高超聲速武器具有高空高速機動飛行的突出性能優勢, 展現出強大的突防能力, 促使各軍事大國開始進行高超聲速武器防御體系的建設工作. 介紹了高超聲速武器的防御難點, 梳理了以美俄為代表的國外高超聲速武器防御體系的發展現狀與存在問題, 分析了高超聲速武器防御體系的發展趨勢, 并指出了發展過程中可能面對的風險與挑戰.
高超聲速武器是一類能在大氣層內以超過 5 Ma 速度受控飛行的武器, 具有打擊速度快、機動性能 好、突防能力強等特點, 吸引以美俄為首的軍事大 國在該領域展開激烈角逐. 俄羅斯率先將“先鋒”(A原 vangard)、“匕首”(Kinzal)高超聲速助推滑翔導彈投 入現役, 積極開展“鋯石”(Zircon)高超聲速巡航導彈 的國家試驗工作, 并披露了“小精靈”(Gremlin)、“幼 蟲-MD”(Larchinka-MD)、“銳利”(Ostrota)與 Kh-95 等多款高超聲速巡航導彈的發展計劃. 美國密集進 行高超聲速武器試驗, 全力推動“常規快速打擊” (conventional prompt strike, CPS)、“遠程高超聲速武 器”(long-range hypersonic weapon, LRHW)和“空射快 速 響 應 武 器 ”(air -launched rapid response weapon, ARRW)三大高超聲速助推滑翔武器項目形成裝備級 成果, 并試圖借助“吸氣式高超聲速武器概念”(hy原 personic air-breathing weapon concept, HAWC)、“超 聲速推進先進沖壓發動機”(supersonic propulsion en原 abled advanced ramjet, SPEAR)、“一次性吸氣式高超 聲速多任務演示器”(Mayhem)等項目在高超聲速巡 航導彈武器領域取得突破. 預計到 2030 年, 將有一 批發展成熟的高超聲速武器型號進入各國裝備序列, 成為其作戰體系的有機組成部分. 與此同時, 高超聲 速武器技術的快速發展打破了攻守雙方的平衡態勢, 加劇了各國對高超聲速武器防御體系的構建需求. 從介紹高超聲速武器的防御難點入手, 分析國外典 型高超聲速武器防御體系的建設現狀與存在問題, 預測了高超聲速武器防御體系的發展趨勢。
介紹了無人作戰平臺萌芽起步、探索改進和蓬勃發展三個階段的發展歷程,闡述了無人作 戰平臺偵察預警、指揮控制、綜合打擊、作戰評估和聯合保障五個方面的作戰特點,從作戰任務、作 戰方式、作戰模式和作戰戰法四個方面總結了無人作戰平臺的作戰應用,重點梳理了無人作戰平臺 建設在戰場態勢感知、通信、協同控制以及推進與動力四個方面的技術難點,在此基礎上,從裝備構 成、功能設計和作戰運用三個方面對無人作戰平臺的發展趨勢進行了展望。無人作戰平臺是指具備無人駕駛能力、能夠完 全按遙控操作或按預編程序自主運作、且可攜帶進 攻性或防御性武器遂行作戰任務的一類武器平臺。從組成要素看,無人作戰平臺主要包括空中無人作 戰平臺、地面無人作戰平臺、水面/水下無人作戰平 臺和太空無人作戰平臺; 從裝備構成看,無人作戰平 臺主要包括無人機、無人戰車、無人艦艇、無人潛航 器以及無人軌道飛行器等[1 - 2]。目前,無人作戰平 臺已在美國、俄羅斯等軍事強國多場局部戰爭和反 恐行動中發揮了至關重要的作用。未來,隨著人工 智能、大數據、物聯網、云計算等高新技術的快速發 展和深入應用,戰爭形態將逐步由信息化向智能化 加速演進,因此,基于網絡信息體系智能化條件下的無人作戰將取代傳統作戰樣式,無人作戰平臺也將 取代有人作戰平臺成為未來戰場的主要作戰力量。同時,科學技術的發展也促進了無人作戰基本概念、 技術支撐和制勝機理等理論層面的不斷突破,與之 對應的無人作戰平臺將成為未來世界各軍事大國競 相角逐的主要領域。
2022 年底,ChatGPT 憑借強大的信息收集和處理能力而爆火“出 圈”,社會上掀起了對人工智能技術發展和應用風險的熱烈討論。這 其中不乏對ChatGPT在軍事上對作戰行動影響的討論。2023年3月14日, 俄羅斯的一架蘇 -27 戰斗機與一架美軍地 MQ-9“死神”無人機發生 碰撞,美軍無人機受損并最終墜入黑海海域。該事件似乎驗證了關于 未來戰場有人和無人裝備將更加頻繁互動的觀點。這在一定程度上強 化了國際社會對自主武器和人工智能軍事化開展全球安全治理的關切 和推動意愿。有鑒于人工智能軍事化風險及其全球安全治理的討論已 成為一項熱點話題,本文將重點分析人工智能全球安全治理的發展趨 勢,并結合近期荷蘭主辦全球軍事領域負責任的人工智能峰會的主要觀點進行評論.
一、人工智能全球安全治理的演進與挑戰
隨著人們對以致命性自主武器為代表的無人裝備的安全擔憂日 甚,國際社會對管控相關技術的意愿愈發迫切。從當前的全球安全治 理主張來看,有一些人極力推崇達成一項全面禁止致命性自主武器的 國際協議;另一些人則認為應當確立武器研發、部署和使用的“良好實踐”。在全球安全治理路徑爭論不休的情況下,美歐等發達國家卻 把“軟規則”建構視作建立自身發展優勢的工具,利用其在治理機制 中的主導地位建構排華“小圈子”。與此同時,推動人工智能安全治 理的知識生產面臨著供給不均衡、不充足的挑戰。
(一)取向多元化:對致命性自主武器進行管控爭論不休 國際社會在如何管控致命性自主武器的議題上出現了“全面禁 止”和“有限發展”的尖銳分歧。一方面,較為激進的觀點主張全面 禁止致命性自主武器的研發、部署和應用。人權觀察組織、紅十字國 際委員會等國際組織不斷發布研究報告,期望在國際社會形成禁止致 命性自主武器的輿論壓力。b 它們呼吁能夠倡導達成一項具有約束力 的國際條約,盡早對致命性自主武器開啟嚴格的軍備控制。在 2022 年 7 月的《特定常規武器公約》政府專家會議上,阿根廷等十個人工 技術弱國堅定地反對在國際場合討論軍事無人化的好處,聯合發布了 禁止致命性自主武器的路線圖,這預示著中小國家將形成強化全面禁 武主張的核心陣營。它們強調要盡早采取的預防措施是禁止發展、交 易、部署和使用致命自主武器,從而徹底排除自主武器系統對人類造 成巨大傷害的可能性。
另一方面,美國拉攏盟友在 2022 年 7 月的《特定常規武器公約》 政府專家會議上發布《致命自主武器系統領域新興技術的原則和良 好實踐》,提出武器發展的全生命周期只要符合相關規制便是所謂的 “良好實踐”。發達國家聯盟強調“良好實踐”的原因是,它們認為完全自主的致命性自主武器還沒有出現,當前的致命性自主武器處在 “有意義的人類控制”之下,就算致命性自主武器還存在一些技術風 險,這些風險也會隨著科技的進步而得到緩解。d 上述針鋒相對的立 場呈現出國際社會對規制致命性自主武器不同的路徑和最終指向,而 這種分歧恐怕在短期內是難以化解的。
(二)機制集團化:全球安全治理結構正趨向西方主導的政治 “中心化”
經濟與合作發展組織、二十國集團以及人工智能全球伙伴組織是 具有一定代表性的人工智能安全治理多邊機制。從圖 1 可看出,七國 集團成員、澳大利亞、印度等等是這三個國際論壇的核心成員,中國 與俄羅斯兩個大國只是“二十國集團人工智能原則”的參與國。盡管“中心化”的國際治理結構更有利于反應某些國家的關切、凝聚中心 參與者的共識,但是這難免會讓其他成員的治理主張邊緣化。尤其是 處于核心地位的美國正利用其在國際平臺中的“核心地位”打造民主 / 威權集團對抗的治理結構,增加了不同成員推動人工智能全球安全 治理合作的困難。 一是把美國的價值觀嵌入“二十國集團人工智能原則”的文本 中。2019 年 5 月,經濟合作與發展組織公布了經多個國家和國際組織 研討后的人工智能原則建議。在該原則通過后,特朗普政府的白宮首 席技術官邁克爾·科雷特西奧斯(Michael Kratsios)指出,“歷史上第 一次,美國和世界上志同道合的民主國家將致力于共同的人工智能原 則,來反映我們共同的價值觀和優先事項。”e 從結果來看,經濟合作 與發展組織人工智能原則的最終文本基本與《美國人工智能倡議》行 政令的基調一致。f 該原則建議后被二十國集團正式采納為其人工智 能原則。 二是美國加強與北約就人工智能軍事應用的協調,逐步吸收新 興經濟體并完善五眼聯盟、四邊安全對話、“人工智能國防伙伴關系” 等機制,不斷將人工智能議題納入到遏華的亞太“小多邊”安全體系 中。這些行動的官方基調是西方需要共同捍衛芯片供應鏈安全,確保 標準制定權不落入中國手中,以及協調集體安全軍事安全行動。北約 人工智能戰略著力推動人工智能互操作性、技術標準對接、人力資本 發展等;五眼聯盟成員將制定解決人工智能應用和互操作性的方法, 包括與北約一起搭建測試和應用人工智能的平臺;四邊安全對話將在 美國、日本、印度、澳大利亞四方合作框架的基礎上深化人工智能合 作,并在印度 - 太平洋地區談判達成正式的人工智能合作協議。由此來看,美國正將人工智能治理議題安全化,將盟友推上新一輪軍事競 爭和規則制定權爭奪的軌道。
三是美國聚攏西方國家搞排斥中國的新制度,拉攏盟友力推“人 工智能全球合作伙伴”,肆意制造“中國濫用人工智能技術”的論調 和陣營對抗。七國集團在 2016 年 4 月的信息通信技術(ICT)部長會 議討論了人工智能技術及應用監管議題。從 2016 年到 2019 年,七國 集團(G7)以人工智能負責任應用及監管為核心的議題逐漸成熟。法 國和加拿大倡議組建工作小組,并希望在 2020 年初正式啟動人工智 能全球合作伙伴(GPAI)。g 白宮官員則對此方案持保留意見,強調 該計劃過度謹慎的監管規則會威脅和妨礙技術發展,并且認為經濟合 作與發展組織已經建立專家組并向成員國提供政策建議,所以人工智 能全球合作伙伴是在重復經濟合作與發展組織的工作。h 法國數字事 務部長塞德里克·奧(Cédric O) 試圖說服邁克爾·克拉西奧斯,表示, “如果你不希望西方國家采用中國模式,比如用人工智能來控制人口, 你就需要建立一些普遍的規則。但這只針對一個國家”。考慮到繼續 反對該計劃恐將讓美國在西方集團內失去人工智能治理的規則主導 權,而加入其中則可以借此扭曲中國的人工智能應用,美國最終決定 支持啟動人工智能全球合作伙伴。 (三)知識供給匱乏:人工智能安全治理知識供給不均衡、不充足 先進人工智能技術的創新和大規模應用集中于少數大國。全球人 工智能的研究在 2020-2021 年間共出版 17 萬本期刊論文和七萬部會議 論文,中國、美國、歐盟和英國的出版物占據了其中的絕大多數。縱觀全球軍用人工智能發展格局,有能力大規模研發、制造、部署和 使用先進軍用人工智能也只有大國。或許,從人工智能技術在俄烏沖 突中的應用、伊朗核科學家和蘇萊曼尼將軍被“定點清除”、無人機 助力阿塞拜疆取得“納卡沖突”制空權等戰例來看,相關武器的購買 成本不是高不可攀。但是,大國在開發和評估新武器系統方面有更強 大的能力,而弱國采購進行評估和創新的能力較弱。僅從目標識別環 節來看,軍用人工智能系統需要一個國家有強大的情報偵察能力以提 供規模大和質量好的數據。而擁有更多的研發資金、科研人力和實戰 化訓練的大國能夠比中小國家獲取更多、更好的戰場數據。因此,大 國可以開發出更加先進的算法和硬件。這意味著中小國家推動軍備智 能化升級和技術評估的天花板要低于大國,它們的人工智能安全治理 的知識積累要弱于強國。
軍用無人機在戰爭中的使用越來越廣泛,并以其特有的作戰方式和作戰效能在戰爭中發揮了十分重要的作用,甚至多次扭轉戰爭局勢,軍用無人機成為軍事競爭新熱點。軍用無人機是一種由動力驅動、無人駕駛、可重復使用、攜帶任務載荷的執行軍事任務的飛行器,其銷售霸主地位突出,可進一步分為無人偵察機/監視機、無人戰斗機、通信中繼無人機、電子干擾無人機等單一用途無人機,以及偵察打擊一體化無人機等多用途無人機。本文聚焦于中國軍用無人機的發展,將解答以下幾個問題:(1)軍用無人機的發展背景是什么?(2)全球及中國軍用無人機的發展歷程?(3)全球及中國軍用無人機的競爭格局? 軍用無人機的發展背景是什么? 軍用無人機在戰爭中的使用越來越廣泛,并以其特有的作戰方式和作戰效能在戰爭中發揮了十分重要的作用,甚至多次扭轉戰爭局勢,軍用無人機成為軍事競爭新熱點。 隨著軍用無人機在作戰中的作用越來越突出,中國政府也陸續出臺鼓勵軍用無人機產品發展的相關政策,使得中國軍用無人機雖然發展較晚,但后勁十足,呈現出明顯的后發優勢。 全球及中國軍用無人機的發展歷程? 經過100多年的發展,軍用無人機也逐漸從“戰場配角”發展成現代制空的“作戰主體”,其全球發展歷史大致可分為起步階段、實用階段和高速發展階段三個階段;中國無人機研究起步較晚,始于20世紀50年代末,但經過50余年發展,中國已研制出多種規格、多種型號、多種用途的軍用無人偵察機、察打一體無人機等,技術已達到世界先進水平。 全球及中國軍用無人機的競爭格局? 從全球軍用無人機的競爭格局來看,美國處于第一梯隊,占據絕對優勢,中國處于第二梯隊,發展迅速,而從中國的軍用無人機競爭格局來看,中無人機、航天彩虹、航天電子引領發展。
**2023年是軍工產業邁向高質量發展的階段。**具體內涵體現在:第一,長期成長邏輯打開;第二,新作戰領域、模式等驅動武器裝備向高端化發展,新裝備產品持續迭代;第三,軍工企業經營效率獲得高質量發展。 **第一,長期成長邏輯打開,注重長久期視角下的軍工投資。**1、政治周期拉長景氣周期。世界百年未有之大變局加速演進,國防安全是一切之根基,美蘇冷戰已表明大國博弈是一場曠日持久的軍備周期。短中期武器裝備加速列裝旨在“具備打贏一場常規戰爭的能力”,長期按照“加快把人民軍隊建成世界一流軍隊”疊加軍工技術對抗屬性要求裝備持續升級換代進而獲得長期成長。2、軍貿邏輯或將持續兌現。俄烏戰爭后多國宣布加大國防支出,一方面全球軍貿市場俄羅斯的份額有望被中國替代,另一方面中國將規模化、高端化、體系化地輸出武器裝備以獲得政治影響力,2022年珠海航展的陸軍合成旅裝備即是體現。3、大飛機/商用航發、衛星互聯網等大產業陸續打開成長空間。C919全球首架機已于2022年12月正式交付,長江系列商用航空發動機研制也在提速,正式開啟大飛機萬億賽道。衛星互聯網是搶占空天軌道和頻率資源的戰略高地,在軍事領域直接關乎國家安全,民用領域可實現全球網絡覆蓋,2022年10月星網公司通信衛星01/02招標公示預示著中國衛星互聯萬億賽道已進入加速建設新征程。
**第二,新作戰領域、模式等驅動新裝備持續更迭。**新裝品由科研轉批產是拉動收入增速再上臺階的重要路徑,重點關注滲透率在快速提升的新裝備、新技術、新材料等方向。圍繞國防部發布可以分析出:1、“全面提高新時代備戰打仗能力”:軍機、航空發動機、導彈仍是裝備重點發展方向,且處于加速建設趨勢中。2022年以導彈為代表的裝備建設低于預期,核心原因是疫情影響等,隨著疫情影響減小而總體列裝規劃未變的背景下2023年訂單有望呈現加速趨勢。導彈全產業鏈應重視,尤其是高超化和精確制導方向,2023Q1訂單有望加速落地;軍機重點關注有新機型的沈飛方向;航發重點關注三代機等批產型號總裝效率的提升,新型號如中推、四代機、無人機用發動機等。2、“戰略力量”:三位一體核打擊能力建設需求加快,對應到核武器、核潛艇、核動力航母、戰略轟炸機等裝備加快建設。此外民用核電重啟也有望給產業鏈配套公司帶來新的增長點。3、“新域新質作戰力量”:新裝備方向包括,電磁武器、激光武器、低軌衛星建設、電子對抗、網絡作戰等。4、“無人作戰力量”:無人裝備是大勢所趨,包括無人機、無人潛器、無人車等。
**第三,軍工企業經營效率提升,高質量發展,驅動業績加速。**1、新一輪產能釋放驅動軍工業績持續增長:當前裝備訂單規劃總量大但產能投產不會一步到位,當前軍工產業發展核心矛盾是產能,2023年是新一輪產能釋放大年,是產業鏈收入提速的核心因素之一。2、經營效率提升:2020~2022年是軍工產業擴產、培養并提高供應鏈效率的階段,產業各環節通過高質量發展也將迎來效率提升階段,具體手段包括:均衡生產、“小核心大協作”、“股權激勵等治理改善”、“生產規模效應”等。以航發動力為代表,新產能釋放保障收入提速,規模效應、兩裝兩試發展到一裝一試等提升經營效率會驅動盈利提速。
2021年是“十四五”規劃開局之年,開局關系全局,起步決定后勢。面對全球供應鏈緊張、形勢不確定性較強,國內疫情零散多發、自然災害多發等復雜形勢,我國工業發展繼續表現出較強的彈性和韌性,對國民經濟發展的支撐作用更加顯著。
中國信息通信研究院(以下簡稱“中國信通院”)每年定期發布《中國工業經濟形勢展望》,旨在全面、深入刻畫我國工業運行特征,并對工業發展面臨的新形勢、新趨勢進行預研預判。
2021年12月16日,由中國信通院主辦,青島市工業和信息化局、青島市西海岸新區管委共同承辦的中國縣域工業經濟發展論壇(2021)在山東青島西海岸新區舉行。在上午的主論壇上,中國信通院李媛恒發布了《中國工業經濟發展形勢展望》。
白皮書核心觀點
1、我國工業呈現“穩定恢復向好、發展韌性增強、結構調整優化”的態勢。2021年以來,我國工業生產總體保持恢復性增長的發展態勢,投資增長勢頭穩定,投資結構持續調整優化;創新活力持續增強,增長引擎加速轉化;產業結構調整加快,產業集群化發展深入推進;工業對外出口形勢較好,外需替代效應持續明顯,工業綠色轉型成效顯著。
2、當前工業穩定恢復的基礎尚不牢固。2021年是“十四五”的開局之年,也是出現新挑戰,形勢復雜的一年。小微企業成本壓力大、產業鏈供應鏈安全風險猶存等問題仍在困擾當前我國工業經濟穩定復蘇。
3、宏觀環境總體穩定良好,預判2022年我國工業增長穩中趨緩。新一輪科技革命深度推進,工業數字化轉型進入加速發展期,賦能制造業高質量發展,為提升產業鏈供應鏈自主可控能力提供了重要抓手。穩經濟、調結構政策力度不斷加大,扎實推動共同富裕。
4、下階段工作要以穩字當頭、穩中求進,繼續保證宏觀經濟政策力度,持續優化結構性政策。建議大力穩定市場主體,尤其是中小微企業,同時持續深化供給側結構性改革,在構建大市場、強市場主體、優產業布局、破技術瓶頸、促綠色低碳等方面重點發力,推動我國工業發展向更高水平邁進。
行業景氣指數從快速攀升到波動回穩。過去五年,我國互聯網行業經歷了從爆發到成熟再到轉型調整的三次增長周期,行業景氣指數從快速上升區間進入波動區間。2015年至 2020年,反映行業當期景氣狀況的一致指數分別為93.0、96.5、99.4、102.1、103.7、103.8,增長速度逐年放緩。分階段來看,2015-2017年,行業景氣指數快速上升,表明我國互聯網行業處于快速擴張期,2018-2019 年行業增長趨于平穩,2020 年二季度,受宏觀經濟下行壓力加大、行業發展增速放緩等因素影響,行業景氣指數首次出現環比回落,2020年底,隨著我國經濟企穩回升,反映行業當期景氣狀況的一致指數為 103.8,環比上漲0.17個點,消費互聯網持續擴大升級,產業互聯網加速演進,我國互聯網行業進入轉型調整期。
行業增速從高速增長到中高速平穩發展。2015-2020 年,我國網民規模接近 10億,普及率已達 70.4%,行業收入及用戶增速呈逐年放緩態勢,從高速增長階段進入平穩發展階段。我國互聯網市場主體不斷豐富,上市企業數量從116家增加至 190家,2020年我國上市互聯網企業營收規模達 3.4 萬億元,但受宏觀經濟下行壓力加大、流量紅利見頂等內外部因素共振影響,行業增速從 2015 年的46.5%降至 16.7%,年均增速降幅達近6個百分點,電商、游戲、社交、搜索等傳統業務增長放緩,音視頻、數字金融、在線租賃等新興業務成為發展新動力。
競爭格局從高度集中到多極競爭演化。從新浪、搜狐、網易并立到百度、阿里、騰訊興起,我國互聯網行業經歷了市場格局高度集中的發展階段。當前,一批成長能力強的新興垂直領域企業快速興起,多極化的互聯網競爭格局正在形成。以阿里、騰訊為代表的超大型綜合互聯網平臺將旗下業務分拆成立子公司,再推動子公司融資、上市,以獲取更靈活的運營體系與更高的市場估值,截止 2020 年底,我國有2家企業市值超6000億美元。新興企業加快成長壯大,形成了3家(美團、拼多多、京東)市值超1000億美元的大型服務型企業,20余家(以貝殼、百度、網易、京東健康等為代表)市值超百億美元的垂直類及綜合類企業,以字節跳動'為代表的 200 余家獨角獸企業。
業務布局從橫向擴張向縱深耕耘。"十三五"期間,隨著市場需求持續變化,資本、技術等要素逐步完備,互聯網企業開始向橫、縱兩個方向延伸,從專注于單一細分領域向多領域持續擴展,不斷加強技術能力輸出,平臺生態體系愈發龐大。橫向業務布局持續拓展。除螞蟻、騰訊、京東等巨頭企業,字節、拼多多、美團等新興企業先后獲得支付牌照,通過布局支付業務打通線上線下入口;百度、阿里、騰訊、小米持續進軍 AI、自動駕駛、芯片設計、車載系統等領域,不斷擴大自身業務版圖。縱向業務耕耘不斷發力。互聯網企業加快向 B端市場縱深耕耘,依托云計算、遠程辦公軟件等業務,加大對傳統企業技術能力的應用滲透,打造 B 端市場新空間。例如,阿里通過""云釘一體"戰略將辦公平臺和云服務能力輸出,為接入企業提供高效的低代碼開發平臺,推動中小企業數字化轉型。
網絡提速降費深入推進,引領寬帶網絡升級換代。2015 年起,我國開始持續推進網絡提速降費和電信普遍服務試點機制,加速推動寬帶網絡演進升級和推廣普及。2020年底,我國固定網絡實現光進銅退,全國所有地級市全部建成光網城市,光纖用戶在固定寬帶用戶中占比超過94%,固定寬帶速率在全球 180個國家和地區中排名第 17位2。我國僅用不到3年時間建成全球規模最大、覆蓋最廣的4G網絡,移動網絡速率在全球137個國家和地區中排名第5位3,移動數據流量平均資費降至0.33元/GB。全國行政村通光纖、通4G比例都超過 99%,基本實現農村城市"同網同速"。網絡覆蓋持續完善、網絡能力提升、資費水平大幅降低為互聯網尤其是移動互聯網的繁榮打下堅實基礎。
網絡流量激增,加速骨干網承載能力多維擴容。為滿足日益豐富的互聯網業務需求,我國建成北京、上海、廣州、成都、武漢、西安、沈陽、南京、重慶、鄭州、杭州、福州、貴州、呼和浩特共14 個骨干直聯點,減少骨干網絡路徑繞轉,提升網間通信性能。2020 年,國家(杭州)新型互聯網交換中心建成投入運行,打通了基礎電信企業、互聯網數據中心(IDC)、內容分發網絡(CDN)、互聯網服務提供商(ISP)、云服務商、網絡內容服務商(ICP)之間的互聯通道,"全方位、立體化"的網間架構布局初步形成,網絡承載能力大幅提升。數據中心大規模部署,2020年我國在用數據中心機架總規模約440萬架,近5年年均復合增速超 30%,云化、智能化水平大幅提升,有效支撐直播、高清視頻等大流量網絡業務運行。
移動智能終端普及,推動手機網民數量快速攀升。2015年以來,智能手機在手機出貨總量中的占比持續提升,到 2020年智能手機出貨占比已高達 96%。移動智能終端的廣泛普及不斷降低網絡接入與用戶操作門檻,手機網民成為拉動中國總體網民規模攀升的主要動力。中國互聯網絡信息中心(CNNIC)數據顯示,截至 2020年底,我國手機網民規模達9.86 億戶,較 2015年增長3億,移動互聯網普及率達 70.4%,較 2015年提升 20.1個百分點。手機網民快速普及使得基于大帶寬的融合業務需求迅速激活,移動流量業務實現爆發式增長。
歷經半個世紀的發展,人工智能正在社會經濟生活中發揮越來越重要的作用。認知智能是一種賦予機器模擬人類認知思考能力的技術,作為人工智能發展的高級階段,具有交互性、情境性與適應性等特點。認知智能“能理解、會思考”的能力,可以極大地將人類從重復體力勞動和簡單腦力勞動中解放出來。
當前,認知智能產業生態已初步形成,產業應用加快落地,技術研發持續突破,涌現出一批具有代表性的企業,儼然成為城市數字化浪潮中的關鍵驅動力。中國信息通信研究院華東分院聯合竹間智能科技(上海)有限公司就人工智能全球態勢、認知智能產業生態、技術融合、典型案例與未來趨勢等方面開展了產業技術分析,形成《2021 認知智能發展研究報告》。
本報告由五大篇章組成:第一篇章:全球態勢篇,對全球人工智能政策環境、發展現狀與發展熱點進行了詳細介紹;第二篇章:產業生態篇,闡述了認知智能發展歷程,并從行業生態、技術專利、學術研究和產業標準等方面展開具體分析;第三篇章:技術融合篇,闡述了當前認知智能領域情感計算、知識圖譜、圖像理解等六大行業技術領域的融合發展情況;第四篇章:典型案例篇,闡述了當前認知智能在金融、制造、教育等六大場景的應用落地總體情況與典型產品案例;第五篇章:未來趨勢篇,總結了認知智能發展面臨的問題挑戰,對未來發展做出展望。

來源:中國信息通信研究院
“未來一段時期,我國數據庫行業將圍繞兩個核心命題進行發展:一個是縮小“高要求的存量數據應用需求”與“仍處于發展初期階段的供給能力”之間的差距;另一個是探索“創新型數據應用需求”與“數據庫技術產品演進路線”的合理映射關系。”
日前,中國信息通信研究院正式發布了《數據庫發展研究報告(2021年)》,本研究報告從技術、產業、應用三方面梳理了數據庫發展情況,并展望了發展趨勢。
據中國信通院測算,2020年全球數據庫市場規模為671億美元,其中中國數據庫市場規模為35億美元(約合240.9億元人民幣),占全球5.2%。預計到2025年,全球數據庫市場規模將達到798億美元,中國的IT總支出將占全球12.3%。中國信通院預計,中國數據庫市場在全球的占比將在2025年接近中國IT總支出在全球的占比,中國數據庫市場總規模將達到688億元,市場年復合增長率(CAGR)為23.4%。
01、數據庫技術發展歷程
首款企業級數據庫產品誕生于上世紀60年代,六十余年發展過程中,數據庫共經歷前關系型、關系型和后關系型三大階段。
前關系型階段(1960-1970):網狀層次數據庫初嘗探索
前關系型階段數據庫的數據模型主要基于網狀模型和層次模型,代表產品為IDS和IMS,該類產品在當時較好地解決了數據集中存儲和共享的問題,但在數據抽象程度和獨立性上存在明顯不足。
關系型階段(1970-2008):關系型數據庫大規模應用
關系型階段以IBM公司研究員E.F.Codd提出關系模型概念,論述范式理論作為開啟標志,期間誕生了一批以DB2、Sybase、Oracle、SQLServer、MySQL、PostgreSQL等為代表的廣泛應用的關系型數據庫,該階段技術脈絡逐步清晰、市場格局趨于穩定。
后關系型階段(2008-至今):模型拓展與架構解耦并存
谷歌的三篇論文開啟后關系型數據庫階段,該階段由于數據規模爆炸增長、數據類型不斷豐富、數據應用不斷深化,技術路線呈現多樣化發展。隨著各行業數字化轉型不斷深入,5G、云計算等新興技術快速發展,傳統數據庫的應用系統紛紛優化升級。全球市場格局劇烈變革,我國數據庫產業進入重大發展機遇期。
02、數據庫技術發展趨勢
大數據時代,數據量不斷爆炸式增長,數據存儲結構也越來越靈活多樣,日益變革的新興業務需求催生數據庫及應用系統的存在形式愈發豐富,這些變化均對數據庫的各類能力不斷提出挑戰,推動數據庫技術的不斷演進。
趨勢一:多模數據庫實現一庫多用
多模數據庫支持靈活的數據存儲類型,將各種類型的數據進行集中存儲、查詢和處理,可以同時滿足應用程序對于結構化、半結構化和非結構化數據的統一管理需求。未來在云化架構下,多類型數據管理是一種新趨勢,也是簡化運維、節省開發成本的一個新選擇。
趨勢二:統一框架支撐分析與事務混合處理
產業界當先正基于創新的計算存儲框架研發HTAP數據庫,其能夠基于統一套引擎同時支撐業務系統運行和分析決策場景,避免在傳統架構中,在線與離線數據庫之間大量的數據交互。
趨勢三:運用AI實現管理自治
目前有研究通過將傳統數據庫組件用機器學習算法替代,來實現更高的查詢和存儲效率,自動化處理各種任務。未來80%以上的日常運維工作有望借助AI完成。
趨勢四:充分利用新興硬件
隨著新型硬件成本逐漸降低,充分利用新興硬件資源提升數據庫性能、降低成本,是未來數據庫發展的重要方向之一。
趨勢五:與云基礎設施深度結合
Gartner預測,到2022年75%的數據庫將托管在云端。云與數據庫的融合,減少了數據庫參數的重復配置,具有快速部署、高擴展性、高可用性、可遷移性、易運維性和資源隔離等特點。云原生數據庫能夠隨時隨地從多前端訪問,提供云服務的計算節點,并且能夠靈活及時調動資源進行擴縮容,助力企業降本增效。
趨勢六:隱私計算技術助力安全能力提升
近年來以同態加密等密碼學為代表的軟件解決方案和以可信執行環境(TEE)為代表的硬件方案為數據庫安全設計提供許多新思路。未來,此類數據庫將圍繞算法安全性和性能損耗等問題,逐步突破,進而提供覆蓋數據全生命周期的安全保護機制。
趨勢七:區塊鏈數據庫輔助數據存證溯源
區塊鏈具有去中心化、信息不可篡改等特征,區塊鏈數據庫能夠長期留存有效記錄,數據庫的所有歷史操作均不可更改并能追溯,適用于金融機構、公安等行業的應用場景。未來,提升區塊鏈數據庫性能將成為學術界與工業界共同探索的命題。
03、數據庫典型行業應用動態
金融、電信、政務、制造、互聯網五個行業為數據庫產品及服務采購份額前五的行業,采購總和占據全部市場份額的80%以上。
(一)金融行業&電信行業
據中國信通院統計分析,以業務系統數量為計數單位,我國金融行業各類數據庫占比為Oracle 55%、DB2 19%、MySQL 13%、PostgreSQL 6%,其他 7%。
目前,金融和電信行業在數據庫應用方面正在呈現三大趨勢:一是大部分存量數據庫將向分布式架構升級;二是應用大量非關系型數據庫助力創新業務落地;三是產品選型逐漸傾向國產數據庫供應商。
(二)政務行業
我國在提升社會治理的數字化治理水平過程中,主要呈現兩大特點:一是個體、企業和社會等被治理對象數量龐大、日趨復雜,二是智能治理要求各層、各機構政府人員深度應用信息科技工具。當前政務行業在數據庫應用方面正在呈現兩大趨勢:一是大范圍應用空間型、關聯型數據庫等產品;二是利用各類工具組件,做到數據庫應用“平民化”。
(三)制造業
當前物聯網技術正逐步滲透工業領域,不斷增長的傳感器、飆升的數據量以及更高的大數據分析需求對原有的數據庫系統提出了新的需求,包括增加擴展性、實現與大數據技術生態的友好對接、降低大規模應用價格、充分利用邊緣計算設備能力。未來工業行業在數據庫應用方面將呈現兩大趨勢:一是應用大量時序數據庫;二是逐步向邊緣計算發展。
(四)互聯網
互聯網行業為充分發揮新要素、新模式、新動能等方面的優勢,對底層IT系統中的數據庫提出了多項新要求,以性能好、造價低、迭代快為核心。未來互聯網行業在數據庫應用方面將呈現三大趨勢:一是利用內存數據庫加速業務效率;二是開源數據庫應用更加廣泛;三是初創公司利用云數據庫促進其快速發展。
04、總結與展望
數據庫作為提供數據存儲與處理能力的軟件產品,是各機構信息系統的關鍵部件,是助力數據價值釋放的核心引擎。隨著數據躍升為生產要素,數據重要性進一步提高,我國數據庫產業也迎來新一輪變局。
從產業角度看,宏觀政策利好推動了存量數據庫市場上行,我國數據庫產業進入蓬勃發展的初期,產品供應商、服務提供商、支撐產業從業者均積極行動,各自發揮技術、渠道、運營等優勢,尋求對于自身最優的發展路徑;另一方面云基礎設施的發展成熟將接近一半的傳統數據庫市場轉移到了線上,云計算企業利用既有基礎設施優勢,成為最大獲益者。
從技術角度看,一方面數據應用的變化倒逼數據庫具備更大數據存儲容量、更多數據計算模型、更快數據業務響應能力,整體技術發展進入后關系型階段,架構設計逐漸分布式化、模型構建逐漸場景化;另一方面,人工智能、新型硬件、區塊鏈、密態計算等關聯技術的創新正在催生新型數據庫設計模式,傳統數據庫功能邊界正被逐漸突破。在數據庫產業和技術的變局過程中,供給側、應用側、生態側均處于機遇與挑戰并存的狀態。