直面新格局

何霞
我國數字基礎設施的發展態勢、問題與建議

何霞，信息社會50人論壇理事，中國信息通信研究院資深專家、政策與經濟研究所總工程師，電信科學技術研究院碩士生導師，中國信息經濟學會副理事長；長期從事車聯網與自動駕駛領域的政策研究，完成多篇論文和多個政策支撐成果。

通信、計算、控制及其相互作用形成的智能催生了全球性的數字化革命。數字化革命的技術與哲學在70年前就已確立，當今支撐數字基礎設施發展的技術拼圖已經基本形成，賦能各行業、各領域的數字化、網絡化、智能化轉型。人類社會正在從工業時代邁入數字時代，各國都在構建數字基礎設施以服務數字經濟的發展。當前，我國正處于數字經濟起步階段，迫切需要構建和完善數字基礎設施，以支撐經濟社會的全面數字化轉型。

一、全球數字基礎設施發展態勢

數字基礎設施是指以信息網絡為基礎，以數據要素為核心，提供感知、連接、存儲、計算、處理等數字能力的基礎設施體系，具有通用性、技術性、資金密集性、安全性和融合性等特點，可分為信息基礎設施、融合基礎設施和創新基礎設施。隨著技術革命和產業變革，新的數字基礎設施形態正在不斷涌現，現有的數字基礎設施形態正在不斷轉變。

（一）全球信息基礎設施正在加速演進升級

新冠肺炎疫情在帶來巨大災難的同時也促進了全球數字經濟的高速發展，整個社會的數字化、網絡化、智能化進程正在加速，人類社會逐漸進入萬物感知、萬物互聯和萬物智能的新時代，給信息基礎設施發展帶來巨大機遇，也對信息基礎設施的能力提出了新的更高要求。

全球主要國家的網絡設施能力快速部署升級。網絡基礎設施向高速、泛在、空天一體演進是全球未來發展主流。在移動通信方面，全球加速從4G網絡向5G網絡的演進升級。截至2022年1月底，全球共有72個國家部署了5G網絡，美國和中國擁有最多的5G覆蓋城市。在固定寬帶方面，千兆光纖升級是發展重點，全球已有57個國家的234家運營商發布了千兆帶寬服務。在骨干網絡方面，超高速大容量光網絡向200G/400G傳輸演進。在物聯網方面，全球部署的LTE-M網絡已經達到51個，超過100個國家商業化推出了NB-IoT網絡。算力設施成為新型基礎設施建設的新重點。全球數據量正在迎來新一輪爆發式增長，這使得數據存儲、數據傳輸、數據處理的需求呈現指數級增長，不斷提升對算力資源的需求。同時，很多智能應用都需要在線實時提供，如智慧工廠場景中對傳感器、AR/VR設備、射頻掃碼識別器等聯網設備采集到的數據的實時處理反饋等，這對算力的泛在供給和及時提供提出更高要求。為適應這一發展趨勢，以數據中心、超算、云計算、邊緣計算、人工智能計算中心等設施構成的多層次計算設施體系正在演化形成，不同層級、不同體系的算力融合協同將成為基礎設施發展的一大趨勢，持續推動云網融合、云邊融合和算網融合。

（二）重要領域的融合基礎設施正在構建

融合基礎設施是國家科技創新、產業發展的重要戰略方向已經成為主要國家和地區的共識。工業4.0[1]最早出現在德國，在2013年的漢諾威工業博覽會上正式推出，其核心目的是提高德國工業的競爭力，在新一輪工業革命中占領先機。隨后由德國政府列入《德國2020高技術戰略》。據德國信息技術、電信和新媒體協會的報告顯示，在實施工業4.0的企業中，資本回報率大幅提升，從2000年的12%上升到了2014年的30%。發達國家智能交通基礎設施加速構建。美國發展最早，已形成了出行和運輸管理系統、公共交通運輸管理系統、電子收費系統、商業車輛運營系統、應急管理系統等八大系統。日本的所有主干道已基本覆蓋智能交通的自動收費、車路協同和導航等功能。歐盟建立了即時交通路況、即時路徑規劃、即時地圖更新等道路基礎設施和相關信息服務，未來，智能交通系統將在前沿技術的發展中不斷演進。

（三）多國加大投入重大科技基礎設施建設

歐美重大科技基礎設施建設運行數量增長迅速。一是美國長期規劃與年度規劃并行，依托重大科技基礎設施保持科技創新領先地位。美國目前在建的重大科技基礎設施主要集中在粒子物理和核物理，以及空間和天文學方面。德國重大科技基礎設施布局的特點是重視產業技術研發和示范平臺建設，支撐產業發展。法國優先布局生命健康和環境方向，英國計劃在未來幾年建設世界級的百億億次超級計算設施。

二、我國正在加快新型基礎設施建設與部署

（一）我國信息基礎設施發展與主要發達國家同步

我國的建設部署與主要發達國家處于同一起跑線。經過多年發展，我國信息基礎設施已形成感知、網絡、算力、新技術等基礎設施全面發展的格局，建設規模和發展水平位于全球前列。

從感知設施看，我國已建成全球最大的窄帶物聯網（NB-IoT），部署百萬規模的NB-IoT基站，基本實現縣城以上連續覆蓋。從網絡設施看，我國移動通信網絡和光纖網絡全球規模最大、覆蓋廣泛、技術領先。截至2022年3月底，5G網絡已覆蓋全國所有地級市和縣城城區。寬帶接入光纖化改造基本完成，超過300個城市開始建設千兆接入網絡。從算力設施看，截至2021年，在用數據中心機架總規模為520萬架，云計算市場規模為3030億元，超級計算能力位于國際前列，一批專用于人工智能的高性能開放算力平臺、智能計算中心等設施正在逐步形成。從新技術基礎設施看，人工智能、區塊鏈等基礎設施開始探索部署。骨干企業開發的深度學習平臺已開源運營，智能語音、計算機視覺等通用AI能力平臺逐漸成形，輔助診療、自動駕駛、城市大腦等行業專用AI能力平臺在快速推廣。自主化的區塊鏈底層平臺不斷涌現。

（二）全面布局社會經濟融合基礎設施

在工業領域，我國工業互聯網產業規模已突破萬億元大關，在研發設計、生產制造、運營管理等各個環節廣泛應用。以國家頂級節點為中心的工業互聯網標識解析體系初具規模，國家級、行業級、企業級多層次的工業互聯網平臺體系初步構建，具有一定影響力的工業互聯網平臺超150家，對接31個省級平臺的國家級工業互聯網安全態勢感知平臺已經構建。在交通領域，借助超大規模市場優勢，通信、汽車、交通等技術應用充分融合集成，產業創新生態已基本形成，車路協同和產業協同的基礎設施正在構建。

（三）創新基礎設施正在加速構建

區域性創新基礎設施正在構建。近年來，以北京、上海和粵港澳大灣區的科創中心、綜合性國家科學中心建設為契機，已涌現出一批科技創新要素集聚、創新鏈條上下游貫通、有力支撐重大產出的創新基礎設施，成為國家創新體系的重要基礎。結構性創新基礎設施正在布局。重大科技基礎設施、科教基礎設施、產業技術創新基礎設施在加速部署。

三、數字基礎設施發展面臨的挑戰仍然突出

雖然我國新一代信息通信基礎設施發展迅速，但仍然面臨一些亟待解決的問題。

（一）部分信息基礎設施尚未形成融合協同的發展格局

部分信息基礎設施部署呈碎片化、煙囪型，難以形成規模效應，也難以發揮基礎設施的作用。算力設施、區塊鏈基礎設施等創新發展，在促進技術和服務持續進步的同時，也存在各自為政、重復建設、盲目建設的現象，算力設施和網絡設施的融合協同也需要積極推進。信息基礎設施的行業應用市場還有待培育。面向全新的產業互聯網市場，5G、光纖寬帶、人工智能等基礎設施亟待優化。此外，如何釋放數據要素價值，充分發揮數字新型基礎設施的倍增效應也是亟待解決的問題。

（二）融合基礎設施發展處于啟動階段，尚須長期推動構建

當前社會經濟數字化轉型才剛剛開始，基礎設施構建也在起步中。數字化、網聯化的基礎設施發展很快，但存在結構性、區域性和行業性的差距，還需要5～10年的逐步推進。融合基礎設施的互聯互通還需要分領域逐步推進。在工業領域，要建設高可靠、廣覆蓋、大帶寬、可定制的工業互聯網網絡，促進各類工業設施的有效互聯；在能源領域，要構建多能協同的能源網絡，帶動能源行業整體創新能力建設。融合基礎設施的智能化水平亟待提升。我國行業智能化水平較低，需要數字基礎設施通過部署泛在的感知設備，收集監測基礎設施的各項運行狀態數據，匯集訓練成為各類智能算法模型，進而開展各項輔助決策、自動運行、預測預警等智能化工作，推動各類基礎設施的智能升級。

（三）創新基礎設施發展存在多方面的挑戰

針對原始創新能力不強的問題，需要超前布局一批科學研究設施。當前科學技術前沿向著極宏觀、極微觀、極復雜的方向發展，需要重大科技基礎設施、科教基礎設施等前沿科學技術手段提供支撐，需要推進國家實驗室、綜合性國家科學中心等戰略科技力量集群化、協同聯動式發展，系統提升科學研究基礎設施多元化建設能力、開放式運行能力。針對核心技術受制于人的問題，需要優化提升一批技術開發設施和試驗驗證設施。由于自主開發產業共性技術的外溢性顯著、基礎研究與產業應用存在巨大鴻溝，所以需要主動鏈接前沿研究和產業發展的關鍵環節，建設一批支持產業共性基礎技術開發的新型共性技術平臺、中試驗證平臺、計量檢測平臺。針對科技資源支撐能力不強的問題，需要統籌發展一批科技資源條件平臺。科學技術研究持續向精細化、智能化方向演進，“數據密集型”正在成為科學技術研究的典型特征，需要及早布局科學大數據存儲處理能力。

（四）數字基礎設施的安全成為建設和運行的關鍵問題

數字基礎設施作為信息通信技術發展融合的基礎和載體，存在安全保障不足的問題。5G、云計算、大數據、人工智能等數字基礎設施的重點技術都存在自身安全的脆弱性。例如，在5G領域，虛擬化技術、網絡切片技術、網絡能力開放、異構網絡和邊緣計算場景的引入會帶來復雜的安全問題，并增加引入惡意攻擊的風險。數字化還會帶來網絡安全脆弱性。數字基礎設施將數字空間的網絡安全威脅帶向傳統行業，使得更多的傳統設施面對前所未有的新型網絡攻擊風險。

四、加快建設面向未來的新型基礎設施

（一）充分發揮體制優勢，形成全國發展一盤棋

新型基礎設施的發展涉及多個領域、多種設施、多方主體，單純依靠市場力量難以消除基礎設施發展中的盲目性，容易形成供給過熱、低水平重復建設。為此，要突出需求牽引，適度超前開展數字基礎設施建設。堅持需求導向、問題導向和目標導向，以政府、企業和公眾需求為驅動，以應用成效為核心，科學開展項目需求分析與測算，提升投資效率。健全協調機制，強化融合共享。健全宏觀管理部門和各行業主管部門共同參與的協調機制，強化各領域數字基礎設施間的技術融合、互聯互通和智能交互，促進數字資源的開放共享和整合利用。強化區域協同，打造因地制宜的數字基礎設施。對于北京、上海、深圳等產業、技術、資本的首要聚集地，注重高新技術賦能和應用場景創新，打造先進數字基礎設施和應用樣板。對于中西部地區，特別是欠發達地區，加快5G、物聯網等通信網絡基礎設施建設，推廣遠程教育、遠程醫療等應用，縮小與發達地區的公共服務供給水平差距。健全數字基礎設施建設投融資體系，充分激發市場和民間的投資活力，吸引更多社會企業參與數字基礎設施的建設。發揮政府資金對投資的引導帶動作用，創新政府資金投入模式，創新金融信貸投入模式，創新投融資產品與服務，做好數字基礎設施建設的資金保障。

（二）發揮信息基礎設施賦能作用，加快建設和創新運營

創新建設模式，發展泛在協同的感知設施。探索建立感知設施的統一標識體系、統一數據格式，充分利用供電、網絡和空間點位等資源進行集約化部署，推進技術性開發平臺和行業性管理平臺建設。順應技術經濟發展趨勢，持續升級網絡設施能力。面向2C和2B精準優化布局，建成覆蓋廣泛、技術先進的5G網絡。加強5G行業專網模式創新，推動5G虛擬專網建設落地。加快城市地區千兆寬帶接入能力供給，組織開展千兆寬帶應用示范。加強統籌布局，有效提升算力設施效能。布局“東數西算”，形成全國數據中心一體化格局，在八大區域部署國家樞紐節點。重點推動數據中心與網絡、云、算力、數據要素、數據應用和數據安全等協同發展。大力推進數網融合、算網融合和云邊協同發展。面向新興需求，積極培育新技術設施。合理布局人工智能計算中心，大力發展更高性能、更低成本的計算能力。推動不同框架、通用平臺之間的互聯互通。探索建設跨鏈平臺，促進產業鏈上下游的銜接和區域協同發展。加強量子通信、量子計算、新型網絡基礎架構研究，適時開展試驗網絡建設和應用探索，超前布局培育新型基礎設施形態。

（三）聚焦經濟社會轉型，全面構建融合基礎設施

重點支持一批融合基礎設施。充分考慮行業屬性、所處階段和融合水平的差異性，重點支持支撐范圍廣、賦能能力強、帶動效應好的設施發展，如工業互聯網平臺、車聯網、能源互聯網等。重視公共服務基礎設施建設。建設基于新一代信息技術的新型社會性設施，提升公共服務水平。建設人民群眾生活需要的基礎設施。全面覆蓋與廣大人民群眾日常生活密切相關的重要領域，積極發展智慧醫院基礎設施、智慧養老基礎設施、智慧教育基礎設施等，增加和提升公共服務的供給數量和質量。

（四）面向科技自立自強，積極培育創新基礎設施

面向世界科技前沿，建設一批重大科技基礎設施，提供極限研究手段，幫助提升原始創新能力和支撐重大科技突破。面向國家重大戰略需求，建設一批科教基礎設施，構建特色鮮明、水平先進的研究平臺體系。面向經濟主戰場，整合現有優質資源，建設一批新型共性技術平臺和中試驗證平臺，完善高水平試驗驗證設施。

（五）統籌發展和安全，確保數字基礎設施的安全可靠

統籌發展和安全，系統謀劃和整體協同，優化基礎設施布局，實現結構優化。立足長遠，部署有利于引領產業發展和維護國家安全的數字基礎設施。加強安全保障制度建設，建立安全評估評測機制和可靠性保障機制，完善安全保障責任制度，把安全發展貫穿于數字基礎設施建設全過程，防范和化解潛在風險，確保數字基礎設施安全穩定運行。

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[1] 德國工業4.0是指利用物聯信息系統（Cyber-Physical System，CPS）將生產中的供應、制造、銷售信息數據化、智慧化，最終達到快速、有效、個人化的產品供應。