)。其中服務器規模約2000萬台,數據中心機架總規模超過590萬。

中國信通院《中國算力白皮書(2022)》按照服務器算力總量估算(年服務器出貨規模當年服務器平均算力)稱,全球算力規模美國佔比34%,中國佔比33%,歐洲佔比14%,日本佔比5%,其他國家或地區佔比14%。

掌握中國算力資源的主要有四股勢力:阿裏、華爲、騰訊、百度等科技公司;中國電信、中國移動、中國聯通等電信運營商;光環新網、萬國數據、世紀互聯等數據中心服務商;地方政府“國資雲”項目、大數據產業園,政府、金融機構與其他企業自建機房。

服務器規模是統計算力的直觀指標之一。服務器數量越多,通常算力資源也就越多。國際數據公司IDC的一位中國分析師表示,從服務器採購量佔比來看,互聯網雲廠商等科技公司佔比約40%,電信運營商佔比超過15%,數據中心服務商、地方大數據產業園以及其他IT服務公司佔比約10%。其余35%爲政府或企業自用,其中金融行業佔比最大,在服務器大盤中佔接近10%。

算力生態大致分成四層蛋糕:雲計算廠商爲企業提供算力服務;設備廠商爲雲廠商提供服務器;芯片供應商向服務器廠商銷售芯片;芯片制造商爲芯片供應商做代工。

在算力上下遊產業鏈中,直接爲企業提供算力服務的通常是雲廠商。雲廠商從設備廠商手中採購服務器等,從數據中心服務商手中租賃機房,對外租售公有雲算力。全球市場目前只有美國和中國形成了規模化的雲廠商。最典型的是美國三大雲廠商(亞馬遜AWS、微軟Azure、谷歌雲)、中國四大科技公司的雲業務(阿裏雲、騰訊雲、華爲雲、百度雲)以及三大電信運營商雲(移動雲、天翼雲、聯通雲)。

國際市場上,美國科技公司佔據了主要份額。第三方市場調研機構Synergy Research最新數據顯示,2022年三季度全球雲計算基礎設施(公有雲IaaS+PaaS以及托管私有雲)市場前四強分別是亞馬遜AWS(34%)、微軟Azure(21%)、谷歌雲(11%)、阿裏雲(5%)。科技公司和電信運營商是中國雲市場的主流。IDC今年4月數據顯示,2022年下半年中國公有雲(IaaS+PaaS)市場前五強分別爲阿裏雲(31.9%)、華爲雲(12.1%)、天翼雲(10.3%)、騰訊雲(9.9%)、亞馬遜AWS(8.6%)。

科技公司、電信運營商身後是設備廠商。它們向雲廠商銷售服務器等硬件。但這個市場天然是融合打通的,這些年來,設備服務商正在向上下遊擴展,爲數字化市場提供ICT整體解決方案。這主要取決於兩個因素:一是設備服務商經過多年積累普遍實力雄厚客戶穩定;二是它們做“全棧”服務是逐步推進的,這些年的市場環境給予它們充足的轉型升級時間窗口。國際設備廠商包括戴爾、HPE等,國內設備廠商包括浪潮、新華三、超聚變、中興、聯想等。

服務器設備制造環節,中國不輸國際企業。全球出貨規模排名前四強,長期被戴爾、浪潮、HPE、聯想佔據。中國市場本土企業也佔據主要份額。IDC今年3月發布的《2022年中國服務器市場跟蹤報告》顯示,2022年中國服務器市場規模約爲273億美元(約合1888億元人民幣),同比增長9.1%。出貨量前五強分別是浪潮(28.1%)、新華三(17.2%)、超聚變(10.1%)、寧暢(6.2%)、中興(5.3%)。


服務器廠商需要從芯片供應商的手中採購CPU、GPU芯片。這是中國本土產業鏈的薄弱環節。國產CPU目前處於起步階段,與國際廠商差距巨大。國產GPU尚處萌芽期,與國際廠商差距更大。

提供通用算力的全球服務器CPU市場被英特爾、AMD壟斷。國產服務器CPU包括阿裏的倚天、華爲的鯤鵬,以及“中科系”(中科院計算技術研究所持股企業)的海光和龍芯。國產CPU在全球市場份額不足2%,在中國市場份額不足8%。

提供智能算力的全球服務器GPU市場主要被英偉達壟斷。市場研究機構Jon Peddie Research數據顯示,截至2022年四季度,英偉達在全球GPU市場份額爲82%,英特爾爲9%,AMD爲9%。中國本土產業鏈有壁仞科技、摩爾线程、寒武紀等創業公司,市場份額可忽略不計。

無論是CPU還是GPU,都需要芯片制造廠商負責代工。這是中國本土產業鏈目前相對薄弱的環節,也是中美战略博弈的關鍵領域。

中國台灣地區的台積電、韓國的三星佔據全球芯片代工市場70%以上的份額。服務器芯片領域,英特爾芯片由自己生產,極少數芯片設計企業選擇三星代工,其他幾乎均由台積電生產。如全球最大的GPU廠商英偉達就由台積電代工。台積電主導了14nm以下先進工藝芯片代工,在7nm/5nm市場幾乎壟斷,可量產最先進工藝爲3nm。

中國大陸地區的中芯國際全球市場份額僅5%,被認爲落後台積電工藝五年左右。

西部雲基地內,由中國聯通建設的國家(中衛)新型互聯網交換中心機房。圖/新華

中國本土企業的另一個壓力是在全球算力產業鏈的價值分配中處於劣勢。本土企業目前暫時缺少足夠的利潤實現良性循環。雲計算、設備制造環節,玩家多、競爭激烈且“內卷”。芯片供應、芯片制造環節,玩家少、底子薄,長期技術落後。

雲計算服務原本是算力產業鏈利潤最豐厚的部分。中國在技術需求、市場發展有自己的節奏,目前的節奏是,雲廠商競爭激烈,暫時普遍虧損。美國三朵雲(亞馬遜AWS、微軟智能雲、谷歌雲)2022年掌握全球66%市場份額,營業利潤總和超3700億元。中國七朵雲全球份額低於20%,七朵雲均在战略虧損,2022年營業虧損總和超百億元。

設備制造是中國大陸本土企業與國際企業差距最小的環節。美國、日本五家企業2022年掌握了全球30%的市場份額,五家企業基礎設施業務營業利潤總和約爲850億元。中國六家企業全球市場份額佔比約爲25%,六家企業基礎設施業務營業利潤總和不足100億元。

芯片供應是中國企業與國際一流企業目前差距最大的環節。美國、日本四家企業2022年在數據中心CPU(中央處理器)、GPU(圖形處理器)兩大芯片市場均佔據超過95%的市場份額,營業利潤總和超600億元。中國企業目前在兩大市場的份額均不足5%,仍需長期投入,短期無法盈利。

芯片制造是算力產業鏈中,利潤規模僅次於雲計算的板塊。台積電掌握了全球服務器芯片代工的主要利潤。2022年台積電數據中心業務營收佔比41%,超越手機成爲最大收入來源。按比例計算,數據中心業務營業利潤高達1000億元。中國大陸的中芯國際未公布數據中心業務佔比,公司全年營業利潤148億元。

兩場軍備競賽

兩場軍備競賽客觀促成了設備市場快速增長,但對於中國算力的強壯有多大裨益,還需要觀察

兩場軍備競賽客觀促成了設備市場快速增長,但對於中國算力的強壯有多大裨益,還需要觀察

中國算力產業鏈正在悄然發起兩場“軍備競賽”。一場由三大電信運營商主導的通用算力競賽,比的是資源投入。另一場是美國科技公司引發的智能算力競賽,比的是技術能力、資源投入。兩場“軍備競賽”客觀促成了算力制造市場的新一輪快速增長。

“東數西算”政策背景下,三大電信運營商正在國內掀起算力資源的“軍備競賽”。

東數西算目的是優化資源配置,提升資源使用效率,形成一體化的算力網絡體系。決策層從頂層設計出發,希望推動算力資源有序向西轉移,解決算力供需失衡問題。由於中國算力、網絡調度是兩個分離的體系,政策方還提出了“算網融合”設想。東數西算、算網融合被視爲將爲數字經濟建好基礎設施。

中國信通院是工信部下屬科研機構,長期負責行業發展的重大战略、規劃、政策、標准研究。中國信通院雲計算與大數據研究所所長何寶宏對《財經十一人》表示,算力資源、網絡資源統一調度主要通過“算網融合”實現。全球算力產業競爭日趨激烈,算力是國家綜合國力的體現。隨着全國一體化算力網絡體系逐步形成,未來算力網絡會像通信、電力等行業一樣,通過資源統一調度,最終實現隨用隨取。

三大電信運營商運營着中國的通信網絡,還掌握了中國50%以上的數據中心資源。作爲“國家隊”,電信運營商成爲落實東數西算的主力,也在嘗試推動算網融合的落地。

2021年开始,電信運營商資本支出重點逐漸從5G轉向算力——大規模採購服務器、建設數據中心。2022年中國移動、中國電信、中國聯通算力資本支出大幅增長,分別爲335億元、271億元、121億元,合計727億元。2023年增長至452億元、290億元、149億元,合計增長22.6%至891億元。

龐大的算力資本支出爲電信運營商帶來了不輸於科技公司的算力資源。記者此前多方了解到,阿裏、騰訊、字節跳動等互聯網廠商每年服務器採購量約爲20萬台。目前,中國移動、中國電信服務器採購規模也已經達到了這一規模。三大電信運營商招投標官網公开信息顯示,中國移動2021年-2022年服務器集中採購規模約21萬台。中國電信2022年-2023年服務器集中採購項目總規模超20萬台。中國聯通2022年通用服務器集中採購項目規模合計約5.6萬台。

在與科技公司的競爭中,電信運營商主導着雲網資源,還分配政企大單,同時具備網絡優勢、成本優勢、政策優勢。

電信運營商掌握了全國網絡資源,及超過50%的數據中心機房。科技雲廠商通常大量租賃電信運營商的IDC機房,向電信運營商支付網絡帶寬費用。

電信運營商還在分配政企數字化大單。2021年後政企數字化轉型加速。一些政府、國企考慮到安全可信等因素,偏向讓電信運營商成爲項目總包商。科技雲廠商考慮到項目管理成本往後退。電信運營商取代科技雲廠商成爲更多政企項目的總包商。

啓信寶“全國招投標信息”系統統計了一年來全國公示的超1億元的政企數字化大單,查閱後發現,其中中國移動230個、中國電信175個、中國聯通12個、阿裏雲3個、騰訊雲4個(不完全統計,大量政府採購項目未公示,只包含已公开部分)。

電信運營商雲業務和科技雲廠商的營收、份額差距正在縮小。2022年主要雲計算服務商的營收規模分別是:阿裏雲776億元、天翼雲579億元、華爲雲453億元、移動雲412億元、聯通雲361億元、百度雲177億元,騰訊未公布雲業務的營收規模。2022年三大運營商增速普遍超過100%,科技雲廠商普遍低於10%。


據了解,2023年中國電信旗下天翼雲2023年營收增長目標仍是100%。中國電信相關人士預測,按照這個勢頭,天翼雲2023年營收將超過1000億元,名義營收將超過阿裏雲,成爲國內規模最大的雲廠商。有行業人士稱,和科技雲廠商相比,運營商雲增長偏粗放,網絡業務、集成項目佔比高,收入質量有待提升。

在大模型技術爆發背景下,微軟爲首的美國科技公司在全球掀起了智能算力的軍備競賽,战火也燒到了中國。

微軟是新技術最大受益者。企業客戶通過微軟的公有雲Azure租賃GPU算力,調用大模型輸入數據訓練自己的小模型改造業務。美國市場,微軟的大模型有200多家客戶。

微軟雲2022年營收1012億美元,同比增長26.5%。其中智能雲(雲、企業服務)營收818億美元,同比增長21.1%;生產力與業務流程(企業軟件,如Teams、Power Platform、Dynamic 365等)營收194億美元,同比增長59.0%。AI計算(Azure Machine Learning,簡稱Azure ML)收入雖合並在智能雲中,但連續四個季度營收增速超過100%。

和外界感知所不同的是,這輪技術升級中國公司並非倉促應战。中國科技公司如阿裏、華爲、百度和騰訊其實2019年就开始了智能計算和大模型研究。

智算資源部署方面,阿裏雲2022年在河北張北、內蒙古烏蘭察布啓用了兩座智算中心,爲小鵬汽車等客戶提供智能計算服務。百度在山西陽泉、江蘇鹽城、湖北宜昌建成了三座智算中心,用於自動駕駛訓練或服務區域政府數字大腦、制造企業智能化。

應用方面,ChatGPT引爆大衆市場後,百度和阿裏分別對外發布了文心一言、通義千問兩款類似產品,但囿於昂貴的智能算力成本,和ChatGPT不同,它們主要針對行業市場定向推廣,而非面向公衆。記者得到的未經證實的信息是,包括字節跳動在內的另一批大型科技公司也在布局類似產品。

由於算力、算法、數據和微軟存在差距,中國大模型應用產品的效果仍待改進。電信運營商從商業模式和基因等情況出發,目前在大模型領域幾乎沒有動作。

百度智能雲產品委員會聯席主席宋飛今年3月表示,百度較早就开始了大模型落地嘗試。目前在自動駕駛算法訓練、金融機構反欺詐、工廠AI質檢、能源企業线路檢修等場景中都有案例實踐。阿裏雲CTO(首席技術官)周靖人今年4月表示,阿裏雲期望大模型能更多通過公共雲模式服務客戶。即使企業專屬模型也希望圍繞公共雲提供。這會帶來更好的訓練效果、更低的計算成本。

有雲計算技術人士評價,中國企業中,華爲、阿裏、騰訊、字節跳動、百度都有雲業務,理論上有跑通大模型商業化的入場券。阿裏雲目前雲市場份額第一,智能算力資源相對充足,看起來最有條件。騰訊、百度、字節跳動有雲、有數據,但雲在虧損,這考驗資金儲備、战略意志。華爲有雲,但因被美國政府制裁無法獲得英偉達GPU芯片。電信運營商有雲和資金,卻缺少智算資源、技術積澱。


ChatGPT只是智能算力蓬勃發展的表象之一,實質是全球算力產業智能算力佔比逐漸擴張,通用算力佔比下降。智能計算投入成本、技術門檻更高。一家管理咨詢公司技術战略合夥人表示,決定AI大模型和智算能力的因素是三個,算力、算法、數據。一家公司在各環節投資規模合計可能高達數百億元。

比如,微軟雲上部署了數萬枚英偉達的A100(1萬美元/枚)、H100(3.6萬美元/枚)高性能GPU芯片。僅看算力成本,英特爾服務器CPU芯片單枚價格約2000元-1萬元。英偉達服務器GPU價格約2萬元-10萬元。這意味着智能算力成本是通用算力的10倍以上。


此時中國公司出現了一組矛盾:

科技公司技術基礎好、研發支出高,原本最有條件發展智能計算,但資本支出卻在下滑。科技公司的資本支出通常用於採購服務器、建數據中心、購置園區土地等固定資產。這意味着智算業務投入會受到限制。

電信運營商資本支出高,擴大算力投入意愿強。但目前大部分投入都集中於通用算力。由於研發支出低,缺少技術積澱,智算資源也不足。電信運營商面對智能算力浪潮時,反應遲緩。

美國科技公司資源、技術並重,資本支出、研發支出營收佔比長期超過10%。2022年亞馬遜和微軟的研發支出分別爲5099億元、1807億元。亞馬遜、微軟2022年資本支出4062億元、1970億元,其中超過50%用於投資雲基礎設施。這也意味着兩家公司算力支出超過2000億元、1000億元。

和亞馬遜、微軟、谷歌等國際廠商相比,阿裏、騰訊、百度資本支出的營收佔比均低於10%,2022年的資本支出佔比、支出規模相較2021年還在下滑。


中國移動、中國電信、中國聯通,資本支出營收佔比長期在20%左右。其算力开支主要用於採購通用算力。三大電信運營商研發強度長期偏低,營收佔比僅3%左右。2022年三家企業研發支出增速分別達到17.0%、40.0%、40.4%,增速均達到了歷史高點,但研發強度提升仍需時間。

一位資深通信技術人士分析,電信運營商研發支出佔比低的成因是研發需求很低。通信產業長期分工明確。華爲、中興等設備制造商負責研發,中國移動、中國電信、中國電信購买電信設備負責運營。

不過,電信運營商在強化雲業務,且並不甘心做“雲基礎服務管道商”。長期來看,電信運營商研發力度會逐漸加強。中國電信相關人士稱,天翼雲內部有多個研發團隊,在算力網絡、AI核心能力等領域投入研發。

微軟、亞馬遜的雲業務利潤規模可觀,大模型有成熟商業路徑。此時巨額資本支出、研發支出順其自然,可以形成良性循環。反觀國內,算力資源、技術關鍵投入期,中國公司尚未走上正循環。雲業務普遍虧損,大模型會讓虧損加劇,如果沒有更好的策略,中國公司在智能算力領域的差距可能會被拉大。

但電信運營商、科技公司掀起的兩場軍備競賽客觀促成了設備市場快速增長。浪潮、新華三、超聚變、中興、聯想等ICT設備廠商是直接受益者。設備廠商還在向軟件、服務縱向拓展,獲取更大的市場空間。

東數西算政策引導下,電信運營商大規模建設算力基礎設施,地方政府大規模建大數據產業園、地方國資雲。服務器、數據中心、網絡設備需求爆發。IDC今年1月發布的《2022年上半年中國服務器市場份額》報告顯示,2022年上半年中國服務器市場規模135億美元,同比增長18.4%。

中國數字化市場的雲轉型尚處中前期。這導致中國IT消費結構和全球不同,特點是硬件大於軟件。政府、金融機構、央國企等IT支出主力軍習慣通過設備服務商採購硬件部署私有雲,獲得定制軟件和貼身服務。十年前,華爲企業BG用“全棧式ICT解決方案服務商”的策略打开了中國市場。如今浪潮、新華三、超聚變、中興、聯想等企業也在沿着這條路前行。


Gartner在2021年2月數據顯示,中國IT支出大盤中,包括雲在內的軟件佔比僅爲14%,數據中心、硬件設備爲代表的硬件佔比高達40%。阿裏雲今年4月公布數據稱,中國IT市場雲計算滲透率不到15%,數據中心CPU利用率僅爲10%左右。

設備廠商雖然被認爲雲技術積澱不如雲廠商,但中國市場的客觀現狀使得設備廠商政企業務(硬件+軟件+服務)整體營收、利潤並不遜色於雲廠商。2022年,浪潮、新華三、中興、聯想營收分別爲695億元、498億元、136億元、620億元。幾家企業均保持正向利潤,而非像雲廠商長期虧損。

2020年-2022年,浪潮、超聚變借助電信運營商大規模服務器集中採購的機會,頻頻中標大單。浪潮作爲山東國資委控股的企業,主導了山東省的政企數字化建設。

中興在2022年組建了東數西算特战隊。中興東數西算战隊總經理聶勝軍表示,過去設備制造商習慣簡單銷售硬件,但客戶對產品、方案、流程、商務需求在變化。特战隊這種創新組織形式,是提高內外效率的管道。特战隊對外收集政府、互聯網、金融等不同行業客戶的需求,對內整合公司內部產品、技術資源,融合打包爲客戶交付解決方案。中興2022年報顯示,政企業務營業收入同比增長12%,主要是服務器收入同比增長所致。


科技公司大規模採購AI芯片、建設智算中心,這讓設備服務商找到了新的營收、利潤增長點。IDC中國分析師表示,預計2022年中國服務器出貨量爲380萬台,AI服務器出貨量超過25萬台,佔比6.5%。由於AI芯片昂貴,AI服務器支出佔市場總支出的20%。AI服務器芯片內部,GPU是主流,增速超過20%。NPU等其他AI芯片佔比低,增速超過100%。IDC在2021年曾預測,2025年中國AI服務器市場規模將達到702億元,佔整體服務器市場近三成。

新華三集團副總裁、計算存儲產品线總裁徐潤安今年3月接受採訪時表示,智能算力佔比變大原因是,x86架構CPU單核性能強、通用性好。但AI場景需要多核、高並發、高帶寬芯片。綜合考慮成本、效率,GPU、DPU、NPU通常表現更好。CPU部分職能被其他專用芯片分擔。在他看來,大模型會帶來巨大的智能算力消耗。科技公司軍備競賽時,新華三可以爲其建設基礎設施,這也是第一輪市場紅利。

面對中國市場需求快速增長,聯想在去年底快速調整產品策略,適應中國市場服務器定制問題。聯想還希望覆蓋硬件、軟件、服務,成爲數字化全棧企業。聯想集團執行副總裁兼中國區總裁劉軍近日宣布,成立電信、金融、政府、制造、教育、互聯網、重點行業七大行業縱隊,深度進入智能產品、智能基礎設施、方案服務三大市場。


芯片軟肋下的共識

考慮到政治風險,國產芯片自研、自用之路一步都不能省,哪怕初期不經濟也要有耐心長期堅持

考慮到政治風險,國產芯片自研、自用之路一步都不能省,哪怕初期不經濟也要有耐心長期堅持

芯片供應、芯片代工兩個環節,是中國本土算力產業鏈的軟肋。政府、企業的共識是謀求自主可控。

芯片設計方面,全球服務器CPU市場分成兩個陣營,分別是英特爾x86架構和Arm公司的Arm架構。市場調研機構Omdia數據顯示,截至2022年二季度,x86服務器芯片佔據全球92.2%份額,Arm服務器芯片佔據了7.1%份額。x86服務器芯片主要生產企業包括英特爾和AMD,兩者在全球市場分別佔據69.5%和22.7%的份額。阿裏倚天、華爲鯤鵬等中國企業設計的服務器CPU採用了Arm架構。


英偉達全球GPU市場份額爲82%,英特爾爲9%,AMD爲9%。中國本土GPU廠商包括壁仞科技、摩爾线程、寒武紀等,市場份額目前可忽略不計。

英偉達在數據中心GPU市場佔據超過90%以上的份額。英偉達A100芯片2020年上市,專用於自動駕駛、高端制造、醫療制藥等AI推理或訓練場景。2022年英偉達推出了性能更強的新一代產品H100。A100/H100是目前性能最強的數據中心專用GPU,市面上幾乎沒有可規模替代的方案。包括特斯拉、Facebook在內,都利用A100芯片組建了AI計算集群,採購規模已經超過10000枚。

芯片制造方面,全球先進制程(14nm以下)芯片代工被中國台灣地區的台積電統治。台積電目前超過40%的收入由數據中心芯片代工貢獻。最先進的服務器GPU英偉達A00/H100,分別採用7nm/4nm工藝。阿裏設計的服務器CPU倚天710採用5nm工藝。華爲設計的服務器CPU鯤鵬920採用7nm工藝。上述芯片均由台積電代工。中國本土芯片代工企業包括中芯國際,剛實現14nm工藝芯片量產。

中國本土產業鏈的芯片供應、代工均高度依賴國際市場。美國正限制中國獲取先進產品技術,包括芯片代工設備、高性能計算芯片。美國商務部工業安全局多次把中國算力產業鏈的關鍵企業加入實體清單,導致相關企業被斷供。

斷供產品是爲了精准打擊中國相關企業,限制技術是爲了延緩中國技術發展速度。2022年8月,美國商務部工業安全局限制英偉達、AMD出售高性能數據中心GPU給中國公司,目的是限制中國雲與AI產業的技術水平。缺少芯片會使算力不足,模型、數據處理能力變弱,導致中國AI產業出現代際差距。2022年中至今,美國多次聯合荷蘭、日本限制對中國出售14nm芯片制造設備和設計軟件。

爲實現自主可控,中國本土產業鏈正在兩條腿走路:一是關鍵環節自研,如自主設計芯片、自研設計軟件等;二是採購國產芯片,政府、電信運營商、金融機構以及其他國企通過規模採購國產芯片的方式培育本土產業鏈。


自主設計芯片難度相對較低。目前阿裏、騰訊、百度等科技公司都有自主設計的服務器CPU/GPU/NPU芯片。如阿裏的倚天710、百度的昆侖芯二代、騰訊的紫霄推理芯片。上述芯片主要自用,替代一部分英特爾、英偉達芯片,降低算力綜合成本。華爲的鯤鵬920/昇騰910,以及國資背景的海光、龍芯、飛騰會對外出售服務器芯片,滿足國產化市場需求。

以芯片、服務器、雲計算提供商爲主的市場主體,共同構成算力產業的大圖景。圖/視覺中國

更高的門檻是芯片代工、設計軟件等。目前中國大陸本土科技公司自主設計的14nm以下先進工藝芯片幾乎都由台積電代工。不過,考慮到美國的制裁風險,一些企業正在嘗試擺脫台積電。一位半導體公司人士對《財經十一人》透露,百度昆侖芯三代的代工方已更換成三星半導體。


華爲、中芯國際等企業在嘗試突破14nm及以下先進工藝技術。今年2月,華爲輪值董事長徐直軍對外稱,華爲和芯片產業鏈夥伴實現了14nm以上工藝的設計工具自主化。中芯國際目前實現了14nm工藝量產,7nm及以下制程因爲缺少光刻機,尚無法量產。

華爲還在嘗試培育鯤鵬、昇騰計算產業鏈。華爲爲國內十余家服務器制造商提供鯤鵬芯片,還與深圳、武漢等十余個地方政府建立昇騰智算中心。華爲提供技術,地方國資公司負責運營,吸引政府、企業、高校、科研機構使用算力。華爲昇騰人士表示,智算中心和商業化數據中心不同,定位公共算力服務平台。地方政府可借此招商引資和吸納人才,推動本地產業發展。

芯片如果沒有市場規模,意味着成本難以攤薄,也無法實現技術和工藝的持續改進。在自主可控政策的引導下,政府、電信運營商、金融機構以及其他國企正在通過規模化採購國產芯片服務器的方式培育本土產業鏈。

國產服務器採購招標中,華爲海思、海光、龍芯、飛騰等是常見中標方。以電信運營商爲例,中國移動2021年-2022年服務器集採項目中,華爲鯤鵬、海光服務器共4.4萬台,整體招標量佔比27.0%。中國電信2022年-2023年服務器集採項目中,國產芯片服務器採購規模共5.3萬台,佔比26.7%。

國產芯片服務器目前採購和優化成本偏高。國內市場,英特爾x86芯片服務器均價4萬-5萬元/台,華爲鯤鵬920芯片服務器售價8萬-10萬元/台。一位服務器設備制造廠商人士今年3月說,國產服務器芯片另一挑战是軟件生態不完善。例如,採購鯤鵬服務器後,通常還要進行長達半個月的軟件適配和優化,否則只能發揮理論性能的30%-60%。

即使如此,規模化採購國產芯片服務器仍然被認爲是必須要走的一步。一位金融機構CIO和中國電子技術人士此前同時直言,國產芯片服務器目前只做到了能用這一步。從經濟指標來看,國產服務器採購成本高,易用性相對較差,被認爲佔用了原本的IT支出。但從政策指標來看,這是必須走的一步。只有先买起來、用起來,國產芯片服務器才能從能用變得好用。

多位受訪者的一個共同觀點是,考慮到國際地緣政治風險,國產芯片自研、自用之路一步都不能省。哪怕初期不經濟也要有耐心長期堅持,慢慢等待中國芯片產業鏈軟件設計、生產代工等環節完善,最終自主可控。


算網雄心的分歧

算力網絡規劃中最敏感的那根神經是:算力網究竟是由誰主導?每家企業都擔心被邊緣化

理論上來說,全國一張算力網政策有利於宏觀層面的數字經濟、智能產業發展。但對“全國一張算力網”的具體實施策略,央企電信運營商和民營科技公司理解有分歧。

電信運營商主張把全國算力組成一張網,像電力、網絡一樣統一調度算力資源。目前中國算力調度、網絡調度是兩個分離的體系。電信運營商甚至希望把算力網、通信網統一,實現算網資源統一調度。

一位前電信運營商人士表示,政策方提算力網絡、雲網融合,因爲分散的算力連成網才有意義。就像局域網不成體系,互聯網才能創造產業價值。就像高鐵、4G/5G網絡一樣,算力網絡是個系統工程,要對產業鏈不同角色重新定位。

科技公司則主張按市場競爭、供需關系規律提供算力資源。希望政策方通過市場配置資源,促進合理競爭,激發創新能力。

國內某頭部雲廠商的一位高管直言,和通信網、電力、高鐵等成熟行業不同,雲還在技術快速迭代時期。全球科技公司在激烈技術競賽。算力產業首要任務是技術創新,而不是統一調度。過早規劃統一算力網絡可能會造成投資浪費,也會限制市場主體的創新意愿。

“算力網絡”正在從概念進入實踐初期。電信、電力電網市場已有統一的網絡體系。電信市場,三大電信運營商經營着全國的通信網絡。電力市場,兩大電網公司(國家電網、南方電網)負責傳輸電力,五大發電集團(國家能源投資集團、華能集團、國家電力投資集團、華電集團和大唐集團)負責生產電力。

從技術上來看,單個企業的全國算力資源可以統一調度。雲這種商業模式本身就是集中建設數據中心,向全社會提供算力資源。阿裏雲、騰訊雲已經實現這一目標。

電信運營商正在做算力網絡相關技術研究。中國電信相關人士對《財經十一人》表示,天翼雲自研了算力分發網絡平台,希望讓不同企業的算力並網,統一調度、計量、消費。今年3月,中國電信在北京推出算力互聯互通驗證平台。不過,全國統一調度算力技術很復雜,甚至要重構網絡、算力標准。

業內共識是,實現全國算網調度至少需要5年-10年。前述通信行業資深人士說,華爲、中興等企業也在配合電信運營商研究算網融合,並發現兩個技術難點:一是算力標准,雲廠商的服務器、芯片、算法不同。管理不同算力,要統一度量體系。二是數據問題,算力調度時,數據也隨算力傳輸,此時要考慮數據隱私的歸屬和隔離。

在中國建立統一的算力網絡體系,從概念到實踐還有大量問題需要解決。不管是從市場機制、技術標准、數據歸屬來看,都還有很長的路要走。何寶宏建議,需要統一算網相關標准,形成算網資源底層互通的標准化通道。加快數據流通共享,推動數據跨區域、跨層級流通。還要加強算力網絡核心技術研發。

但全國一張算網想真正落地,核心難題不是技術,而在市場。目前中國雲市場已形成相對穩定的市場供需關系。企業按照各自需求從雲計算廠商手中租賃算力、存儲資源。有多位雲廠商、ICT制造企業高管表示,像電力網絡那樣統一調度全國算力資源,這種主張與現有市場需求存在矛盾。大量企業還有私有雲、混合雲需求,算力網絡無法滿足這部分需求。

在算力網絡如何落地的討論中,最敏感的那根神經是:

算力網究竟是由科技公司主導,還是由電信運營商主導,或者是由雙方的合資公司主導。每家企業都擔心被邊緣化。

一位第三方數據中心人士表示,政策方曾多次和電信運營商、科技公司、第三方數據中心服務商共同討論如何建立“一體化算力網絡體系”。企業都認爲這是個好設想,但對如何執行落地有爭議。成立合資公司調度資源、電信運營商調度資源等設想都曾被提出,但各方意見不一。

他說,在一張討論桌上,電信運營商積極主動,華爲態度曖昧,阿裏、騰訊則沒多大興趣。如果形成統一調度的算力網,電信運營商會像掌握通信網一樣掌握市場,獲得更大市場份額。華爲長期爲運營商提供網絡設備,網絡業務也會因算力網受益。但對阿裏雲、騰訊雲來說,這可能意味着失去現有市場地位。

2022年初,一位中國頭部數字化企業高管曾說,互聯網雲廠商最初設想就是成爲算力市場的“國家電網”。但隨着政策清晰,電信運營商正在雲市場不斷搶佔市場份額。不管是從政策、市場現實來看,這個設想都需要調整。未來算力網如同通信網,可能將由電信運營商等“國家隊”運營。

科技雲廠商提出了對電信運營商用政策、網絡、成本優勢搶佔市場的擔憂,並認爲統一調度應首先在三大電信運營商之間實現。

多位雲廠商技術人士直言,算力、數據調度都依賴網絡帶寬。大型互聯網公司每年要爲電信運營商支付百億元規模帶寬費用。阿裏雲、騰訊雲帶寬成本佔比超過20%。隨着AI計算、東數西算推進,數據傳輸成本還會更高,電信運營商在數字化市場應該像4G網絡階段一樣“提速降費”,做好基礎設施服務商,而非利用資源優勢侵吞網絡、數據中心、雲計算、政企項目等各環節的產業蛋糕。

他們認爲,理想格局是電信運營商繼續擔任“管道商”角色,專注降低算網成本,科技公司積極技術創新、參與國際市場競爭。


但運營商並不打算只做算力管道。來自電信運營商的一個主流觀點是,中國的電信運營商一直在爲中國市場提供廉價網絡資源,毛利率長期低於30%,而美國電信運營商沒有承擔類似的國家級任務,毛利率高達60%。移動互聯網階段,運營商付出巨額資本支出鋪設3G、4G網絡,卻長期被互聯網公司管道化。互聯網公司既享受了廉價帶寬,又賺取了遊戲、電商、廣告等移動領域巨額利潤。產業互聯網階段,電信運營商不想再給人做嫁衣。

一位資深電信技術人士認爲,高鐵、通信、公路、電力這些國民基礎設施都是低利潤行業。如果科技公司把算力當成網絡一樣的公共基礎資源,那么就不可能有高利潤率。科技公司不能既想壟斷雲市場成爲基礎算力服務商,又想在數字化市場賺取像遊戲、電商、廣告行業的高利潤。

盡管具體角色分工有所爭議,但雙方一個共同觀點是,中國市場算力資源分散的格局弊大於利。

上述頭部數字化企業高管說:

美國只有三朵公共雲,三者在市場競爭中形成了規模效應,最大程度降低了算力成本。中國市場有七朵,電信運營商和科技公司是競爭關系,地方政府還在建大數據產業園、做國資雲。中國市場分散且割裂,算力成本高,每家雲都在虧損。長此以往,企業資本支出、研發支出無法攤薄,難以形成良性循環。


美國三大電信運營商(AT&T、Verizon、T-Mobile)和微軟、亞馬遜也曾有過短暫競爭。雙方很快劃清邊界各司其職並战略合作,前者只做網,後者只做雲。AT&T與微軟Azure,Verizon、T-Mobile與亞馬遜AWS籤署了合作協議。美國電信運營商通過雲廠商把網絡虛擬化進而提高效率,美國雲廠商集成電信運營商的5G網絡爲客戶提供邊緣計算。

在美國市場,雲廠商主導着電信運營商的發展,單個電信運營商甚至不能做到全美通信網覆蓋。在中國,三大電信運營商有覆蓋全國的雲網資源,希望用“雲網融合”參與市場競爭。

國內市場,科技公司、電信運營商競爭仍然在初期。國際市場,算力產業技術競爭在加劇。一位國內頭部雲廠商的高管建議,中國政府應該鼓勵市場競爭和技術創新,以此形成更健壯的產業生態,孵化出具備國際競爭力的平台企業。

$算力概念(BK1134)$


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標題:中國算力,雄心與軟肋

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