先进计算产业发展研究报告.docx

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研

赛迪研究院 主办

2025年1月20日

第1期

总第97期

先进计算产业发展研究报告（2024版）

先进计算产业发展现状

先进计算产业链进展

先进计算重点技术

行业应用

趋势及建议

『前言』

计算是信息产业的基础和核心，是数字经济时代新质生产力的典型代表，是数字社会生力变革演进的核心驱动力。计算与信息技术相生相伴，由结绳、算盘、计算器、机械计算机逐步发展至今，每一次计算的突破都推动工业化加速和人类文明的演进，孕育了新的经济模式和社会发展形态。当前全球计算技术加速创新，计算硬件、软件、算法、架构之间彼此激荡、同频共振，量子、类脑等新兴计算技术创新跨界交叠、磨砺聚变，以大模型为代表的新兴应用驱动算力需求快速增长。

在产学研用各方努力下，我国先进计算产业勇毅前行，体系化创新、集群式创新成效显著。为系统梳理先进计算产业发展情况，赛迪研究院、人工智能产业工作委员会联合业内多家企业联合编制了《先进计算产业发展研究报告（2024年）》，全面总结我国先进计算产业的发展概况，系统梳理产业链重要环节发展情况，分析产业发展趋势并提出了若干措施建议，以期为我国先进计算产业发展和行业管理提供决策参考和依据。如有不当之处，敬请指正。

『编委会』

牵头单位：

中国电子信息产业发展研究院

人工智能产业工委会技术与战略研究中心

合作单位（按照首字母排名）：北京升哲科技有限公司

浪潮计算机科技有限公司新华三集团有限公司

飞腾信息技术有限公司咪咕文化科技有限公司

上海天数智芯半导体有限公司上海燧原科技股份有限公司曙光信息产业股份有限公司

版权声明

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目

目录

CONTENTS

一、先进计算产业发展现状… 1

（一）先进计算技术加速创新迭代演进 1

（二）先进计算牵引关联产业链高端化发展 2

（三）先进计算深度赋能行业应用 2

二、先进计算产业链进展… 3

（一）关键器件 3

（二）重点部件 5

（三）软件 6

（四）整机 7

（五）计算基础设施 9

三、先进计算重点技术 11

（一）计算系统架构技术 11

（二）互连技术 14

（三）存储技术 16

（四）前沿计算技术 17

四、行业应用 19

（一）工业制造 19

（二）生物医药 20

（三）能源电力 20

（四）智能交通 21

（五）科学研究 22

五、趋势及建议 23

（一）发展趋势 23

（二）发展建议 24

先进计算产业发展研究报告（2024版）

一、先进计算产业发展现状

（一）先进计算技术加速创新迭代演进

当前，计算技术加速迭代创新，计算技术基础理论、架构加速酝酿突破，新型计算技术呈现多路演进发展态势；与此同时，计算器件（大规模集成电路）发展的关键定律遭到发展瓶颈，摩尔定律放缓、登纳德缩放定律失效、阿姆达尔定律限制、冯氏架构瓶颈的“存储墙”“功耗墙”等问题凸显，计算技术与产业面临固有升级模式演进遇阻的挑战，存算一体、新型材料和架构等新技术的突破为技术发展提供新路径，为也为产业“弯道超车”提供新机遇。

经典计算技术呈现多元化创新发展态势。芯片工艺持续升级，计算芯片、异构计算不断突破，计算技术迭代呈现体系化、全链条式创新。从摩尔定律延续看，先进工艺如3nm量产和2nm以下节点的研发推动了晶体管技术的革新，芯粒技术利用高级封装实现不同工艺和类型的芯片立体集成，有效应对设计难度和成本问题。从计算器件看，

通用芯片性能持续提升，面向特定应用场景的高性能、低功耗、定制化的专用算力芯片也在智能驾驶、智能语音、图像识别等领域发挥愈加重要的作用。从计算架构看，单一CPU提供的通用算力在部分特定场景下处理效率不高，“CPU+专用芯片（FPGA、GPU、ASIC等）”的异构架构在高性能计算、人工智能等算力应用场景中正渐趋成为主流计算架构。这涉及到硬件架构和软硬件协同两个层面的重大改变，并有望通过多系统高效并行调度实现大规模算力集群的性能和能效提增。

非经典计算技术有望打破现有算力瓶颈。量子计算方面，与传统计算相比，量子计算具备更强的并行计算能力和更低的能耗。量子计算在随机电路采样、玻色采样等特定问题求解中展现算力优越性，研究机构正探索在抗量子密码、化学模拟、药物研发等场景中开展应用。类脑计算方面，基于仿生的脉冲神经元实现信息的高效处理，在对功耗、延迟敏感的边缘计算领域具有广泛的应用价值和潜力，是打破“内

《电子信息研究》2025年第1期1

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存墙”的潜在技术之一。光计算方面，利用光学