什么是新基建?
從2018年12月份中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議首次提出新基建，到疫情防控期間，這幾次中央會(huì)議都提到要加強(qiáng)戰(zhàn)略性網(wǎng)絡(luò)型的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并且提出新基建要建設(shè)集約高效、經(jīng)濟(jì)適用、智能綠色、安全可靠的現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施體系。
國(guó)家發(fā)改委近期給了新基建一個(gè)定義：要以新發(fā)展理念為引領(lǐng)，以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)，以信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，面向高質(zhì)量發(fā)展的需要提供數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級(jí)、融合創(chuàng)新等服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施體系。
從定義來(lái)看，發(fā)改委把新基建分成三大塊：新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施、融合基礎(chǔ)設(shè)施、創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施。其中新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施又分成三方面，通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、新技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施、算力基礎(chǔ)設(shè)施，覆蓋了5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、數(shù)據(jù)中心等等。
新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施或者說數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，包括四個(gè)方面內(nèi)容：5G網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心、人工智能平臺(tái)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，分別覆蓋了數(shù)據(jù)的寬帶實(shí)時(shí)傳輸與分發(fā)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)計(jì)算與處理、數(shù)據(jù)的挖掘與分析決策，以及數(shù)據(jù)在產(chǎn)業(yè)鏈采集應(yīng)用以及線上線下的聯(lián)動(dòng)。
新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施有很長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈，構(gòu)成數(shù)據(jù)從采集到?jīng)Q策以及應(yīng)用的全過程。新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施既是新基建又是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，更是新型的信息消費(fèi)市場(chǎng)，同時(shí)也是其它領(lǐng)域新基建的通用支撐技術(shù)，還是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的新引擎，賦能傳統(tǒng)基建領(lǐng)域提質(zhì)增效。
5G產(chǎn)業(yè)鏈
經(jīng)歷了第一代移動(dòng)通信，是模擬的，一個(gè)蜂窩小區(qū)一個(gè)基站以頻率的不同來(lái)區(qū)分用戶，即頻分多址;2G是數(shù)字的;以時(shí)隙的不同來(lái)區(qū)分用戶，即時(shí)分多址;3G都是CDMA，即碼分多址，以碼道的不同區(qū)分用戶;4G把頻率、時(shí)間、碼道這三維因素都利用起來(lái)，以正交頻分多址的方式大大提升了復(fù)用效率。
現(xiàn)在5G來(lái)了，5G的多址方式是4G技術(shù)的演進(jìn)，當(dāng)然還會(huì)利用大規(guī)模天線和邊緣計(jì)算等技術(shù)。與前幾代一樣，5G還是維持了十年一代，峰值速率十年提高了1000倍，但是其跟前幾代不同的是，1G到4G是面向個(gè)人的，5G擴(kuò)展到面向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智慧城市的應(yīng)用。
5G有三大應(yīng)用場(chǎng)景，增強(qiáng)移動(dòng)寬帶、超可靠低時(shí)延、廣覆蓋大連接。5G跟4G比在多項(xiàng)性能上有1到2個(gè)數(shù)量級(jí)的提升，其無(wú)線技術(shù)的性能還是遵循無(wú)線通信的理論：首先把基站數(shù)做的更多、更密;其次把天線做的更多，把空分的使用維度再加上去，展寬可用的頻率，還有物理層的改進(jìn);再加上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得5G和4G比性能上有顯著的提升。
5G有一個(gè)很長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈，首先是芯片，首先是終端的芯片，終端又分基帶、射頻，還有基站的芯片，另外終端包括觸摸屏、攝象頭、傳感器、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、電池、天線等。其次，基站有天線、鐵塔、基站設(shè)備，基站到核心網(wǎng)有光纖傳輸系統(tǒng)。
5G的網(wǎng)絡(luò)上還有邊緣計(jì)算。芯片需要芯片設(shè)計(jì)工具軟件，以及支撐芯片流片的芯片代工線，終端、網(wǎng)絡(luò)、都需要有儀器儀表來(lái)進(jìn)行測(cè)試，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以后還要進(jìn)一步優(yōu)化，需要有網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化軟件，終端要有操作系統(tǒng)，我們終端上面還需要有APP，所以5G是一個(gè)很長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈。
5G變革信息產(chǎn)業(yè)
回顧移動(dòng)通信的發(fā)展，2G開啟移動(dòng)通信數(shù)字化時(shí)代，1992年有了短信，2003年有了手機(jī)QQ，2004年有了支付寶。
3G在2001年全球開始商用，中國(guó)是2007年，3G跟2G顯著不同的是數(shù)據(jù)傳輸能力。由于數(shù)據(jù)傳輸能力，3G出來(lái)以后陸續(xù)出現(xiàn)智能手機(jī)、移動(dòng)電子商務(wù)、微博、線上線下聯(lián)動(dòng)以及社交應(yīng)用，2011年才出現(xiàn)微信。這些業(yè)務(wù)在3G剛開始的時(shí)候是沒有想到的。
2010年，4G開始全球商用，中國(guó)是2013年，4G顯著不同是寬帶能力。4G出來(lái)以后有掃碼支付、共享經(jīng)濟(jì)、社交電商、移動(dòng)智能搜索、短視頻。
5G在中國(guó)跟其它發(fā)達(dá)國(guó)家是同時(shí)啟動(dòng)商用，5G最顯著特點(diǎn)是云端的智能融合能力。我們看到，5G將帶動(dòng)4K/8K超高清視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、智聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)，從歷史上看，移動(dòng)通信的新業(yè)態(tài)是網(wǎng)絡(luò)能力具備后催生的，5G一定會(huì)產(chǎn)生出現(xiàn)在還想象不到的新應(yīng)用。
5G不僅變革了信息技術(shù)以及數(shù)字化的產(chǎn)業(yè)，對(duì)金融業(yè)也有很好的影響。2G時(shí)代有網(wǎng)上銀行，3G時(shí)代是手機(jī)銀行，4G時(shí)代是數(shù)字銀行，5G時(shí)代要催生智慧銀行，包括大數(shù)據(jù)征信、智能投顧、供應(yīng)鏈金融、生物識(shí)別支付等都會(huì)出現(xiàn)。
5G對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)也有很大的貢獻(xiàn)，有國(guó)外咨詢公司預(yù)計(jì)，到2035年全世界的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出會(huì)因?yàn)?G增加5%對(duì)應(yīng)著13.2萬(wàn)億美元，換成GDP，2035年全球的GDP因?yàn)?G而增加7%，相當(dāng)于36000億美元，其中對(duì)于中國(guó)，中國(guó)GDP會(huì)因?yàn)?G增加11300億美元，而且5G還會(huì)創(chuàng)造新增就業(yè)崗位，對(duì)全球來(lái)講是2230萬(wàn)人，對(duì)中國(guó)來(lái)講是1090萬(wàn)人。
中國(guó)的信通院也做了一個(gè)估計(jì)，是對(duì)近期的預(yù)測(cè)，即2020年到2025年，5年期間5G可以直接帶動(dòng)我國(guó)GDP增加3.3萬(wàn)億元，間接帶動(dòng)GDP增加8.4萬(wàn)億元。最近，全球的移動(dòng)通信協(xié)會(huì)有一個(gè)預(yù)測(cè)，看到疫情之后中國(guó)加快5G建設(shè)，該協(xié)會(huì)估計(jì)中國(guó)今年的5G到年底連接數(shù)會(huì)占到全球的70%，到2025年中國(guó)的5G用戶占到全國(guó)移動(dòng)用戶將近一半，可見未來(lái)這幾年我國(guó)5G會(huì)有很快的發(fā)展過程。
數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)
5G是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與分發(fā)，我們還需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算、存儲(chǔ)和處理。現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心會(huì)向云數(shù)據(jù)中心發(fā)展，首先是供電、致冷等機(jī)房設(shè)施，另外需要有各種網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)的虛擬化。數(shù)據(jù)中心更重要的是應(yīng)用，我們要開發(fā)各種各樣應(yīng)用以及數(shù)據(jù)中心的服務(wù)。
十九屆四中全會(huì)的《決定》指出：“要健全勞動(dòng)、資本、土地、知識(shí)、技術(shù)、管理、數(shù)據(jù)等生產(chǎn)要素，由市場(chǎng)評(píng)價(jià)貢獻(xiàn)、按貢獻(xiàn)決定報(bào)酬的機(jī)制。”首次把數(shù)據(jù)提到生產(chǎn)要素的高度。未來(lái)數(shù)據(jù)中心在中國(guó)會(huì)有很好的發(fā)展，華為有一個(gè)預(yù)測(cè)，2025年全球所有企業(yè)都會(huì)使用云技術(shù)，使用率達(dá)到85%，而云會(huì)帶動(dòng)數(shù)據(jù)中心的發(fā)展，云計(jì)算里面計(jì)算存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)是要放在數(shù)據(jù)中心里面的。
美國(guó)目前互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心機(jī)柜數(shù)占到全世界的40%，排在第二位是中國(guó)占8%，日本占6%，中國(guó)目前從發(fā)展程度來(lái)看，IDC的發(fā)展比美國(guó)晚五年，但實(shí)際上我們的互聯(lián)網(wǎng)用戶規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過美國(guó)，所以這決定中國(guó)的IDC規(guī)模未來(lái)是不會(huì)低于美國(guó)的，有市場(chǎng)預(yù)測(cè)公司預(yù)計(jì)，2020年到2025年中國(guó)IDC市場(chǎng)累計(jì)將超萬(wàn)億元。
除了數(shù)據(jù)中心以外，我們要進(jìn)行大數(shù)據(jù)的分析，這需要有大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施。首先數(shù)據(jù)要放到數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)里，進(jìn)行標(biāo)注、清洗、處理、篩選、分類、降維等。很重要的一點(diǎn)，數(shù)據(jù)是要進(jìn)行聚類分析、分類關(guān)系和關(guān)聯(lián)性的分析。最重要的是要利用數(shù)據(jù)庫(kù)，有幾種數(shù)據(jù)庫(kù)分別適用不同類型的數(shù)據(jù)，還要有一些數(shù)據(jù)挖掘的軟件。在硬件上也有一些新的變化，有基于磁盤的計(jì)算模式、有基于內(nèi)存的批量微批的計(jì)算模式、有基于流式的計(jì)算模式，都各有各的適用場(chǎng)合。
除了有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施，還要有算力的基礎(chǔ)設(shè)施。按照斯坦福《AI Index 2019》報(bào)告，2012年以前AI的算力需求每?jī)赡攴环?012年之后3到4個(gè)月就翻一番。據(jù)另一家咨詢公司OpenAI的統(tǒng)計(jì)，從2012年到2019年隨著深度學(xué)習(xí)模型的演進(jìn)，AI所需要的計(jì)算量增加了30萬(wàn)倍，為了進(jìn)行大數(shù)據(jù)挖掘和人工智能分析，就需要提升通用的計(jì)算能力。
但機(jī)器學(xué)習(xí)有其自身特點(diǎn)，大部分場(chǎng)景的計(jì)算并不要求高精度。另外，機(jī)器學(xué)習(xí)計(jì)算的計(jì)算形式在操作指令級(jí)上是有限的，并不需要那么復(fù)雜，科學(xué)計(jì)算中很多復(fù)雜的數(shù)學(xué)方程在機(jī)器學(xué)習(xí)里面不一定要用到。專用的計(jì)算能力或者說算力的定制化對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)會(huì)更合適。
深度學(xué)習(xí)的模型越來(lái)越復(fù)雜，很難在單芯片里面完成，一般都要多個(gè)芯片組合來(lái)完成，哪怕放在終端里面做也要多芯片了，這時(shí)候就要考慮分布式的計(jì)算任務(wù)本身的協(xié)同問題，怎么提高效率，實(shí)現(xiàn)密集和高效的數(shù)據(jù)傳輸交互。
算力基礎(chǔ)設(shè)施除了加速提升通用計(jì)算能力以外，還要發(fā)展專用的計(jì)算能力，就是說專門針對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)的計(jì)算能力，另外要考慮多平臺(tái)協(xié)同，這是適應(yīng)于將來(lái)多芯片的協(xié)同作業(yè)。
人工智能有很長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈，底層是網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施、算力基礎(chǔ)設(shè)施。人工智能有三大支柱，大數(shù)據(jù)、算力還有算法。算法可以分為計(jì)算機(jī)視覺、語(yǔ)音識(shí)別、自然語(yǔ)言處理、機(jī)器學(xué)習(xí)云平臺(tái)。當(dāng)然，有一些算法是固化到AI芯片里面的，人工智能芯片也有好幾個(gè)類型。此外，作為人工智能的輸入還要有視覺的傳感器，像雷達(dá)、攝象頭等。
在底層硬件和通用平臺(tái)之上，我們有各種應(yīng)用領(lǐng)域，包括一般民用以及各種行業(yè)應(yīng)用，應(yīng)該說覆蓋所有的領(lǐng)域。華為預(yù)測(cè)到2025年全世界97%的大企業(yè)都會(huì)用人工智能。據(jù)MeKinsey測(cè)算，人工智能可在未來(lái)十年為全球GDP增長(zhǎng)貢獻(xiàn)1.2個(gè)百分點(diǎn)。中國(guó)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃預(yù)測(cè)到今年人工智能核心產(chǎn)業(yè)是1500億元，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)1萬(wàn)億元，到2030年人工智能核心產(chǎn)業(yè)到1萬(wàn)億元，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)到10萬(wàn)億元，可見這是一個(gè)非常大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。
5G時(shí)代的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)底層有聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn)裝備、數(shù)控車床、智能儀器儀表，在車間一級(jí)還有很多分布控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)以及可編程邏輯控制器，還有各種傳感器。
車間收集的數(shù)據(jù)通過工業(yè)防火墻連到企業(yè)的內(nèi)網(wǎng)，工廠內(nèi)有各種數(shù)據(jù)庫(kù)、服務(wù)器，還有監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及邊緣計(jì)算，再送到企業(yè)甚至集團(tuán)這一級(jí)。企業(yè)級(jí)有各種各樣的管理平臺(tái)軟件，還需要云計(jì)算來(lái)支撐。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)分成三部分：一部分是底層物聯(lián)網(wǎng)，使用傳感網(wǎng)的協(xié)議;第二部分是企業(yè)的內(nèi)網(wǎng)，使用工業(yè)以太網(wǎng)或時(shí)延敏感網(wǎng)絡(luò);第三部分是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，有很多計(jì)算處理功能。企業(yè)內(nèi)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)還要連到外網(wǎng)，外網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)或軟件定義的廣域網(wǎng)。
我們可以看到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的各個(gè)部分，構(gòu)成了從數(shù)據(jù)采集匯聚、傳輸分發(fā)、分析處理、決策應(yīng)用的全過程，支撐了數(shù)據(jù)發(fā)揮生產(chǎn)要素的作用。
對(duì)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，首先是云計(jì)算架構(gòu)中的PaaS層(平臺(tái)即服務(wù))。這里有傳統(tǒng)的設(shè)備管理、資源管理、運(yùn)維管理、故障管理，還有大數(shù)據(jù)的分析系統(tǒng)，包括人工智能的算法。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)還有SaaS層(軟件即服務(wù))，又有各種各樣的的工控軟件，包括產(chǎn)品壽命規(guī)劃、供應(yīng)鏈管理、企業(yè)資源規(guī)劃、客戶關(guān)系管理等。這些工控軟件原來(lái)也有，但在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代是不一樣的。以企業(yè)資源規(guī)劃ERP為例，原來(lái)是基于Excel表的傳統(tǒng)ERP，可以做得很精細(xì)，定義每一個(gè)工序準(zhǔn)確到幾點(diǎn)幾分，但一旦生產(chǎn)中發(fā)生一點(diǎn)小的問題，那就要停下來(lái)重新召開臨時(shí)生產(chǎn)調(diào)度會(huì)，來(lái)修改這個(gè)ERP的表。
到了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，我們希望把工控軟件與5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、AI、區(qū)塊鏈等結(jié)合，也就是說ERP這個(gè)Excel表，會(huì)根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)、5G、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈這些感知的信息自動(dòng)的修改，這樣可以讓整個(gè)執(zhí)行時(shí)間縮短25%。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的最底層是物聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)包括信息采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理全過程，前端的傳感器很重要，但在整個(gè)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值鏈上只占了25%，更大的產(chǎn)值規(guī)模以及重要性取決于數(shù)據(jù)處理這部分。
5G時(shí)代要發(fā)展到智能物聯(lián)網(wǎng)，在物聯(lián)網(wǎng)的模塊上嵌入人工智能芯片，還包括開發(fā)工具軟件和操作系統(tǒng)等，使得物聯(lián)網(wǎng)升級(jí)為智能物聯(lián)網(wǎng)。麥肯錫認(rèn)為，整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值70%在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，2025年全球工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將創(chuàng)造3.9到11.1萬(wàn)億美元的價(jià)值，當(dāng)然主要是應(yīng)用部門獲得。
中國(guó)信通院對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有一個(gè)分析報(bào)告，提出我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)增加值2020年大概3.1萬(wàn)億元，占GDP比重2.9%，對(duì)GDP增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)率超過11%。中國(guó)信通院曾對(duì)我國(guó)2018年數(shù)字經(jīng)濟(jì)有一個(gè)評(píng)估，信息技術(shù)的直接貢獻(xiàn)即數(shù)字產(chǎn)業(yè)化，對(duì)GDP貢獻(xiàn)7.1%，信息技術(shù)在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用帶來(lái)附加值對(duì)GDP貢獻(xiàn)27.7%，兩者加起來(lái)是大概占GDP的1/3，當(dāng)然這些都是在一定條件下的預(yù)測(cè)。
總結(jié)來(lái)看，5G帶來(lái)2035年經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)13萬(wàn)億美元，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2030年經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)14萬(wàn)億美元，人工智能到2030年為全球經(jīng)濟(jì)活動(dòng) 增加13萬(wàn)億美元，大約估算，到2035年這三者會(huì)使全球的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)達(dá)到約40萬(wàn)億美元，這是非常宏偉的規(guī)模。
評(píng)論