伴随算力的发展,一方面,形成了以算力为核心的产业,包括数据中心、智算中心等各种基础设施,芯片、服务器等各种硬件设备,云计算、超算等各种计算服务;另一方面,算力在各个行业、场景的应用,催生了新的商业模式与业态,形成“算力+”的产业体系。
受算力及相关产业链的影响,整个经济环境和经济活动发生了显著变化。各种信息的传播、市场上的商务活动等,都受到算力的影响,通过数据资源的挖掘利用,以及算力的调度、整合与分配,进而实现数字经济高质量发展,进入以算力作为核心驱动力的阶段,算力经济正式登上舞台。
从概念上讲,算力经济是一套经济系统,在这个系统中,算力是串起多个行业的主线,它广泛应用于多个领域与场景,并推动整个经济环境和经济活动的变化。它是数字经济发展到新阶段的又一种经济形态,5G、区块链、大数据、物联网、云计算、人工智能等技术交叉融合,以数据作为关键生产要素,算力与实体经济深度融合,使得研发、设计、生产、终端、营销、服务、数据平台等价值链各个环节都得以重构升级,实现更高的效率,生产更精准,成本更低,推动经济社会发生新一轮深度变革。
在算力经济时代,大数据、算力与算法构成支柱,把新的能源转变成算力,然后与各个行业的需求结合,推动行业的发展。从产业角度上看,算力将推动两大产业的发展,一是算力本身的产业,也就是新计算产业;二是算力与各行业融合后催生出的新的应用、新的业态。
1.新计算产业的发展属于IT产业,以软硬件的方式对外提供计算与服务能力,既包括传统IT产业中的处理器、服务器、操作系统、中间件、数据库和基础软件等应用及相关服务,也包括人工智能芯片、异构处理器、物联网、边缘计算等新兴的软硬件。物联网、边缘计算等新技术,将是算力经济时代的重要增长点。
作为算力的重要承载,新计算产业正在成为数字经济的核心驱动产业。一方面,新计算产业链庞大,包括芯片、元器件、操作系统、基础软件、应用软件、系统集成等多个部分,是数字经济下具有高附加值的高科技产业;另一方面,新计算产业是一切数字化应用建设及发展的源头,有助于推动处于需求端的制造、交通、能源、医疗等多个行业突破瓶颈,提升生产效率,创新商业模式,改进用户体验,拉动产业增值,创造新的市场增长。
就新计算产业来看,前景极为广阔,新计算形成的产业集群和生态体系,将在持续赋能各产业数字化的同时,推动国民经济产业结构发生变化,加快新型现代化产业体系的构建。
2.算力与行业应用相结合,孵化出满足个性化需求的应用与服务,以平台、服务和解决方案为主要内容,比如公有云服务、人工智能平台、大数据分析平台等。同时,这种应用又将推动算力产业与行业应用的进一步融合,打造工业互联网、智慧交通、智慧医疗、智慧城市等与实体产业深度融合的解决方案。
目前,各行各业的智能应用需求正在被激活,其中就涉及更多维度、更深层的数据挖掘利用需求。这背后就需要更多的算力供应,而算力来源于数据中心、智能算力中心、超级计算中心等渠道。
算力经济得以发展,离不开其特定背景,比如互联网经济的繁荣、物联网经济的崛起,以及数字经济的兴盛;区块链技术的日渐成熟;绿色经济时代的到来等。
互联网的普及、网民数量的爆发式增长,以及众多互联网服务渗透到生活工作中,促成了整个经济形态的变化,形成了即时通信、搜索引擎、远程办公、网络购物、网上外卖、网络新闻、网上旅行预订、网络游戏、网络音乐、网络文学、网络视频、网络直播、网约车、在线教育、在线医疗等多种应用。在生产制造等多个领域,受益于互联网技术的应用,推动信息化、数字化的落地,带动传统产业打开新一轮增长通道。
互联网普及的同时,物联网的发展破风而来,先是智能家居、消费电子、可穿戴设备和智能汽车成为物联网技术在消费端的核心应用场景;近几年里,在智慧农业领域,传感器与机器学习等得到应用,比如可以监测作物成长,并分析图像,对病虫害等提前预警。非常典型的是智能制造领域,物联网在产品生产、使用、维护过程中都能发挥作用。尤其是人工智能技术驱动的物联网,成了传统行业智能化升级的技术底座,在工业、制造、安防、家居等场景中实现规模落地。而且物联网生产的数据,汇聚到云平台上,进一步分析后面向市场提供更精准的产品与服务,并形成全新的智能产品与解决方案,比如全屋智能、可穿戴设备、智能门锁、车载智能终端、智能卫浴等,物联网经济逐渐成形。
从互联网经济、物联网经济,再到数字经济,从区块链技术到绿色经济、新能源,正是这些经济形态的发展,一方面对算力提出更多需求,另一方面促成了算力经济形态的产生与成熟。
1995年,一块醒目的广告牌出现在北京中关村大街上,上面写了一句话“中国信息高速路——向北1500米”。什么意思呢?就是说那个地方有一家公司,名叫“瀛海威”,最初的业务是代销美国PC,后来推出“瀛海威时空”网络,面向普通用户开放,提供大众信息服务,包括电子报纸、在线聊天、网络论坛等,用户必须登录,并缴纳一笔上网费。
而在同一时期,马克·安德森发明了网络浏览器,全球380万台计算机接入网络;31岁的外语老师马云创办了“中国黄页”,试图把所有中国商业信息聚合到网上。
不过,无论是张树新的瀛海威,还是马云的中国黄页,都因没有找到合适的盈利模式而失败,但为中国互联网经济点燃了启蒙之火。
1997年,形势发生变化,丁磊、张朝阳、王志东3位年轻人分别创办网易、搜狐和新浪,开启了真正的互联网经济元年。不过两年时间,这三大门户网站就到纳斯达克上市。随后,阿里巴巴、腾讯、盛大、携程等陆续创办。
受益于巨大的人口红利,以及众多创业者入场,各种创新如雨后春笋般出现,各个城市的线下推广此起彼伏,互联网经济全面爆发。
2013年后,中国全面进入移动互联网时代,一部能上网的手机,就能满足普通人的衣食住行。到了2013年底,中国手机上网人群的规模达5亿,占全部网民的81%,实现近40%的普及率。据市场调研公司IDC的统计,2013年,全球智能手机出货首次突破10亿部大关。另一家市场研究公司捷孚凯(GfK中国)的报告显示,2013年中国智能手机零售量达3.5亿部,同比增长84%,占整体手机市场份额的87%,占全球手机市场份额的35%左右。
与此同时,电商、社交、O2O服务等业态逐渐枝繁叶茂,长成了互联网经济的参天大树。国家统计局的数据显示,2020年全国网上零售额超过11.76万亿元,比上年增长10.9%。其中,实物商品网上零售额为97590亿元,增长14.8%。在《“十四五”商务发展规划》里,对网上零售额的增长提出了更高的目标,从2020年的11.76万亿元增加到2025年的17万亿元,年均增长7.6%。
中国互联网络信息中心(CNNIC)的数据显示,截至2020年12月,我国网民规模达9.89亿,互联网普及率达70.4%,如图1-5所示。其中,手机网民规模达9.86亿,网民使用手机上网的比例达99.7%。我国域名总数4198万个,网站数量443万个,网页数量为3155亿个,比2019年底增长5.9%。
图1-5 网民规模和互联网普及率
来源:中国互联网络信息中心
另外,按照应用划分,即时通信用户规模达9.81亿,手机即时通信用户达9.78亿;网络新闻用户达7.43亿,手机网络新闻用户规模达7.41亿;网络购物用户达7.82亿,手机网络购物用户达7.81亿。
网络支付用户规模达8.54亿,手机网络手机用户达8.53亿。网络视频(含短视频)用户达9.27亿,其中的短视频用户达8.43亿。在线教育、在线医疗用户规模分别为3.42亿、2.15亿,占网民整体的34.6%、21.7%。
值得关注的是,2020年以来,网络直播成为互联网经济热点,形成“线上引流+实体消费”的数字经济新模式,并高速发展;其中的直播电商成为用户认可的购物方式之一,66.2%的直播电商用户购买过直播商品。
在网络金融方面,除了网络支付用户规模庞大,同时,央行数字货币已在深圳、苏州、成都等多个城市开展人民币红包测试,并取得阶段性成果,未来预计会覆盖更多消费场景,丰富数字化生活内容。在互联网的驱动下,金融科技呈现繁荣景象,工信部数据显示,截至2021年5月底,我国第三方应用商店下载总量达18575亿次,其中金融类的APP下载总量达910亿次,在所有应用类型中位列前十。银保监会数据显示,2020年我国银行、证券、保险机构的信息科技总投入分别为2078亿元、263亿元和351亿元,同比增长均超过20%。就全球来看,CB Insights数据显示,2021年第二季度,全球金融科技的融资达308亿美元。
中国互联网络信息中心第47次《中国互联网络发展状况统计报告》的数据显示,截至2020年12月,我国网络直播用户规模达6.17亿,其中,电商直播用户规模为3.88亿。到第49次《中国互联网络发展状况统计报告》发布时,直播用户规模再次扩大,截至2021年12月,网络直播用户规模达7.03亿,其中,电商直播用户规模为4.64亿。网络直播已全面渗入中国实体经济零售、批发、生产等所有产业链条,直播带货、B2B直播、生产直播、直播大会等新业态新模式层出不穷,形成新的互联网经济模式。
2020全年,移动互联网接入流量消费达1656亿GB;国内市场监测到的APP数量为345万款,比2019年减少22万款,数量较多的主要是游戏类、日常工具类、电子商务类、生活服务类。
从PC互联网到移动互联网,经济形态发生了大幅变化,在传统互联网经济时代,互联网对信息的组织,主要以“物”为核心,比如搜索引擎、门户网站、电子商务平台等,都以产品与服务为核心。进入移动互联网时代,移动互联和社交网络对信息的组织,则主要是以“人”为核心,随时、随地以场景为背景的行为。
用户所掌握的权利越来越大,这种变化对商业世界产生了相应的影响,其中之一是相对的去中心化,比如以前的新浪、搜狐等门户网站,是获取信息的关键中心节点,人们看到的是经过编辑归类的新闻资讯,还有电商平台,阿里巴巴、京东等扮演主角,商家交一定费用去开店。
智能手机与移动互联网促成的改变在于,原来的中心平台还存在,但同时增加了更多非中心化的渠道,比如微博、朋友圈、公众号、抖音号等各种自媒体,还有智能音箱、可穿戴设备等多种入口。电商入口也更加分散,除了传统的核心平台之外,还有大量的直播电商、社群电商、微商城等。
去中心化并不意味着传统的中心就会消亡,只是中心地位会被削弱。在去中心化的格局的推动下,很多新的商业模式、产品、服务与企业的组织形态都得以产生,比如大量的自媒体大号出现,通过内容生产、直播、电商等多种形式创造价值、获得回报,形成了一个非常庞大的产业。
从总量来看,中国互联网协会发布的《中国互联网发展报告(2021)》显示,2020年,数字经济市场规模已达39.2万亿元、工业互联网市场规模达9164.8亿元、我国移动通信总基站已达931万个、物联网市场规模达1.7万亿元、人工智能市场规模达3031亿元、网络安全市场规模达1702亿元。整个互联网经济呈现稳定增长的态势。
随着5G的逐渐落地,人工智能、边缘计算、大数据等技术逐渐成熟,需求侧应用场景的发展,物联网产业正进入发展黄金期。在物联网领域,2020年中国物联网产业规模突破1.7万亿元。
物联网(IoT, Internet of Things)是指万物相连的互联网。通过RFID(Radio Frequency Identification,无线射频识别)、感应器等信息传感设备,按约定的协议,把物品和互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。
物联网本身的发展分成了萌芽期、初级阶段及高速发展期。早年,美国麻省理工学院的凯文·阿什顿教授提出物联网概念;后来,比尔·盖茨在《未来之路》一书中构想物物互联。1999年,麻省理工学院将物联网定义为:把所有物品通过RFID和条码等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理的网络。到了2004年,物联网开始在媒体上广泛传播。
一个转折点发生在2005年,国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,其中指出,物联网通信时代即将来临,世界上所有的物体都可以通过因特网连接并进行交换。射频识别技术、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术得到应用。
从2009年开始,陆续有多个国家将物联网纳入国家战略,比如中国在2010年将物联网列入政府工作报告,当年有28所高校开设物联网工程专业,“十四五”规划中,物联网划定为七大数字经济重点产业之一。美国将新能源和物联网确认为国家战略;欧盟发布欧洲物联网行动计划。
在过去的10年间,物联网并不是孤立发展的,它在数字经济的大环境下逐渐成长。一般来讲,数字经济有五大基石,分别是物联网、移动互联网、大数据、云计算和人工智能。其中,物联网主要是采集数据,移动互联网是运用数据,云计算将海量数据加以分类并进行处理分析,最终通过人工智能表现在终端应用上。
从近年的情况看,物联网应用于非常多的场景,链接海量设备,发展迅速。据工业和信息化部网站的信息,截至2020年底,三家基础电信企业发展蜂窝物联网用户达11.36亿户,全年净增1.08亿户,其中应用于智能制造、智慧交通、智慧公共事业的终端用户占比分别达18.5%、18.3%、22.1%。中国互联网协会发布的《中国互联网发展报告(2021)》显示,预测到2025年,我国移动物联网连接数将达到80.1亿,复合年均增长率达14.1%。
以中国电信为例,到2020年9月,物联网用户已突破2亿,其中NB-IoT(窄带物联网)规模近7000万,用户覆盖公共事业、车联网、零售服务、智慧家庭、工业物联网、智慧物流等行业。中国电信物联网开放平台终端接入数超3000万,终端适配类型超1000类,物联网开发者汇聚超3万。其中,NB-IoT智慧燃气、智慧水务规模分别达到近3000万。到2020年底,NB-IoT智慧燃气连接数超1500万;同时全国超10万台NB-IoT共享洗衣机通过中国电信的物联网服务。物联网开放平台(CTWing)物联网设备连接超6000万,平台月均调用次数近200亿次。
另外,中国电信基于物联网技术的天翼智慧社区系列应用已遍布全国31个省区市,天翼智慧社区服务总数突破16000个。通过NB-IoT技术提供的城市智慧照明应用,可提供稳定的路灯物联网服务,实现智能调光、降功率、按需开关灯等管理,减少过度照明。工业互联网领域,天翼物联助力南方电网等企业打造智慧工地,满足工地对项目安全、质量、进度等全过程的可观、可测、可控的精益化管控需求。车联网领域,天翼物联连续为上海通用汽车、小鹏汽车、玉柴机器、长城汽车、恒大汽车等提供智能车联网服务。智能家电领域,与海尔集团打造“NB-IoT物联自清洁空调”;联合多个家电企业,打造基于NB-IoT技术的共享空调租赁方案,在国内数百所院校实现规模化落地。智慧农业领域,为湖南果园镇花果村提供NB-IoT水质监测服务,实时监测水质情况;为新疆昌吉阿什里牧场提供智慧奶牛服务,打造智慧牧场。
就全球市场来看,Statista数据显示,2020年全球物联网市场规模达到2480亿美元,到2025年预计市场规模将超过1.5万亿美元,复合年均增长率达到44.59%。IDC发布的《2021年V1全球物联网支出指南》显示,2020年全球物联网支出达到6904.7亿美元,其中,中国市场占比23.6%;预计2025年全球物联网市场将达到1.1万亿美元,复合年均增长率约11.4%,其中,中国市场的占比将提高到25.9%。图1-6展现了从2020年到2025年中国物联网支出规模的预测。
图1-6 2021年中国物联网支出规模预测
来源:IDC
另据BergInsight的报告,2020年全球蜂窝物联网用户数量增长12%,达到17.4亿,该机构预测到2025年,全球将有37.4亿台物联网设备连接到蜂窝网络。
《中国贸易报》的报道显示,按照世界物联网产业体系所覆盖的17个行业领域计算,2020年全球的物联网产值大约15万亿美元,其产值平均增长率近23%,预计2021年以后有望达到30%,到2025年,全球物联网产值有望达到30万亿元的体量。中国占到了全球物联网产值的1/4左右,其中一个重要体现是,中国已完成5G基站建设超70万个。
从细分行业看,物联网在交通、物流、环保、医疗、安防、电力等领域逐渐得到规模化验证。“物联网+行业应用”的细分市场逐渐分化,并走向城市,智慧城市、工业物联网、车联网、智能家居成为四大主流细分市场。
芯片、智能识别、传感器、区块链、边缘计算等物联网相关技术的迭代演进,加快驱动物联网应用产品向智能、便捷、低功耗及小型化方向发展。
还有一组关键数据是:2020年,物联网连接数首次超过非物联网连接数,预示着终端的增长,以及下游智能互联应用将逐步爆发。据IoT Analytics的数据显示,从2010年到2020年,物联网连接数从8亿增长到117亿,复合增速达31%,预计2020年后将按22%的复合年均增长率发展,到2025年,物联网连接数将达309亿。
随着5G建设的逐步推进,高、中、低速通信协议标准的统一,叠加各类硬件智能化渗透率的持续提升,未来智能家居、智能安防、智能穿戴、智能网联汽车、智能健康、智慧城市、智慧养老等物联网应用场景有望实现持续爆发式增长。
在目前所有物联网应用中,智能家居的发展堪称典范。据调研机构Strategy Analytics分析,2021年,全球消费者在智能家居产品和服务上增长44%,达到1230亿美元。到2025年,智能家居市场将增长到1730亿美元,届时全球近20%的家庭将至少拥有一种智能家居产品。就中国市场来看,IDC给出的数据显示,2021年第一季度,我国智能家居设备市场出货量为4699万台,同比增长27.7%,全年出货量有望超2.5亿台,同比增长21%。
有些智能家居品类增长迅猛,以智能马桶为例,京东大数据研究院发布的《2021智能马桶线上消费趋势报告》显示,从2017年到2020年,智能马桶盖销量实现翻倍,智能马桶一体机的销量足足翻了10倍。
智能锁的表现也不错,全国锁具行业信息中心的统计显示,2017年,中国智能锁行业整体销量超过700万套;到2020年,销量达到1700万套左右。部分公司晒出了不错的战绩,比如凯迪仕透露,2020年全渠道出货量达到150万套。2021年“618”活动期间,小米智能门锁品类全平台销售额突破2亿元。
智能音箱也是近年物联网设备里的热点,天猫、小米、百度、亚马逊、谷歌、苹果等都有重量级的产品。Strategy Analytics的报告显示,2020年全球智能音箱销量突破1.5亿部。Omdia机构的研究显示,2020年全球智能音箱出货量为1.36亿台,同比增长39.7%,到2025年预计增长到3.45亿台,从2020年到2025年的复合年均增长率为20.5%。
那么,中国市场的情况如何?IDC发布的《IDC中国智能音箱设备市场月度跟踪报告》显示,2020年中国智能音箱市场销量为3676万台,同比下降8.6%;其中带屏智能音箱占比35.5%,销量同比增长31.0%。奥维云网的推总数据显示,2020年中国智能音箱市场销量为3770万台,同比增长2.4%;销售额为74亿元,同比增长7.5%。阿里巴巴、百度、小米位列前三,都突破了1000万台。
以天猫精灵的情况来看,2021年“618”活动期间,截至6月21日0时,天猫精灵及智能家居生态总成交额已经超过100亿元。通过开放生态,天猫精灵推出4年来,已经为超过3000家中国品牌及服务商提供了语音、视觉等多模态AI技术服务,帮助优化产品体验,实现智能化升级。2021年的“618”活动,天猫精灵生态中超过30个新品类、60个新品牌参与。
与此同时,在目前的智能家居市场出现了一系列知名品牌,既有从传统家电、互联网企业跨界而来的公司,也有专门做某些智能家居单品的企业,包括小米、海尔、华为、欧瑞博、绿米、超级智慧家等综合型智能品牌;凯迪仕、云丁、德施曼等智能锁;恒洁、九牧、箭牌、金牌、澳斯曼、安华、科勒、TOTO等智能卫浴品牌。
截至2020年12月,以华为HiLink协议为基础的华为智选生态,已赢得全球600多个主流家电品牌的支持,覆盖3000多款产品,积累了5000多万用户。小米从智能家居赛道获取的红利更为可观,2020年,来自IoT与生活消费产品营收规模为674亿元,占总体的26%,受益于智能电视、智能音箱、扫地机器人、空气净化器等系列智能设备的推动。
更具体来看,物联网涉及四层架构:感知层、网络层、平台层和应用层,每一层级的参与者与产品、解决方案组合起来,构建了物联网的产业链。
1.感知层: 物联网的最底层,通过芯片、蜂窝模组/终端和感知设备等工具从物理世界中采集信息。主要参与者包括传感器厂商、芯片厂商和终端及模块生产商,产品主要包括传感器、系统级芯片、传感器芯片和通信模组等底层元器件。
企业数量众多,芯片相关的产业链企业包括翱捷科技、先科电子、广芯微电子、华为海思、联发科、紫光展锐、移芯通信、高通、诺领科技、芯翼信息、智联安、中兴微电子等;蜂窝模组相关的企业包括移远通信、广和通、美格智能、日海智能、高新兴、有方科技等;感知设备的相关企业包括奥比中光、歌尔、汉威科技、霍尼韦尔、联创电子、瑞声科技、睿创微纳、远望谷、金溢科技、士兰微、水晶光电、敏芯股份、必创科技、苏州固锝、华工科技、汉王科技、科大讯飞、商汤科技、神州泰岳等。目前我国对芯片、高级传感器等产品的需求增长迅速,国内企业也在全力投入,前景无疑是广阔的。
2.网络层: 物联网的管道,主要负责传输数据,将感知层采集和识别的信息进一步传输到平台层。网络层分为有线和无线传输,无线网络传输按照距离分为近场通信、局域网、广域网。根据传输速率的不同,物联网业务可分为高速率、中速率及低速率业务。
在广域网中,60%属于超低速业务,应用于抄表、路灯、智能停车等简单物联网,比如智能抄表;30%属于中低速业务,比如智能物流、智能穿戴设备等;10%属于高速业务,比如自动驾驶、远程医疗等。其中,低功耗广域网和短距离连接服务成为网络层产业布局重点,涉及通信设备、通信网络、SIM制造等。
传输层的企业分为硬件载体和软件平台。其中,硬件载体玩家包括华为、中兴通讯、爱立信、ARM、惠普、联想、思科、英特尔等;软件平台包括AWS Wavelength、Azure IoT Edge、阿里云Link Edge、百度云BIE智能边缘、九州云Edge、国讯芯微、华为云、腾讯云、网宿科技边缘平台等。
3.平台层: 将来自感知层的数据进行汇总、处理和分析,目前包括PaaS平台、AI平台等,提供的产品与服务可以分为物联网云平台和操作系统,完成对数据、信息进行存储和分析。
硬件端具备物联网能力后,需要平台完成整个网络和应用的具体实现,平台按功能类型大致可分成4类,包括CMP(连接管理平台)、DMP(设备管理平台)、AEP(应用使能平台)、BAP(业务分析平台)等,主要公司包括阿里云Link平台、京东小京鱼、腾讯云IoT Explorer、小米IoT平台、IBM Watson IoT、ThingWorx、浪潮云洲工业互联网平台、新华三物联网、通服物联、海尔卡奥斯、树根互联、xIn3Plat、Fii Cloud、航天云网、汉云工业互联网平台、WISE-PaaS工业物联网云平台、小匠物联、HanClouds工业互联网平台等。
4.应用层: 基于平台层的数据,解决具体垂直领域的行业问题,也是全球物联网厂商角逐的重点,涉及智能安防、智慧医疗、可穿戴设备、智能交通、智能电网、智慧工业、智能物流、智慧农业、车联网、智能家居、智慧城市等众多领域,包括智能硬件和应用服务。
得益于5G时代的到来,尤其是中国建成了全球相对最大的5G网络,峰值速率、体验速率、时延等关键指标均优于4G,这将带动智能家居、车联网、医疗健康、智能楼宇、智能交通等崛起。
讨论应用层时,值得一提的是华为鸿蒙2.0(HarmonyOS 2.0)版本,作为面向物联网时代的新一代操作系统,目标是实现万物互联和万物智能,将逐步覆盖1+8+N全场景终端设备:1代表智能手机;8代表PC、平板、手表、智慧屏、AI音箱、耳机、AR/VR眼镜、车机;N代表物联网生态产品,为消费者衣食住行全场景提供智能服务。
自2021年6月HarmonyOS 2.0发布以来,不到一周的时间,升级鸿蒙系统的设备数就突破了1000万。一个多月后,鸿蒙UX设计交流中,华为方面透露,HarmonyOS 2.0的用户已经达到了3000万。华为有一个目标是,2021年实现至少3亿部设备搭载HarmonyOS,其中有2亿台来自华为,另外1亿台来自华为的合作伙伴。
从发展路径来看,物联网应用主要沿着三大主线展开:一是消费物联网,包括可穿戴设备、智能硬件、智能家居、车联网、健康养老等消费类应用,活跃度非常高,发展迅速;二是生产物联网,与工业、农业、能源等传统行业深度融合,形成产业物联网,成为行业转型升级的基础设施和关键要素;三是智慧城市物联网,基于物联网的城市立体化信息采集系统正在加快构建,智慧城市成为物联网应用集成创新的综合平台。
1.消费物联网: 应用到人们的衣、食、住、行、游、购、娱等各个方面,从一定程度上体现出物联网改变生活的价值。当前物联网在全屋智能、可穿戴设备、智能门锁、车载智能终端等消费领域上的应用保持高速增长态势。NB-IoT技术正激发智能家居等物联网应用场景爆发,包括智能锁、智能家电、安防报警、智能穿戴等。未来,硬件技术升级、产业生态搭建,将是消费类物联网市场发展的主要驱动力量。
2.生产物联网: 物联网应用正在向工业研发、制造、管理、服务等业务全流程渗透,农业、交通、零售、医疗等行业物联网集成应用试点加速开展。物联网与北斗、大数据、人工智能等技术融合,助推更多领域的落地,如RFID技术的应用极大改变了电力、航空、鞋服与智能制造等产业的发展模式。
3.智慧城市物联网: “数字孪生城市”正成为全球智慧城市建设热点,通过交通、能源、安防、环保等各系统海量的物联网感知终端,实时、全面地感知城市的运行状态,构建真实城市的虚拟镜像,支撑城市监测、预测等各类应用,实现城市智能管理和调控,比如智能井盖、智能管网、远程抄表和智能路灯等。
作为数字经济的重要基础设施之一,物联网是传统产业数字化转型的重要手段,也是实现经济高质量发展的内燃机。在政策、技术、应用、产业龙头等多方面因素的推动下,物联网正迎来黄金发展期。物联网产业链长,在自身发展的同时,还将带动传感器、微电子、视频识别系统等一系列产业,带来巨大的产业集群效益,可挖掘的机会众多。
数字经济是指直接或间接利用数据来引导资源发挥作用,推动生产力发展的经济形态。在技术层面,它涉及5G、大数据、云计算、物联网、区块链、人工智能等新兴技术。在应用层面,它涉及电子商务、新零售、直播、工业4.0、C2M定制等。
一般来讲,数字经济分为数字产业化和产业数字化两部分,同时也包括了互联网经济。近几年里,中国数字经济发展很快,数字经济产值从9.5万亿元涨到了39.2万亿元,占GDP的比重从20.3%上升到了38.6%,增长速度远远高于同期GDP。
1.数字产业化: 主要指数字技术带来的产品和服务,比如电子信息制造业、信息通信业、软件服务业、互联网业等。2020年电信业务收入累计完成1.36万亿元,比2019年增长3.6%。软件和信息技术服务业里,规模以上企业超4万家,累计完成软件业务收入81616亿元,同比增长13.3%。互联网新模式新业态不断涌现,规模以上互联网和相关服务企业完成业务收入12838亿元,同比增长12.5%。大数据产业快速发展,2020年规模超过了1万亿。
2.产业数字化: 是指利用5G、物联网、云计算、大数据等技术,对传统产业进行数字化、智能化的升级,促进了产出的增长和效率的提升。比如数字化工厂,运用新一代信息技术,贯穿设计、工艺、生产、物流等各个环节。以福建泉州永春九牧5G智慧工厂为例,与中国电信联合确定了包括智慧车间物流、智能检测、智能数据采集等5G应用场景,其中的5G+施釉机器人,采用PLC(可编程控制器)+5G工业网关进行设备技改,通过中国电信5G SA专网接入乐石SCADA系统和乐石NISMES系统,实现基于5G专网的施釉机器人设备状态、现场生产数据的采集,实现预测性维护,同时实现施釉工艺参数的远程下发、灵活配置,提高操作的实时性和安全性。在5G技术的加持下,九牧这座数字化工厂定了3年效益目标,包括生产效率复合提升35%、单位产值能耗复合降低7%、企业运营成本复合降低8%、产品不良成本率复合降低5%以及产品研发周期年均缩短15天。
再以农业为例,目前正在发力以农业物联网、云计算技术为核心的农业信息化基础,并以大数据为支撑的农业信息化服务。以大数据应用为例,通过对气候、土壤、水、空气质量、作物成长、鱼禽畜的生长,甚至是设备和劳动力的成本及可用性方面的实时数据收集,做出分析,实现精准决策;建立农产品质量安全追溯体系;对农作物进行风险预警和安全监测等。通过电商平台的流量,实现农产品供应端与需求端的匹配,解决农产品销量问题。
制造业更是数字化的高地,我国规模以上工业企业生产设备数字化率达到49.4%,数字工厂仿真、企业资源计划系统(ERP)、制造业企业生产过程执行管理系统(MES)、智能物流等广泛应用。企业上云数量快速增长,2020年全国新增上云企业超过47万家。工业互联网发展驶入快车道,截至2020年6月,具备行业、区域影响力的工业互联网平台超过80家,工业设备连接数超过6000万台。
世界各主要经济体国家,将数字经济提升到了战略高度,如美国的《美国国家网络战略》、德国的《高技术战略2025》、日本的《日本制造业白皮书》等。中国同样将数字经济纳入国家战略,并配套了大量产业政策予以支持。
2020年,国家发展改革委等13个部门公布《关于支持新业态新模式健康发展激活消费市场带动扩大就业的意见》,其中提出了数字经济的15种新业态,包括:融合化在线教育、互联网医疗、便捷化线上办公、数字化治理、产业平台化发展生态、传统企业数字化转型、跨越物理边界的“虚拟”产业园和产业集群、基于新技术的“无人经济”、培训微商电商直播等新个体、微经济(短视频等)、多点执业、共享生活、共享生产新动力、生产资料共享新模式、数据要素流通新活力等。
在数字经济版图上,又可以划分成数字消费、数字生产、工业互联网等板块,都是近年来数字经济里的热点,我们重点来看看这些数字经济形态。
先来看数字消费,这里面涉及一个约束条件,就是国民上网总时长,互联网用户群体乘以平均上网时长,就是国民在线或上网的总时长,所有数字消费都在这个时间段里完成,相当于互联网消费市场规模的边界。
互联网消费对应互联网销售额,其中的核心构成是网络零售额,近年来持续增长,2020年已经高达11.7601万亿元,2021年达到13.0884万亿元。“双11”“618”等几个重要的促销节点,都能引发一波消费热潮,比如2020年“双11”期间,天猫成交额超过4982亿元,京东成交额超过2715亿元。2021年“618”活动期间,从2021年6月1日0时至6月18日24时,2021“京东618,18周年庆”累计下单金额超3438亿元。
在5G、人工智能等技术的支持下,互联网消费正在发生新的变化。比如互联网教育,以前只能是远端上课,互动并不顺畅,现场教学可以做到的,网上无法实现。有了5G技术,除了传递信息外,老师与同学的互动变得非常方便,几乎可以模拟现场教学。
比如互联网医疗,以前主要是远程视频会诊、面向个人患者和家庭患者的远程会诊等,截至2020年底,远程医疗协作网覆盖所有地级市2.4万余家医疗机构,5595家二级以上医院普遍提供线上服务。电子社保卡累计签发3.6亿张,实现全部地市覆盖。
而5G技术的支持,使得远程手术成为可能。2019年,解放军总医院第一医学中心神经外科与位于三亚的解放军总医院海南医院神经外科,通过5G网络成功实施帕金森病“脑起搏器”植入术;而且5G通信技术可提高信息交互的速度,通过视频传感器采集现场视频,医生可以看到高清晰度的视频画面,结合症状和生命体征,远程评估患者的病情。2021年7月,解放军总医院海南医院发布消息称,该院实现了全球首次基于5G的激光远程诊疗系统的实时在线演示,成功实现了三亚与北京相距3000多公里的静态病理图像和动态手术图像的激光远程演示。结合“云间301”5G传输平台,构成了高难度远程手术的利器,为提升远程医疗的精准性提供了重要技术保障。
智能体育作为一种有潜力的互联网消费形态,正在走入社会,比如智能飞镖、智能骑行、智能跳绳和智能平衡板等。以智能骑行设备为例,买一台放家里,选择赛道,设置路面、风景,还可以约朋友一起比赛,用户的速度,爬坡、转弯技巧,最后都体现到比赛“成绩”上。
数字化生产可以实现生产过程智能互联,实现和消费链、供应链智能互联。以前是互联网,传播与连接的是信息;现在依托物联网,连接的是物体。生产车间里各种设备的运行情况,都能予以监测,及时对异常情况进行预警,并统计数据用于分析。
在智能生产过程中,通过非常多的物联网设备,可以实时监测与感知各个设备的运行状态,做到在线修复和远端停机、开机。多台机械化设备通过物联网连接以后协同作业;生产线上,物物之间、设备与设备之间、工具与工具之间,是多点互联、相互识别,进一步提升生产效率与生产的准确性。
不仅是制造业与数字相关,还出现了产业互联网平台。例如,很多企业的生产不是连贯的,都有闲置的设备,于是,一些平台企业通过互联网把闲置的生产设备整合起来,搭起一个派单平台,接到订单后,由工程师拆解成不同的生产过程,然后在网上找到闲置的设备,让对方生产。它利用闲置的设备和多余的劳动力,组织起了云工厂的生产。从接单、拆分到生产等过程,都是在网上推进,生产组织方式很前沿。
在数字经济中,工业互联网已成为一个关键赛道。它通过开放的、全球化的工业级网络平台,把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地连接和融合起来,形成跨设备、跨系统、跨厂区、跨地区的互联互通,共享工业经济中的各种要素资源,进而借助自动化、智能化的方式降低成本,提升效率。还有工业互联网联盟,采用开放成员制,使各个厂商设备之间可以实现数据共享。
工业互联网可通过智能化生产、网络化协同、个性化定制、服务化延伸、虚实化管理五大应用模式,赋能工业企业。援引《经济参考报》的报道,以智能化生产为例,和利时通过工业互联网平台,构建云间协同计算架构,实现了对水质的实时动态检测,构建模型实现药量的动态调配。网络化协同方面,通过工业互联网将所有产线集中起来,运用超过十条产线的数据,可将模型建立期从原来的6个月缩短至两周,并将模型动态实时下发到所有产线,及时进行调整,实现设备利用率提高8%,库存成本降低5%,优化了零部件的运转效率。虚实化管理方面,在华龙讯达的数字孪生车间中,每个设备都安装了上千个传感器,以感知设备状态变化,从而进行预测性维护和故障诊断,将设备的平均维修时间从2小时降低至20分钟。
据2021年世界人工智能大会透露,截至2021年7月,我国工业互联网平台发展迅速,已完成100余个平台建设,连接工业设备总数达到7300万台套。“综合型+特色型+专业型”平台体系已基本形成,带动社会资本投入近260亿元,培育了一批平台创新解决方案和高价值工业APP。
政策方面,工业互联网受到了高度重视。2021年6月,工业和信息化部发布《工业互联网专项工作组2021年工作计划》,其中提出2021年内基本完成国家工业互联网大数据中心建设,同时培育15个跨行业跨领域综合型工业互联网平台,推动10万家以上企业实现工业设备和业务系统云化迁移;将建设5G全连接工厂,加快典型场景推广,计划年内打造3~5个5G全连接工厂示范标杆。
对我国来讲,平台和算力是发展工业互联网的优势。不同设备和系统产生海量数据,需要平台实现数据汇聚、建模分析、应用开发、监测管理、柔性控制等,而我国工业互联网已建成“平台+”的生态体系。再者,我国算力资源充沛,计算能力突出。数据作为工业企业重要的生产资料,有利于实现信息共享,帮助企业实现及时的生产监控以及远端数据的采集控制,最终实现互联互通。而算力是挖掘数据价值的基础,是工业互联网时代的关键生产力。
综上所述,在数字经济的发展过程中,数据成为关键的生产要素,各种技术、场景应用都涉及数据的使用,而数据的增长与价值挖掘需求提高,对算力提出了新要求,这也是算力经济得以发展的关键因素。
区块链是一种分布式数据库,作用主要是储存信息。任何需要保存的信息都可以写入区块链,也可以从里面读取。任何人都可以架设服务器,加入区块链网络,成为一个节点。在区块链中,没有中心节点,没有管理员,每个节点都是平等的,每一个节点都同时保存着整个数据库。
或者说,区块链是一个公共账本,任何人都可以在这个账本上记账,也可以对这个账本进行核查,都可以单独保存一个账本,所有人保存的账本都是一样的。没有人能擅自对账本的内容或者数据进行改动,高度去中心化,单一用户不能进行控制。
在《区块链参考架构》中,区块链(Blockchain)的定义是:一种在对等网络环境下,通过透明和可信规则,构建不可伪造、不可篡改和可追溯的块链式数据结构,实现和管理事务处理的模式。
什么是块链式数据结构?它是指一段时间内发生的事务处理以区块为单位进行存储,并以密码学算法将区块按时间顺序连接成链条的一种数据结构。
也就是说,区块链这个分布式的数字账本,记录了所有曾经发生并经过系统一致认可的交易,每一个区块就是一个账本。它不仅可以记录每一笔交易,还可以通过编程来记录几乎所有对人类有价值的事物,包括出生和死亡证明、结婚证、所有权契据、学位证书、财务账户、就医经历、保险理赔单、食品来源及任何其他可以用代码表示的事物。
通过点对点的分布式记账方式、多节点共识机制、非对称加密及智能合约等多种技术手段,区块链可推动建立强大的信任关系,自身具备去中心化、分布式、不可篡改、可编程、高可靠性、高安全性、可访问等特征。
1.去中心化、分布式对等、无第三方: 利用对等网络模型,对各参与节点进行组网,并在各对等节点间分配任务和共享资源。网络节点之间无须依赖中心节点,即可实现信息共享和交换。对等节点可以是资源、服务和内容的提供者,也可以是获取者。也就是没有第三方,可以帮助点对点交易,无须第三方的批准。
2.数据块链式: 区块链网络中通过对某一时间段内发生的事务数据进行验证、打包和共识,形成数据区块,同时每一个区块与上一个区块通过密码学特征的方式有序连接。
3.不可伪造和防篡改: 向区块链写入数据的事务请求,需要附有发起方的私钥签名,该签名随事务请求在网络参与节点间广播,并进行验证,因此事务请求是不可伪造和不能篡改的。一旦进入区块链,信息就无法更改,甚至连管理员也不能修改。
4.透明可信: 区块链中的信息传递、区块的生成,都遵循透明的共识规则;每一次事务处理,都以特定的形式发送给其他节点,授权节点可以保存与其权限相关的历史记录,保证了链上数据的透明性。每一次事务处理和区块的生成,均可由授权节点根据既定规则验证其合法性,并通过共识机制进行记录,保证记录结果可信。
5.高可靠性、高安全性: 区块链作为典型的分布式应用,多个节点拥有完整的服务能力及全量数据,部分节点的异常或恶意行为不会影响整体服务的可用性和连续性,以及数据的完整性和真实性。也就是说,它不同于集中化数据库,不受任何人或实体的控制,数据在多台计算机上完整地复制(分发)。与集中式数据库不同,攻击者没有一个单一的入口点,数据的安全性更有保障。
6.可访问: 网络中的所有节点都可以轻松访问区块链上的信息。
区块链的发展可以追溯到2009年,一位名叫中本聪的人提出了区块链概念,同时给出初始的设计,也就是现在广为人知的比特币。后来,人们对区块链的了解更多停留在比特币或一些加密货币上,事实上,区块链远非如此。
2018年,区块链跑步进入国内市场,随后成为企业的角逐焦点,经历过从追捧到泡沫再到低谷的过程,大浪淘沙、去伪存真。随着底层技术趋向成熟,其技术应用也延伸到实体经济的各个领域;随着虚假的繁荣被洗掉,我们看到一些依托区块链技术的项目从概念验证走向行业落地。
区块链诞生之初的应用场景催生了多种数字货币,包括比特币等加密货币、各国发行的数字货币等,这种技术借助时间戳、共识机制等手段,解决了数字货币曾经面临的一些问题。
区块链技术以非同质化代币和实体经济结合,能够对虚拟物品进行产权确认,赋予虚拟数字产品一定的产权,这将拓宽产权物品的产生路径。艺术创作者们可以把自己的作品放到区块链上,一旦有其他人使用了作品,作者就可以马上知道,相应的版税也会自动支付给作者。
区块链以智能合约与供应链金融结合,建立可信网络,提高应收账款和存货的可信度,帮助银行和企业之间建立互信。在防伪溯源上的运用,是区块链技术的创新,这方面的案例较多,比如买到水果后,在区块链技术的支持下,用手机扫一扫包装上的溯源二维码,商品的商家名称、原产地位置、检测数据等从生产到流通的全过程信息,都能看到。
数字身份是区块链技术的一个典型应用。在日常生活中,人们往往需要开各种证明。应用区块链技术后,情形会有大改变,出生证、房产证、结婚证等,都可以在区块链上公证,省去了再开证明的麻烦。
区块链电子票据拥有防篡改、可追溯等优势,能实现票据从开具到报销的全流程可信。深圳展开了长期探索,到2021年7月,区块链电子发票系统累计开票超5000万张,日均开票超12万张,累计开票金额超650亿元,已覆盖批发零售、酒店餐饮、港口交通、房地产、互联网、医疗等百余行业。
与公益结合,区块链能促成每一笔善款都有迹可循。以前的捐款由公益机构自己记录——谁捐的、资金流向哪里,都由机构登记。借助区块链技术,很多人都在记录,相互作证,极大程度上保证了透明性。一个人捐了钱,能在区块链上看到钱的流向。
具体来讲,区块链产业分为基础层、服务层、应用层3个层次。
1.基础层: 底层技术及基础设施、底层平台部署方式,提供底层区块链或分布式账本技术框架,主要包括以太坊、Hyperledger Fabric、R3 Corda、FISCO BCOS等。底层技术包括核心基础组件、协议和算法,针对不同应用场景提供智能合约、可编程资产、激励机制、成员管理等功能。基础设施包括芯片、矿机、矿池、硬盘、路由器等;底层平台部署方式包括公有链、联盟链、私有链等。
2.服务层: 面向开发者提供基于区块链技术的应用,主要指BaaS(Blockchain as a Service)平台,国内主要有蚂蚁区块链BaaS平台、腾讯云TBaaS、平安壹账链BaaS平台等。
3.应用层: 金融、供应链管理、智能制造、政府企业、服务、社会应用等,主要应用场景涉及跨境支付、防伪溯源、供应链金融、贸易融资、电子票据等。
客观来讲,区块链技术发展并没有太高的壁垒,本身就是去中心化、可追溯和技术互信的技术,关键是要与行业、场景结合,实现商业化落地。近年来,区块链产业应用确实取得了不错的成绩,据赛迪顾问的统计,2020年全球区块链产业规模达28.1亿美元,产业结构方面,基础硬件层中计算类的产业规模为4.4亿美元,占比为15.7%,总体位列第二;应用服务层中金融应用类的产业规模达5.7亿美元,总体位列第一,占比为20.3%。在中国,2020年区块链产业规模达到27.8亿元,增速为33.7%,超过全球区块链产业增速。
援引赛迪区块链研究院的《2019—2020中国区块链专利白皮书》里的信息,据Innojoy全球专利检索平台的统计,截至2019年12月31日,中国共申请区块链发明专利17176件。其中,金融领域共申请专利3299件,专利申请排名靠前的公司包括平安科技、北京瑞策科技、腾讯科技、阿里巴巴、杭州趣链、深圳元征科技、杭州复杂美、深圳智税链、中国联通、江苏恒宝智能等。
互联网方向的专利2227件,主要持有公司包括北京瑞策科技、腾讯科技、阿里巴巴、杭州复杂美、深圳元征科技、中国联通、平安科技、江苏恒宝智能、杭州趣链、深圳壹账通等。
供应链方向的专利520件,持有主体包括阿里巴巴、合肥维天运、杭州趣链、广东工业大学、腾讯科技、杭州复杂美、广东邮政、湖南大学、上海天地会、上海唯链等。
物联网方向的专利布局数量较多的单位包括沃朴物联、阿里巴巴、四川虹微、西安电子科技大学、智慧谷物联、中国联通、北京工业大学、达朴汇联、北京瑞策科技等。
在近几年的发展过程中,涌现出了一些具有代表性的企业。赛迪顾问发布的《2020—2021年中国区块链产业发展研究年度报告》显示,中国区块链企业前10强包括腾讯、蚂蚁、浪潮、百度、京东、趣链科技、金融壹账通、华为、数秦科技、云象等。
以腾讯为例,从2015年左右研究区块链技术,坚持强化平台能力,并做深做细应用场景,陆续落地了多种应用,包括区块链电子发票项目“税务链”、供应链金融项目“微企链”、司法存证项目“至信链”等。
到2020年,腾讯区块链技术取得新的突破,依托领御区块链平台、TrustSQL区块链底层服务、ChainMaker区块链开源底层软件平台、TBaaS底链管理平台、FISCO BCOS区块链底层平台的安全优势属性,在电子存取证、信用信息共享、政务数据服务、供应链溯源、社会公益等应用场景中不断发力,构建从底层引擎到上层产品的产业区块链全栈运营能力。
仅2020年里,腾讯区块链就有多起布局与应用,比如联合北京方正公证处共同打造区块链电子数据服务平台,针对B端和G端用户提供原创取证、侵权取证、电子公证、数据核验等服务;与张裕集团合作,实现葡萄酒生产、流通、营销环节的信息实时上链和“一物一码一证”全流程正品追溯;“领御区块链平台”为武汉智慧城市大脑建设区块链政务中枢平台,降低政府跨部门数据互通、监管的难度和成本;为海南省、深圳市落地冷链食品可信追溯平台。
同样是2015年前后,阿里巴巴成立了区块链小组,投入区块链的研发。2017年,蚂蚁金服(蚂蚁集团前身)发布“BASIC战略”(BASIC即区块链、人工智能、安全、物联网、云计算),一年后阿里达摩院上线区块链实验室。2020年,蚂蚁区块链升级为蚂蚁链。
到2021年,阿里巴巴的区块链已落地50多个场景,涵盖金融、保险、公益、政务、追溯、医疗、版权、城市生活服务等,集中于区块链的底层技术,如共识机制、平台架构、隐私保护和智能合约等。
具体应用方面,2019年阿里巴巴发布“链上公益计划”,打造未来透明公益基础设施,实现公益项目善款可上链、过程可存证、信息可追溯、反馈可触达的多端参与模式。后来,浙江省财政厅联合蚂蚁金服上线区块链捐赠电子票据。2020年,阿里巴巴正式发布《公益链技术和应用规范》团体标准,并提出从捐赠端到执行端百分百上链的评价标准。
在医疗领域,阿里健康与江苏常州合作推出“医联体+区块链”试点项目,蚂蚁金服试点区块链医疗电子票据,与复旦大学附属华山医院推出区块链电子处方。
在商品溯源方面,与茅台合作区块链技术打假;天猫海淘基于区块链技术,跟踪、上传、查证跨境进口商品的物流全链路信息。
在金融服务领域,港版支付宝(AlipayHK)曾上线全球首个基于区块链的电子钱包跨境汇款服务;支付宝推出区块链保险产品相互保;后来蚂蚁区块链又推出了“区块链签约”“双链通”等应用,支持异地签约、无接触贷款。
阿里巴巴旗下已有多款核心的区块链产品,包括蚂蚁区块链BaaS平台、阿里云区块链服务、蚂蚁司法区块链、阿里健康区块链处方平台等。
政策层面,从中央到地方,对区块链寄予厚望,并陆续出台了大量产业政策,比如2019年,中央已明确强调,区块链技术的集成应用在新的技术革新和产业变革中起着重要作用。我们要把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口,明确主攻方向,加大投入力度,着力攻克一批关键核心技术,加快推动区块链技术和产业创新发展。
在这次中央表态里,出现了一些关键说法,包括提出努力让我国在区块链这个新兴领域走在理论最前沿、占据创新制高点、取得产业新优势,加强区块链标准化研究,提升国际话语权和规则制定权。要加快产业发展,发挥好市场优势,进一步打通创新链、应用链、价值链。要构建区块链产业生态,加快区块链和人工智能、大数据、物联网等前沿信息技术的深度融合,推动集成创新和融合应用。
同时还提出,要利用区块链技术探索数字经济模式创新;积极推动区块链技术在教育、就业、养老、精准脱贫、医疗健康、商品防伪、食品安全、公益、社会救助等领域的应用;推动区块链底层技术服务和新型智慧城市建设相结合,探索在信息基础设施、智慧交通、能源电力等领域的推广应用,探索利用区块链数据共享模式,实现政务数据跨部门、跨区域共同维护和利用。
2021年,区块链被纳入“十四五”数字经济重点产业;工业和信息化部等部门联合发布《关于加快推动区块链技术应用和产业发展的指导意见》,明确提出,到2025年,我国区块链产业综合实力达到世界先进水平,产业初具规模;到2030年,我国区块链产业综合实力持续提升,产业规模进一步壮大。
各个城市也有动作,自2020年以来,已有北京、河北、江苏、浙江、湖南、广东、海南、贵州、广西、云南等省级行政区出台区块链专项发展政策。此外,还有济南、宁波、福州、泉州、长沙、成都等多个城市也出台了相关政策。
成都的动作力度较大:2019年提出把区块链作为成都新经济领域“硬核科技”自主创新主要突破口;2020年发布《供场景给机会加快新经济发展的若干政策措施》,其中提出,围绕区块链等硬核技术和接口标准,开展市场化应用攻关,为场景突破提供技术支撑;还发布了《成都市区块链应用场景供给行动计划(2020—2022年)》,明确提出力争到2022年,在政务服务、城市治理、新消费等领域打造30个区块链应用示范场景,建设2~3个区块链产业集聚发展区,将成都建设成为区块链技术创新先发地、区块链产业创新发展示范区。
2020年底,成都上线“蓉e链”区块链平台,将区块链技术引入不动产登记领域,截至2021年6月,已上链全市不动产登记电子证照166.43万本,电子登记簿信息4046.91万条,工作日均近8700本,3.5万余条。
武汉提出,力争用3年时间打造区块链之城,为此配套了产业激励政策,将采取招培并举的方式,3年内培育从事区块链技术及产品研发的创新企业100家以上;对首次进入全国区块链百强的企业一次性奖励200万元。
围绕区块链技术的发展,硬件领域产生了新的变化,比如区块链专用加速芯片的出现、区块链算力平台等,就是典型案例。
2021年6月,首款96核区块链专用加速芯片发布,具备强数据隐私保护能力,并以该芯片为核心,打造超高性能区块链专用加速板卡。经过全面实测,可将区块链数字签名、验签速度提升20倍,区块链转账类智能合约处理速度提升50倍,为突破大规模区块链网络交易性能瓶颈提供硬科技支撑。
同时,“长安链·协作网络”启动,用来连通各行各业的区块链应用,打造一条信息高速公路网,推出了食品安全、物资采购、医疗健康、5G通信等应用场景。据《北京日报》报道,从2021年1月“长安链”发布、长安链生态联盟成立,到同年7月已汇聚50家联盟成员作为关键场景建设者,20余家长安链硬件生态伙伴、100多家应用开发商以及超过1万名开源社区成员,在200余个应用场景推动落地。
同时,为支撑“长安链·协作网络”运行,区块链先进算力平台已在中关村科学城北区启动建设。该平台拥有超过20万个区块链计算单元,建成后可支撑超过100万个节点、每秒处理交易峰值突破100万笔的超大规模区块链网络运行。通过支撑大规模区块链场景应用,平台也为长安链核心技术的持续磨砺提供了真实运行环境。
普遍共识是,区块链技术已是潜力巨大的新市场,据研究机构Gartner预测,到2025年,区块链的全球商业增加值将达到1760亿美元。基于去中心化、信息可追溯、防篡改等特性,区块链将与制造业、服务业、金融业等所有行业密切结合,与大数据、云计算一起,解决信任、可持续发展的问题,解决数据时代的隐私与安全问题。同时,区块链在运行的时候要进行大量的加密、解密,有非常复杂的运算,随着区块链技术的大量应用,将对算力提出更高的要求。
为什么说绿色经济跟算力也有关系?可以从以下几个方面讲起。一是数字技术应用于社会经济各领域,大幅度地提高效率,降低能源投入,进而减少对生态的破坏。二是通过数字技术触达每种绿色生产要素和每次绿色行为,并将其精准量化,赋予金融属性,建立“衡量—交易—配置”的市场机制,比如我国多个省市正开展碳排放权交易试点工作。三是算力具备高弹性,可以根据实际需求分配计算资源,比如“双11”活动期间,将非支付峰值时的盈余计算能力分配到别处,可以对电力资源起到减负的作用。
美国著名未来学者杰里米·里夫金认为,互联网技术和可再生能源的融合将驱动一场新的革命。数字技术不仅能极大地促进经济增长,还有助于推动绿色发展,加速经济发展的绿色转型。数字技术的背后是算力在支持,而绿色经济的发展与目标期望,对算力又提出了更多需求。
事实上,绿色经济思想并不是近几年才提出的。美国生物学家雷切尔·卡逊在1962年出版的《寂静的春天》一书中,揭示了工业发展带来的环境污染对自然生态系统造成的巨大破坏,倡导减少对生态环境的污染,这一思想被视为绿色经济的萌芽。
1972年,罗马俱乐部发布研究报告《增长的极限》,向世界发出警示,人口和工业的无序增长,终会遭遇地球资源耗竭与生态环境破坏的限制。同年,联合国人类环境会议在斯德哥尔摩召开,联合国环境署(UNEP)成立,与会代表达成《人类环境宣言》。
直到1989年,英国环境经济学家大卫·皮尔斯出版了著作《绿色经济的蓝图》,提出绿色经济一词,并将其等同于可持续发展经济。不过直到20多年后,绿色经济才正式纳入部分国家的发展纲领。
那么,绿色经济究竟包括哪些内容?2021年,国务院印发《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》,关于绿色经济体系的内容包括绿色生产体系、绿色流通体系、绿色消费体系、基础设施升级、绿色技术创新体系、法律法规政策体系等,其中,跟算力有关系的内容如下。
1.全方位全过程推行绿色规划、绿色设计、绿色投资、绿色建设、绿色生产、绿色流通、绿色生活、绿色消费,使发展建立在高效利用资源、严格保护生态环境、有效控制温室气体排放的基础上,建立健全绿色低碳循环发展的经济体系。
2.推进工业绿色升级,包括推行产品绿色设计,建设绿色制造体系;全面推行清洁生产等。
3.提高服务业绿色发展水平,发展出行、住宿等领域共享经济,规范发展闲置资源交易;做好大中型数据中心、网络机房绿色建设和改造,建立绿色运营维护体系等。
4.推动公共设施共建共享、能源梯级利用、资源循环利用和污染物集中安全处置等。鼓励建设电、热、冷、气等多种能源协同互济的综合能源项目。
5.构建绿色供应链,鼓励企业开展绿色设计、选择绿色材料、实施绿色采购、打造绿色制造工艺、推行绿色包装、开展绿色运输、做好废弃产品回收处理,实现产品全周期的绿色环保。
6.打造绿色物流,推进铁水、公铁、公水等多式联运;加快相关公共信息平台建设和信息共享,发展甩挂运输、共同配送;支持物流企业构建数字化运营平台,鼓励发展智慧仓储、智慧运输,推动建立标准化托盘循环共用制度。
7.鼓励企业采用现代信息技术实现废物回收线上与线下有机结合,培育新型商业模式。
8.推动能源体系绿色低碳转型,实施城乡配电网建设和智能升级计划。
从历史来看,要发展就难免有排放,随着工业化和城镇化的不断推进,全球都面临着环境问题的巨大挑战。测算显示,全球GDP每增加1%,碳排放量将增加0.5%,资源使用强度将增加0.4%。据海通宏观的分析,2019年中国每万亿美元GDP的能耗为9.89万吨油当量。
经济要发展,能源消耗的总量很难改变,但能源消耗的类型能调整,比如从2008年至2018年,中国可再生能源消费的年均增速为33.36%,比核能、天然气分别高出18.3和20.1个百分点,煤炭增速为1.7%。这种比例反映了中国能源利用正在改善。
但从能源结构来看,中国的资源禀赋是“富煤、缺油、少气”,这使得能源结构里煤炭占了很高比例,2019年煤炭占比为57.6%。非化石能源里,核能占比为2.2%。能源消耗量大,化石能源占比高,必须扭转这种格局。
国家能源局曾发布关于做好可再生能源发展“十四五”规划编制工作有关事项的通知,其中提到,“十四五”是推动能源转型和绿色发展的重要窗口期,优先开发当地分散式和分布式可再生能源资源,大力推进分布式可再生电力、热力、燃气等在用户侧直接就近利用,结合储能、氢能等新技术,提升可再生能源在区域能源供应中的比重。并且制定了远景目标,提出2030年非化石能源消费占比20%的战略目标。
在统筹做好可再生能源本地消纳和跨省区输送方面,提升系统调峰能力、跨区域电网输送能力,以及为可再生能源和化石能源互济调配提供资源优化配置平台,都涉及数据的挖掘以及算力的应用。
2021年,国家能源局通报了2020年度全国可再生能源电力发展监测评价结果,该报告显示,截至2020年底,全国可再生能源发电累计装机容量9.34亿千瓦,同比增长约17.5%,占全部电力装机的42.5%。其中,水电装机3.7亿千瓦(抽水蓄能为3149万千瓦)、风电装机2.81亿千瓦、光伏发电装机2.53亿千瓦、生物质发电装机2952万千瓦。
就发电量来看,2020年,全国可再生能源发电量达22154亿千瓦时,占全部发电量的29.1%;其中水电发电量为13552亿千瓦时,占全部发电量的17.8%;风电发电量为4665亿千瓦时,占全部发电量的6.1%;光伏发电量为2611亿千瓦时,占全部发电量的3.4%;生物质发电量为1326亿千瓦时,占全部发电量的1.7%。
在绿色发展的赛道上,除了提升可再生能源的比例之外,借助信息技术提升效率、降低成本的做法,也是可行的。世界经济论坛数据显示,到2030年各行各业受益于ICT技术(即信息与通信技术)所减少的碳排放量将达12.1吉吨(即121亿吨),是ICT行业自身排放量的10倍。
ICT的减排效应十分显著,TechUK的数据显示,ICT的充分应用可以将全球排放量减少15%~20%。
国际能源署(IEA)的数据显示,将数字解决方案应用于卡车的运营可以将公路货运的能源消耗减少20%~25%。IEA估计,到2040年智能恒温器和智能照明的应用可以把住宅和商业建筑的用电量降低10%,从而累计节省65皮瓦时(PWh)。
亚马逊曾公布针对自身公司的报告,碳强度改善中,近一半来源于可再生能源和运营效率提高方面投资的结果。2019年,亚马逊公布了《气候承诺》,承诺到2040年实现碳中和。并且预计到2025年完全使用清洁能源,从电动汽车厂商Rivian订购了10万辆电动运输车辆,并表示在2030年前投入使用。
值得注意的是,ICT行业的碳排放量逐渐下降。GeSI《SMARTer 2030》报告显示,到2030年,ICT行业的碳排放量预计达到1.25吉吨,占全球排放量的比例由2020年的2.3%降至1.97%。
其中,数据中心的耗电量并没有跟数据规模同步增长,而是增长得慢一些。国际能源署数据显示,2010—2019年全球互联网流量增长了11.1倍,数据中心工作负载增加了6.5倍,而数据中心能耗仅增长了6%。就用电量来看,数据中心的规模一直在增长,但耗电量的增长率一直在放缓。
以谷歌为例,与2016年相比,到2021年,以相同的电量提供大约7倍的计算能力。正如库梅定律所描述:每隔18个月,相同计算量所需要消耗的能量会减少一半。
2013年,苹果宣布,旗下数据中心已100%采用可再生能源;另外,在奥斯汀、埃尔克格罗夫(Elk Grove)、科克(Cork)、慕尼黑以及库比蒂诺的办公区已采用风电、水电、地热和太阳能。以碳排放作为衡量标准,苹果数据中心和办公设施在其碳排放量中仅占2%,剩下的98%来自产品制造、运输、使用和回收环节,尤其是生产环节的温室气体排放量占比最大。2018年,苹果宣称数据中心、配送中心、零售店和公司办公室都以100%的可再生能源运行。而且制定了一项目标,到2030年,供应链完全由可再生能源提供动力。2021年,苹果公司与云上贵州联合建设的iCloud(贵安)数据中心投入运行,从访问速度、服务可靠性等方面进一步提升用户使用体验。该数据中心100%使用可再生能源。