2026年及未來5年市場數(shù)據(jù)中國超算算力行業(yè)發(fā)展全景監(jiān)測及投資方向研究報(bào)告目錄18919摘要 327287一、中國超算算力行業(yè)現(xiàn)狀與全球格局對比 510911.1中國超算算力發(fā)展現(xiàn)狀與核心指標(biāo)分析 5140071.2全球主要國家超算布局與技術(shù)路線對比 722731.3中國在全球超算產(chǎn)業(yè)鏈中的定位與差距 1024068二、驅(qū)動(dòng)中國超算算力發(fā)展的核心因素 1289962.1政策支持與國家戰(zhàn)略導(dǎo)向分析 12204482.2技術(shù)創(chuàng)新突破：E級(jí)計(jì)算、異構(gòu)架構(gòu)與能效優(yōu)化 14144082.3應(yīng)用場景拓展：人工智能、科學(xué)計(jì)算與產(chǎn)業(yè)融合需求 1719051三、2026-2030年超算算力發(fā)展趨勢研判 20113573.1算力規(guī)模與性能演進(jìn)路徑預(yù)測 2036203.2技術(shù)融合趨勢：超算與AI、云計(jì)算、量子計(jì)算協(xié)同發(fā)展 2281753.3國際競爭態(tài)勢與技術(shù)自主可控挑戰(zhàn) 247005四、商業(yè)模式與產(chǎn)業(yè)生態(tài)創(chuàng)新分析 27215204.1超算服務(wù)化（HPC-as-a-Service）模式興起與商業(yè)化路徑 27124614.2產(chǎn)學(xué)研協(xié)同與區(qū)域算力中心建設(shè)新模式 29121984.3數(shù)據(jù)要素市場化對超算商業(yè)模式的重塑作用 3214717五、投資方向與戰(zhàn)略建議 35307555.1重點(diǎn)細(xì)分領(lǐng)域投資機(jī)會(huì)識(shí)別（芯片、系統(tǒng)軟件、冷卻技術(shù)等） 3557265.2風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警：技術(shù)封鎖、能耗約束與市場泡沫 3784725.3企業(yè)戰(zhàn)略布局與政策適配建議 40

摘要近年來，中國超算算力行業(yè)在國家戰(zhàn)略強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)、技術(shù)創(chuàng)新持續(xù)突破與應(yīng)用場景深度拓展的共同作用下，已邁入以E級(jí)（Exascale）計(jì)算為標(biāo)志的新發(fā)展階段。截至2025年，全國超算系統(tǒng)總峰值算力突破450EFLOPS，13個(gè)國家超級(jí)計(jì)算中心貢獻(xiàn)了約68%的算力資源，“神威·太湖之光”與“天河三號(hào)”等E級(jí)系統(tǒng)實(shí)測性能均超過1.28EFLOPS，正式確立中國在全球超算第一梯隊(duì)的地位。硬件層面，國產(chǎn)化率顯著提升，采用申威、飛騰、海光等自主芯片的超算系統(tǒng)占比達(dá)82%，異構(gòu)架構(gòu)成為主流，GPU、FPGA與AI加速器融合部署比例超75%，自研高速互連網(wǎng)絡(luò)延遲低于1微秒，帶寬達(dá)200Gb/s，整體技術(shù)指標(biāo)接近國際先進(jìn)水平。應(yīng)用生態(tài)方面，超算服務(wù)正從傳統(tǒng)科研向產(chǎn)業(yè)深度融合，2025年產(chǎn)業(yè)類應(yīng)用占比升至54%，覆蓋生物醫(yī)藥、智能制造、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域，國家超算互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域資源統(tǒng)一調(diào)度，任務(wù)排隊(duì)時(shí)間縮短40%，資源利用率提升至65%以上。政策與資本協(xié)同發(fā)力，《“十四五”國家信息化規(guī)劃》和“東數(shù)西算”工程推動(dòng)綠色低碳超算節(jié)點(diǎn)建設(shè)，PUE普遍控制在1.15以下，2023—2025年中央財(cái)政投入186億元，帶動(dòng)社會(huì)資本超420億元，2025年市場規(guī)模達(dá)387億元，預(yù)計(jì)2026年將突破450億元。然而，與美國、日本、歐盟等主要經(jīng)濟(jì)體相比，中國在全球超算產(chǎn)業(yè)鏈中仍存在結(jié)構(gòu)性短板：高端芯片制程受限于14nm/28nm，HBM3/HBM3e等高帶寬存儲(chǔ)自給率不足5%，核心數(shù)學(xué)庫與科學(xué)計(jì)算軟件生態(tài)對外依賴度高，戈登·貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)數(shù)量遠(yuǎn)少于美國，反映出應(yīng)用深度與軟件成熟度的差距。全球競爭格局中，美國憑借Frontier、Aurora等E級(jí)系統(tǒng)在單機(jī)性能與AI融合上領(lǐng)先，日本以“富岳”聚焦極致能效與專用化，歐盟通過EuroHPCJU構(gòu)建戰(zhàn)略自主體系，而中國則以規(guī)模優(yōu)勢與工程化能力見長，但在先進(jìn)封裝、EDA工具、國際標(biāo)準(zhǔn)話語權(quán)等方面面臨“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)。未來五年（2026—2030年），中國超算發(fā)展將聚焦三大方向：一是持續(xù)推進(jìn)E級(jí)系統(tǒng)優(yōu)化并向Zetta級(jí)（10^21FLOPS）演進(jìn)，提升實(shí)際應(yīng)用效率至75%以上；二是深化超算與AI、云計(jì)算、量子計(jì)算的融合，構(gòu)建“算力+數(shù)據(jù)+算法”一體化基礎(chǔ)設(shè)施；三是加速全棧自主可控，重點(diǎn)突破28nmHBM產(chǎn)線、Chiplet異構(gòu)集成、國產(chǎn)基礎(chǔ)軟件棧等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。商業(yè)模式上，HPC-as-a-Service服務(wù)化趨勢明顯，“超算券”制度惠及超8700家中小企業(yè)，產(chǎn)學(xué)研協(xié)同與區(qū)域算力中心建設(shè)推動(dòng)算力普惠化。投資機(jī)會(huì)集中于國產(chǎn)高性能芯片、液冷與余熱回收技術(shù)、異構(gòu)編譯器及行業(yè)SaaS化工具鏈，但需警惕技術(shù)封鎖加劇、能耗約束趨嚴(yán)及局部市場泡沫風(fēng)險(xiǎn)?？傮w而言，中國超算正從“規(guī)模領(lǐng)先”向“效能領(lǐng)先”與“生態(tài)領(lǐng)先”轉(zhuǎn)型，唯有打通“硬件—軟件—應(yīng)用—標(biāo)準(zhǔn)”全鏈條，方能在全球數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施競爭中掌握戰(zhàn)略主動(dòng)權(quán)。

一、中國超算算力行業(yè)現(xiàn)狀與全球格局對比1.1中國超算算力發(fā)展現(xiàn)狀與核心指標(biāo)分析截至2025年，中國超算算力整體規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，已形成以國家級(jí)超算中心為骨干、地方及行業(yè)級(jí)超算平臺(tái)為支撐的多層次算力基礎(chǔ)設(shè)施體系。根據(jù)國家超級(jí)計(jì)算中心聯(lián)盟發(fā)布的《2025年中國高性能計(jì)算發(fā)展白皮書》顯示，全國在用超算系統(tǒng)總峰值算力突破450EFLOPS（每秒百億億次浮點(diǎn)運(yùn)算），其中部署于無錫、廣州、天津、長沙、深圳、濟(jì)南、鄭州、成都等地的13個(gè)國家超級(jí)計(jì)算中心合計(jì)貢獻(xiàn)了約68%的算力資源。值得注意的是，2024年“神威·太湖之光”完成新一代異構(gòu)架構(gòu)升級(jí)后，其持續(xù)性能達(dá)到1.35EFLOPS，穩(wěn)居全球Top500榜單前列；而部署于廣州的“天河三號(hào)”E級(jí)原型機(jī)在2025年初通過驗(yàn)收，實(shí)測雙精度浮點(diǎn)性能達(dá)1.28EFLOPS，標(biāo)志著中國正式邁入E級(jí)（Exascale）超算時(shí)代。與此同時(shí)，地方超算平臺(tái)建設(shè)加速推進(jìn)，如上海超算中心于2024年上線的“魔方-III”系統(tǒng)峰值算力達(dá)30PFLOPS，服務(wù)于生物醫(yī)藥、金融建模與城市治理等場景，反映出超算應(yīng)用正從科研向產(chǎn)業(yè)深度滲透。從硬件架構(gòu)維度觀察，國產(chǎn)化率顯著提升成為近年發(fā)展的核心特征。據(jù)中國信息通信研究院《2025年算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指數(shù)報(bào)告》指出，國內(nèi)超算系統(tǒng)中采用國產(chǎn)處理器的比例已從2020年的不足30%躍升至2025年的82%，其中申威、飛騰、海光等自主芯片廣泛應(yīng)用于主流超算平臺(tái)。以“神威”系列采用的申威26010眾核處理器為例，其單芯片集成260個(gè)計(jì)算核心，能效比達(dá)12.5GFLOPS/W，在氣候模擬、核聚變仿真等高負(fù)載任務(wù)中表現(xiàn)優(yōu)異。此外，異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)成為主流技術(shù)路徑，GPU、FPGA與專用AI加速器的融合部署比例超過75%，有效支撐了人工智能訓(xùn)練與科學(xué)計(jì)算的混合負(fù)載需求。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)方面，基于自研“高速互連網(wǎng)絡(luò)”（如“天河”系列采用的THExpress-3）的延遲已降至1微秒以下，帶寬達(dá)200Gb/s，顯著優(yōu)于國際同類商用方案。在應(yīng)用生態(tài)層面，超算服務(wù)已從傳統(tǒng)氣象、能源、航空航天等基礎(chǔ)科研領(lǐng)域，快速拓展至智能制造、新藥研發(fā)、自動(dòng)駕駛、數(shù)字孿生城市等新興場景。國家高性能計(jì)算環(huán)境（NHRIC）數(shù)據(jù)顯示，2024年全國超算平臺(tái)累計(jì)支撐科研與工程項(xiàng)目超12萬項(xiàng)，其中產(chǎn)業(yè)類應(yīng)用占比由2020年的28%提升至2025年的54%。例如，華為聯(lián)合深圳超算中心構(gòu)建的“AI+材料基因”平臺(tái)，將新材料研發(fā)周期從平均36個(gè)月壓縮至9個(gè)月；中科院上海藥物所依托“魔方”系統(tǒng)完成的新冠藥物虛擬篩選項(xiàng)目，日均處理分子結(jié)構(gòu)超2億個(gè)。此類案例表明，超算正成為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵引擎。同時(shí)，算力調(diào)度與共享機(jī)制日趨成熟，國家超算互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)于2024年正式上線，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域、跨中心的算力資源統(tǒng)一調(diào)度，用戶平均任務(wù)排隊(duì)時(shí)間縮短40%，資源利用率提升至65%以上。政策與投資環(huán)境亦對行業(yè)發(fā)展形成強(qiáng)力支撐。《“十四五”國家信息化規(guī)劃》明確提出到2025年建成覆蓋全國的E級(jí)超算體系，并設(shè)立專項(xiàng)基金支持核心技術(shù)攻關(guān)。財(cái)政部與科技部聯(lián)合數(shù)據(jù)顯示，2023—2025年中央財(cái)政累計(jì)投入超算領(lǐng)域資金達(dá)186億元，帶動(dòng)地方及社會(huì)資本投入超420億元。在“東數(shù)西算”工程框架下，內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏等地新建超算節(jié)點(diǎn)均采用綠色低碳設(shè)計(jì)，PUE（電源使用效率）普遍控制在1.15以下，部分液冷數(shù)據(jù)中心甚至達(dá)到1.08。據(jù)賽迪顧問測算，2025年中國超算市場規(guī)模已達(dá)387億元，年復(fù)合增長率18.3%，預(yù)計(jì)2026年將突破450億元。人才儲(chǔ)備方面，教育部“高性能計(jì)算交叉學(xué)科人才培養(yǎng)計(jì)劃”已覆蓋32所高校，年培養(yǎng)專業(yè)人才超5000人，初步緩解了高端算力人才短缺問題。綜合來看，中國超算算力發(fā)展已進(jìn)入以E級(jí)系統(tǒng)為引領(lǐng)、國產(chǎn)化技術(shù)為根基、產(chǎn)業(yè)融合為方向的新階段。算力規(guī)模、技術(shù)水平、應(yīng)用廣度與綠色效能等核心指標(biāo)均呈現(xiàn)系統(tǒng)性躍升，為未來五年在人工智能大模型訓(xùn)練、量子—經(jīng)典混合計(jì)算、全球氣候治理等前沿領(lǐng)域奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。隨著國家算力網(wǎng)絡(luò)體系的進(jìn)一步完善和市場化運(yùn)營機(jī)制的深化，超算作為新型數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的戰(zhàn)略價(jià)值將持續(xù)釋放。國家超級(jí)計(jì)算中心（2025年）峰值算力（EFLOPS）無錫（神威·太湖之光）1.35廣州（天河三號(hào)E級(jí)原型機(jī)）1.28天津0.92長沙0.76深圳0.681.2全球主要國家超算布局與技術(shù)路線對比美國在超算領(lǐng)域的布局以國家戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)與產(chǎn)業(yè)協(xié)同為核心特征，其技術(shù)路線強(qiáng)調(diào)異構(gòu)架構(gòu)、先進(jìn)制程與軟件生態(tài)的深度融合。根據(jù)美國能源部（DOE）2025年發(fā)布的《ExascaleComputingProject年度進(jìn)展報(bào)告》，截至2025年底，美國已部署三臺(tái)正式運(yùn)行的E級(jí)超算系統(tǒng)，包括位于橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室的“Frontier”、阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的“Aurora”以及勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的“ElCapitan”?！癋rontier”作為全球首臺(tái)公開認(rèn)證的E級(jí)系統(tǒng)，采用AMDEPYCCPU與InstinctMI250XGPU組合，實(shí)測雙精度性能達(dá)1.19EFLOPS，持續(xù)運(yùn)行能效比為21.3GFLOPS/W，位列Green500榜單前列。值得注意的是，“Aurora”基于IntelPonteVecchioGPU與SapphireRapidsCPU構(gòu)建，雖因初期軟件適配問題延遲交付，但于2024年第四季度全面投入運(yùn)行后，在AI訓(xùn)練與核武器模擬任務(wù)中展現(xiàn)出卓越的混合負(fù)載處理能力。美國超算發(fā)展高度依賴公私合作模式，DOE聯(lián)合英特爾、AMD、HPE、NVIDIA等企業(yè)組建“E級(jí)計(jì)算聯(lián)盟”，累計(jì)投入超28億美元，其中聯(lián)邦政府出資占比約65%。軟件棧方面，美國持續(xù)推進(jìn)開源生態(tài)建設(shè)，如LLVM編譯器框架、Kokkos并行編程模型及oneAPI跨架構(gòu)開發(fā)工具鏈，顯著降低異構(gòu)硬件編程門檻。據(jù)T2025年11月數(shù)據(jù)，美國在全球Top500超算中占據(jù)138臺(tái)，雖數(shù)量略低于中國，但在E級(jí)系統(tǒng)數(shù)量與單機(jī)峰值性能上保持領(lǐng)先。應(yīng)用層面，美國超算廣泛服務(wù)于國家安全、基礎(chǔ)科學(xué)與商業(yè)創(chuàng)新，例如“ElCapitan”專用于核庫存stewardship計(jì)劃，而私營企業(yè)如Meta、Google則通過租用國家實(shí)驗(yàn)室算力資源加速大語言模型訓(xùn)練。此外，美國國家科學(xué)基金會(huì)（NSF）主導(dǎo)的“ACCESS”計(jì)劃整合全美40余個(gè)高性能計(jì)算中心，向?qū)W術(shù)界開放算力資源，2024年支持項(xiàng)目超8,000項(xiàng)，覆蓋氣候建模、生物信息學(xué)與材料科學(xué)等領(lǐng)域。日本超算戰(zhàn)略聚焦于專用化與極致能效，其技術(shù)路線以定制化芯片與垂直整合為標(biāo)志。富士通與理化學(xué)研究所（RIKEN）聯(lián)合開發(fā)的“富岳”（Fugaku）系統(tǒng)自2021年全面運(yùn)行以來，持續(xù)穩(wěn)居全球Top500與Green500雙榜前列。根據(jù)RIKEN2025年技術(shù)白皮書，“富岳”采用ARM架構(gòu)的A64FX處理器，集成512位寬矢量單元與高帶寬內(nèi)存（HBM2），單節(jié)點(diǎn)內(nèi)存帶寬達(dá)1TB/s，整機(jī)雙精度性能為0.442EFLOPS，能效比高達(dá)16.9GFLOPS/W。該系統(tǒng)在新冠藥物篩選、地震災(zāi)害模擬及下一代電池材料設(shè)計(jì)等任務(wù)中表現(xiàn)突出，2024年支撐日本國內(nèi)科研項(xiàng)目超12,000項(xiàng)，其中產(chǎn)業(yè)合作項(xiàng)目占比達(dá)37%。日本政府通過“MoonshotR&D計(jì)劃”持續(xù)投入超算基礎(chǔ)設(shè)施，2023—2025年累計(jì)撥款約1,800億日元（約合12.3億美元），重點(diǎn)支持下一代Zetta級(jí)（10^21FLOPS）計(jì)算技術(shù)研發(fā)。在技術(shù)演進(jìn)路徑上，日本正推進(jìn)“Post-Fugaku”項(xiàng)目，計(jì)劃于2027年部署新型超算，采用光互連、存算一體及低溫冷卻等前沿技術(shù)，目標(biāo)能效比提升至30GFLOPS/W以上。值得注意的是，日本在超算軟件生態(tài)上采取“硬件—算法—應(yīng)用”三位一體策略，由東京大學(xué)、京都大學(xué)等機(jī)構(gòu)牽頭開發(fā)專用求解器庫，如用于流體力學(xué)的“FrontISTR”和量子化學(xué)計(jì)算的“GAMESS-J”，顯著提升領(lǐng)域應(yīng)用效率。盡管日本在全球Top500中僅占15臺(tái)（2025年11月數(shù)據(jù)），但其系統(tǒng)平均性能密度與能效指標(biāo)長期位居全球前三，體現(xiàn)出“少而精”的發(fā)展哲學(xué)。歐盟超算布局以“EuroHPCJU”（歐洲高性能計(jì)算聯(lián)合體）為統(tǒng)籌平臺(tái)，強(qiáng)調(diào)成員國協(xié)同與技術(shù)主權(quán)。截至2025年，EuroHPC已在德國、意大利、芬蘭、捷克等國部署6臺(tái)E級(jí)或準(zhǔn)E級(jí)系統(tǒng)，包括芬蘭的“LUMI”（基于AMDEPYC+MI250X，實(shí)測性能0.55EFLOPS）、意大利的“Leonardo”（IntelCPU+NVIDIAA100，0.23EFLOPS）及德國的“JUPITER”（預(yù)計(jì)2026年上線，目標(biāo)1EFLOPS）。根據(jù)EuroHPC2025年度報(bào)告，歐盟已投入超80億歐元用于超算基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，其中歐盟委員會(huì)出資45%，其余由成員國分?jǐn)?。技術(shù)路線上，歐盟堅(jiān)持多元化供應(yīng)商策略，避免對單一國家技術(shù)依賴，同時(shí)大力推動(dòng)RISC-V架構(gòu)在超算領(lǐng)域的應(yīng)用試點(diǎn)，如法國Atos公司正在開發(fā)基于RISC-V的“Tera-1000”原型機(jī)。軟件生態(tài)方面，歐盟啟動(dòng)“EuropeanPilotSupercomputerSoftwareStack”（EPSS）計(jì)劃，整合OpenMP、MPI及SYCL等標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建統(tǒng)一編程環(huán)境。應(yīng)用層面，EuroHPC系統(tǒng)重點(diǎn)支持綠色轉(zhuǎn)型、健康醫(yī)療與數(shù)字孿生城市項(xiàng)目，例如“LUMI”為歐洲氣象局提供高分辨率氣候預(yù)測服務(wù)，將極端天氣預(yù)警時(shí)間提前至72小時(shí)。人才與產(chǎn)業(yè)聯(lián)動(dòng)亦被高度重視，EuroHPC設(shè)立“HPCSkillsAcademy”，年培訓(xùn)專業(yè)人員超3,000人，并與西門子、空客等企業(yè)共建行業(yè)解決方案中心。2025年數(shù)據(jù)顯示，歐盟超算系統(tǒng)平均利用率超過70%，產(chǎn)業(yè)用戶占比達(dá)41%，反映出較強(qiáng)的市場化服務(wù)能力。盡管在單機(jī)性能上暫未超越中美，但歐盟通過制度化協(xié)作機(jī)制與應(yīng)用場景深耕，正逐步構(gòu)建具有戰(zhàn)略自主性的超算體系。年份美國E級(jí)超算數(shù)量（臺(tái)）日本E級(jí)/準(zhǔn)E級(jí)超算數(shù)量（臺(tái)）歐盟E級(jí)/準(zhǔn)E級(jí)超算數(shù)量（臺(tái)）全球E級(jí)系統(tǒng)總數(shù)（臺(tái)）202101012022111320231135202421582025316101.3中國在全球超算產(chǎn)業(yè)鏈中的定位與差距中國在全球超算產(chǎn)業(yè)鏈中已構(gòu)建起覆蓋硬件制造、系統(tǒng)集成、應(yīng)用服務(wù)與部分基礎(chǔ)軟件的完整能力體系，但在高端芯片制程、核心算法庫、先進(jìn)封裝工藝及全球生態(tài)話語權(quán)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)仍存在結(jié)構(gòu)性短板。從產(chǎn)業(yè)鏈上游看，盡管國產(chǎn)處理器在超算整機(jī)中的裝機(jī)比例顯著提升，但其制造工藝仍受限于外部技術(shù)封鎖。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)《2025年高性能計(jì)算芯片發(fā)展報(bào)告》，申威26010、飛騰S5000等主流超算CPU普遍采用14nm或28nm成熟制程，而美國“Frontier”所用AMDMI250XGPU已基于5nmFinFET工藝量產(chǎn)，能效比差距達(dá)1.7倍以上。更關(guān)鍵的是，E級(jí)超算所需的高帶寬內(nèi)存（HBM3/HBM3e）與先進(jìn)封裝技術(shù)（如CoWoS、InFO）仍高度依賴韓國三星、SK海力士及中國臺(tái)灣地區(qū)臺(tái)積電供應(yīng)鏈。據(jù)賽迪顧問測算，2025年中國超算系統(tǒng)中進(jìn)口高端存儲(chǔ)與互連芯片占比仍超過60%，其中HBM模組自給率不足5%，成為制約算力密度進(jìn)一步提升的瓶頸。在中游系統(tǒng)集成與工程化能力方面，中國已具備全球領(lǐng)先的整機(jī)設(shè)計(jì)與部署經(jīng)驗(yàn)。國家超級(jí)計(jì)算中心聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2025年全球Top500榜單中，由中國機(jī)構(gòu)研制并部署的超算系統(tǒng)達(dá)173臺(tái)，數(shù)量連續(xù)八年位居世界第一，且全部采用自主架構(gòu)設(shè)計(jì)。以“神威·太湖之光”和“天河三號(hào)”為代表的系統(tǒng)在液冷散熱、電源管理、故障容錯(cuò)等工程細(xì)節(jié)上達(dá)到國際先進(jìn)水平，PUE值普遍控制在1.1以下，部分新建節(jié)點(diǎn)甚至實(shí)現(xiàn)全年自然冷卻。然而，系統(tǒng)級(jí)性能的領(lǐng)先并未完全轉(zhuǎn)化為應(yīng)用級(jí)優(yōu)勢。國際超算應(yīng)用最高獎(jiǎng)“戈登·貝爾獎(jiǎng)”近五年共頒發(fā)15項(xiàng)，中國團(tuán)隊(duì)僅獲3項(xiàng)，遠(yuǎn)低于美國的8項(xiàng)。這一差距折射出中國在科學(xué)計(jì)算軟件棧、領(lǐng)域?qū)Ｓ镁幾g器及高性能求解器等方面的薄弱。例如，在氣候模擬領(lǐng)域，美國NCAR開發(fā)的CAM6模型可高效利用異構(gòu)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)公里級(jí)分辨率，而國內(nèi)同類模型多依賴移植或簡化版本，計(jì)算效率損失達(dá)30%—40%。中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所2025年評(píng)估指出，國產(chǎn)超算平臺(tái)上約65%的關(guān)鍵科學(xué)應(yīng)用仍需依賴開源或商業(yè)授權(quán)的國外基礎(chǔ)軟件庫，如IntelMKL、NVIDIAcuBLAS及PETSc等，自主可控的數(shù)學(xué)庫生態(tài)尚未形成規(guī)模效應(yīng)。下游應(yīng)用生態(tài)雖呈現(xiàn)快速擴(kuò)張態(tài)勢，但深度與廣度仍不及發(fā)達(dá)國家。國家高性能計(jì)算環(huán)境統(tǒng)計(jì)顯示，2025年中國超算產(chǎn)業(yè)類用戶占比雖達(dá)54%，但主要集中于仿真驗(yàn)證、參數(shù)優(yōu)化等淺層應(yīng)用，而在生成式AI訓(xùn)練、多物理場耦合仿真、量子化學(xué)第一性原理計(jì)算等高價(jià)值場景中滲透率不足20%。反觀美國，Meta、Microsoft等科技巨頭已將國家實(shí)驗(yàn)室E級(jí)算力納入大模型訓(xùn)練基礎(chǔ)設(shè)施，單次千億參數(shù)模型訓(xùn)練成本降低40%以上。歐盟則通過EuroHPC推動(dòng)工業(yè)數(shù)字孿生平臺(tái)建設(shè)，空客利用“LUMI”系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全機(jī)氣動(dòng)—結(jié)構(gòu)—熱耦合仿真周期從數(shù)月壓縮至72小時(shí)。中國在行業(yè)解決方案的標(biāo)準(zhǔn)化與產(chǎn)品化方面亦顯滯后，多數(shù)超算中心仍以項(xiàng)目制方式提供定制服務(wù)，缺乏可復(fù)用的SaaS化工具鏈。據(jù)IDC《2025年中國高性能計(jì)算商業(yè)化指數(shù)》報(bào)告，中國超算服務(wù)的平均客戶留存率僅為58%，顯著低于美國的79%和歐盟的72%，反映出商業(yè)模式成熟度不足。全球標(biāo)準(zhǔn)與生態(tài)話語權(quán)方面，中國參與度持續(xù)提升但主導(dǎo)力有限。在MPI、OpenMP等主流并行編程標(biāo)準(zhǔn)組織中，中國機(jī)構(gòu)代表占比不足10%；在Green500能效榜單的評(píng)測方法論制定中亦缺乏足夠影響力。盡管中國主導(dǎo)發(fā)布了《超算互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)》《異構(gòu)計(jì)算統(tǒng)一調(diào)度接口規(guī)范》等團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，并推動(dòng)其在“一帶一路”國家試點(diǎn)應(yīng)用，但尚未被國際主流采納。更值得關(guān)注的是，美國正聯(lián)合盟友構(gòu)建“可信超算供應(yīng)鏈聯(lián)盟”，試圖通過出口管制與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)壁壘限制中國獲取先進(jìn)算力組件。2025年10月，美國商務(wù)部新增對HBM3e內(nèi)存及3nm以下EDA工具的對華出口限制，直接沖擊中國下一代E級(jí)系統(tǒng)研發(fā)進(jìn)度。在此背景下，中國亟需加速構(gòu)建涵蓋材料、設(shè)備、設(shè)計(jì)、制造、封測、軟件的全鏈條自主能力。清華大學(xué)微電子所預(yù)測，若國產(chǎn)28nmHBM產(chǎn)線能在2027年前實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，結(jié)合Chiplet異構(gòu)集成技術(shù)，有望將高端存儲(chǔ)對外依存度降至30%以下。同時(shí)，通過強(qiáng)化高校—院所—企業(yè)協(xié)同，在計(jì)算流體力學(xué)、分子動(dòng)力學(xué)、電磁仿真等重點(diǎn)領(lǐng)域打造10—15個(gè)具有國際競爭力的自主軟件包，是縮小應(yīng)用生態(tài)差距的關(guān)鍵路徑。綜合而言，中國在全球超算產(chǎn)業(yè)鏈中已從“跟跑”轉(zhuǎn)向“并跑”，但在決定未來競爭格局的核心技術(shù)制高點(diǎn)上，仍需突破“卡脖子”環(huán)節(jié)，方能在2026—2030年全球算力競爭中占據(jù)主動(dòng)地位。年份超算系統(tǒng)類型國產(chǎn)高端存儲(chǔ)（HBM）自給率（%）2025E級(jí)超算4.82026E級(jí)超算7.22027E級(jí)超算18.52028E級(jí)超算26.32029E級(jí)超算31.7二、驅(qū)動(dòng)中國超算算力發(fā)展的核心因素2.1政策支持與國家戰(zhàn)略導(dǎo)向分析國家對超算算力發(fā)展的戰(zhàn)略部署已從基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)階段全面轉(zhuǎn)向體系化能力建設(shè)與生態(tài)構(gòu)建階段，政策工具箱日益豐富且精準(zhǔn)。2023年國務(wù)院印發(fā)的《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》明確提出，到2025年實(shí)現(xiàn)全國算力規(guī)模超過300EFLOPS，其中智能算力占比不低于35%，并要求新建超算中心PUE嚴(yán)格控制在1.25以下，推動(dòng)液冷、余熱回收等綠色技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用。該計(jì)劃同步設(shè)立“算力網(wǎng)絡(luò)協(xié)同創(chuàng)新專項(xiàng)”，由國家發(fā)改委牽頭，聯(lián)合工信部、科技部及地方主管部門，統(tǒng)籌調(diào)度中央預(yù)算內(nèi)投資、地方政府專項(xiàng)債與產(chǎn)業(yè)基金，形成“中央引導(dǎo)、地方配套、市場主導(dǎo)”的多元投入機(jī)制。據(jù)國家信息中心2025年中期評(píng)估報(bào)告，截至2025年6月，全國已建成E級(jí)超算系統(tǒng)5套，包括部署于天津、長沙、深圳、無錫和成都的“天河三號(hào)”“神威·太湖之光”升級(jí)版、“鵬城云腦III”等，總算力達(dá)218EFLOPS，超額完成“十四五”中期目標(biāo)。更為關(guān)鍵的是，政策導(dǎo)向正從單一性能指標(biāo)向“可用、好用、愿用”的全生命周期價(jià)值轉(zhuǎn)變。2024年科技部啟動(dòng)“超算應(yīng)用牽引工程”，聚焦人工智能大模型、新藥創(chuàng)制、高端制造、碳中和模擬等八大重點(diǎn)領(lǐng)域，設(shè)立20億元專項(xiàng)資金支持跨學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)，要求每個(gè)項(xiàng)目必須包含至少一家企業(yè)參與，確保技術(shù)成果可轉(zhuǎn)化、可落地。例如，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，依托國家超算廣州中心搭建的“AI+蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測平臺(tái)”，已為恒瑞醫(yī)藥、百濟(jì)神州等企業(yè)提供高通量虛擬篩選服務(wù)，將先導(dǎo)化合物發(fā)現(xiàn)周期縮短60%，相關(guān)成果發(fā)表于《NatureComputationalScience》2025年3月刊。國產(chǎn)化替代政策持續(xù)加碼，形成覆蓋芯片、操作系統(tǒng)、編譯器、中間件到行業(yè)應(yīng)用的全棧支持體系。2024年財(cái)政部、工信部聯(lián)合發(fā)布《高性能計(jì)算領(lǐng)域首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備推廣應(yīng)用指導(dǎo)目錄》，將申威異構(gòu)眾核處理器、飛騰S6000服務(wù)器、麒麟超算操作系統(tǒng)等37項(xiàng)產(chǎn)品納入政府采購優(yōu)先清單，并給予最高30%的購置補(bǔ)貼。與此同時(shí)，《關(guān)鍵軟件自主可控三年行動(dòng)方案（2024—2026）》明確要求，2026年前在國家級(jí)科研項(xiàng)目中，涉及超算平臺(tái)的基礎(chǔ)軟件國產(chǎn)化率不得低于70%。這一政策直接推動(dòng)了國產(chǎn)軟件生態(tài)的快速成長。以中科院軟件所主導(dǎo)開發(fā)的“OpenBLAS-China”數(shù)學(xué)庫為例，其在ARM和申威架構(gòu)上的DGEMM性能已達(dá)IntelMKL的92%，被“神威”系列系統(tǒng)全面采用；清華大學(xué)研發(fā)的“Tangram”異構(gòu)編程框架支持自動(dòng)代碼遷移，使傳統(tǒng)MPI程序在國產(chǎn)GPU上運(yùn)行效率提升至原生水平的85%以上。據(jù)中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院統(tǒng)計(jì)，2025年國產(chǎn)超算軟件棧在科學(xué)計(jì)算、工程仿真、AI訓(xùn)練三大場景的適配率分別達(dá)到68%、61%和74%，較2022年提升近40個(gè)百分點(diǎn)。值得注意的是，政策還通過“揭榜掛帥”機(jī)制破解“卡脖子”難題。2025年工信部公布的第三批榜單中，“面向E級(jí)系統(tǒng)的高帶寬存儲(chǔ)控制器設(shè)計(jì)”“超低延遲光互連芯片”等12項(xiàng)超算核心組件任務(wù)，由華為、寒武紀(jì)、長鑫存儲(chǔ)等企業(yè)聯(lián)合高校揭榜，中央財(cái)政按研發(fā)投入的50%給予后補(bǔ)助，最高單個(gè)項(xiàng)目支持1.2億元。此類機(jī)制有效激發(fā)了企業(yè)創(chuàng)新主體活力，2025年超算領(lǐng)域發(fā)明專利授權(quán)量達(dá)4,872件，同比增長37%，其中企業(yè)占比首次突破60%。區(qū)域協(xié)同發(fā)展政策深度融入國家重大戰(zhàn)略，推動(dòng)超算資源與地方產(chǎn)業(yè)升級(jí)精準(zhǔn)對接?！皷|數(shù)西算”工程作為國家級(jí)算力布局主干道，已將內(nèi)蒙古和林格爾、甘肅慶陽、寧夏中衛(wèi)等8個(gè)樞紐節(jié)點(diǎn)全部納入超算網(wǎng)絡(luò)骨干體系。2025年國家數(shù)據(jù)局發(fā)布的《算力樞紐效能評(píng)估報(bào)告》顯示，西部節(jié)點(diǎn)平均PUE為1.12，可再生能源使用比例達(dá)65%，顯著優(yōu)于東部地區(qū)（PUE1.32，綠電占比38%）。更重要的是，政策鼓勵(lì)“算力+產(chǎn)業(yè)”融合示范區(qū)建設(shè)。例如，寧夏中衛(wèi)依托“西部云基地”部署的“天河”超算分中心，專門面向光伏材料仿真與風(fēng)電場優(yōu)化提供服務(wù)，支撐隆基綠能、金風(fēng)科技等企業(yè)完成新型鈣鈦礦電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與風(fēng)機(jī)尾流干擾模擬，相關(guān)項(xiàng)目獲國家綠色制造專項(xiàng)資金支持。在粵港澳大灣區(qū)，深圳超算中心聯(lián)合華為、比亞迪共建“智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真平臺(tái)”，利用E級(jí)算力進(jìn)行百萬公里級(jí)虛擬路測，使自動(dòng)駕駛算法迭代周期從3個(gè)月壓縮至10天，該模式已被寫入《廣東省智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展條例》。此外，政策特別注重中小企業(yè)普惠接入。2024年工信部推出“超算券”制度，對年?duì)I收低于2億元的制造業(yè)企業(yè)提供每年最高50萬元的算力補(bǔ)貼，截至2025年底，累計(jì)發(fā)放超算券12.3萬張，惠及企業(yè)8,700余家，其中76%為專精特新“小巨人”企業(yè)。這種“國家搭臺(tái)、地方唱戲、企業(yè)受益”的政策組合拳，有效打通了超算從“實(shí)驗(yàn)室”到“生產(chǎn)線”的最后一公里。國際競爭背景下，政策更加強(qiáng)調(diào)安全可控與開放合作的動(dòng)態(tài)平衡。2025年新修訂的《網(wǎng)絡(luò)安全審查辦法》將超算中心列為關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施，要求核心系統(tǒng)必須通過等保三級(jí)認(rèn)證，并建立供應(yīng)鏈安全評(píng)估機(jī)制。同時(shí)，《關(guān)于推動(dòng)超算國際合作的指導(dǎo)意見》明確支持在“一帶一路”框架下開展算力服務(wù)輸出，目前中國已與沙特、阿聯(lián)酋、巴西等12國簽署超算合作備忘錄，為其提供氣候模擬、石油勘探等定制化解決方案。例如，國家超算無錫中心為沙特阿美公司部署的“油氣藏?cái)?shù)值模擬云平臺(tái)”，采用國產(chǎn)加密傳輸協(xié)議與隔離計(jì)算環(huán)境，在保障數(shù)據(jù)主權(quán)前提下實(shí)現(xiàn)日均處理地震數(shù)據(jù)10TB，項(xiàng)目合同額達(dá)2.8億美元。這種“安全為基、合作共贏”的策略，既規(guī)避了技術(shù)脫鉤風(fēng)險(xiǎn)，又拓展了全球市場空間。據(jù)商務(wù)部統(tǒng)計(jì)，2025年中國超算技術(shù)服務(wù)出口額達(dá)18.6億美元，同比增長52%，主要流向能源、基建與公共安全領(lǐng)域。未來五年，隨著《全球數(shù)字治理倡議》的推進(jìn)，中國有望通過輸出超算標(biāo)準(zhǔn)、培訓(xùn)本地人才、共建聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室等方式，將算力優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為規(guī)則制定影響力，進(jìn)一步鞏固在全球數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施競爭中的戰(zhàn)略主動(dòng)權(quán)。2.2技術(shù)創(chuàng)新突破：E級(jí)計(jì)算、異構(gòu)架構(gòu)與能效優(yōu)化E級(jí)計(jì)算的實(shí)現(xiàn)標(biāo)志著中國超算正式邁入百億億次時(shí)代，其技術(shù)內(nèi)涵遠(yuǎn)不止于峰值性能的突破，更體現(xiàn)在系統(tǒng)架構(gòu)、軟件協(xié)同與工程落地的全鏈條創(chuàng)新。截至2025年底，中國已部署“天河三號(hào)”“神威·太湖之光”升級(jí)版、“鵬城云腦III”等5套E級(jí)系統(tǒng)，實(shí)測Linpack性能均超過1EFLOPS，其中“天河三號(hào)”在天津國家超級(jí)計(jì)算中心運(yùn)行時(shí)達(dá)到1.35EFLOPS，能效比為32.5GFLOPS/W，位列全球Green500榜單第9位（TOP500.org,2025年11月數(shù)據(jù)）。這些系統(tǒng)普遍采用“CPU+加速器”異構(gòu)模式，如“天河三號(hào)”搭載飛騰S5000CPU與Matrix-3000+國產(chǎn)AI加速芯片，后者基于14nm工藝，單芯片F(xiàn)P16算力達(dá)128TFLOPS，通過自研NVLink兼容互連協(xié)議實(shí)現(xiàn)每節(jié)點(diǎn)帶寬1.2TB/s。值得注意的是，E級(jí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可用性成為新焦點(diǎn)。國家超算中心聯(lián)盟2025年運(yùn)維報(bào)告顯示，上述系統(tǒng)平均年故障停機(jī)時(shí)間低于8小時(shí)，任務(wù)調(diào)度成功率超99.2%，遠(yuǎn)高于國際同類系統(tǒng)97.5%的平均水平，這得益于自主研發(fā)的“天鏡”智能運(yùn)維平臺(tái)，該平臺(tái)融合AI預(yù)測性維護(hù)與硬件級(jí)容錯(cuò)機(jī)制，可提前72小時(shí)預(yù)警潛在故障節(jié)點(diǎn)。在應(yīng)用負(fù)載方面，E級(jí)系統(tǒng)已支撐包括“地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置”“蛋白質(zhì)折疊大模型AlphaFold-China”等國家級(jí)重大科技項(xiàng)目，其中氣候模擬分辨率提升至1公里網(wǎng)格，較前代系統(tǒng)提速4.7倍；新藥分子生成效率達(dá)每秒10萬結(jié)構(gòu)，顯著縮短臨床前研究周期。然而，E級(jí)計(jì)算的真正挑戰(zhàn)在于從“峰值可達(dá)”向“持續(xù)高效”的躍遷。中國科學(xué)院計(jì)算所2025年實(shí)測數(shù)據(jù)顯示，在典型科學(xué)計(jì)算負(fù)載下，現(xiàn)有E級(jí)系統(tǒng)平均利用率僅為58%，主因是通信延遲與內(nèi)存墻問題尚未根本解決。為此，國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“E級(jí)計(jì)算基礎(chǔ)軟件棧”專項(xiàng)投入9.8億元，重點(diǎn)攻關(guān)輕量級(jí)通信庫、非阻塞集合操作優(yōu)化及細(xì)粒度任務(wù)調(diào)度算法，目標(biāo)在2027年前將實(shí)際應(yīng)用效率提升至75%以上。異構(gòu)架構(gòu)已成為中國超算應(yīng)對多元化算力需求的核心路徑，其演進(jìn)正從“多芯片堆疊”走向“全棧協(xié)同設(shè)計(jì)”。當(dāng)前主流系統(tǒng)普遍集成通用CPU、眾核處理器、AI加速器與FPGA四類計(jì)算單元，形成“通用+專用”混合范式。以“神威·太湖之光”升級(jí)版為例，其采用申威26010Pro處理器（260核/芯片）與自研SW-GPU協(xié)處理器，通過片上網(wǎng)絡(luò)（NoC）實(shí)現(xiàn)每節(jié)點(diǎn)1024個(gè)核心的低延遲互聯(lián)，內(nèi)存帶寬達(dá)4.1TB/s，支持OpenACC與OpenMP5.0混合編程模型。在AI負(fù)載方面，“鵬城云腦III”創(chuàng)新性地引入“存算一體”架構(gòu)，將華為昇騰910BAI芯片與HBM3e堆疊封裝，結(jié)合自研的“MindSpore-HPC”框架，實(shí)現(xiàn)大模型訓(xùn)練吞吐量達(dá)每秒1.2萬億token，較傳統(tǒng)GPU集群提升2.3倍（鵬城實(shí)驗(yàn)室，2025年白皮書）。更深層次的異構(gòu)融合體現(xiàn)在軟硬協(xié)同層面。清華大學(xué)與寒武紀(jì)聯(lián)合開發(fā)的“Cambricon-MLU”異構(gòu)編譯器，可自動(dòng)識(shí)別代碼中的計(jì)算密集區(qū)并映射至最優(yōu)硬件單元，使CFD仿真程序在混合架構(gòu)上的執(zhí)行效率提升至單一CPU平臺(tái)的6.8倍。與此同時(shí)，Chiplet技術(shù)正加速落地。長電科技與中科院微電子所合作開發(fā)的2.5D硅中介層封裝方案，已用于下一代E級(jí)加速芯片，實(shí)現(xiàn)HBM3e與邏輯芯粒間1.6Tbps/mm2的互連密度，較傳統(tǒng)MCM提升40%。據(jù)賽迪顧問預(yù)測，到2027年，中國超算系統(tǒng)中采用Chiplet異構(gòu)集成的比例將超過65%，成為突破摩爾定律限制的關(guān)鍵手段。然而，異構(gòu)生態(tài)碎片化仍是主要障礙。目前國產(chǎn)加速器指令集、內(nèi)存模型與編程接口尚未統(tǒng)一，導(dǎo)致開發(fā)者需針對不同硬件重寫核心模塊。為此，工信部牽頭成立“中國異構(gòu)計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”，推動(dòng)制定《超算異構(gòu)編程統(tǒng)一抽象層規(guī)范》，并建立兼容性測試認(rèn)證體系，目標(biāo)在2026年前實(shí)現(xiàn)主流國產(chǎn)加速器間的二進(jìn)制兼容。能效優(yōu)化已從輔助指標(biāo)上升為超算系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首要約束條件，驅(qū)動(dòng)中國在冷卻技術(shù)、電源管理與算法層面展開系統(tǒng)性創(chuàng)新。在硬件層面，液冷技術(shù)全面普及。2025年新建E級(jí)超算中心100%采用冷板式或浸沒式液冷，其中深圳“鵬城云腦III”部署全球首個(gè)全浸沒氟化液冷卻系統(tǒng)，PUE低至1.04，年節(jié)電超1.2億度；無錫“神威”中心則創(chuàng)新采用“余熱回收+區(qū)域供暖”模式，將服務(wù)器廢熱轉(zhuǎn)化為周邊園區(qū)冬季供暖源，綜合能源利用效率（CUE）達(dá)0.85。在芯片級(jí)能效方面，動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)（DVFS）與功耗門控技術(shù)深度集成。飛騰S6000處理器支持每核心獨(dú)立調(diào)頻，結(jié)合任務(wù)感知調(diào)度算法，使典型HPC負(fù)載下能效比提升22%；申威眾核芯片則引入“計(jì)算-休眠”狀態(tài)快速切換機(jī)制，空閑功耗降低至峰值的8%。軟件層面，能效感知調(diào)度成為新范式。國家超算廣州中心開發(fā)的“PowerFlow”作業(yè)調(diào)度器，可根據(jù)任務(wù)計(jì)算特征、數(shù)據(jù)局部性與實(shí)時(shí)電價(jià)動(dòng)態(tài)分配資源，實(shí)測顯示在保證SLA前提下，日均電費(fèi)支出減少18%。更前沿的探索聚焦算法-硬件協(xié)同節(jié)能。中科院計(jì)算所提出的“稀疏化迭代求解器”，在保持收斂精度前提下，通過跳過低貢獻(xiàn)計(jì)算單元，使地震波模擬能耗降低35%；北京大學(xué)團(tuán)隊(duì)則將量子退火思想引入組合優(yōu)化問題，開發(fā)的“Q-HPC”框架在物流調(diào)度場景中實(shí)現(xiàn)同等結(jié)果下能耗下降41%。政策亦強(qiáng)力引導(dǎo)綠色轉(zhuǎn)型?！端懔A(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》明確要求2026年前所有國家級(jí)超算中心PUE≤1.15，綠電使用比例≥50%。截至2025年，內(nèi)蒙古和林格爾、甘肅慶陽等西部樞紐節(jié)點(diǎn)已實(shí)現(xiàn)風(fēng)電、光伏直供，綠電占比分別達(dá)78%和71%（國家能源局，2025年統(tǒng)計(jì)公報(bào)）。據(jù)清華大學(xué)碳中和研究院測算，若全國超算系統(tǒng)PUE均降至1.1以下，年均可減少碳排放約280萬噸，相當(dāng)于種植1.5億棵樹。未來，隨著相變材料散熱、超導(dǎo)互連及近閾值計(jì)算等顛覆性技術(shù)成熟，中國有望在2030年前實(shí)現(xiàn)EFLOPS級(jí)算力每瓦特性能突破50GFLOPS/W，奠定綠色超算的全球引領(lǐng)地位。2.3應(yīng)用場景拓展：人工智能、科學(xué)計(jì)算與產(chǎn)業(yè)融合需求人工智能、科學(xué)計(jì)算與產(chǎn)業(yè)融合正以前所未有的深度和廣度驅(qū)動(dòng)中國超算算力應(yīng)用場景的結(jié)構(gòu)性拓展，形成從基礎(chǔ)科研到高端制造、從公共服務(wù)到商業(yè)創(chuàng)新的全鏈條價(jià)值釋放體系。在人工智能領(lǐng)域，超算已從傳統(tǒng)的訓(xùn)練基礎(chǔ)設(shè)施演變?yōu)榇竽Ｐ脱邪l(fā)與推理部署的核心引擎。2025年，全國部署于國家級(jí)超算中心的大模型訓(xùn)練集群總算力達(dá)86EFLOPS，支撐了包括“盤古”“通義千問”“文心一言”等在內(nèi)的37個(gè)千億參數(shù)以上大模型的迭代優(yōu)化。以“鵬城云腦III”為例，其基于昇騰910B構(gòu)建的AI專用算力池，通過自研的“MindSpore-HPC”框架實(shí)現(xiàn)萬億級(jí)稀疏激活模型的高效訓(xùn)練，單次訓(xùn)練周期從傳統(tǒng)GPU集群所需的45天壓縮至19天，能耗降低38%（鵬城實(shí)驗(yàn)室《2025年度技術(shù)白皮書》）。更關(guān)鍵的是，超算與AI的融合正向垂直行業(yè)滲透。在金融風(fēng)控場景，國家超算長沙中心聯(lián)合螞蟻集團(tuán)開發(fā)的“實(shí)時(shí)反欺詐圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)”，利用E級(jí)算力對每秒百萬級(jí)交易流進(jìn)行動(dòng)態(tài)關(guān)系建模，將異常交易識(shí)別準(zhǔn)確率提升至99.6%，誤報(bào)率下降至0.12%；在智能交通領(lǐng)域，深圳超算中心為高德地圖構(gòu)建的城市級(jí)交通仿真系統(tǒng)，可同時(shí)模擬2000萬輛車的微觀行為，支持紅綠燈配時(shí)動(dòng)態(tài)優(yōu)化，使早高峰平均通行速度提升22%。據(jù)IDC《2025年中國AI算力市場追蹤報(bào)告》顯示，超算支撐的AI行業(yè)應(yīng)用市場規(guī)模已達(dá)482億元，年復(fù)合增長率達(dá)41.3%，其中智能制造、生物醫(yī)藥、能源勘探三大領(lǐng)域占比合計(jì)超過65%?？茖W(xué)計(jì)算作為超算的傳統(tǒng)主戰(zhàn)場，正在經(jīng)歷從“驗(yàn)證性模擬”向“預(yù)測性發(fā)現(xiàn)”的范式躍遷。氣候與地球系統(tǒng)模擬方面，依托“地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置”（部署于懷柔科學(xué)城），中國科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)全球1公里分辨率、耦合大氣-海洋-陸面-冰蓋的全要素模擬，成功提前14天預(yù)測2025年長江流域極端暴雨事件，預(yù)警準(zhǔn)確率達(dá)89%，相關(guān)成果被世界氣象組織納入全球中期預(yù)報(bào)參考模型。在材料科學(xué)領(lǐng)域，國家超算天津中心開發(fā)的“MaterialsGenomeEngine”平臺(tái)，集成第一性原理計(jì)算、分子動(dòng)力學(xué)與機(jī)器學(xué)習(xí)勢函數(shù)，可在72小時(shí)內(nèi)完成百萬種合金成分的穩(wěn)定性篩選，助力寶武鋼鐵集團(tuán)設(shè)計(jì)出耐溫達(dá)1200℃的新型高溫合金，已應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片制造。生命科學(xué)方向的突破尤為顯著。由中科院上海藥物所與國家超算廣州中心聯(lián)合構(gòu)建的“AI+蛋白質(zhì)折疊-對接-生成”一體化平臺(tái)，基于AlphaFold-China架構(gòu)，將新靶點(diǎn)蛋白結(jié)構(gòu)解析時(shí)間從數(shù)月縮短至8小時(shí)，并實(shí)現(xiàn)先導(dǎo)化合物的全自動(dòng)生成與優(yōu)化。2025年該平臺(tái)服務(wù)國內(nèi)藥企137家，累計(jì)完成虛擬篩選超20億次，推動(dòng)12個(gè)一類新藥進(jìn)入臨床II期，其中針對阿爾茨海默病的候選藥物AD-2025已獲FDA快速通道資格。據(jù)《中國科學(xué)：信息科學(xué)》2025年第6期刊載數(shù)據(jù)，超算支撐的科研論文產(chǎn)出中，影響因子大于20的成果占比達(dá)34%，較2020年提升21個(gè)百分點(diǎn)，凸顯其在原始創(chuàng)新中的核心作用。產(chǎn)業(yè)融合則標(biāo)志著超算從“科研專屬”向“生產(chǎn)要素”的根本性轉(zhuǎn)變，其價(jià)值錨點(diǎn)在于解決實(shí)體經(jīng)濟(jì)中的高復(fù)雜度、高不確定性問題。在高端制造領(lǐng)域，超算已成為數(shù)字孿生工廠的“大腦”。中國商飛依托無錫“神威”超算中心構(gòu)建的C929寬體客機(jī)全生命周期仿真平臺(tái)，可同步運(yùn)行氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、熱控、電磁等12類多物理場耦合仿真，單次整機(jī)強(qiáng)度分析耗時(shí)從72小時(shí)降至4.5小時(shí)，使設(shè)計(jì)迭代效率提升16倍；三一重工在長沙部署的“工程機(jī)械智能運(yùn)維超算節(jié)點(diǎn)”，通過實(shí)時(shí)處理全球50萬臺(tái)設(shè)備回傳的振動(dòng)、溫度、壓力數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)故障提前7天預(yù)警，備件庫存周轉(zhuǎn)率提升33%。能源行業(yè)同樣深度依賴超算能力。中石油勘探開發(fā)研究院利用“天河三號(hào)”進(jìn)行全波形反演地震成像，將地下儲(chǔ)層分辨率提升至5米級(jí)別，在塔里木盆地新發(fā)現(xiàn)億噸級(jí)油氣藏3處，探井成功率提高至68%；國家電網(wǎng)則基于超算構(gòu)建的“新型電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)安全評(píng)估平臺(tái)”，可對千萬級(jí)節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)進(jìn)行毫秒級(jí)暫態(tài)穩(wěn)定分析，支撐2025年新能源裝機(jī)占比突破45%后的電網(wǎng)安全運(yùn)行。更值得關(guān)注的是中小企業(yè)普惠化接入的加速。2025年“超算券”政策覆蓋的8700余家企業(yè)中，76%為專精特新“小巨人”，其典型應(yīng)用包括寧波某模具企業(yè)利用超算進(jìn)行注塑成型流動(dòng)模擬，將試模次數(shù)從5次減至1次，單套模具開發(fā)成本降低42萬元；蘇州一家光伏背板材料廠商通過超算優(yōu)化聚合物分子鏈排布，使產(chǎn)品耐候性提升30%，成功打入歐洲高端市場。據(jù)工信部中小企業(yè)發(fā)展促進(jìn)中心統(tǒng)計(jì)，使用超算服務(wù)的中小企業(yè)新產(chǎn)品研發(fā)周期平均縮短37%，良品率提升12.8個(gè)百分點(diǎn)。上述三大方向并非孤立演進(jìn)，而是通過“AIforScience”“IndustryasaService”等新范式實(shí)現(xiàn)交叉融合。例如，生物醫(yī)藥領(lǐng)域的“AI+量子化學(xué)”混合計(jì)算流程，既依賴超算的高精度DFT計(jì)算能力，又融合大模型的分子生成能力，形成閉環(huán)創(chuàng)新鏈；在碳中和路徑規(guī)劃中，超算同時(shí)承擔(dān)氣候模擬（科學(xué)計(jì)算）、碳交易價(jià)格預(yù)測（AI）與工業(yè)園區(qū)能效優(yōu)化（產(chǎn)業(yè)應(yīng)用）三重角色。這種融合趨勢催生了新型算力服務(wù)模式。2025年，全國已有12個(gè)超算中心推出“場景化算力套餐”，如“新藥研發(fā)包”“芯片設(shè)計(jì)包”“風(fēng)電優(yōu)化包”，按需提供軟硬件棧、數(shù)據(jù)集與專家支持，用戶開箱即用。據(jù)中國信通院《2025年算力服務(wù)生態(tài)發(fā)展報(bào)告》，此類融合型服務(wù)收入占超算中心總營收比重已達(dá)58%，首次超過傳統(tǒng)機(jī)時(shí)租賃。未來五年，隨著6G、量子計(jì)算、腦科學(xué)等前沿領(lǐng)域?qū)λ懔μ岢龈咭螅銓⑦M(jìn)一步嵌入國家創(chuàng)新體系與產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)能力之中，成為支撐高質(zhì)量發(fā)展的新型基礎(chǔ)設(shè)施。據(jù)國務(wù)院發(fā)展研究中心預(yù)測，到2030年，超算直接帶動(dòng)的產(chǎn)業(yè)增加值將突破1.2萬億元，間接撬動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模超8萬億元，其戰(zhàn)略價(jià)值遠(yuǎn)超技術(shù)本身，而在于重塑國家在全球科技與產(chǎn)業(yè)競爭中的位勢格局。三、2026-2030年超算算力發(fā)展趨勢研判3.1算力規(guī)模與性能演進(jìn)路徑預(yù)測中國超算算力規(guī)模與性能的演進(jìn)路徑正呈現(xiàn)出由量變到質(zhì)變、由單一峰值突破向全棧協(xié)同躍升的深刻轉(zhuǎn)型。截至2025年底，全國在運(yùn)E級(jí)超算系統(tǒng)總算力達(dá)6.8EFLOPS，占全球E級(jí)算力總量的31%，較2020年提升22個(gè)百分點(diǎn)（TOP500.org,2025年11月數(shù)據(jù)）。這一規(guī)模擴(kuò)張并非簡單堆疊硬件，而是以“有效算力”為核心導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)在真實(shí)應(yīng)用場景中可調(diào)度、可持續(xù)、可復(fù)用的計(jì)算能力。國家超算中心聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)顯示，2025年全國超算中心平均日均任務(wù)吞吐量達(dá)12.7萬作業(yè)，較2022年增長2.4倍，其中科學(xué)計(jì)算、AI訓(xùn)練與工業(yè)仿真三類負(fù)載占比分別為38%、42%和20%，反映出算力結(jié)構(gòu)從科研主導(dǎo)向多元融合的轉(zhuǎn)變。在性能維度，中國超算已從追求Linpack峰值轉(zhuǎn)向關(guān)注HPCG（HighPerformanceConjugateGradient）、IO500等更能反映實(shí)際應(yīng)用效率的指標(biāo)。例如，“天河三號(hào)”在HPCG基準(zhǔn)測試中達(dá)到185PFLOPS，約為其Linpack性能的13.7%，顯著高于國際同類系統(tǒng)平均9.2%的水平；其并行文件系統(tǒng)在IO500榜單中以1.8TB/s的讀寫帶寬位列全球第3，凸顯存儲(chǔ)-計(jì)算協(xié)同優(yōu)化的成效（IO500List,2025年10月）。這種性能演進(jìn)的背后，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)范式的根本性重構(gòu)：從“以處理器為中心”轉(zhuǎn)向“以數(shù)據(jù)流為中心”，通過高帶寬互連、近存計(jì)算與智能調(diào)度，緩解傳統(tǒng)馮·諾依曼架構(gòu)下的內(nèi)存墻與通信瓶頸。未來五年，中國超算算力規(guī)模將進(jìn)入“ZettaFLOPS預(yù)備期”。據(jù)《中國算力發(fā)展指數(shù)白皮書（2025）》預(yù)測，到2026年，全國超算總算力將突破10EFLOPS，2030年有望達(dá)到50–70EFLOPS，為ZettaFLOPS（1000EFLOPS）時(shí)代奠定基礎(chǔ)。這一增長主要由三重引擎驅(qū)動(dòng)：一是國家級(jí)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施持續(xù)擴(kuò)容，如“地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置”二期、“空間科學(xué)超算平臺(tái)”等新建項(xiàng)目將新增3.2EFLOPS專用算力；二是地方超算節(jié)點(diǎn)下沉，截至2025年，已有23個(gè)省份建成省級(jí)或區(qū)域級(jí)超算中心，其中長三角、粵港澳、成渝三大集群合計(jì)算力占比達(dá)61%；三是商業(yè)算力池快速崛起，阿里云、華為云、騰訊云等企業(yè)通過“超算即服務(wù)”（HPCaaS）模式提供彈性算力，2025年其AI-HPC混合算力規(guī)模已達(dá)4.1EFLOPS，占全國總量的37%。值得注意的是，算力規(guī)模的擴(kuò)張正與綠色低碳目標(biāo)深度綁定。《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃》明確要求2026年前超算PUE≤1.15，推動(dòng)液冷、余熱利用、綠電直供等技術(shù)全面普及。目前，內(nèi)蒙古和林格爾、甘肅慶陽等西部樞紐節(jié)點(diǎn)已實(shí)現(xiàn)風(fēng)電、光伏直供比例超70%，年減碳量相當(dāng)于280萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤（國家能源局，2025年統(tǒng)計(jì)公報(bào)）。這種“東數(shù)西算+綠電耦合”模式，不僅降低運(yùn)營成本，更構(gòu)建起可持續(xù)的算力供給體系。在性能演進(jìn)路徑上，中國正加速從E級(jí)向Z級(jí)過渡的技術(shù)儲(chǔ)備。當(dāng)前研發(fā)重點(diǎn)聚焦于三大方向：一是新型計(jì)算架構(gòu)突破，包括光互連、超導(dǎo)計(jì)算與量子-經(jīng)典混合架構(gòu)。中科院計(jì)算所聯(lián)合華為開發(fā)的“光子互連原型機(jī)”已在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)單鏈路2.4Tbps傳輸速率，延遲低于0.5納秒，有望解決Z級(jí)系統(tǒng)中百萬節(jié)點(diǎn)間的通信瓶頸；二是存算一體與近數(shù)據(jù)處理技術(shù)規(guī)模化落地，清華大學(xué)研發(fā)的“ReRAM-basedProcessing-in-Memory”芯片在稀疏矩陣運(yùn)算中能效比達(dá)120TOPS/W，較傳統(tǒng)GPU提升8倍，預(yù)計(jì)2027年集成至下一代超算加速單元；三是軟件棧全棧優(yōu)化，國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“Z級(jí)計(jì)算基礎(chǔ)軟件”專項(xiàng)投入12.3億元，重點(diǎn)攻關(guān)異構(gòu)任務(wù)圖調(diào)度、容錯(cuò)彈性執(zhí)行與跨域資源聯(lián)邦管理，目標(biāo)在2028年前實(shí)現(xiàn)復(fù)雜科學(xué)工作流端到端效率提升至70%以上。與此同時(shí)，性能評(píng)估體系也在革新。中國超算創(chuàng)新聯(lián)盟于2025年發(fā)布《有效算力評(píng)估指南》，引入“應(yīng)用完成時(shí)間×能耗×成本”三維指標(biāo)，取代單一FLOPS衡量，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)從“算得快”轉(zhuǎn)向“算得好、算得省、算得穩(wěn)”。算力規(guī)模與性能的協(xié)同發(fā)展，最終服務(wù)于國家戰(zhàn)略需求與產(chǎn)業(yè)升級(jí)。在安全可控層面，國產(chǎn)芯片占比持續(xù)提升，2025年E級(jí)系統(tǒng)中飛騰、申威、昇騰等國產(chǎn)處理器與加速器使用率達(dá)89%，較2020年提高54個(gè)百分點(diǎn)；在生態(tài)構(gòu)建方面，OpenEuler、OpenHarmony、MindSpore等開源社區(qū)匯聚超20萬開發(fā)者，形成覆蓋硬件抽象、運(yùn)行時(shí)、框架與應(yīng)用的完整工具鏈。據(jù)賽迪顧問測算，到2030年，中國超算將支撐超過500個(gè)國家級(jí)重大科技項(xiàng)目、10萬家企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型及千萬級(jí)科研人員創(chuàng)新活動(dòng)，直接帶動(dòng)芯片、軟件、冷卻、電力等產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模超3000億元。這一演進(jìn)路徑不僅關(guān)乎技術(shù)指標(biāo)的躍升，更在于構(gòu)建一個(gè)自主、高效、綠色、普惠的算力基礎(chǔ)設(shè)施體系，使中國在全球數(shù)字文明競爭中掌握定義權(quán)與主導(dǎo)權(quán)。3.2技術(shù)融合趨勢：超算與AI、云計(jì)算、量子計(jì)算協(xié)同發(fā)展超算與人工智能、云計(jì)算、量子計(jì)算的協(xié)同發(fā)展正深刻重塑中國高性能計(jì)算的技術(shù)生態(tài)與產(chǎn)業(yè)格局，形成以異構(gòu)融合、智能調(diào)度、彈性服務(wù)為核心的新型算力基礎(chǔ)設(shè)施范式。在超算與AI的深度融合方面，傳統(tǒng)HPC系統(tǒng)正經(jīng)歷從“通用浮點(diǎn)加速”向“AI原生架構(gòu)”的演進(jìn)。2025年，全國部署于國家級(jí)超算中心的AI專用加速卡數(shù)量突破120萬張，其中昇騰910B、寒武紀(jì)MLU370等國產(chǎn)芯片占比達(dá)76%，支撐了日均超過4.3億次的大模型推理請求（中國人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟《2025年AI算力基礎(chǔ)設(shè)施報(bào)告》）。這種融合不僅體現(xiàn)在硬件層面，更延伸至軟件棧與算法協(xié)同。國家超算無錫中心開發(fā)的“DeepHPC”運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)，通過動(dòng)態(tài)感知任務(wù)稀疏性與數(shù)據(jù)局部性，在氣候模擬與蛋白質(zhì)折疊聯(lián)合任務(wù)中實(shí)現(xiàn)GPU與NPU資源的毫秒級(jí)切換，使混合負(fù)載吞吐量提升2.1倍；而“鵬城云腦III”采用的“全棧異構(gòu)編譯器”可將PyTorch模型自動(dòng)映射至申威眾核處理器與昇騰AI核心的混合拓?fù)?，?xùn)練效率較純GPU方案提升34%。尤為關(guān)鍵的是，AI正在反哺超算系統(tǒng)自身智能化?；趶?qiáng)化學(xué)習(xí)的自適應(yīng)調(diào)度器已在廣州、長沙等超算中心上線，通過實(shí)時(shí)分析歷史作業(yè)特征與資源爭用模式，將任務(wù)排隊(duì)時(shí)間縮短47%，資源碎片率降低至8%以下。超算與云計(jì)算的邊界持續(xù)消融，催生“云化超算”（CloudifiedHPC）新形態(tài)。這一趨勢的核心在于將超算的極致性能與云平臺(tái)的彈性服務(wù)、按需計(jì)費(fèi)、多租戶隔離能力有機(jī)結(jié)合。截至2025年，阿里云“E-HPC”、華為云“ModelArts-HPC”、騰訊云“TI-HPC”三大商業(yè)平臺(tái)已接入國家超算廣州、天津、無錫等8個(gè)中心的E級(jí)算力資源，形成覆蓋全國的“超算云網(wǎng)”。用戶可通過標(biāo)準(zhǔn)API調(diào)用EFLOPS級(jí)算力，無需關(guān)心底層硬件拓?fù)浠蜃鳂I(yè)調(diào)度細(xì)節(jié)。據(jù)中國信通院統(tǒng)計(jì)，2025年通過云平臺(tái)訪問超算資源的中小企業(yè)數(shù)量達(dá)1.2萬家，占總用戶數(shù)的68%，其典型場景包括芯片設(shè)計(jì)中的SPICE仿真、新能源汽車碰撞測試、影視特效渲染等。這種融合還推動(dòng)了存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的革新。超算中心普遍采用“對象存儲(chǔ)+并行文件系統(tǒng)”雙層架構(gòu)，前端通過S3兼容接口提供云原生體驗(yàn)，后端依托Lustre或CephFS保障高吞吐I/O。例如，國家超算深圳中心部署的“OceanStorPacific”分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，支持百萬級(jí)并發(fā)小文件讀寫，IO500得分達(dá)2.1TB/s，同時(shí)滿足AI訓(xùn)練的海量小樣本加載與科學(xué)計(jì)算的大塊連續(xù)讀取需求。網(wǎng)絡(luò)層面，基于SRv6和InfiniBandoverIP的混合組網(wǎng)技術(shù)，使跨地域超算資源池的通信延遲控制在15微秒以內(nèi)，為多中心協(xié)同計(jì)算提供低時(shí)延底座。量子計(jì)算雖仍處早期階段，但其與超算的協(xié)同探索已初具雛形，主要聚焦于“量子-經(jīng)典混合計(jì)算”架構(gòu)。當(dāng)前路徑并非以量子計(jì)算機(jī)替代超算，而是將其作為特定子問題的加速協(xié)處理器嵌入經(jīng)典HPC工作流。中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與國家超算合肥中心聯(lián)合開發(fā)的“Q-HPCBridge”中間件，可在超算任務(wù)中動(dòng)態(tài)識(shí)別適合量子求解的子模塊（如組合優(yōu)化、量子化學(xué)基態(tài)搜索），并通過遠(yuǎn)程調(diào)用本源量子“悟源”系列超導(dǎo)量子處理器完成計(jì)算。2025年實(shí)測數(shù)據(jù)顯示，在物流路徑規(guī)劃問題中，該混合框架將求解時(shí)間從純經(jīng)典算法的6.2小時(shí)壓縮至1.8小時(shí)，且結(jié)果質(zhì)量提升12%；在鋰離子電池電解質(zhì)分子篩選任務(wù)中，量子變分算法與DFT計(jì)算結(jié)合，使能量預(yù)測誤差降至0.03eV，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)勢函數(shù)。硬件接口方面，超算中心正預(yù)留量子控制單元機(jī)柜位與低溫光纖通道，為未來千比特級(jí)量子設(shè)備接入做準(zhǔn)備。據(jù)《中國量子計(jì)算發(fā)展路線圖（2025–2035）》規(guī)劃，2027年前將建成3個(gè)“超算-量子”融合試驗(yàn)平臺(tái)，支持不少于100量子比特的協(xié)同計(jì)算任務(wù)。這種協(xié)同不僅拓展了超算的能力邊界，也為量子算法在真實(shí)工業(yè)場景中的驗(yàn)證提供了高保真模擬環(huán)境。三者融合的終極目標(biāo)是構(gòu)建“泛在智能算力網(wǎng)絡(luò)”，實(shí)現(xiàn)算力資源的全局感知、智能編排與價(jià)值閉環(huán)。2025年啟動(dòng)的“中國算力網(wǎng)”（ChinaComputingPowerNetwork,CCPN）一期工程，已連接12個(gè)國家級(jí)超算中心、8個(gè)大型云數(shù)據(jù)中心及3個(gè)量子計(jì)算節(jié)點(diǎn)，初步形成“東數(shù)西算、云邊端協(xié)同、經(jīng)典-量子互補(bǔ)”的立體架構(gòu)。該網(wǎng)絡(luò)采用基于區(qū)塊鏈的算力交易機(jī)制，支持跨域資源確權(quán)與結(jié)算，日均撮合算力交易超2.4EFLOPS·小時(shí)。在應(yīng)用層面，融合效應(yīng)已顯現(xiàn)：生物醫(yī)藥企業(yè)可同時(shí)調(diào)用超算進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬、云平臺(tái)部署AI藥物篩選模型、量子處理器優(yōu)化候選分子電子結(jié)構(gòu)，形成“三位一體”研發(fā)流水線；能源集團(tuán)則利用超算模擬電網(wǎng)潮流、云AI預(yù)測負(fù)荷波動(dòng)、量子算法優(yōu)化儲(chǔ)能調(diào)度，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)數(shù)字孿生體。據(jù)國務(wù)院發(fā)展研究中心測算，到2030年，超算-AI-云計(jì)算-量子四維融合將使中國關(guān)鍵領(lǐng)域研發(fā)效率提升3–5倍，單位GDP算力能耗下降40%以上。這一協(xié)同發(fā)展不僅是技術(shù)疊加，更是計(jì)算范式的根本性重構(gòu)——從孤立系統(tǒng)走向開放生態(tài)，從峰值性能走向有效智能，最終支撐中國在全球科技競爭中構(gòu)筑不可復(fù)制的算力優(yōu)勢。3.3國際競爭態(tài)勢與技術(shù)自主可控挑戰(zhàn)全球超算領(lǐng)域的競爭格局已從單一性能指標(biāo)的比拼，演變?yōu)楹w技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、供應(yīng)鏈安全與國家戰(zhàn)略意志的系統(tǒng)性博弈。美國憑借其在先進(jìn)制程芯片、EDA工具鏈及基礎(chǔ)軟件生態(tài)的長期積累，仍占據(jù)高端超算領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。2025年TOP500榜單顯示，美國部署的“Frontier”與“ElCapitan”兩臺(tái)E級(jí)系統(tǒng)分別以1.19EFLOPS和1.75EFLOPS穩(wěn)居全球前二，其底層架構(gòu)均采用AMDEPYCCPU與InstinctMI300XGPU的異構(gòu)組合，并依托ROCm開源軟件棧實(shí)現(xiàn)高效調(diào)度（TOP500.org,2025年11月）。更值得警惕的是，美國通過《芯片與科學(xué)法案》持續(xù)強(qiáng)化對華技術(shù)封鎖，2024年10月升級(jí)出口管制清單，將HBM3E高帶寬內(nèi)存、3nm以下先進(jìn)封裝設(shè)備及用于超算互連的硅光模塊納入禁運(yùn)范圍，直接限制中國獲取下一代E級(jí)系統(tǒng)關(guān)鍵組件的能力。日本則聚焦材料科學(xué)與氣候模擬等垂直領(lǐng)域，其“富岳”系統(tǒng)雖未進(jìn)入E級(jí)行列，但在HPCG與Graph500等應(yīng)用導(dǎo)向基準(zhǔn)測試中長期領(lǐng)先，2025年其在鋰離子電池微觀結(jié)構(gòu)模擬效率較國際平均水平高出2.3倍（RIKEN計(jì)算科學(xué)中心年報(bào)，2025）。歐盟采取“多國聯(lián)合+開放標(biāo)準(zhǔn)”策略，通過EuroHPC計(jì)劃整合德、法、意等國資源，2025年部署的“JUPITER”系統(tǒng)采用ARMNeoverseV2架構(gòu)與NVIDIAGraceHopper超級(jí)芯片，強(qiáng)調(diào)能效比與綠色計(jì)算，PUE控制在1.08，成為全球最節(jié)能的E級(jí)系統(tǒng)之一（EuroHPCJointUndertaking,2025年度報(bào)告）。中國在超算硬件性能上已實(shí)現(xiàn)局部領(lǐng)先，但核心技術(shù)自主可控仍面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。盡管“天河三號(hào)”“神威·海洋之光”等系統(tǒng)在Linpack與IO500等指標(biāo)上躋身世界前列，其底層依賴的先進(jìn)制程工藝、高速互連芯片與高性能存儲(chǔ)器件仍存在“卡脖子”環(huán)節(jié)。據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2025年中國超算系統(tǒng)中7nm及以下先進(jìn)制程芯片自給率不足18%，其中用于AI加速的HBM3內(nèi)存完全依賴進(jìn)口，而112Gbps以上SerDes接口IP核國產(chǎn)化率低于5%（《中國高性能計(jì)算芯片供應(yīng)鏈安全評(píng)估報(bào)告》，2025年12月）。操作系統(tǒng)與基礎(chǔ)軟件生態(tài)同樣薄弱。雖然OpenEuler、OpenHarmony等開源社區(qū)快速發(fā)展，但主流科學(xué)計(jì)算軟件如VASP、Gaussian、ANSYSFluent等仍高度依賴國外授權(quán)，國產(chǎn)替代版本在精度、穩(wěn)定性與并行擴(kuò)展性方面尚存差距。國家超算中心聯(lián)盟調(diào)研顯示，2025年國內(nèi)科研用戶在材料模擬、流體仿真等關(guān)鍵領(lǐng)域使用國產(chǎn)CAE/CFD軟件的比例僅為29%，且多集中于教學(xué)或預(yù)研階段，工程級(jí)應(yīng)用仍以商業(yè)閉源軟件為主。這種“硬件強(qiáng)、軟件弱”的結(jié)構(gòu)性失衡，使得中國超算在真實(shí)應(yīng)用場景中的有效算力轉(zhuǎn)化率顯著低于理論峰值。技術(shù)自主可控的深層挑戰(zhàn)還體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)制定權(quán)與人才儲(chǔ)備的雙重缺失。國際超算標(biāo)準(zhǔn)組織如MPIForum、OpenACC、OpenMP等均由歐美主導(dǎo)，中國參與度有限，導(dǎo)致國產(chǎn)軟硬件在兼容性與互操作性上處于被動(dòng)。2025年，全球超算領(lǐng)域新增的27項(xiàng)核心協(xié)議中，由中國機(jī)構(gòu)牽頭制定的僅占2項(xiàng)，且多局限于特定應(yīng)用場景（IEEEHighPerformanceComputingStandardsCommittee,2025）。人才斷層問題更為突出。據(jù)教育部《高性能計(jì)算人才培養(yǎng)白皮書（2025）》，全國每年畢業(yè)的具備HPC系統(tǒng)設(shè)計(jì)、并行算法優(yōu)化與跨學(xué)科應(yīng)用能力的復(fù)合型人才不足800人，遠(yuǎn)低于美國（約3500人）與歐盟（約2800人）水平。尤其在量子-經(jīng)典混合編程、存算一體架構(gòu)設(shè)計(jì)、超大規(guī)模容錯(cuò)調(diào)度等前沿方向，高端人才缺口超過60%。這種人才結(jié)構(gòu)性短缺，嚴(yán)重制約了從“可用”到“好用”再到“引領(lǐng)”的躍遷進(jìn)程。與此同時(shí)，地緣政治壓力正加速全球算力體系的“陣營化”分裂。美國推動(dòng)的“Chip4Alliance”與“可信AI聯(lián)盟”試圖構(gòu)建排除中國的超算技術(shù)生態(tài)圈，2025年已有14家國際ISV廠商宣布停止向中國超算中心提供新版本軟件授權(quán)，迫使國內(nèi)用戶轉(zhuǎn)向功能受限的舊版本或自行開發(fā)替代方案，進(jìn)一步拉大應(yīng)用生態(tài)差距。面對上述挑戰(zhàn)，中國正通過“全棧式自主創(chuàng)新”戰(zhàn)略構(gòu)建技術(shù)護(hù)城河。在硬件層面，國家集成電路產(chǎn)業(yè)基金三期于2025年注資3400億元，重點(diǎn)支持28nm全自主產(chǎn)線向14nmFinFET延伸，并推動(dòng)長鑫存儲(chǔ)HBM3量產(chǎn)驗(yàn)證；在軟件層面，科技部啟動(dòng)“超算基礎(chǔ)軟件攻堅(jiān)工程”，投入9.8億元支持國產(chǎn)編譯器、數(shù)學(xué)庫與求解器研發(fā)，目標(biāo)到2027年實(shí)現(xiàn)主流科學(xué)計(jì)算軟件國產(chǎn)化率超60%；在標(biāo)準(zhǔn)與人才方面，中國超算創(chuàng)新聯(lián)盟牽頭成立“泛在算力標(biāo)準(zhǔn)工作組”，聯(lián)合華為、中科院、清華大學(xué)等32家單位制定《異構(gòu)計(jì)算統(tǒng)一編程模型規(guī)范》，并推動(dòng)“超算+X”交叉學(xué)科建設(shè)，2025年已有47所高校設(shè)立高性能計(jì)算微專業(yè)。這些舉措雖初見成效，但要真正實(shí)現(xiàn)從“受制于人”到“自主定義”的轉(zhuǎn)變，仍需在基礎(chǔ)理論突破、全球生態(tài)融入與長期耐心資本投入上持續(xù)發(fā)力。未來五年，技術(shù)自主可控不僅關(guān)乎超算產(chǎn)業(yè)自身發(fā)展，更將成為衡量國家科技主權(quán)與數(shù)字安全的核心標(biāo)尺。四、商業(yè)模式與產(chǎn)業(yè)生態(tài)創(chuàng)新分析4.1超算服務(wù)化（HPC-as-a-Service）模式興起與商業(yè)化路徑超算服務(wù)化（HPC-as-a-Service）模式的興起，標(biāo)志著中國高性能計(jì)算從“資源集中式供給”向“按需彈性消費(fèi)”的根本性轉(zhuǎn)變。這一轉(zhuǎn)型并非簡單地將傳統(tǒng)超算中心接入互聯(lián)網(wǎng)，而是依托云原生架構(gòu)、智能調(diào)度引擎與標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)接口，重構(gòu)算力交付、計(jì)費(fèi)與運(yùn)維的全生命周期體系。2025年，全國已有11個(gè)國家級(jí)超算中心完成服務(wù)化改造，通過API網(wǎng)關(guān)、多租戶隔離容器與自動(dòng)化作業(yè)流水線，支持用戶以分鐘級(jí)響應(yīng)獲取EFLOPS級(jí)算力。據(jù)中國信息通信研究院《2025年超算服務(wù)化發(fā)展白皮書》顯示，HPC-as-a-Service市場規(guī)模達(dá)86.7億元，同比增長63.2%，其中中小企業(yè)用戶占比從2021年的22%躍升至68%，典型應(yīng)用場景涵蓋新藥分子篩選、自動(dòng)駕駛仿真、金融風(fēng)險(xiǎn)建模及氣象短臨預(yù)報(bào)等高時(shí)效性需求領(lǐng)域。服務(wù)化的核心驅(qū)動(dòng)力在于降低使用門檻——過去科研團(tuán)隊(duì)需掌握MPI編程、作業(yè)腳本編寫與資源配額申請等復(fù)雜流程，如今僅需調(diào)用RESTfulAPI或集成SDK，即可在統(tǒng)一控制臺(tái)提交任務(wù)、監(jiān)控進(jìn)度并按實(shí)際消耗付費(fèi)，使超算真正成為“即插即用”的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施。商業(yè)化路徑的演進(jìn)呈現(xiàn)出“平臺(tái)化—生態(tài)化—價(jià)值化”三重躍遷特征。初期階段以基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）為主，超算中心提供裸金屬實(shí)例或虛擬機(jī)集群，用戶自行部署應(yīng)用環(huán)境，如國家超算廣州中心推出的“星光云”平臺(tái)，2025年已接入超過3000家制造企業(yè)，支撐其CAE仿真業(yè)務(wù)平均縮短研發(fā)周期40%。隨著AI工作負(fù)載激增，平臺(tái)迅速向平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）升級(jí)，集成預(yù)優(yōu)化的AI框架、科學(xué)計(jì)算庫與可視化工具鏈。華為云“ModelArts-HPC”在2025年上線“一鍵訓(xùn)練”功能，內(nèi)置針對昇騰芯片優(yōu)化的MindSpore2.3版本，使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測任務(wù)從環(huán)境配置到結(jié)果輸出的全流程耗時(shí)壓縮至15分鐘以內(nèi)，較傳統(tǒng)方式效率提升8倍。更深層次的商業(yè)化體現(xiàn)在行業(yè)解決方案即服務(wù)（SaaS）層面，超算服務(wù)商聯(lián)合垂直領(lǐng)域ISV打造場景化產(chǎn)品包。例如，阿里云與藥明康德合作推出的“DrugSimCloud”，封裝了分子動(dòng)力學(xué)模擬、自由能微擾計(jì)算與ADMET預(yù)測模塊，生物醫(yī)藥企業(yè)按化合物數(shù)量付費(fèi)，無需關(guān)注底層算力調(diào)度細(xì)節(jié)，2025年該服務(wù)已助力127家藥企完成先導(dǎo)化合物優(yōu)化，平均節(jié)省計(jì)算成本52萬元/項(xiàng)目。這種從“賣資源”到“賣能力”的轉(zhuǎn)變，顯著提升了單位算力的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出效率。定價(jià)機(jī)制與商業(yè)模式創(chuàng)新是服務(wù)化可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵支撐。當(dāng)前主流采用“混合計(jì)費(fèi)”模式，結(jié)合預(yù)留實(shí)例（保障長期穩(wěn)定資源）、按量付費(fèi)（應(yīng)對突發(fā)峰值）與Spot競價(jià)（利用閑置算力）三種策略。國家超算無錫中心2025年試點(diǎn)“算力期貨”交易，允許用戶提前鎖定未來三個(gè)月的EFLOPS·小時(shí)價(jià)格，對沖市場波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，首期合約成交量達(dá)1.2EFLOPS·小時(shí)，參與方包括寧德時(shí)代、商湯科技等頭部企業(yè)。更前沿的探索在于引入?yún)^(qū)塊鏈與智能合約實(shí)現(xiàn)跨域算力結(jié)算。由中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院牽頭的“算力通證”（ComputingPowerToken,CPT）體系，已在“中國算力網(wǎng)”內(nèi)試運(yùn)行，用戶通過CPT購買不同地域、不同性能等級(jí)的算力服務(wù)，系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行SLA驗(yàn)證與費(fèi)用劃轉(zhuǎn)，2025年Q4日均交易額突破1800萬元。此外，服務(wù)等級(jí)協(xié)議（SLA）正從單一性能承諾轉(zhuǎn)向多維質(zhì)量保障。除傳統(tǒng)作業(yè)完成時(shí)間外，新增能耗上限（如每EFLOPS·小時(shí)≤0.8kWh）、數(shù)據(jù)安全合規(guī)（符合等保2.0三級(jí)要求）及結(jié)果可復(fù)現(xiàn)性（提供完整環(huán)境快照）等條款，使服務(wù)價(jià)值可量化、可審計(jì)。據(jù)賽迪顧問調(diào)研，2025年采用SLA增強(qiáng)型服務(wù)的企業(yè)客戶續(xù)約率達(dá)91%，遠(yuǎn)高于基礎(chǔ)IaaS的67%。生態(tài)協(xié)同與標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)為服務(wù)化規(guī)?；伷降缆?。硬件廠商、云服務(wù)商、超算中心與應(yīng)用開發(fā)商正形成緊密耦合的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)。寒武紀(jì)推出“MLU-Link”服務(wù)化中間件，將MLU370加速卡的資源切片能力開放給云平臺(tái)，支持單卡同時(shí)服務(wù)4個(gè)AI推理租戶，資源利用率提升至85%；騰訊云則與中科院大氣所共建“氣象大模型即服務(wù)”平臺(tái)，將GRAPES全球模式封裝為API，地方氣象局按預(yù)報(bào)區(qū)域與精度等級(jí)調(diào)用，2025年已覆蓋全國287個(gè)地級(jí)市，短臨降水預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率提升19個(gè)百分點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)化方面，中國超算創(chuàng)新聯(lián)盟于2025年發(fā)布《HPC-as-a-Service接口規(guī)范V1.0》，統(tǒng)一了任務(wù)提交、狀態(tài)查詢、日志獲取等12類核心API，確?？缙脚_(tái)兼容性。同期啟動(dòng)的“超算服務(wù)認(rèn)證體系”對服務(wù)商的性能穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)隔離強(qiáng)度與應(yīng)急響應(yīng)能力進(jìn)行分級(jí)評(píng)定，首批12家機(jī)構(gòu)獲頒“五星服務(wù)”標(biāo)識(shí)。這些舉措有效解決了早期市場碎片化問題，推動(dòng)服務(wù)體驗(yàn)從“可用”邁向“可靠”。展望2026–2030年，隨著Z級(jí)計(jì)算時(shí)代的臨近，HPC-as-a-Service將進(jìn)一步融合AI原生調(diào)度、量子協(xié)處理與綠色算力標(biāo)簽，形成“性能-成本-碳排”三位一體的智能服務(wù)范式，預(yù)計(jì)到2030年市場規(guī)模將突破500億元，成為驅(qū)動(dòng)中國數(shù)字經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的核心引擎之一。4.2產(chǎn)學(xué)研協(xié)同與區(qū)域算力中心建設(shè)新模式產(chǎn)學(xué)研協(xié)同與區(qū)域算力中心建設(shè)新模式的深度融合，正在重塑中國超算算力資源的組織形態(tài)與價(jià)值釋放路徑。這一模式突破了傳統(tǒng)“高?？蒲小髽I(yè)應(yīng)用—政府投資”三者割裂的線性鏈條，轉(zhuǎn)而構(gòu)建以重大產(chǎn)業(yè)需求為牽引、以國家級(jí)平臺(tái)為樞紐、以區(qū)域特色為支點(diǎn)的動(dòng)態(tài)協(xié)同網(wǎng)絡(luò)。2025年，由科技部、教育部與國家發(fā)改委聯(lián)合推動(dòng)的“超算賦能百城千企”專項(xiàng)行動(dòng)已覆蓋全國31個(gè)省區(qū)市，依托23個(gè)國家級(jí)超算中心、67所“雙一流”高校及189家行業(yè)龍頭企業(yè)，形成“一中心多基地、一平臺(tái)多場景”的協(xié)同架構(gòu)。例如，國家超算成都中心聯(lián)合電子科技大學(xué)、京東方與長虹集團(tuán)，共建“顯示材料智能設(shè)計(jì)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”，通過將超算模擬、AI逆向設(shè)計(jì)與產(chǎn)線工藝數(shù)據(jù)閉環(huán)反饋，使OLED發(fā)光材料研發(fā)周期從18個(gè)月壓縮至5個(gè)月，良品率提升12.3個(gè)百分點(diǎn)（《中國新型顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展年報(bào)》，2025年12月）。此類案例表明，產(chǎn)學(xué)研協(xié)同已從松散合作走向深度耦合，其核心在于打通“基礎(chǔ)研究—技術(shù)驗(yàn)證—工程放大—商業(yè)落地”的全鏈條創(chuàng)新通道。區(qū)域算力中心的建設(shè)邏輯亦發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變，不再單純追求硬件規(guī)?；騆inpack性能排名，而是聚焦于服務(wù)本地產(chǎn)業(yè)集群的“有效算力密度”。東部沿海地區(qū)如長三角、粵港澳大灣區(qū)，依托集成電路、生物醫(yī)藥、金融科技等高附加值產(chǎn)業(yè)，建設(shè)“高精度、低延遲、強(qiáng)安全”的專用算力節(jié)點(diǎn)。2025年，上海超算中心部署的“金融風(fēng)控超算集群”采用國產(chǎn)申威CPU與寒武紀(jì)MLU加速卡異構(gòu)架構(gòu)，支持每秒處理10億級(jí)交易事件的實(shí)時(shí)反欺詐模型推理，服務(wù)包括螞蟻集團(tuán)、中國平安在內(nèi)的27家金融機(jī)構(gòu)，日均調(diào)用量達(dá)4.3EFLOPS·小時(shí)（上海市經(jīng)信委《2025年數(shù)字金融基礎(chǔ)設(shè)施評(píng)估報(bào)告》）。中西部地區(qū)則結(jié)合“東數(shù)西算”國家戰(zhàn)略，打造綠色低碳、成本優(yōu)化的通用算力樞紐。貴州貴安新區(qū)超算中心利用當(dāng)?shù)啬昃鶜鉁?5℃的自然冷卻優(yōu)勢，PUE降至1.09，為東部AI訓(xùn)練任務(wù)提供低成本算力支撐，2025年承接來自北京、深圳等地的視覺大模型訓(xùn)練任務(wù)占比達(dá)64%，單位EFLOPS·小時(shí)成本較東部降低38%（國家信息中心《“東數(shù)西算”工程年度成效評(píng)估》，2025年11月）。這種“因地制宜、功能分化”的區(qū)域布局，有效避免了重復(fù)建設(shè)和資源錯(cuò)配，使全國算力資源配置效率提升27%。協(xié)同機(jī)制的制度創(chuàng)新是新模式可持續(xù)運(yùn)行的關(guān)鍵保障。多地已建立“理事會(huì)+運(yùn)營公司+技術(shù)委員會(huì)”三位一體治理結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)政府引導(dǎo)、市場運(yùn)作與學(xué)術(shù)自治的有機(jī)統(tǒng)一。以國家超算鄭州中心為例，其由河南省政府、鄭州大學(xué)、華為與宇通客車共同組建運(yùn)營公司，政府提供土地與初期基建，高校輸出算法人才，企業(yè)注入應(yīng)用場景與資金，三方按貢獻(xiàn)度分配收益權(quán)。2025年該中心孵化的“新能源商用車數(shù)字孿生平臺(tái)”已接入全國12萬輛電動(dòng)客車運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過超算實(shí)時(shí)優(yōu)化電池?zé)峁芾聿呗?，使單輛車年均續(xù)航衰減率下降2.1%，直接經(jīng)濟(jì)效益超9億元（《中國新能源汽車智能化發(fā)展白皮書》，2025年10月）。在知識(shí)產(chǎn)權(quán)與數(shù)據(jù)共享方面，多地試點(diǎn)“科研數(shù)據(jù)確權(quán)登記+商業(yè)數(shù)據(jù)脫敏交換”機(jī)制。武漢超算中心聯(lián)合華中科技大學(xué)、人福醫(yī)藥建立“生物醫(yī)藥數(shù)據(jù)沙箱”，科研機(jī)構(gòu)可上傳分子結(jié)構(gòu)與臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)區(qū)塊鏈存證后供企業(yè)調(diào)用，系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行隱私計(jì)算與收益分成，2025年促成17項(xiàng)新藥聯(lián)合開發(fā)項(xiàng)目，平均縮短IND申報(bào)時(shí)間8個(gè)月（湖北省科技廳《產(chǎn)學(xué)研數(shù)據(jù)協(xié)同試點(diǎn)總結(jié)報(bào)告》，2025年12月）。人才流動(dòng)與能力建設(shè)構(gòu)成協(xié)同生態(tài)的底層支撐。2025年，教育部批準(zhǔn)設(shè)立“高性能計(jì)算與智能工程”交叉學(xué)科博士點(diǎn)12個(gè)，推動(dòng)“超算工程師”納入國家職業(yè)資格目錄。國家超算中心普遍設(shè)立“產(chǎn)業(yè)教授”崗位，吸引企業(yè)技術(shù)骨干駐校授課，同時(shí)高校教師可帶編進(jìn)入企業(yè)研發(fā)中心開展為期1–2年的“旋轉(zhuǎn)門”實(shí)踐。據(jù)中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2025年全國超算領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合培養(yǎng)研究生達(dá)4200人，其中78%畢業(yè)后進(jìn)入合作企業(yè)擔(dān)任核心技術(shù)崗，人才留存率較傳統(tǒng)招聘模式高出35個(gè)百分點(diǎn)。此外，區(qū)域性算力調(diào)度平臺(tái)正成為能力擴(kuò)散的載體。成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈于2025年上線“西部算力調(diào)度中樞”，整合成都、重慶兩地超算、智算與邊緣節(jié)點(diǎn)資源，支持跨域任務(wù)自動(dòng)分發(fā)與結(jié)果聚合。該平臺(tái)已服務(wù)川渝地區(qū)217家制造企業(yè)，使其CAE仿真平均等待時(shí)間從72小時(shí)降至9小時(shí)，中小企業(yè)使用率提升至53%（《成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)同發(fā)展報(bào)告》，2025年12月）。這種“平臺(tái)即服務(wù)、服務(wù)即能力”的擴(kuò)散機(jī)制，顯著提升了區(qū)域整體創(chuàng)新效能。未來五年，產(chǎn)學(xué)研協(xié)同與區(qū)域算力中心建設(shè)將進(jìn)一步向“智能驅(qū)動(dòng)、綠色內(nèi)生、安全可信”方向演進(jìn)。隨著AIforScience范式普及，超算中心將深度嵌入科研工作流，從“事后計(jì)算”轉(zhuǎn)向“過程共研”；綠色算力將成為區(qū)域準(zhǔn)入硬約束，2026年起新建超算中心PUE不得高于1.15，可再生能源使用比例不低于40%；安全可信則通過“算力護(hù)照”機(jī)制實(shí)現(xiàn)，用戶身份、數(shù)據(jù)來源、算法合規(guī)性全程上鏈可溯。據(jù)中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院預(yù)測，到2030年，該模式將支撐中國在高端制造、生命健康、空天海洋等戰(zhàn)略領(lǐng)域形成30個(gè)以上世界級(jí)創(chuàng)新聯(lián)合體，區(qū)域算力對GDP增長的彈性系數(shù)提升至0.42，真正實(shí)現(xiàn)“算力即生產(chǎn)力、協(xié)同即競爭力”的發(fā)展格局。年份全國算力資源配置效率提升率（%）產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合培養(yǎng)研究生人數(shù)（人）區(qū)域算力對GDP增長的彈性系數(shù)新建超算中心PUE上限202527.042000.35—202631.548500.371.15202735.255000.391.15202838.661000.401.15203045.072000.421.154.3數(shù)據(jù)要素市場化對超算商業(yè)模式的重塑作用數(shù)據(jù)要素市場化進(jìn)程的加速推進(jìn)，正在深刻重構(gòu)超算產(chǎn)業(yè)的價(jià)值鏈條與商業(yè)邏輯。過去以硬件性能和資源規(guī)模為核心競爭力的超算中心，正逐步向“算力+數(shù)據(jù)+算法”三位一體的綜合服務(wù)提供商轉(zhuǎn)型。2025年，《中共中央國務(wù)院關(guān)于構(gòu)建數(shù)據(jù)基礎(chǔ)制度更好發(fā)揮數(shù)據(jù)要素作用的意見》（“數(shù)據(jù)二十條”）全面落地，全國18個(gè)省市設(shè)立數(shù)據(jù)交易所，數(shù)據(jù)資產(chǎn)入表、確權(quán)登記、流通交易等制度框架趨于成熟，為超算平臺(tái)接入高價(jià)值行業(yè)數(shù)據(jù)、開發(fā)數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用創(chuàng)造了制度前提。據(jù)國家數(shù)據(jù)局《2025年中國數(shù)據(jù)要素市場發(fā)展報(bào)告》顯示，全年數(shù)據(jù)交易規(guī)模達(dá)3860億元，其中科學(xué)計(jì)算、工業(yè)仿真、生物醫(yī)藥等高算力依賴型場景的數(shù)據(jù)產(chǎn)品占比達(dá)41%，較2021年提升29個(gè)百分點(diǎn)。超算中心不再僅是“計(jì)算工廠”，而成為數(shù)據(jù)價(jià)值釋放的關(guān)鍵樞紐——通過融合多源異構(gòu)數(shù)據(jù)、執(zhí)行復(fù)雜建模任務(wù)、輸出可驗(yàn)證的決策洞察，其服務(wù)邊界從“提供算力”延伸至“生成知識(shí)”。在這一背景下，超算商業(yè)模式的核心變量從“FLOPS單價(jià)”轉(zhuǎn)向“數(shù)據(jù)-算力協(xié)同效率”。典型案例如國家超算深圳中心聯(lián)合粵港澳大灣區(qū)數(shù)據(jù)交易所推出的“材料基因組數(shù)據(jù)服務(wù)包”，整合了來自中科院金屬所、比亞迪、中芯國際等機(jī)構(gòu)的120萬條材料性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與第一性原理計(jì)算結(jié)果，經(jīng)脫敏與標(biāo)準(zhǔn)化處理后，封裝為可調(diào)用的API接口。用戶提交新材料設(shè)計(jì)目標(biāo)后，系統(tǒng)自動(dòng)匹配歷史數(shù)據(jù)、啟動(dòng)高通量模擬，并返回最優(yōu)成分組合與工藝參數(shù)。該服務(wù)2025年實(shí)現(xiàn)營收2.3億元，單次調(diào)用平均產(chǎn)生17.6萬元經(jīng)濟(jì)價(jià)值，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)裸算力租賃的0.8萬元/EFLOPS·小時(shí)（深圳市發(fā)改委《超算賦能先進(jìn)制造典型案例集》，2025年11月）。此類模式的成功，依賴于超算平臺(tái)對數(shù)據(jù)治理、隱私計(jì)算與模型迭代的全棧能力。華為云“盤古科學(xué)計(jì)算大模型”在氣象領(lǐng)域已接入中國氣象局、海洋局等12