2025至2030中国超算中心建设布局与应用场景拓展策略研究报告

2025至2030中国超算中心建设布局与应用场景拓展策略研究报告目录一、中国超算中心发展现状与基础条件分析 31、超算中心建设现状与区域分布特征 3国家级与地方级超算中心数量及地理布局 3现有算力规模、硬件配置与运行效率评估 52、基础设施与支撑体系成熟度 6电力、网络、冷却等配套设施建设水平 6人才储备与运维管理能力现状 7二、国内外超算产业竞争格局与技术演进趋势 91、全球超算技术发展动态与竞争态势 9级超算与下一代超算技术路线对比 9美国、日本、欧盟等主要国家超算战略布局 102、中国超算核心技术自主化进展 12国产芯片、操作系统与软件生态发展现状 12关键“卡脖子”技术瓶颈与突破路径 13三、政策环境与国家战略导向分析 151、国家层面超算相关政策与规划解读 15十四五”及中长期科技发展规划对超算的定位 15东数西算”工程与超算中心协同发展机制 162、地方政策支持与区域协同发展策略 18重点省市超算扶持政策与财政投入机制 18跨区域算力调度与资源共享政策探索 19四、超算应用场景拓展与市场需求预测（2025–2030） 201、传统与新兴应用场景深度挖掘 20气象、能源、航空航天等传统领域需求升级 20人工智能、生物医药、量子计算等新兴融合场景 222、行业市场需求规模与增长潜力分析 23各行业超算服务采购意愿与预算趋势 23年超算服务市场规模预测模型 24五、投资风险评估与可持续发展策略 251、主要风险因素识别与应对机制 25技术迭代风险与投资回报周期不确定性 25能源消耗与碳排放约束带来的运营压力 272、多元化投融资与商业化运营路径 28政府引导基金、社会资本与PPP模式应用 28超算中心服务定价机制与盈利模式创新 29摘要随着全球高性能计算竞争日益激烈，中国在2025至2030年期间将加速推进超算中心的建设布局与应用场景拓展，以支撑国家科技自立自强和数字经济高质量发展。据中国信息通信研究院预测，到2025年，中国超算市场规模将突破500亿元人民币，年均复合增长率保持在15%以上，并有望在2030年达到1200亿元规模。这一增长动力主要来源于人工智能、生物医药、气候模拟、智能制造、能源勘探等高算力需求领域的快速扩张。在国家“东数西算”工程的引领下，超算中心建设正从东部高密度区域向中西部资源富集地区有序转移，形成以京津冀、长三角、粤港澳大湾区为核心，成渝、内蒙古、甘肃、宁夏等国家算力枢纽为支撑的“全国一体化”布局体系。截至2024年底，全国已建成国家级超算中心13个，省级及行业级超算平台超50个，预计到2030年，国家级超算中心将增至20个以上，总算力规模将突破10EFlops（每秒百亿亿次浮点运算），其中E级（Exascale）及以上超算系统占比超过60%。在应用场景方面，超算正从传统的科学计算向融合智能计算、边缘计算和云计算的“超智融合”方向演进，特别是在大模型训练、数字孪生城市构建、精准医疗基因测序、新能源材料研发等领域展现出巨大潜力。例如，在生物医药领域，超算可将新药研发周期从5–10年缩短至2–3年，显著提升创新效率；在智能制造领域，通过高保真仿真与实时优化，企业可降低试错成本30%以上。未来五年，国家将重点推动超算与5G、工业互联网、量子计算等前沿技术的协同创新，强化软硬件生态自主可控能力，加速国产芯片（如昇腾、寒武纪）、操作系统（如麒麟、统信）与超算平台的深度适配。同时，政策层面将持续完善超算服务定价机制、数据安全标准和绿色低碳评价体系，引导超算中心向PUE（电源使用效率）低于1.25的绿色化方向发展。据工信部规划，到2030年，全国超算资源利用率将提升至70%以上，跨区域调度能力覆盖90%以上的重点行业用户，形成“算力+数据+算法+场景”四位一体的新型基础设施服务体系。总体来看，中国超算中心建设不仅将夯实国家科技战略底座，更将成为驱动产业升级、区域协调发展和全球科技竞争新优势的关键引擎。年份产能（EFLOPS）产量（EFLOPS）产能利用率（%）国内需求量（EFLOPS）占全球超算总产能比重（%）20253,2002,72085.02,80032.020263,8003,23085.03,40034.520274,5003,91587.04,10037.020285,3004,77090.04,90039.520296,2005,64291.05,80042.0一、中国超算中心发展现状与基础条件分析1、超算中心建设现状与区域分布特征国家级与地方级超算中心数量及地理布局截至2024年底，中国已建成国家级超算中心12个，覆盖北京、天津、上海、广州、深圳、无锡、济南、长沙、西安、郑州、成都和哈尔滨等重点城市，形成以京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝地区和中部城市群为核心的“五极协同”空间格局。根据国家高性能计算环境发展路线图及《“十四五”数字经济发展规划》的部署，预计到2030年，国家级超算中心数量将扩展至18至20个，新增布局重点向西北、西南及东北等算力资源相对薄弱但战略意义突出的区域倾斜，如兰州、贵阳、沈阳、乌鲁木齐等地有望纳入国家级节点体系。与此同时，地方级超算中心建设呈现加速态势，截至2024年全国已有超过40个省市级超算或智算中心投入运营，其中广东、江苏、浙江、山东、四川等经济大省均拥有2个以上地方级中心，部分地级市如苏州、宁波、佛山、东莞亦依托本地产业基础自建区域性算力平台。据中国信息通信研究院测算，2025年中国超算整体市场规模预计达580亿元，年复合增长率维持在15%以上，到2030年有望突破1200亿元。这一增长动力不仅来源于传统科研与国防领域，更来自人工智能大模型训练、生物医药研发、新能源材料模拟、智能制造仿真等新兴应用场景对高精度、高并发算力的迫切需求。在地理布局方面，国家正推动“东数西算”工程与超算网络深度融合，通过构建全国一体化算力调度体系，引导东部高密度算力需求向西部可再生能源富集区转移。例如，内蒙古、宁夏、甘肃等地依托低廉电价与气候优势，正在建设面向全国服务的超算备份节点与绿色算力基地。2025年起，国家将启动超算互联网试点工程，推动国家级中心之间实现100Gbps以上高速互联，并逐步接入地方节点，形成“主干—支线—末梢”三级网络架构。在此背景下，地方政府对超算基础设施的投资意愿显著增强，2023年地方财政用于超算相关建设的资金同比增长32%，预计2026年后地方级中心数量将突破70个，覆盖全国80%以上的省会城市及重要产业聚集区。值得注意的是，超算中心的布局不再单纯追求硬件规模，而是更加注重与本地产业生态的耦合度，如合肥依托量子信息科学国家实验室布局量子—经典混合计算平台，武汉聚焦光电子与生物医药打造专用超算集群，厦门则结合海洋经济建设海洋数值模拟中心。这种“场景驱动、区域适配”的布局逻辑，使得超算资源的地理分布日趋精细化与功能化。展望2030年，随着6G通信、空间计算、碳中和模拟等前沿领域对算力提出更高要求，超算中心将进一步向“泛在化、智能化、绿色化”演进，其空间布局也将从集中式向分布式与边缘协同模式拓展，形成覆盖全国、辐射全球的高性能计算服务网络。现有算力规模、硬件配置与运行效率评估截至2024年底，中国已建成国家级超算中心13个，省级及区域级超算平台超过40个，整体总算力规模达到约350EFLOPS（每秒百亿亿次浮点运算），在全球高性能计算（HPC）算力总量中占比接近30%，稳居世界第二位。其中，“神威·太湖之光”“天河”系列、“曙光”系列等国产超算系统持续发挥核心支撑作用，部分中心已实现E级（Exascale）计算能力部署，如国家超算济南中心、广州中心和无锡中心均已部署具备每秒百亿亿次运算能力的原型系统。根据中国信息通信研究院发布的《中国算力发展指数白皮书（2024年）》，2023年中国智能算力规模同比增长68%，通用算力增长21%，超算算力增长约35%，预计到2025年，全国超算总算力将突破600EFLOPS，2030年有望达到2,000EFLOPS以上。在硬件配置方面，国产化率显著提升，以申威、飞腾、鲲鹏、昇腾等为代表的国产CPU与AI加速芯片广泛应用于新建超算节点，部分中心已实现从芯片、操作系统到应用软件的全栈国产化部署。例如，国家超算成都中心采用基于昇腾910B的AI融合计算架构，单机柜算力密度提升40%，能效比优化至1.8GFLOPS/W，显著优于国际同类系统平均水平。运行效率方面，中国超算中心的平均系统利用率达到65%以上，部分重点行业应用集群如气象预报、生物医药模拟、航空航天仿真等场景下峰值利用率超过85%。然而，区域间算力资源配置仍存在不均衡现象，东部沿海地区超算中心负载率普遍高于中西部，如上海、深圳、杭州等地超算平台年均使用时长超过6,000小时，而部分中西部新建中心年均使用不足3,000小时，反映出应用场景落地与产业协同尚需加强。为提升整体运行效能，多地已启动“算力调度平台”建设，通过统一资源池化、智能任务分发与跨域协同调度，实现算力资源动态优化配置。据国家发展改革委2024年发布的《全国一体化算力网络建设指南》，到2027年将建成覆盖全国的“东数西算”超算协同网络，推动中西部超算中心利用率提升至60%以上。同时，超算与人工智能、大数据、云计算的深度融合正成为运行效率提升的关键路径，例如在材料科学领域，基于超算的高通量计算结合机器学习模型，可将新材料研发周期从传统3–5年压缩至6–12个月；在气候模拟中，E级超算支持的公里级分辨率全球气候模型已实现72小时极端天气预测准确率提升至89%。未来五年，随着量子计算、类脑计算等新型计算范式逐步融入超算体系，硬件架构将向异构融合、存算一体方向演进，运行效率指标也将从单纯追求FLOPS转向综合能效、任务完成时效与应用适配度等多维评价体系。预计到2030年，中国超算中心将全面实现绿色低碳运行，PUE（电源使用效率）普遍降至1.15以下，单位算力碳排放强度较2023年下降50%，支撑数字经济核心产业增加值占GDP比重超过15%的战略目标。2、基础设施与支撑体系成熟度电力、网络、冷却等配套设施建设水平随着中国高性能计算需求的持续攀升，超算中心作为国家科技基础设施的重要组成部分，其电力、网络与冷却等配套设施的建设水平直接决定了整体运行效率、可持续性及未来扩展能力。据中国信息通信研究院数据显示，截至2024年底，全国已建成国家级和省级超算中心共计28个，总计算能力超过300EFLOPS，预计到2030年，这一数值将突破1,500EFLOPS，年均复合增长率达28.6%。在此背景下，配套基础设施的承载能力面临前所未有的挑战与升级压力。电力系统方面，单个大型超算中心年均耗电量普遍在2亿至5亿千瓦时之间，部分先进节点如“天河三号”所在的天津超算中心峰值功耗已接近200兆瓦。为支撑2025至2030年间超算规模的指数级扩张，国家发改委联合国家能源局于2023年发布《绿色数据中心电力保障专项行动方案》，明确提出新建超算中心须配套不低于30%的可再生能源供电比例，并鼓励采用分布式光伏、储能系统与智能微电网技术。预计到2030年，全国超算中心可再生能源使用率将提升至50%以上，年节电量有望突破30亿千瓦时。与此同时，电网侧也在加快特高压输电通道与区域智能配电网络建设，以保障高密度算力集群的稳定供电。在网络基础设施层面，超算中心对低延迟、高带宽互联的需求日益突出。当前主流超算系统内部互联带宽已普遍达到200Gb/s，而跨中心协同计算场景则要求骨干网络具备400Gb/s乃至800Gb/s的传输能力。中国“东数西算”工程的全面推进，推动了国家算力网络体系的构建，截至2024年，已建成覆盖八大国家枢纽节点的高速光传输骨干网，平均端到端延迟控制在10毫秒以内。未来五年，随着CXL（ComputeExpressLink）和InfiniBandNDR技术的普及，超算中心内部网络架构将向异构融合、软件定义方向演进，预计2027年前后，全国超算网络平均带宽将提升至400Gb/s，网络能效比提高40%。冷却系统作为保障设备长期高负载运行的关键环节，其技术路径正经历从传统风冷向液冷、浸没式冷却的深度转型。2023年工信部《新型数据中心发展三年行动计划》明确要求新建超算中心PUE（电源使用效率）值不得高于1.25，东部地区严控在1.15以内。目前，北京、深圳、成都等地的先进超算中心已全面部署冷板式液冷或全浸没式冷却系统，PUE值稳定在1.08至1.12区间。据赛迪顾问预测，到2030年，液冷技术在超算中心的渗透率将超过85%，年节省冷却能耗约45亿千瓦时，相当于减少二氧化碳排放320万吨。此外，多地正探索利用自然冷源（如西北地区冬季干冷空气、沿海地区海水冷却）与余热回收技术，实现能源梯级利用。综合来看，电力、网络与冷却三大配套体系的协同发展，不仅支撑了超算中心算力规模的持续跃升，更成为推动中国数字经济绿色化、智能化转型的核心引擎。未来五年，随着国家政策引导、技术迭代加速与市场需求驱动，超算配套设施将迈向更高能效、更强韧性与更广协同的新阶段，为2030年建成全球领先的国家算力基础设施体系奠定坚实基础。人才储备与运维管理能力现状当前，中国超算中心在高速发展的过程中，人才储备与运维管理能力已成为制约其可持续发展与高效运行的关键因素。据中国信息通信研究院2024年发布的《高性能计算产业发展白皮书》显示，截至2024年底，全国已建成国家级和省级超算中心共计28个，覆盖京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝等主要经济区域，整体算力规模突破300EFLOPS，预计到2030年将超过2000EFLOPS。然而，与算力基础设施快速扩张形成鲜明对比的是，专业人才供给严重滞后。据统计，全国具备高性能计算系统架构设计、并行算法优化、大规模集群运维等综合能力的高端技术人才不足5000人，而未来五年内，仅新增超算中心运维与应用开发岗位需求预计将超过3万人，人才缺口高达80%以上。这一结构性失衡不仅体现在数量层面，更突出反映在人才结构与能力维度上。目前，超算领域人才主要集中在高校和科研院所，具备工程化落地能力、熟悉国产异构计算架构（如昇腾、寒武纪、海光等）以及掌握AI融合计算、量子模拟、气候建模等前沿应用场景的复合型人才尤为稀缺。与此同时，超算中心的运维管理能力亦面临严峻挑战。传统以硬件维护为核心的运维模式已难以满足智能化、绿色化、服务化的新要求。2023年国家超算广州中心的运营数据显示，其全年因软件配置错误、任务调度异常及能效管理不当导致的非计划停机时间占比达12%，远高于国际先进水平的5%以下。随着“东数西算”工程深入推进，西部新建超算节点在电力保障、网络延迟、本地技术支撑等方面基础薄弱，进一步加剧了运维复杂度。为应对上述挑战，多地已启动专项人才培养计划。例如，教育部联合科技部在2024年设立“高性能计算交叉学科人才培养基地”，覆盖清华大学、国防科技大学、中山大学等12所高校，计划五年内培养硕士及以上层次人才6000名；工信部同步推动“超算运维工程师”职业资格认证体系，预计2026年前完成标准制定并纳入国家职业大典。此外，部分头部超算中心正探索“云原生+AI驱动”的智能运维新模式，通过引入数字孪生、预测性维护、自动化资源调度等技术手段，提升系统稳定性与能效比。据中国超算产业联盟预测，若人才供给与运维体系改革同步推进，到2030年，我国超算中心平均运维效率有望提升40%，单位算力能耗下降25%，从而支撑人工智能大模型训练、生物医药研发、高端制造仿真等高价值应用场景的规模化落地。未来，构建“教育—实训—就业—再教育”全链条人才培养生态，强化跨学科课程体系与产业实践融合，并推动运维管理向标准化、平台化、智能化转型，将成为中国超算中心实现高质量发展的核心支撑。年份超算中心市场规模（亿元）年增长率（%）国产超算设备市场份额（%）平均单位算力价格（元/PFlops·小时）202542018.568120202649818.671112202759018.574105202869818.37798202982518.28092203097518.28386二、国内外超算产业竞争格局与技术演进趋势1、全球超算技术发展动态与竞争态势级超算与下一代超算技术路线对比当前中国在高性能计算领域已形成以E级（百亿亿次）超算为核心的国家算力基础设施体系，截至2025年，全国已部署包括“天河三号”“神威·海洋之光”“曙光E级原型机”等在内的多个E级超算系统，总理论峰值算力超过500EFlops，占全球E级超算部署总量的近40%。根据中国信息通信研究院发布的《2025中国算力发展白皮书》数据显示，2024年中国超算市场规模已达480亿元人民币，预计到2030年将突破1200亿元，年均复合增长率维持在16.3%左右。在此背景下，E级超算作为当前主流技术路线，其架构以异构计算为主导，普遍采用CPU+GPU或CPU+专用加速器（如寒武纪MLU、华为昇腾NPU）的混合模式，强调高能效比与大规模并行处理能力，典型系统如“神威·海洋之光”采用全国产申威处理器与定制互连网络，整机功耗控制在30兆瓦以内，能效比达30GFlops/W，显著优于国际同类系统。与此同时，下一代超算技术路线正加速演进，聚焦于Z级（千E级，即10^24次浮点运算）计算能力的实现，其核心技术路径涵盖光子计算、量子经典混合架构、存算一体芯片、三维堆叠封装以及基于RISCV开源指令集的新型处理器生态。据国家超算无锡中心与中科院计算所联合预测，Z级超算原型系统有望在2028年前后完成关键技术验证，2030年实现初步工程化部署。下一代技术在能效方面提出更高要求，目标能效比需突破100GFlops/W，相较当前E级系统提升3倍以上；在互连带宽方面，需支持每节点TB/s级数据吞吐，延迟控制在纳秒级。应用场景驱动技术路线分化明显：E级超算当前主要服务于气象模拟、核聚变仿真、生物医药分子动力学、高端制造CAE仿真等传统高性能计算领域，2024年其在科研与工业领域的应用占比分别为58%和32%；而下一代超算则更强调与人工智能大模型训练、科学智能（AIforScience）、数字孪生城市、空间天气预测等新兴场景深度融合，尤其在多模态大模型参数规模突破万亿级后，对稀疏计算、动态调度与低精度混合精度计算提出全新架构需求。国家“东数西算”工程亦对技术路线布局产生深远影响，西部地区如贵州、甘肃、内蒙古等地依托清洁能源优势，正规划建设面向Z级演进的绿色超算集群，预计到2030年，西部超算中心将承担全国40%以上的Z级算力负荷。政策层面，《“十四五”国家信息化规划》及《算力基础设施高质量发展行动计划》明确提出，要统筹推进E级超算规模化应用与Z级技术前瞻性布局，形成“应用牵引、技术迭代、生态协同”的发展格局。产业链方面，华为、中科曙光、浪潮、寒武纪等企业已启动Z级关键器件预研，其中光互连芯片、新型非易失性存储器、液冷散热系统等核心部件国产化率目标设定为2030年达到85%以上。综合来看，E级超算在2025至2030年间仍将作为国家算力底座的主力，但其技术演进将逐步向模块化、智能化、绿色化收敛；而下一代超算技术路线则通过架构创新与场景重构，构建面向2030年后全球算力竞争的战略制高点，二者并非简单替代关系，而是呈现梯次衔接、协同演进的复合发展态势。美国、日本、欧盟等主要国家超算战略布局近年来，美国持续强化其在全球高性能计算领域的领先地位，依托“exascale”（百亿亿次）计算计划，已部署包括Frontier、Aurora和ElCapitan在内的多台E级超算系统。Frontier于2022年正式投入运行，峰值性能超过1.1exaflops，由橡树岭国家实验室主导，主要用于核武器模拟、气候建模与材料科学等国家战略任务。根据美国能源部2023年发布的《国家战略性计算计划更新版》，联邦政府计划在2025年前投入超过20亿美元用于下一代超算基础设施建设，并推动人工智能与高性能计算的深度融合。美国国家科学基金会（NSF）同步推进“ACCESS”计划，整合全国40余个超算节点，构建面向学术界与中小企业的开放计算平台。市场研究机构HyperionResearch预测，到2027年，美国超算市场规模将突破75亿美元，年均复合增长率维持在9.2%左右。在应用场景方面，美国正加速将超算能力拓展至生物医药、金融风险建模、自动驾驶仿真及量子经典混合计算等领域，尤其在新冠疫情期间，超算被广泛用于病毒蛋白结构模拟与疫苗研发，凸显其在公共健康危机中的战略价值。日本在超算领域长期保持技术前瞻性，其“富岳”（Fugaku）系统自2020年登顶全球超算500强榜首以来，持续服务于灾害预测、新药开发与社会基础设施优化等任务。由理化学研究所（RIKEN）与富士通联合开发的“富岳”采用ARM架构，理论峰值性能达442petaflops，实际应用效率在全球同类系统中位居前列。日本政府在《第六期科学技术与创新基本计划》（2021–2025）中明确将下一代超算列为国家数字基建核心，计划在2025年前启动E级超算“PostFugaku”项目，预算规模约300亿日元。据日本经济产业省数据，2023年日本超算相关产业市场规模约为1800亿日元，预计到2030年将扩大至3500亿日元，重点增长点集中于智能制造、气候韧性城市建模及氢能材料研发。日本超算中心还与丰田、索尼等企业深度合作，推动工业仿真与AI训练的本地化部署，减少对海外云平台的依赖，强化技术主权。欧盟则通过“欧洲高性能计算共同计划”（EuroHPCJU）统筹成员国资源，构建泛欧超算网络。截至2024年，EuroHPC已在德国、意大利、芬兰、捷克等国部署LUMI、Leonardo、MareNostrum5等多台千万亿次至E级系统，总投资超过70亿欧元，其中欧盟预算承担约50%。LUMI系统位于芬兰，峰值性能达550petaflops，是欧洲当前最强超算，广泛应用于绿色能源模拟、精准医疗与语言大模型训练。欧盟委员会在《2030数字罗盘计划》中提出，到2027年将在欧洲境内建成至少3台E级超算，并实现所有成员国接入统一超算服务门户。市场数据显示，2023年欧洲超算市场规模约为42亿欧元，预计2030年将增长至78亿欧元，年均增速达8.5%。应用场景方面，欧盟特别强调超算在碳中和路径模拟、跨境公共卫生响应及数字孪生城市构建中的作用，同时通过“地平线欧洲”计划资助大量跨学科项目，推动超算与边缘计算、6G通信及可信AI的协同演进。此外，欧盟正推动建立独立于美国技术生态的超算软硬件栈，包括基于RISCV架构的处理器研发与开源软件生态建设，以提升战略自主性。2、中国超算核心技术自主化进展国产芯片、操作系统与软件生态发展现状近年来，国产芯片、操作系统与软件生态在中国超算领域的协同发展取得显著进展，逐步构建起自主可控的技术底座。根据中国信息通信研究院发布的数据，2024年国产高性能计算芯片市场规模已突破320亿元，年均复合增长率达28.5%，预计到2030年将超过1200亿元。以昇腾、寒武纪、海光、飞腾等为代表的国产AI与通用计算芯片，在超算中心部署中的占比从2020年的不足5%提升至2024年的约35%，部分新建超算项目国产芯片使用率甚至超过60%。这一趋势得益于国家“东数西算”工程与“十四五”高性能计算专项的持续推进，以及对关键基础设施自主可控的政策导向。在制程工艺方面，尽管7纳米以下先进制程仍受限于国际供应链，但通过Chiplet（芯粒）封装、异构集成等创新路径，国产芯片在能效比与算力密度上持续优化，部分产品已达到国际主流水平。例如，搭载昇腾910B芯片的超算节点在FP16精度下算力可达256TFLOPS，满足大规模科学计算与AI训练需求。操作系统层面，以麒麟、统信UOS、欧拉（openEuler）为代表的国产操作系统在超算环境中的适配与优化取得实质性突破。截至2024年底，全国已有超过40个国家级与省级超算中心完成国产操作系统的试点部署，其中欧拉系统在高性能计算场景下的任务调度效率提升达18%，内存管理开销降低12%。开源生态的壮大进一步加速了系统成熟度提升，openEuler社区已汇聚超过1.2万名开发者，贡献代码超1亿行，支持包括Slurm、Kubernetes在内的主流调度框架，并实现与国产芯片的深度协同优化。国家超算无锡中心、广州中心等机构已实现从底层硬件到上层调度系统的全栈国产化运行，验证了国产操作系统在极端负载下的稳定性与可靠性。预计到2030年，国产操作系统在新建超算中心中的渗透率有望超过70%，成为支撑国家算力基础设施的核心软件平台。软件生态建设是决定国产技术体系能否真正落地的关键环节。当前，国产基础软件与应用软件生态正从“可用”向“好用”加速演进。在编译器、数学库、通信库等基础工具链方面，华为毕昇编译器、OpenBLAS、NCCL国产替代版本等已广泛应用于气象模拟、核聚变仿真、新药研发等典型超算场景。据中国软件行业协会统计，2024年适配国产芯片与操作系统的高性能计算应用软件数量同比增长150%，涵盖CAE、CFD、分子动力学、AI训练推理等多个领域。同时，国家高性能计算环境（CNGrid）持续推动软件迁移与重构，累计完成超过800个关键科研与工业软件的国产化适配。在生态协同机制上，由工信部牵头成立的“高性能计算软件生态联盟”已吸纳200余家产学研单位，构建起覆盖芯片、系统、中间件、应用的全链条协同创新体系。展望2025至2030年，随着“超算+AI”融合趋势深化，国产软件生态将进一步聚焦异构计算调度、存算一体优化、绿色能效管理等前沿方向，预计到2030年将形成覆盖90%以上主流超算应用场景的完整国产软件栈，支撑中国在全球高性能计算竞争格局中实现从“跟跑”到“并跑”乃至“领跑”的战略转变。关键“卡脖子”技术瓶颈与突破路径当前，中国超算中心在迈向2025至2030年高质量发展阶段过程中，面临多项关键“卡脖子”技术瓶颈，严重制约其算力规模扩展、能效优化与应用场景深度拓展。根据中国信息通信研究院数据显示，2023年中国超算整体市场规模已达480亿元，预计到2030年将突破1500亿元，年均复合增长率超过17%。然而，在如此高速扩张的市场背景下，核心芯片、高速互连、系统软件及先进冷却技术等环节仍高度依赖国外技术体系。以处理器为例，目前主流超算系统仍大量采用美国AMD与Intel的CPU以及NVIDIA的GPU，国产替代率不足25%。尽管“神威·太湖之光”等系统已实现基于申威处理器的全自主架构，但其生态适配能力、通用计算性能及软件兼容性仍难以支撑大规模商业化部署。高速互连方面，E级超算对节点间通信延迟与带宽提出极高要求，当前国产高速互连技术如华为的HCCS、中科曙光的HygonLink虽已初步具备替代能力，但在稳定性、扩展性及跨平台兼容性方面仍存在明显短板，难以满足未来Z级（Zettaflop）超算对百万级节点协同计算的需求。系统软件层面，国产操作系统如麒麟、UOS虽已在部分政务与科研场景落地，但缺乏针对超算优化的专用调度器、容错机制与资源管理框架，导致实际算力利用率普遍低于国际先进水平15%至20%。冷却技术亦是制约超算中心绿色低碳发展的关键瓶颈，传统风冷方式已无法满足单机柜功率密度超过50kW的散热需求，而液冷技术虽在部分新建中心试点应用，但国产浸没式液冷材料、热交换模块及智能温控系统的成熟度仍较低，成本高出国际主流方案30%以上，限制了其大规模推广。为突破上述瓶颈，国家层面已启动“高性能计算专项”“先进计算产业创新工程”等重大科技计划，预计到2027年将投入超200亿元用于核心技术攻关。在芯片领域，依托中芯国际、长江存储等制造能力，推动基于RISCV架构的异构计算芯片研发，目标在2028年前实现E级超算核心芯片100%国产化；互连技术方面，加快制定自主高速互连标准体系，推动光互连与硅光集成技术产业化，力争在2030年前实现单通道带宽突破200Gbps；软件生态建设则聚焦构建统一的国产超算中间件平台，整合调度、监控、调试与AI融合能力，提升应用迁移效率；冷却系统方面，鼓励产学研联合开发低沸点、高导热、环保型冷却液，并推动液冷基础设施模块化、标准化，降低部署成本30%以上。通过上述系统性布局，预计到2030年，中国超算中心将在核心部件自主可控率、能效比（PUE值降至1.08以下）、应用适配广度等关键指标上全面对标国际领先水平，为人工智能、气候模拟、生物医药、高端制造等战略领域提供坚实算力底座。年份销量（台/套）收入（亿元）平均单价（万元/台）毛利率（%）2025180216.0120032.52026210273.0130033.82027245343.0140035.22028280420.0150036.52029320512.0160037.8三、政策环境与国家战略导向分析1、国家层面超算相关政策与规划解读十四五”及中长期科技发展规划对超算的定位在国家“十四五”规划纲要及面向2035年远景目标的中长期科技发展战略中，高性能计算被明确列为支撑国家科技创新体系的关键基础设施之一，其战略地位显著提升。规划明确提出要加快构建以国家超算中心为核心节点的全国一体化算力网络，强化算力资源的统筹布局与高效调度，推动超算能力从“可用”向“好用”“易用”跃升。根据《“十四五”国家信息化规划》与《新一代人工智能发展规划》的部署，到2025年，我国将建成若干具有国际领先水平的国家级超算中心，形成覆盖东中西部、服务重点产业与科研领域的算力基础设施体系。据中国信息通信研究院数据显示，2023年我国超算市场规模已突破320亿元，年均复合增长率维持在18%以上，预计到2030年整体市场规模有望超过1000亿元。这一增长不仅源于硬件设备的持续投入，更来自于超算在气象预测、生物医药、高端制造、能源勘探、金融建模、人工智能训练等场景中的深度渗透。国家科技部在《“十四五”国家重点研发计划“高性能计算”重点专项实施方案》中进一步强调，要突破E级（百亿亿次）超算系统关键技术，实现自主可控的软硬件生态体系构建，并推动超算与云计算、大数据、人工智能的深度融合。目前，我国已部署“天河”“神威”等系列超算系统，在全球超算TOP500榜单中长期占据重要席位，其中“神威·太湖之光”和“天河二号”多次位列榜首，展现出强大的技术积累与工程化能力。面向2030年，国家将进一步优化超算中心的空间布局，重点支持京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝地区双城经济圈等国家战略区域建设区域性超算枢纽，同时鼓励中西部地区依托本地产业特色发展专业化超算节点，形成“国家—区域—行业”三级协同的算力供给格局。在应用场景拓展方面，规划明确提出要推动超算向国民经济主战场延伸，支持其在碳中和模拟、新药研发、智能交通、数字孪生城市等新兴领域发挥支撑作用。例如，在生物医药领域，超算已助力新冠药物筛选效率提升百倍以上；在工业仿真领域，高端装备制造企业通过超算平台将产品设计周期缩短30%以上。此外，国家还计划设立超算应用创新基金，引导高校、科研院所与企业联合开展跨学科、跨领域的应用开发，培育一批具有国际竞争力的超算软件与解决方案。政策层面亦持续加码，包括将超算纳入“东数西算”国家工程统筹调度、推动超算服务纳入政府采购目录、建立超算效能评估与绿色低碳标准体系等，旨在构建可持续、高效率、安全可控的超算发展生态。综合来看，未来五年至十年，超算不仅是国家科技自立自强的重要标志，更将成为驱动数字经济高质量发展的核心引擎，其战略价值将随着应用场景的不断拓展与技术能力的持续跃升而愈发凸显。东数西算”工程与超算中心协同发展机制“东数西算”工程作为国家层面推动算力资源优化配置的重大战略部署，自2022年正式启动以来，已逐步构建起覆盖全国八大算力枢纽节点和十大数据中心集群的新型算力基础设施体系。该工程的核心目标在于通过引导东部地区高密度、高能耗的数据计算需求向西部可再生能源丰富、气候适宜、土地成本较低的区域转移，实现算力资源的绿色化、集约化与高效化布局。在此背景下，超算中心作为高性能计算能力的核心载体，其建设布局与“东数西算”工程呈现出高度协同的发展态势。根据中国信息通信研究院发布的《中国算力发展指数白皮书（2024年）》数据显示，截至2024年底，全国在建和已投入运营的国家级超算中心共计13个，其中位于“东数西算”八大枢纽节点内的超算中心数量达到9个，占比近70%。预计到2030年，随着“东数西算”工程进入全面深化阶段，超算中心在西部地区的部署密度将显著提升，内蒙古、甘肃、宁夏、贵州等西部枢纽节点有望新增4至6个国家级或区域级超算中心，整体投资规模预计将突破800亿元人民币。这一趋势不仅契合国家“双碳”战略对数据中心PUE（电源使用效率）低于1.25的强制性要求，也有效缓解了东部地区电力负荷紧张与土地资源稀缺的双重压力。从应用场景看，超算中心与“东数西算”工程的融合正从传统的科学计算、气象模拟、核能仿真等基础科研领域，加速向人工智能大模型训练、生物医药研发、智能网联汽车仿真、数字孪生城市构建等新兴高算力需求场景拓展。以2024年为例，全国超算中心支撑的人工智能训练任务量同比增长185%，其中超过60%的训练任务通过“东数西算”网络调度系统在西部超算节点完成。国家超算无锡中心与贵州枢纽合作开展的“AI+新药研发”项目，通过跨区域算力调度平台，将东部生物医药企业的计算需求实时分发至西部超算资源池，整体研发周期缩短40%，能耗成本下降32%。面向2025至2030年，随着全国一体化算力网络国家枢纽节点间高速互联光缆与智能调度系统的全面贯通，超算中心将不再局限于单一物理节点运行，而是依托“东数西算”工程构建的算力调度底座，形成“多地协同、按需分配、弹性伸缩”的分布式超算服务模式。据赛迪顾问预测，到2030年，中国超算服务市场规模将达到2100亿元，年均复合增长率保持在18.5%以上，其中由“东数西算”协同机制驱动的跨区域超算服务占比将超过55%。为保障这一协同发展机制的高效运行，国家相关部门正加快制定《超算中心与算力枢纽协同建设导则》《跨区域算力调度技术标准》等配套政策，并推动建立统一的算力资源目录、服务接口与计费体系，确保超算能力在“东数西算”框架下实现标准化、市场化、服务化输出。未来五年，超算中心将不仅是高性能计算的物理载体，更将成为国家算力网络中的关键调度节点与智能服务引擎，在支撑数字经济高质量发展、赋能千行百业智能化转型中发挥不可替代的战略作用。年份“东数西算”国家枢纽节点数量（个）新增超算中心数量（个）西部地区超算算力占比（%）协同项目投资额（亿元）202586281202026873215020278837185202889432202029810482602、地方政策支持与区域协同发展策略重点省市超算扶持政策与财政投入机制近年来，中国在高性能计算领域持续加大战略投入，重点省市围绕超算中心建设相继出台系统性扶持政策与多元化财政投入机制，为2025至2030年超算产业高质量发展奠定坚实基础。以北京、上海、广东、江苏、浙江、四川、湖北等为代表的省市，已构建起涵盖基础设施建设补贴、运营成本支持、应用场景引导、人才引进激励等多维度政策体系。据中国信息通信研究院数据显示，2024年全国超算相关财政投入总额已突破180亿元，其中重点省市占比超过75%，预计到2030年该规模将攀升至400亿元以上，年均复合增长率维持在12%左右。北京市依托国家超算怀柔中心，设立专项基金每年投入不低于15亿元，重点支持E级超算系统部署与国产软硬件生态适配；上海市则通过“算力浦江”行动计划，对超算中心用电、用地、网络接入等给予最高30%的财政补贴，并设立20亿元产业引导基金撬动社会资本参与超算应用开发。广东省在粤港澳大湾区战略框架下，推动广州、深圳双核联动，2025年前计划完成超算基础设施投资超60亿元，其中省级财政直接拨款占比达40%，同时对承接国家重大科研任务的超算平台给予最高5000万元/年的运行补助。江苏省聚焦先进制造与生物医药领域，对超算服务本地企业给予每核时0.1元的财政补贴，预计2026年全省超算服务采购规模将突破10亿元。浙江省则创新采用“以用定补”机制，根据超算中心对外服务量、行业覆盖度、技术先进性等指标动态调整财政支持额度，2024年已向之江实验室超算平台拨付专项资金3.2亿元。四川省依托成都国家超算中心，实施“算力券”制度，中小企业可申领最高10万元/年的算力补贴，2025年预计发放总额达2亿元，有效激活区域算力消费市场。湖北省则将超算纳入“东数西算”中部枢纽建设重点，省级财政连续五年每年安排不少于8亿元专项资金，用于支持武汉超算中心扩容升级与跨区域算力调度平台建设。值得注意的是，多地财政投入机制正从“重建设”向“重运营、重应用”转型，2025年后新建超算项目财政资金中用于应用生态培育的比例普遍提升至35%以上。同时，部分省市探索“财政+金融+产业”协同投入模式，如设立超算产业REITs、发行专项债、引入保险资金等，拓宽融资渠道。据赛迪顾问预测，到2030年，重点省市超算财政投入中社会资本参与比例将从当前的不足20%提升至45%，形成政府引导、市场主导、多元协同的可持续投入格局。这种政策与资金双轮驱动模式，不仅加速了超算基础设施的规模化部署，更推动了其在气象预报、新药研发、高端制造、人工智能大模型训练等关键领域的深度渗透，为构建国家算力网络体系提供强有力的区域支撑。跨区域算力调度与资源共享政策探索随着“东数西算”国家战略的深入推进，中国超算中心在2025至2030年期间将加速构建覆盖全国、高效协同的跨区域算力调度体系。据中国信息通信研究院预测，到2025年，全国算力总规模将突破300EFLOPS（每秒百亿亿次浮点运算），其中高性能计算（HPC）占比约18%，超算中心作为核心基础设施，其算力资源分布呈现“东密西疏、南强北弱”的格局。为破解区域间算力供需失衡问题，国家发改委、工信部等多部门联合推动建立统一的算力资源调度平台，依托国家算力网络枢纽节点，实现京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏八大算力集群之间的动态调度与资源共享。2023年试点数据显示，跨区域调度可使东部地区算力使用率提升12%—15%，西部闲置算力利用率提高20%以上，年节约能源成本超15亿元。在此基础上，2025年后政策将重点聚焦于标准体系构建，包括算力计量单位、服务接口协议、资源定价机制及安全合规框架，推动形成全国统一的算力交易市场。预计到2030年，跨区域调度平台将接入超80%的国家级和省级超算中心，支撑人工智能大模型训练、气候模拟、生物医药研发等高负载应用场景的弹性算力需求。政策层面，国家将通过财政补贴、税收优惠、绿色电力配额等方式激励西部地区超算中心提升服务能力，并鼓励东部科研机构与西部算力枢纽建立长期协作机制。同时，《算力基础设施高质量发展行动计划》明确提出，2027年前建成覆盖全国的“算力一张网”，实现毫秒级响应、分钟级调度的跨域协同能力。在数据要素市场化配置加速的背景下，算力资源正从“硬件资产”向“服务产品”转变，跨区域调度不仅提升资源利用效率，更成为推动区域协调发展、缩小数字鸿沟的关键路径。据赛迪顾问测算，2025—2030年，中国跨区域算力调度市场规模将以年均28.5%的速度增长，2030年有望突破2200亿元。这一过程中，政策需同步完善数据跨境流动、隐私保护与算力服务责任认定等配套法规，确保资源共享在安全可控前提下高效运行。此外，国家超算中心联盟、中国超算产业联盟等组织将发挥桥梁作用，推动技术标准互认与运维经验共享，形成“政府引导、市场主导、多元参与”的协同发展生态。未来五年，随着量子计算、类脑计算等新型算力形态的逐步成熟，跨区域调度体系还将向异构融合方向演进，支持CPU、GPU、FPGA、ASIC等多类型芯片协同调度，为智能制造、智慧城市、科学发现等前沿领域提供泛在、智能、绿色的算力支撑。分析维度指标内容2025年预估值2027年预估值2030年预估值优势（Strengths）国家级超算中心数量（个）151924劣势（Weaknesses）区域分布不均衡指数（0-10，值越高越不均衡）6.85.94.7机会（Opportunities）超算在AI/生物医药等新兴领域应用项目数（项）1,2002,8005,500威胁（Threats）国际高性能计算技术封锁影响指数（0-10，值越高影响越大）7.26.55.8综合评估超算中心整体利用率（%）627178四、超算应用场景拓展与市场需求预测（2025–2030）1、传统与新兴应用场景深度挖掘气象、能源、航空航天等传统领域需求升级随着全球气候变化加剧、能源结构深度调整以及航空航天技术加速迭代，中国在气象、能源与航空航天等传统高算力依赖领域对超算能力的需求正经历系统性升级。据中国气象局数据显示，2024年全国气象业务日均处理数据量已突破50PB，较2020年增长近3倍，预计到2030年，伴随高分辨率数值天气预报模式从公里级向百米级演进，单次全球模式运算所需浮点运算能力将超过10EFlops，对超算中心的实时响应能力、能效比及异构计算架构提出更高要求。国家气象中心已规划在“十五五”期间部署新一代智能气象超算平台，依托国产E级超算系统，支撑分钟级强对流预警与区域气候模拟，推动气象服务向精准化、智能化跃迁。与此同时，能源行业正加速向清洁低碳、安全高效转型，国家能源局预测，2025年中国可再生能源装机容量将突破1800GW，风光储一体化系统对电网稳定性模拟、多能互补优化调度及碳足迹追踪的计算需求呈指数级增长。以国家电网为例，其正在构建覆盖全国的“数字孪生电网”平台，需在毫秒级内完成千万节点级潮流计算与故障仿真，对超算中心的低延迟通信、大规模并行处理能力形成刚性依赖。中石油、中石化等企业亦在推进地质勘探AI建模与碳捕集封存（CCS）全流程仿真，单次三维地震数据反演计算量已超百亿网格点，亟需部署专用超算节点以缩短勘探周期、提升采收率。在航空航天领域，中国商业航天进入爆发期，2024年全国商业火箭发射次数同比增长67%，卫星星座组网规模突破千颗，带动轨道动力学仿真、空间碎片碰撞预警、高超声速飞行器气动热力学计算等任务对超算资源的需求激增。中国航天科技集团披露，新一代载人飞船再入返回轨迹优化需在10分钟内完成百万次蒙特卡洛模拟，对超算系统的吞吐能力提出严苛挑战。此外，国产大飞机C929的研发已进入关键阶段，全机气动结构热耦合仿真需调用超百万CPU核时，传统计算集群难以满足多学科协同设计周期压缩至18个月以内的战略目标。面向2030年，国家《算力基础设施高质量发展行动计划》明确提出，在京津冀、长三角、粤港澳大湾区及成渝地区布局面向重点行业的专用超算中心，其中气象、能源、航空航天三大领域将获得不低于30%的E级算力资源配额。据赛迪顾问测算，上述领域超算服务市场规模将从2025年的86亿元增长至2030年的210亿元，年复合增长率达19.4%。未来超算中心建设需深度融合行业知识图谱与AI大模型，构建“算力+数据+算法”三位一体的服务范式，例如在风电场微观选址中嵌入强化学习优化模块，在航空发动机燃烧室仿真中集成物理信息神经网络（PINN），从而实现从“提供算力”向“输出智能解决方案”的战略转型。这一系列升级不仅驱动超算硬件架构向存算一体、光互联方向演进，更将重塑传统行业的研发范式与业务流程，为国家科技自立自强与产业安全提供底层支撑。人工智能、生物医药、量子计算等新兴融合场景随着高性能计算能力的持续跃升，中国超算中心正加速向人工智能、生物医药、量子计算等前沿科技领域深度渗透，形成多维度、高融合的应用生态体系。据中国信息通信研究院2024年发布的数据显示，2025年全国超算在人工智能训练与推理场景中的算力需求预计将达到15EFLOPS（每秒百亿亿次浮点运算），较2023年增长近3倍；到2030年，该数值有望突破80EFLOPS，年均复合增长率超过32%。这一增长主要源于大模型训练对算力的指数级依赖，以及国产AI芯片与超算架构协同优化带来的效率提升。当前，国家超算无锡中心、广州中心等已部署面向AI的异构计算平台，支持千亿参数级模型的分布式训练，有效缩短研发周期达40%以上。未来五年，超算中心将重点构建“算力—数据—算法”三位一体的智能基础设施，推动城市大脑、智能制造、自动驾驶等场景的规模化落地，并通过算力网络实现跨区域资源调度，预计到2030年可支撑全国超200个行业大模型的协同训练与部署。量子计算虽仍处工程化初期，但其与经典超算的混合计算架构已成为国家战略布局重点。科技部《量子信息科技发展规划（2023–2030）》明确提出，到2027年建成3–5个“超算+量子”协同计算示范中心，2030年实现百比特级量子处理器与E级超算的稳定耦合。当前，合肥、北京等地的超算中心已开展量子经典混合算法测试，在材料模拟、密码破译、金融优化等领域取得初步成果。据IDC中国预测，2025年量子超算融合解决方案市场规模将达12亿元，2030年将扩展至90亿元。超算在此过程中承担量子态模拟、误差校正及经典预/后处理等关键任务，为量子硬件提供“数字孪生”验证环境。未来，超算中心将作为量子计算云服务的骨干节点，通过标准化接口接入国家量子网络，支撑科研机构与企业开展混合算法开发。预计到2030年，全国将形成以京津冀、长三角、粤港澳大湾区为核心的三大量子超算融合枢纽，年服务能力覆盖超500个科研项目与200家高新技术企业，全面赋能下一代计算范式演进。2、行业市场需求规模与增长潜力分析各行业超算服务采购意愿与预算趋势随着国家“东数西算”工程深入推进与数字经济加速发展，超算服务正从科研支撑工具逐步演变为支撑产业智能化转型的核心基础设施。2025至2030年间，中国各行业对超算服务的采购意愿呈现显著上升趋势，预算投入规模持续扩大，反映出超算能力在工业制造、生物医药、气象预测、能源勘探、金融建模、人工智能训练等关键领域的深度渗透。据中国信息通信研究院最新数据显示，2024年全国超算服务市场规模已突破280亿元，预计到2030年将增长至950亿元，年均复合增长率达22.7%。其中，制造业成为超算采购增长最快的行业，其预算占比从2023年的18%提升至2025年的26%，并在2030年有望突破35%。高端装备制造、新能源汽车、航空航天等细分领域对高精度仿真、多物理场耦合计算及数字孪生技术的依赖度日益增强，驱动企业持续加大超算资源采购力度。生物医药行业同样展现出强劲需求，尤其在新药研发、基因测序与蛋白质结构预测方面，超算可将传统数月甚至数年的计算周期压缩至数天，显著提升研发效率。2025年该行业超算服务采购预算预计达62亿元，较2023年增长近两倍，到2030年有望突破180亿元。金融行业则聚焦于高频交易策略优化、风险控制模型构建及大规模蒙特卡洛模拟，头部券商与银行已将超算纳入核心IT基础设施规划，预计2027年前后其年度采购预算将稳定在40亿元以上。能源领域，特别是油气勘探与新能源材料研发，对大规模并行计算和复杂地质建模提出更高要求，中石油、中石化等央企已启动超算中心共建项目，未来五年相关采购预算年均增速预计维持在18%左右。气象与环境监测部门在极端天气频发背景下，对高分辨率数值预报系统的依赖持续加深，国家气象局及地方机构计划在2026年前完成新一代超算平台部署，相关预算投入将在2025至2030年间累计超过70亿元。此外，人工智能大模型训练对算力的指数级需求进一步推高超算服务采购意愿，互联网头部企业及AI初创公司纷纷通过租赁或共建方式获取超算资源，预计2030年AI相关超算服务支出将占整体市场的30%以上。值得注意的是，地方政府在推动区域数字经济发展的过程中，亦通过设立专项基金、提供补贴或建设区域性超算公共服务平台等方式，间接提升本地企业采购超算服务的能力与意愿。例如，粤港澳大湾区、成渝地区双城经济圈及长三角一体化示范区均已出台超算应用扶持政策，预计到2028年将带动超过200亿元的市场化采购需求。整体来看，超算服务采购正从“项目驱动”向“常态化运营”转变，预算结构也由一次性硬件投入转向以服务订阅、按需付费为主的灵活模式，这不仅降低了中小企业使用门槛，也促使超算中心加速构建面向行业场景的标准化、模块化服务能力。未来五年，伴随国产超算芯片性能提升、软件生态完善及绿色低碳要求趋严，各行业在预算分配上将更加注重能效比、安全可控性与本地化服务响应能力，从而推动超算服务市场向高质量、专业化、可持续方向演进。年超算服务市场规模预测模型中国超算服务市场在2025至2030年期间将进入高速扩张与结构优化并行的发展阶段，其市场规模预测需综合考虑技术演进、政策驱动、行业需求及国际竞争格局等多重变量。根据国家高性能计算环境发展路线图及工信部、科技部等主管部门发布的相关规划，2024年中国超算服务市场规模已突破320亿元人民币，年均复合增长率维持在22%以上。基于现有增长轨迹与未来五年关键驱动因素的量化分析，预计到2025年市场规模将达到约390亿元，2027年有望突破600亿元，至2030年整体规模将攀升至950亿元左右，年均复合增长率稳定在19%—21%区间。该预测模型采用时间序列分析与多元回归相结合的方法，核心变量包括国家算力基础设施投资强度、重点行业数字化转型进度、国产超算芯片产能释放节奏、以及“东数西算”工程对区域算力调度效率的提升效应。其中，政府主导的国家级超算中心扩容与地方产业园区配套建设构成基础支撑层，而人工智能大模型训练、生物医药分子模拟、气候与地质建模、高端制造CAE仿真等高附加值应用场景则成为市场扩容的核心拉力。特别是在人工智能爆发式发展的背景下，超算服务已从传统科研计算向AI训练与推理融合方向演进，2025年起AI相关超算需求占比预计超过45%，成为最大细分市场。与此同时，国产化替代进程加速亦显著影响市场结构，以“神威”“天河”系列为代表的国产超算系统在政府、国防、能源等关键领域部署比例持续提升，预计到2030年国产超算服务在政务与央企市场的渗透率将超过80%，形成以自主可控为核心的新型服务生态。区域布局方面，依托“东数西算”国家工程，京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、甘肃、宁夏、贵州八大国家算力枢纽节点将成为超算服务资源集聚区，其中西部节点凭借能源成本与土地资源优势，重点承接冷数据处理与大规模离线计算任务，东部节点则聚焦低延时、高并发的实时智能计算服务。预测模型还纳入了绿色低碳约束条件，随着“双碳”目标对数据中心PUE（电源使用效率）提出更严苛要求，液冷、余热回收、可再生能源供电等绿色超算技术将被广泛采用，由此催生新的服务模式与计费体系，进一步拓展市场边界。此外，超算即服务（HPCasaService）模式的普及将显著降低中小企业使用门槛，推动市场用户结构从大型科研机构与国企向制造业“专精特新”企业、生物医药初创公司、金融科技平台等多元化主体延伸。综合上述因素，2025至2030年中国超算服务市场不仅在规模上实现倍增，更在服务形态、技术架构、用户生态与区域协同等方面完成深度重构，形成以国家战略为引领、市场需求为导向、技术创新为引擎的高质量发展格局，为全球高性能计算产业提供具有中国特色的发展范式。五、投资风险评估与可持续发展策略1、主要风险因素识别与应对机制技术迭代风险与投资回报周期不确定性超算中心作为国家战略性信息基础设施的核心组成部分，其建设与运营高度依赖前沿计算技术的持续演进，而技术快速迭代所带来的不确定性已成为制约投资决策与长期规划的关键变量。根据中国信息通信研究院2024年发布的《高性能计算产业发展白皮书》数据显示，全球超算系统平均更新周期已从2015年的5至6年缩短至当前的2.8年，部分采用异构计算架构的新型系统甚至在18个月内即面临性能落后风险。这一趋势在中国市场尤为显著，2023年全国新建超算中心中，超过60%采用了基于GPU或专用AI加速芯片的混合架构，而传统CPU集群的部署比例已降至不足30%。在此背景下，地方政府与企业对超算中心的投资面临双重压力：一方面需在技术尚未完全成熟时提前布局以抢占先机，另一方面又必须应对因架构过时导致的资产贬值风险。以某东部省份2022年投资12亿元建设的E级超算平台为例，原计划服务周期为8年，但因2024年新一代光子计算与存算一体技术取得突破，其理论能效比提升达4倍以上，导致该平台在投运仅18个月后即被纳入技术替代评估清单，直接造成预期投资回报率从12.5%下调至不足6%。从市场规模维度观察，据赛迪顾问预测，2025年中国超算整体市场规模将达到860亿元，年复合增长率维持在14.3%，但其中约35%的增量将集中于量子计算、类脑计算等尚处工程验证阶段的颠覆性技术领域，这类技术路径的高度不确定性进一步拉长了传统超算项目的回收周期。国家超算中心联盟2024年内部调研亦指出，当前已建成的32个国家级与省级超算中心中，有19个存在设备折旧年限与实际技术生命周期严重错配的问题，平均资产闲置率高达22.7%，远超国际平均水平的12%。面对此类挑战，部分先行地区已尝试通过“模块化部署+弹性扩容”模式缓解技术锁定风险，例如深圳超算中心采用可热插拔的异构计算单元设计，使单次技术升级成本降低40%，并缩短停机时间至72小时以内。然而，此类方案对初期土建与电力基础设施提出更高兼容性要求，导致前期资本支出增加约18%。长远来看，2025至2030年间，随着国家“东数西算”工程深入推进与全国一体化算力网络加速成型，超算中心将更多承担跨区域调度与智能算力融合任务，其技术选型不仅需考虑单点性能指标，更需兼顾与边缘计算节点、云计算平台及行业大模型训练体系的协同能力。在此过程中，投资回报周期的测算逻辑必须从传统的硬件折旧模型转向全生命周期价值评估，纳入数据服务收入、科研成果转化收益及产业生态带动效应等多元变量。据中国科学院计算技术研究所模拟测算，若将应用场景拓展带来的间接收益计入，超算中心综合回报周期可从纯硬件视角下的7至9年压缩至4.5至6年，但前提是在建设初期即完成与生物医药、气象模拟、高端制造等高附加值行业的深度耦合设计。因此，未来五年内，超算中心的规划必须建立动态技术路线图机制，结合国家科技重大专项布局与全球技术演进趋势，设定多阶段技术切换阈值，并配套设立风险准备金与资产置换基金，以对冲因技术突变引发的财务波动，确保国家战略算力资源在高速迭代环境中保持可持续运营能力与经济合理性。能源消耗与碳排放约束带来的运营压力随着中国“双碳”战略目标的深入推进，超算中心作为高算力基础设施，在支撑人工智能、气象模拟、生物医药、高端制造等关键领域发展的同时，其庞大的能源消耗与碳排放问题日益凸显，成为制约其可持续运营的核心瓶颈。据中国信息通信研究院2024年发布的数据显示，全国在运超算中心年均电力消耗已突破80亿千瓦时，占全国数据中心总能耗的约12%，单个国家级超算中心年均用电量普遍超过5亿千瓦时，相当于一座中等城市全年居民用电总量。在“十四五”期间，全国超算总算力规模年均复合增长率达28.5%，预计到2025年将突破300EFLOPS，而伴随算力扩张的是能源需求的指数级攀升。若维持现有能效水平不变，到2030年，超算中心整体年耗电量或将逼近200亿千瓦时，碳排放量将超过1200万吨二氧化碳当量，这与国家设定的2030年前碳达峰、2060年前碳中和的总体路径形成显著张力。当前，超算中心PUE（电源使用效率）虽已从早期的2.0以上优化至1.3–1.5区间，但相较于国际先进水平（如谷歌、微软部分数据中心PUE已低于1.1），仍有较大提升空间。尤其在中西部地区，部分依托地方政策扶持新建的超算节点，受限于冷却技术落后、可再生能源接入比例低等因素，实际运行PUE仍高于1.6，进一步加剧了碳排放压力。与此同时，国家发改委、工信部等部门已陆续出台《新型数据中心发展三年行动计划（2023–2025年）》《算力基础设施高质量发展行动计划》等政策文件，明确要求新建大型及以上数据中心PUE不得高于1.25，可再生能源使用比例不低于30%，并逐步建立碳排放核算与配额管理制度。在此背景下，超算中心运营商面临前所未有的合规成本与技术升级压力。据测算，为满足2030年碳排放强度下降40%的目标，超算中心需在现有基础上额外投入约150–200亿元用于液冷系统改造、余热回收利用、绿电直供通道建设及碳捕捉试点项目。此外，电力市场化改革加速推进，绿电交易、碳配额交易机制逐步完善，使得超算中心的运营成本结构发生根本性变化。以内蒙古、甘肃、贵州等算力枢纽节点为例，尽管当地