数字大动脉 未来新底座——数字基础设施评估体系研究报告（2...

数字大动脉未来新底座 ——数字基础设施评估体系研究报告 (2024年) 中国信息通信研究院产业与规划研究所2024年3月 版权声明 本报告版权属于中国信息通信研究院，并受法律保护。 转载、摘编或利用其它方式使用本报告文字或者观点的，应注明“来源：中国信息通信研究院”。违反上述声明者，本院将追究其相关法律责任。 前言 当前，数字中国进入整体布局规划新阶段，数字基础设施作为数字中国的数字大动脉、未来新底座，对于推进数字化、智能化及可持续发展至关重要。近年来，世界各主要国家纷纷出台相关政策，加快推进数字基础设施建设。我国高度重视数字基础设施在支撑、赋能和引领全域数字化转型方面的战略意义，持续加大资源投入力度，统筹推进网络基础设施、算力基础设施、应用基础设施等建设，取得显著成效，为我国经济高质量发展注入强大动力。 新需求催生新能力，在经济社会需求快速变化、普惠个性包容发展的新形势驱动下，数字基础设施建设的内涵外延与重心方向也在发生深刻调整，核心能力从“算力、存力、运力”向“多力协同”快速演进，以满足各行各业对更广连接、更大带宽、更强算力、更高智能、更可持续等的多元化新需求，数字基础设施体系逐步进入敏捷部署、弹性配置、跨域调度、均衡提升阶段。 新发展呼唤新监管，随着我国数字基础设施建设不断扩维增能，相应的行业监测评估分析工具需要同步拓展延伸，以更好为行业发展和地区政策科学部署提供定量、全面、准确、动态的参考依据。以此为背景，本报告结合行业发展基础现状与技术演进脉络趋势，按照系统性、科学性、动态性、操作性、可比性、实用性原则，构建一套新时代我国数字基础设施评估体系，旨在以评促建、以评促改，引领我国数字基础设施高质量发展，进一步稳固经济社会发展的数字“大底座”，为网络强国、数字中国建设筑牢坚实基础。 目录 一、数字基础设施评估体系研究背景1 （一）数字基础设施成为世界各国竞争的重要内容1 （二）全球主要国家数字基础设施建设积极推进1 （三）我国数字基础设施建设规模能级大幅提升2 二、数字基础设施建设面临形势3 （一）新要求：数字中国建设进入整体布局规划新阶段3 （二）新技术：新一代信息技术加速演进、广泛应用4 （三）新需求：更广的连接、更大的带宽、更强的算力、更高的智能4 （四）新能力：数字基础设施“七力”核心能力体系加速形成5 （五）新实践：产业发展呈现数智融合、深入渗透的态势5 三、数字基础设施建设重点建设方向6 （一）网络基础设施6 （二）算力基础设施14 （三）应用基础设施18 四、数字基础设施评估体系24 （一）构建的原则25 （二）指标体系构建26 （三）具体指标说明29 五、数字基础设施评估推进建议58 （一）构建数字基础设施分类评估模型59 （二）建立数字基础设施分级管理机制59 （三）加强对数字基础设施统计监测59 一、数字基础设施评估体系研究背景 近些年，数字基础设施成为世界各国竞争的重要内容，全球各主要国家纷纷出台相关政策，加快推进各自的数字基础设施建设。我国不断强化战略布局，持续推进数字基础设施演化升级，数字基础设施建设规模能级大幅提升，支撑经济社会发展的战略性、基础性、先导性作用日益凸显。 （一）数字基础设施成为世界各国竞争的重要内容 世界各主要国家纷纷出台相关政策，加快推进各自的数字基础设施建设。2021年，美国批准了“基础设施投资与就业法案”，该法案拨款650亿美元用于宽带基础设施的改进，确保更广泛的可靠互联网接入。欧盟推动其“数字单一市场”战略，目的是增强成员国间数字基础设施的互联与互通性。英国推出新的《英国数字战略》，专注于完善数字基础设施、发展创意与知识产权、提高数字技术技能与人才培养、畅通金融渠道、改善经济与社会服务、提升国际影响力等六大关键领域，以促进其数字经济的包容性、竞争力和创新性发展。日本政府实施《Society5.0计划》，着重于强化数字基础设施并提升数字技术的应用。印度推出《数字印度计划》，旨在通过增强数字基础设施布局，促进国家向数字化转型，同时提升公民的数字技术应用水平。 （二）全球主要国家数字基础设施建设积极推进 全球5G网络基本遍布全球，用户保持快速增长。截至2023年9月，全球102个国家/地区的277家运营商开通5G业务，5G网络人口覆盖率达36.9%；5G用户总数达14.3亿，5G用户渗透率达16.6%。 全球固定宽带接入持续普及，光纤宽带用户占比稳步增长。截至2023 年第二季度，全球固定宽带用户达到14.8亿，光纤用户达到10亿，占固定宽带用户数的67.6%。全球蜂窝物联网连接超过30亿，物联网设备出货量保持快速增长。截至2023年底，全球蜂窝物联网连接 达到35亿1，瑞典、中国两个国家实现“物超人”。全球数据中心总数持续缩减，大型数据中心成为未来建设重点。中美两国加快超大规模数据中心建设，预计到2024年底，全球超大规模数据中心数量将 从2022年的1715台增至2025年的1875台。 （三）我国数字基础设施建设规模能级大幅提升 我国建成了全球规模最大、技术领先、性能优越的数字基础设施，整体水平实现跨越式提升。5G网络全球规模最大、技术领先。截至2023年底，我国5G基站数达337.7万个，5G移动电话用户数达8.05亿户，在移动电话用户中占比46.6%。2023年度新增97个千兆城市，高速率互联网宽带接入用户占比持续扩大。截至2023年底，我国固定宽带接入用户达到6.36亿户，1000Mbps及以上接入速率用户达 1.63亿户，在固定宽带接入用户中占比达到25.7%。移动物联能力持续增强，初步建立多网协同格局。截至2023年底，我国移动网络终端连接总数达40.59亿户，其中蜂窝物联网终端用户数达23.32亿户，占移动终端连接数比重达到57.5%。我国IP骨干网、城域网、接入网和终端IPv6改造全面完成，新一代IP互联网络演进升级和架构优化成效显著。截至2023年底，我国IPv6活跃用户数已达7.76亿，全 1GSMA，《2024年移动经济报告》 国网络基础设施已经全面支持IPv6。算力发展迎来高潮，存储规模不断扩大。截至2023年6月，我国算力总规模达到197EFLOPS，其中智能算力规模占整体算力规模的比例超过四分之一。 二、数字基础设施建设面临形势 当前，新一代信息技术加速演进，并与经济社会各领域深度融合，数字中国建设进入整体布局规划新阶段，数字基础设施“七力”核心能力体系加速形成，以满足各行各业对更广连接、更大带宽、更强算力以及更高智能的新需求。 （一）新要求：数字中国建设进入整体布局规划新阶段 一是国家持续强化数字基础设施建设政策保障。中共中央、国务院印发《数字中国建设整体布局规划》强调，打通数字基础设施大动脉。住建部、发改委印发《“十四五”全国城市基础设施建设规划》提出，加快推进城区5G网络连续覆盖，全面开展家庭千兆接入和企业万兆接入升级改造。工信部等六部门出台《算力基础设施高质量发展行动计划》指出，推进重点节点与区域有序建设算力设施，逐步合理提升智能算力占比，加强算力中心网络高传输性能，推动算力在元宇宙、数字孪生等新业态扩展应用。二是多地加快推进新一轮数字基础设施创新发展。北京、上海、浙江、江西、湖南、河南、贵州、甘肃等地市先后出台专项政策文件，推动区域数字基础设施布局、结构、功能持续优化升级。总体来看，随着国家和各地政策支持力度的持续扩大，数字基础设施将日益先进与成熟，快速融合衔接生产、分配、流通、消费和社会服务管理等各环节场景应用，赋能生产方式、生活 方式和社会治理方式的变革。 （二）新技术：新一代信息技术加速演进、广泛应用 一是“双千兆”网络技术稳步革新。在固定网络方面，以10GPON、200G/400G等技术为代表的固定网络技术加快发展，超大容量、低时延低抖动固定宽带网络逐步建成。在移动网络方面，5G技术标准向5G-A、6G升级，将进一步满足移动带宽增强、超高可靠低时延、海量机器类通信等需求，并提供泛在万兆体验和千亿连接能力。二是存算核心技术不断突破。一方面，芯片实现3nm工艺，性能提升约为20%。另一方面，采用Ampere架构的加速卡，拥有6912个CUDA核心和432个张量核心，性能提升近20倍。三是绿色低碳成为行业发展新要求。以绿色为目标与驱动，对传输网络、存算等提出高效能要求，推动数字技术全面绿色化转型。 （三）新需求：更广的连接、更大的带宽、更强的算力、 更高的智能 一是万物互联将成为数字化时代的主要特征。未来通信与感知网络将深度融合，随着车联网、智慧工厂、全息通信、元宇宙等新业务的到来，2030年全球连接数量将至少提升10倍，带宽的需求也将增长百倍，超现实、沉浸式的极致体验将无处不在，个人、家庭、组织的宽带连接也将从现在的千兆光纤、千兆无线和千兆WiFi演进10Gbps无处不在的超宽带时代。二是高性能计算应用对算力需求不断增加。人工智能、隐私计算、虚拟现实以及基因测试和生物制药等新兴技术的深入普及，数字化业务对于算力和网络连接的一体化需求 加深，例如高分辨率虚拟现实云游戏既需要GPU计算完成渲染，又需要确定性网络连接满足端到端时延要求。三是智能化成为数字基础设施的必备能力之一。多模态大模型成为通用人工智能算法最有潜力的拓展方向，网络智能化有望向执行、感知和决策由系统自动完成的高度自智发展。 （四）新能力：数字基础设施“七力”核心能力体系加速 形成 一是感知力，通过统筹建设区域一体化智能感知网络体系，全面动态收集物理世界的“脉搏”数据，实时感知社会运行状况。二是连接力，通过建设空天地海一体化网络基础设施，提升网络设备的负载能力和性能，推动社会从“网联”向“物联”“数联”“智联”升级跃升。三是运力，通过构建高速、稳定、低时延的骨干网络，为经济社会发展提供强大数据运送能力。四是算力，即计算能力，是新生产力，与数据、算法协同构成数字经济时代最基本的生产要素。五是智力，以大模型为代表的人工智能飞速发展，驱动行业基础设施智能化升级。六是存力，以大容量、高性能先进存力为代表，通过系统化、规模化发展高性能存储设施，增强高性能计算支撑能力。七是绿电力，以比特/瓦特指标为牵引，推动能源数字化革命，打造绿色可持续的发展能力，促进行业从高碳走向低碳零碳。 （🖂）新实践：产业发展呈现数智融合、深入渗透的态 势 一是网络基础设施与产业应用深度渗透，将进一步丰富场景化新 业态、新模式。5G规模化发展将成为今后一段时间的主要方向，将实现5G在实体经济中更广范围、更深层次、更高水平的深度渗透。基础通信网络将实现设施、技术、运营、商业、服务的体系化相互贯通，加速自智技术产业转化进程。二是人工智能加速算力基础设施智能化升级，将带动新一轮数字经济广泛增长。随着先进计算、AI大模型创新升级，将加速催化各领域、各行业数据应用新模式、新业态衍生，带动数字经济的发展。三是应用基础设施将进一步与实体经济相互融合，跨领域协同将成为发展主旋律。工业互联网已融入49个国民经济大类，覆盖全部工业大类，标识解析体系全面建成，车联网由单条道路测试拓展到区域示范，未来将带动城市交通、工业、能源、建筑等重点行业跨领域融合，形成跨领域融合产业的倍增效应。 三、数字基础设施建设重点建设方向 围绕网络基础设施、算力基础设施、应用基础设施三大类设施，聚焦移动通信网络、移动物联网络、光纤宽带网络等十大重点建设方向，在“十四五”时期建设成效分析的基础上，提出“十五五”时期阶段特征判断及建设重点。 （一）网络基础设施 1.移动通信网络 “十四五”时期，我国移动通信网络规模用户全球领先。目前，我国已建成全球规模最大、技术领先的5G网络，实现了全国所有地级市城区、县城城区以及绝大部分乡镇镇区的覆盖。截至2023年底，我国移动电话基站总数达1162万个，其中5G基站总数达337.3万个， 占移动基站总数的29.1%。5G用户规模加速扩大。截至2023年底，我国移动电话用户总数达17.27亿户，其中5G移动电话用户达8.05亿户，占