数字中国产业链各环节梳理

如果你对该问题感兴趣的话，推荐你看看《数字中国深度报告：数字中国产业星图》这篇报告，下面是部分摘录的内容，具体请以原报告为准。

1. 上游基础层

数字中国上游基础层包括硬件、软件以及通信设施等信息通信基础设施。其 中，硬件和软件互相依存构成计算机系统，而通信设施为计算机系统提供高速网 络和传输速率的保障。硬件是软件赖以工作的物质基础，软件的正常工作是硬件 发挥作用的唯一途径。计算机系统必须要配备完善的软件系统才能正常工作，且 充分发挥其硬件的各种功能。而通信设施的发展则为计算机系统提供高速网络和 传输速率的保障。

1.1. 硬件

1.1.1. CPU——计算机的运算和控制核心

CPU 作为计算机系统的运算和控制核心，分为通用高性能微处理器、嵌入式 微处理器和移动端用 SoC MPUs/AP，是电子信息时代需求量最大，最重要的半 导体产品之一。国产 CPU 在性能方面与国际领先水平仍有差距。虽然国内桌面和服务器产品性能正在提升，尤其是海光和华为的服务器产品性能已接近国外中端 产品水平，但是整体上国产 CPU 性能仍然落后于国际先进水平。2018-2020 中国 微处理器市场规模不断增加，2020 年中国微处理器市场规模达到 2335.87 亿元， 占全球微处理器市场的 39.8%，中国微处理器在全球的市场份额占比有所提升。 据前瞻产业研究院初步估算，2021 年我国微处理器市场规模约 2742 亿元。

1.1.2. GPU——计算机的显示核心

GPU，即图形处理器，是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动 设备（如平板电脑、智能手机等）上做图像和图形相关运算工作的微处理器，在 AI 计算中负责进行大规模的计算和数据处理。全球 GPU 市场中，美国凭借英伟 达、AMD、英特尔三巨头霸占全球 GPU 芯片研发领域的主导地位；欧盟、日本、 韩国处于第二梯队，欧盟、英国拥有先进的芯片设备制造技术，日本、韩国凭借领 先的半导体材料研发和制造技术等优势抢占市场份额;而以中国为代表的发展中 国家还在努力追赶中。据华经产业研究院数据，2020 年中国 GPU 市场规模 47.39 亿美元，预计 2027 年市场规模将达 345.57 亿美元。目前国内主要上市公司有景 嘉微、通富微电等。其中景嘉微是国内首家成功研制国产 GPU 芯片并实现大规模 工程应用的企业，掌握了包括芯片底层逻辑/物理设计、GPU 驱动程序设计等关键 技术，先后研制成功 JM5 系列、JM7 系列、JM9 系列等具有自主知识产权的高性 能 GPU 芯片，为打破国外垄断和国内 GPU 的突破发展做出了突出的贡献。

1.1.3. FPGA——可编程的逻辑芯片

不同于 CPU 和 GPU，FPGA 可对芯片硬件层进行灵活编译，且功耗远小于 前两者。FPGA 可编程带来的配置灵活性使其能更快地适应市场，具有明显的实 用性。随着开发者生态的逐渐丰富，适用的编程语言增加，FPGA 运用将会更加 广泛。根据前瞻产业研究院预计，2025 年全球 FPGA 市场规模有望达到 125 亿 美元。目前，FPGA 市场基本上全部被国外 Xilinx、Altera(现并入 Intel)、Lattice、 Microchip 四家占据。其中，Xilinx 和 Altera 两大公司对 FPGA 的技术与市场占据 绝对垄断地位，占据了近 90%的市场份额。

1.2. 软件

1.2.1. 操作系统——连接软硬件资源的纽带

操作系统是连接计算机系统软硬件资源的纽带。《“十四五”数字经济发展规划》、 《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》等国家政策多次指明发展自主操作系 统的重要性和迫切性。全球操作系统市场主要由谷歌旗下的 Android、微软旗下的 Windows、苹果公司旗下的 iOS、MacOS 以及 Linux 五大操作系统主导。我国国 产操作系统相关上市公司主要包括中国软件和诚迈科技等。

1.2.2. 数据库——有组织、动态地存储大量数据

数据库系统有组织、动态地存储大量数据，特点是数据间联系密切、冗余度 小、独立性较高、易扩展，并且可为各类用户共享。国产数据库劲头旺盛，2021 年中国数据库市场总规模达 286.8 亿元同比增长 16.1%，CAGR（2021-2026e） 达 16.2%。

1.2.3. 中间件——实现资源、功能共享的目的

中间件主要用于实现资源、功能共享的目的，是介于应用系统和操作系统之 间的一类软件。2021 年国内中间件市场总体规模为 88.7 亿元，同比增长 11.7%。 目前国产中间件已经得到了用户广泛的认可，不论是在产品性能还是市场占有率 方面，国产中间件的表现都远超过操作系统和数据库，是国内发展最好的基础软 件产品。

1.3. 通信设施

1.3.1. 光通信器件——光电子器件及配套半导体集成电路

光芯片是现在光通信器件的核心元件，按功能可以分为激光器芯片和探测器 芯片。C&C 初步调查显示全球光芯片市场规模达到 175 亿元人民币（2022 年约 合 27.2 亿美元），同比 2021 年增长了 8.69%。从国产化进展来看，当前我国高功 率激光器芯片，部分高速率激光器芯片已处于国产化加速突破阶段，而光探测芯 片、25G 以上高速率光芯片仍处于进口替代早期阶段。国产光芯片在高端产品领 域同国外厂商还有较大差距。

光模块是光通信器件核心部件之一，能够实现光电信号的转换。我国光模块 市场规模不断增加，2015-2020 年年均复合增速为 11.03%。2020 年中国光模块 行业市场规模增加，沙利文统计为 382.1 亿元，同比增加 10%以上。2021 年，“十 四五”规划中多次提及数字经济的发展，预计光模块市场规模仍将保持高速发展， 2021 年市场规模或将超过 420 亿元。

1.3.2. 光纤光缆——传送光波的介质波导

光纤光缆是我国互联网产业重要的基础设施。光纤传输的带宽大大超出铜质 线缆，且具有抗电磁干扰性好、保密性强、速度快、传输容量大等优点。

1.3.3. 交换机——独享电信号通路的网络设备

交换机是为接入网络节点提供独享电信号通路的网络设备，具有扩展灵活、 性价比高的特点。据易普咨询统计，2021 年中国网络通信设备市场规模达到 676 亿元，其预计 2025 年市场规模达到 1144 亿元，2021-2025 年 CAGR 约 13%。 全球市场方面，2021 年思科占据 45.3%市场份额，其次为华为 10.2%市场占比； 

2. 中游技术层

在技术层面，5G、大数据、云计算、人工智能和物联网之间存在着密不可分 的关系，它们相互协同发展，共同奠定了数字中国科技与经济发展的基础。从技 术之间的逻辑关系来看，得益于万千互联的终端和传感器，物联网可以生成海量 数据，数据通过 5G 高速网络传输至数据库进行储存，并通过云计算对数据进行 分析和处理，再结合算法进行不断训练进步，形成人工智能，人工智能赋能各类 软件和硬件，提升物联设备的智能化。

2.1. 物联网：触达海量数据

物联网是在互联网和通信网络的基础上，将日常用品、设施、设备、车辆和其 他物品相互连通的网络。物联网改变了互联网中信息全部由人获取和创建，以及 物品全部需要人类指令和操作的情况。2025 年物联网市场规模将超 2.7 万亿，近 五年复合增长率 10%左右，2025 年物联网设备连接量将超过 150 亿个，2021- 2025 年复合增长率 15%左右。目前我国物联网行业仍处于成长期的早中期阶段， 作为新一代信息技术的重点方向，物联网市场空间广阔。根据 GSMA 移动经济发 展报告预测，到 2025 年，中国物联网行业规模将超过 2.7 万亿元，2021-2025 年 复合增长率 10%左右。同时，根据艾瑞咨询预测，到 2025 年中国物联网设备连 接量将突破 150 亿个，2021-2025 年复合增长率 15.5%，这将为数据的获取提供 一个巨大的窗口。物联网投资机会集中在终端制造商以及生态系统和技术平台提 供商。相关企业包括美的集团、鹏博士、海尔智家、华为、小米、海康威视等企 业。

2.2. 5G：数据传输的纽带

5G 是第五代移动通信技术的简称,是即 4G 之后的最新一代蜂窝移动通信技 术，具有高带宽、低时延、大连接、低能耗的显著特征，5G 带来更快的速率和更 低的延时将保证数据传输的高效和实时性，带来万物互联，催生各场景智能化应 用的实现。5G 发展进入规模化时期，2030 年市场规模将达 6.6 万亿元。根据中 国信通院预测，随着终端和内容的发展和创新，5G 个人应用将从量变到质变， 2025 年 5G 个人用户普及率将达到 56%，交互式 5G 新应用和沉浸式 5G 新应用 开始大规模出现。同时，5G 行业进入规模化关键期，呈现梯次、阶段推进态势， 到 2025 年 5G 应用覆盖国民经济大类将超过 90%。根据中国信通院数据，2021 年我国 4G 基站数达到 590 万个，同比增长 2.6%，5G 基站数达到 142.5 万个， 同比增长 98.5%。根据前瞻产业研究院预计，到 2030 年，我国 5G 市场规模将达 到 6.6 万亿元，相较于 2020 年增长十倍。技术层面 5G 投资机会集中在 5G 运营 商和技术服务商，相关企业包括中国移动、中国电信、中国联通、华为、中兴通信 等。

2.3. 大数据和云计算：数据的存储和处理

大数据是一种生产要素，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发 现力和流程优化能力来适应海量、高增长率和多样化的信息资产。大数据具备数 据体量巨大、数据类型繁多、价值密度低和处理速度快的特点。而云计算（cloud computing）是分布式计算的一种，指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理 程序分解成无数个小程序，然后，通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这 些小程序得到结果并返回给用户。云计算技术具备效能价值、工具价值、普惠价 值和创新价值，是数字经济中必不可少的新型通用生产工具。 我国数据产量和产能居于世界前列，预计 2024 年我国大数据市场规模将达 到 1577 亿元，未来三年复合年增长率 22.6%。目前我国大数据软件和大数据服 务的需求较大数据硬件相对较弱，预计未来大数据软件和大数据服务占比将有所 提升。根据赛迪 CCID 统计，我国大数据市场规模由 2019 年的 620 亿元增长至 2021 年的 863 亿元，复合年增长率达到 18.0%，增速高于全球增速。预计 2024 年我国大数据市场规模将达到 1577 亿元，2022-2024 年复合年增长率 22.6%， 有望保持快速增长趋势。根据赛迪 CCID 统计，2021 年我国大数据市场结构中， 大数据硬件、大数据软件和大数据服务的市场占比分别为 40.5%、25.7%和 33.8%， 市场规模分别为 350 亿元、222 亿元和 292 亿元。展望未来，赛迪 CCID 预计 2024年我国大数据硬件、大数据软件和大数据服务的占比将分别为 36.7%、29.0% 和 34.3%，大数据软件和大数据服务占比将有所提升。

3. 下游应用层

数字产业化推动产业数字化发展，实现降本增效并提高创新能力。受益于信 息技术的持续进步和政策的引导，各行各业正处于向信息化转型的关键时期，人 工智能、云计算等技术广泛和深入的应用将赋能各行各业，有望使各个行业实现 不同程度的降本增效以及创新能力的提升。根据 IDC 和浪潮信息联合发布的 《2022-2023 中国人工智能计算力发展评估报告》的预测，人工智能将逐渐应用 于不同的领域，目前人工智能渗透度最高的五个行业分别为互联网、金融、政府、 电信和制造。本章将从 B 端、C 端和 G 端三个角度，挖掘数字产业化对于产业数 字化推进的影响和作用，以及梳理产业数字化进程中所包含的投资机会。

3.1. To B 端

3.1.1. 工业信息化

软件端的革新将赋能工业信息化和智慧建筑，实现降本增效，同时工业机器 人的进步将进一步提升生产效率。AI 有望引领 CAD、CAE、EDA 等研发设计工 业软件交互模式变革，实现以自然语言下达指令，软件自动进行相关图纸绘制以 及仿真计算，提高生产效率、降低人力成本的同时，使得工业生产流程和建筑设 计的大众化普及和个性化定制成为可能。同时工业机器人的进一步智能化将助力 B 端生产效率。

3.1.2. 金融科技

金融行业有望在资讯生成、虚拟客服以及数据报告等方面实现智能化。通过 算法自动获取并生成部分实时资讯、金融行业垂直人工智能模型替代客服、自动 进行数据处理分析并初步生产报告等一系列信息化赋能，将有望提升金融机构前 台、中台和后台的工作效率和数据时效性与准确性。

.1.3. 能源信息化

新兴技术助力能源企业优化能源生产、传输、消费和交易环节的资源配置、 安全保障以及智能互动能力。通过融入云计算、人工智能、物联网等新兴技术， 能源企业积极推动数字化转型战略落地，通过数字电厂、智慧矿山、智慧工厂、智 慧物流等建设，实现能源企业智能化、数据化、信息化管理运营。

3.2. To C 端

3.2.1. 智慧医疗

AI 有望赋能医疗服务、医疗器械以及医药研发。AI 有望实现快速全面地了解 患者的病情并给出准确的诊断和康复意见，为患者提供个性化服务例如为失声者 合成音频、为心理疾病者提供医护陪伴。同时 AI 还有望优化医疗器械精度和患者 愈后效果、以及加速医药研发中靶点确认和分子生成过程。

3.2.2. 教育数字化

教育数字化有望通过 AI 生成教学内容以及实现因材施教、有针对性的自适应 教学。通过 AIGC 进行降本增效，主要涉及虚拟教师、语言学习、早教学习、作 业自动批改等多个细分领域。

3.2.3. AI+传媒

传媒行业成为极具红利的 AIGC 主应用阵地，广告、影视、游戏、电商等细 分板块有望受全面赋能。得益于 AIGC 赋能，广告板块内容有望爆发式增长，并 实现精准用户触达；影视板块在前期剧本、中期拍摄以及后期宣发等环节有望大 幅提升产能、内容的丰富性与想象空间有望丰富；游戏美术、音乐内容的生成效率加速，以及游戏周边配套内容进一步丰富；电商的广告营销、产品展示以及虚 拟带货环节均得到降本增效；以及虚拟人的普及和传媒+产业的应用有望得以提效。

3.3. To G 端

政务云和 AI 的持续部署将稳步提升政务处理的效率和精准化。随着政务信息 化的推进，政务云得到广泛的部署，“掌上办”