2025至2030中国高性能计算机市场供需分析及前景预测评估报告

2025至2030中国高性能计算机市场供需分析及前景预测评估报告目录一、中国高性能计算机行业发展现状分析 31、市场规模与结构特征 3年高性能计算机市场总体规模回顾 32、产业链构成与关键环节 5上游核心组件（CPU、GPU、存储、互连技术）供应情况 5中下游整机制造与系统集成能力分析 6二、市场供需格局与驱动因素 81、需求端分析 8人工智能、大数据、科学仿真等新兴应用场景带来的增量需求 82、供给端分析 9进口依赖程度及国产替代进展评估 9三、技术发展趋势与创新方向 111、硬件技术演进 11异构计算、存算一体、光互联等前沿架构发展现状 112、软件与生态建设 12国产操作系统、编译器、并行计算框架适配能力 12与HPC融合趋势下的软件栈重构需求 14四、政策环境与产业支持体系 151、国家及地方政策梳理 15十四五”规划及后续政策对高性能计算的战略定位 15专项扶持资金、税收优惠与科研项目支持机制 162、标准与安全监管 18高性能计算领域国家标准与行业规范制定进展 18数据安全、供应链安全及出口管制对产业发展的影响 19五、市场竞争格局与投资策略建议 211、主要企业竞争态势 21国内头部企业市场份额、技术优势与战略布局对比 212、风险识别与投资建议 22技术迭代风险、供应链中断风险及市场饱和风险分析 22摘要近年来，中国高性能计算机（HPC）市场在国家战略驱动、技术创新加速及下游应用需求持续扩张的多重因素推动下，呈现出强劲增长态势，预计2025至2030年将进入高质量发展的关键阶段。根据权威机构数据显示，2024年中国高性能计算机市场规模已突破500亿元人民币，年均复合增长率维持在15%以上；展望未来五年，受益于人工智能大模型训练、科学计算、气象模拟、生物医药研发、智能制造及国防安全等领域的深度应用，市场规模有望在2030年达到1200亿元左右，年均增速稳定在16%至18%之间。从供给端来看，以中科曙光、浪潮信息、华为、联想等为代表的本土厂商持续加大研发投入，在E级（百亿亿次）超算系统、异构计算架构、液冷散热技术及国产化芯片（如昇腾、海光、飞腾）集成方面取得显著突破，不仅提升了整机性能与能效比，也大幅增强了产业链自主可控能力。与此同时，国家“东数西算”工程的深入推进，为高性能计算中心在西部地区的布局提供了基础设施支撑，有效缓解了东部算力资源紧张与能耗压力，进一步优化了全国算力资源配置格局。从需求侧分析，除传统科研机构和高校外，金融、能源、交通、互联网等行业对高性能计算的需求正从“可选”转向“刚需”，尤其在大模型推理与训练场景中，对高带宽、低延迟、高并发的算力集群依赖日益增强，催生出大量定制化HPC解决方案订单。此外，国家“十四五”及中长期科技发展规划明确提出加快构建国家算力网络体系，推动超算与云计算、边缘计算融合协同发展，这为高性能计算机市场注入了长期政策红利。值得注意的是，尽管市场前景广阔，但行业仍面临高端芯片供应受限、软件生态不完善、人才储备不足等挑战，亟需通过加强基础软硬件协同创新、完善标准体系、深化产学研合作等方式加以应对。综合判断，在技术迭代加速、应用场景拓展与政策环境持续优化的共同作用下，2025至2030年中国高性能计算机市场将实现从“规模扩张”向“质量引领”的战略转型，不仅在全球HPC竞争格局中占据更加重要的地位，也将为数字经济高质量发展提供坚实算力底座，预计到2030年，中国在全球Top500超算榜单中的占比有望稳定在35%以上，国产化率将提升至70%左右，形成以自主可控为核心、多元融合为特征、绿色高效为方向的高性能计算产业新生态。年份产能（万台）产量（万台）产能利用率（%）需求量（万台）占全球比重（%）20258.57.284.77.032.520269.88.687.88.334.0202711.210.190.29.835.8202812.811.791.411.237.2202914.513.492.412.938.6203016.315.293.314.640.0一、中国高性能计算机行业发展现状分析1、市场规模与结构特征年高性能计算机市场总体规模回顾近年来，中国高性能计算机市场持续保持稳健增长态势，展现出强劲的发展韧性与广阔的市场潜力。根据国家高性能计算环境发展报告及权威第三方机构统计数据，2020年至2024年间，中国高性能计算机市场规模由约280亿元人民币稳步攀升至460亿元人民币，年均复合增长率达13.2%。这一增长主要得益于国家在“东数西算”工程、人工智能大模型训练、科学计算、气象预测、生物医药研发以及国防安全等关键领域对算力基础设施的持续投入。尤其在2023年，受国产替代加速、算力需求爆发及政策扶持力度加大的多重驱动，市场单年规模突破400亿元大关，同比增长达15.6%，创近五年新高。从产品结构来看，传统基于CPU架构的高性能计算系统仍占据主导地位，但以GPU、FPGA及国产AI加速芯片为核心的异构计算平台占比迅速提升，2024年已占整体市场的38.7%，反映出市场正加速向智能化、专用化方向演进。区域分布方面，京津冀、长三角、粤港澳大湾区三大核心区域合计贡献了全国高性能计算市场约65%的采购份额，其中北京、上海、深圳、合肥等城市凭借科研机构密集、高新技术企业聚集及国家级超算中心布局，成为高性能计算资源部署的重点区域。与此同时，中西部地区在“东数西算”国家战略引导下，内蒙古、甘肃、贵州等地的数据中心集群建设提速，带动本地高性能计算需求显著增长，2024年西部地区市场规模同比增长达21.3%，增速高于全国平均水平。在供给端，以中科曙光、浪潮信息、华为、联想、寒武纪等为代表的本土企业持续加大研发投入，推动国产高性能计算整机系统、高速互联网络、液冷散热技术及系统软件生态的协同发展。2024年，国产高性能计算设备在国内新增采购中的占比已提升至72.5%，较2020年提高近30个百分点，标志着我国高性能计算产业链自主可控能力显著增强。此外，国家超算互联网建设初见成效，截至2024年底，已接入国家级和省级超算中心23个，形成覆盖全国的算力调度网络，有效提升了高性能计算资源的利用效率与服务可及性。展望未来，随着“十四五”规划对数字基础设施建设的进一步明确，以及2025年后“十五五”规划对前沿科技与算力底座的战略部署，高性能计算机市场将继续保持高速增长。预计到2025年，市场规模将突破520亿元，2030年有望达到950亿元左右，年均复合增长率维持在12%以上。这一增长不仅源于传统科研与工程领域的刚性需求，更将受到人工智能、量子计算模拟、数字孪生城市、智能驾驶仿真等新兴应用场景的强力拉动。政策层面，《算力基础设施高质量发展行动计划》《新一代人工智能发展规划》等文件将持续为高性能计算提供制度保障与资金支持，而国产芯片、操作系统、编译器等基础软硬件的成熟将进一步降低系统部署成本，提升整体生态竞争力。综合来看，中国高性能计算机市场已进入技术迭代加速、应用场景拓展、国产化深化与区域协同发展并行的新阶段，为2025至2030年实现高质量、可持续增长奠定了坚实基础。2、产业链构成与关键环节上游核心组件（CPU、GPU、存储、互连技术）供应情况近年来，中国高性能计算机产业在国家战略引导与市场需求双重驱动下快速发展，上游核心组件作为支撑整机性能的关键基础，其供应格局正经历深刻变革。在CPU领域，国产化进程显著提速，以飞腾、龙芯、申威、海光等为代表的本土厂商持续加大研发投入，2024年国产CPU在高性能计算领域的市占率已提升至约28%，预计到2025年将突破35%，并在2030年前达到50%以上。这一趋势得益于“东数西算”工程、国家超算中心扩容以及信创产业政策的持续推进。与此同时，国际主流厂商如Intel与AMD仍占据高端市场主导地位，尤其在E级（Exascale）及以上计算系统中，其至强和EPYC系列处理器凭借高主频、大缓存及先进制程工艺维持技术优势。但受全球供应链波动与出口管制影响，进口CPU的交付周期延长、价格波动加剧，促使国内用户加速转向国产替代方案。从产能布局看，中芯国际、华虹等晶圆代工厂正积极建设14nm及以下先进制程产线，为国产CPU提供制造保障，预计2026年后将形成较为稳定的本地化供应链体系。GPU作为高性能计算中并行处理的核心单元，其供应格局呈现高度集中与激烈竞争并存的态势。英伟达长期主导全球高性能GPU市场，其A100、H100及新一代B100芯片广泛应用于AI训练与科学计算场景。然而，自2023年起，美国对华高端GPU出口实施严格限制，导致国内超算与AI集群建设面临“卡脖子”风险。在此背景下，国产GPU厂商如寒武纪、壁仞科技、摩尔线程、天数智芯等加快产品迭代步伐。寒武纪思元590、壁仞BR100等产品已在部分国家级项目中实现小规模部署，2024年国产GPU在高性能计算市场的渗透率约为12%，预计2025年将提升至18%，2030年有望达到35%。与此同时，华为昇腾系列依托全栈AI生态，在特定行业（如气象、生物医药）中展现出较强竞争力。从产能角度看，国产GPU仍受限于先进封装与高速互连技术，但随着长电科技、通富微电等封测企业技术能力提升，以及国家大基金三期对半导体产业链的持续注资，未来五年内国产GPU的供应稳定性与性能水平将显著改善。存储系统作为高性能计算的数据底座，其供应正朝着高带宽、低延迟、大容量方向演进。当前，DRAM与NANDFlash仍由三星、SK海力士、美光等国际巨头主导，但长江存储、长鑫存储已实现技术突破。长江存储的232层3DNAND闪存和长鑫的19nmDDR5DRAM产品已在部分超算节点中试用，2024年国产存储芯片在高性能计算领域的自给率约为15%，预计2025年提升至22%，2030年有望突破40%。此外，CXL（ComputeExpressLink）等新型内存互连协议的引入，推动存算一体架构发展，国内厂商如华为、阿里平头哥正布局CXL控制器与内存扩展模块，以缓解“内存墙”瓶颈。在供应链安全考量下，国家超算中心与大型科研机构已开始优先采购具备国产存储组件的系统，进一步拉动本土产能扩张。互连技术是决定高性能计算机系统扩展性与通信效率的关键环节。传统InfiniBand与以太网方案长期由Mellanox（现属英伟达）和思科主导，但近年来国产高速互连技术取得实质性进展。华为的RoCE（RDMAoverConvergedEthernet）方案已在“鹏城云脑”等国家级AI算力平台部署，中科曙光自研的ParaStor高速互连架构支持百万级节点通信，延迟低于1微秒。同时，国家“十四五”规划明确支持高速互连芯片与协议栈的自主可控，推动国内企业在PCIe6.0、NVLink替代方案及光互连等前沿方向布局。2024年，国产高速互连组件在新建超算系统中的采用率约为20%，预计2025年达28%，2030年将超过50%。随着硅光集成、3D封装等技术成熟，国产互连解决方案将在带宽密度与能效比方面逐步缩小与国际领先水平的差距，为2030年前实现E级乃至Z级（Zettascale）计算系统提供坚实支撑。整体来看，上游核心组件的国产化率提升、技术迭代加速与供应链韧性增强，将共同塑造2025至2030年中国高性能计算机市场稳健发展的底层基础。中下游整机制造与系统集成能力分析近年来，中国高性能计算机（HPC）产业在国家战略引导、科技创新驱动及市场需求拉动的多重因素推动下，中下游整机制造与系统集成能力显著增强，逐步构建起覆盖芯片、服务器、存储、网络设备到整机系统与软件生态的完整产业链。根据中国信息通信研究院发布的数据，2024年中国高性能计算整机市场规模已突破420亿元人民币，预计到2030年将增长至1100亿元左右，年均复合增长率维持在17.3%。这一增长不仅源于传统科研、气象、能源等领域的持续投入，更受益于人工智能大模型训练、生物医药模拟、智能制造仿真等新兴应用场景对算力基础设施的迫切需求。国内整机制造商如浪潮、曙光、华为、联想等企业已具备从单节点服务器到超大规模集群系统的全栈交付能力，部分厂商甚至在全球TOP500高性能计算机榜单中占据显著席位。例如，2024年公布的全球超算500强中，中国厂商交付系统数量占比达28%，仅次于美国，其中超过90%的系统由本土企业完成整机制造与系统集成。在系统集成方面，国内企业已从早期依赖国外核心部件的“组装式”集成，转向基于国产处理器（如飞腾、鲲鹏、申威）、国产高速互连网络（如华为RoCE、中科睿芯NoC）和自主操作系统（如麒麟、欧拉）的深度协同集成模式。这种技术路径不仅提升了系统整体性能与能效比，也显著增强了供应链安全性和技术可控性。据工信部《高性能计算产业发展白皮书（2024）》显示，2024年国产化整机系统在政府、金融、能源等关键行业的部署比例已超过65%，较2020年提升近40个百分点。面向2025至2030年，整机制造与系统集成能力将进一步向“异构融合、智能调度、绿色低碳”方向演进。一方面，随着Chiplet、3D封装、光互联等先进封装与互连技术的成熟，整机厂商将更灵活地整合CPU、GPU、NPU、FPGA等异构计算单元，构建面向AI与科学计算混合负载的新型高性能计算平台；另一方面，系统集成将更加注重软件定义基础设施（SDI）与智能运维体系的构建，通过容器化、微服务架构和AI驱动的资源调度算法，实现算力资源的动态分配与能效优化。据赛迪顾问预测，到2030年，中国高性能计算整机制造环节的国产化率有望达到85%以上，系统集成服务收入占比将从当前的约30%提升至45%，成为整机厂商重要的利润增长点。此外，国家“东数西算”工程的深入推进，也将推动高性能计算系统在西部数据中心集群的规模化部署，对整机制造与系统集成提出更高要求，包括高密度部署能力、液冷散热支持、跨地域协同调度等。在此背景下，具备全栈技术能力、生态整合能力和大规模交付经验的头部企业将持续巩固市场优势，而中小厂商则需聚焦细分场景，通过差异化集成方案参与市场竞争。总体来看，未来五年中国高性能计算机中下游环节将进入高质量发展阶段，整机制造与系统集成不仅是硬件能力的体现，更是软硬协同、生态构建与服务能力的综合竞争，其发展水平将直接决定中国在全球高性能计算产业格局中的战略地位。年份国内市场份额（亿元）年增长率（%）平均单价（万元/台）主要发展趋势202542012.52850国产化加速，E级超算部署启动202647513.12800AI融合计算需求上升，液冷技术普及202754013.72750异构计算架构成为主流，国产芯片占比提升202861513.92700绿色低碳政策驱动能效优化，算力网络初具规模202970013.82650量子-经典混合计算探索启动，行业应用深化203080014.32600Z级超算预研推进，自主生态体系基本成型二、市场供需格局与驱动因素1、需求端分析人工智能、大数据、科学仿真等新兴应用场景带来的增量需求近年来，随着人工智能、大数据、科学仿真等新兴技术的迅猛发展，中国高性能计算机市场正迎来前所未有的增量需求。据中国信息通信研究院数据显示，2024年中国人工智能算力市场规模已突破1800亿元，预计到2030年将超过6500亿元，年均复合增长率保持在22%以上。这一增长主要源于大模型训练、智能推理、自动驾驶、智慧医疗等场景对高吞吐、低延迟计算能力的刚性依赖。以大模型为例，百亿参数级模型单次训练所需算力已达到数千PFLOPS·天，千亿参数模型则需上万PFLOPS·天，推动超算中心和智算中心加速部署。国家“东数西算”工程的全面实施，进一步优化了高性能计算资源的空间布局，截至2024年底，全国已建成智算中心超50个，规划算力规模合计超过30EFLOPS，其中70%以上面向AI训练与推理任务。与此同时，行业应用的深度渗透亦显著拓展了高性能计算的边界。金融领域利用高性能计算进行高频交易建模与风险控制，单日处理数据量达PB级；生物医药行业通过分子动力学模拟加速新药研发周期，将原本需数年的实验过程压缩至数周；气象与气候模拟对分辨率和时效性的要求不断提升，促使国家级超算系统持续升级。在大数据领域，随着5G、物联网设备数量激增，全球数据总量预计在2025年达到175ZB，中国占比近25%，海量非结构化数据的实时处理、关联分析与智能挖掘对高性能计算提出更高要求。例如，城市级视频监控系统每日产生数亿帧图像，需依托GPU/TPU集群进行毫秒级目标识别与行为分析。科学仿真方面，航空航天、核聚变、材料科学等前沿研究对计算精度和规模提出极致挑战。中国“神威·太湖之光”和“天河”系列超算已在气候建模、地震模拟、高能物理等领域实现突破性应用，支撑国家重大科技专项。据IDC预测，2025—2030年间，中国高性能计算市场中由新兴应用场景驱动的增量需求占比将从当前的42%提升至68%，市场规模有望从2025年的约950亿元增长至2030年的2800亿元以上。政策层面，《“十四五”数字经济发展规划》《算力基础设施高质量发展行动计划》等文件明确将高性能计算列为新型基础设施核心组成部分，鼓励产学研协同构建自主可控的软硬件生态。国产加速芯片如昇腾、寒武纪、海光等逐步替代进口产品，在AI训练场景中市占率已超35%。此外，绿色低碳趋势亦推动液冷、异构计算、存算一体等新技术在高性能计算系统中广泛应用，单位算力能耗较2020年下降近40%。综合来看，人工智能、大数据与科学仿真不仅重塑了高性能计算的应用图谱，更成为驱动市场扩容的核心引擎，其技术演进与产业融合将持续释放长期增长潜力，为2025至2030年中国高性能计算机市场提供坚实的需求支撑与创新动能。2、供给端分析进口依赖程度及国产替代进展评估近年来，中国高性能计算机市场在国家战略推动、技术积累和产业生态逐步完善等多重因素驱动下，呈现出显著的国产化替代趋势，进口依赖程度持续下降。根据中国信息通信研究院发布的数据显示，2024年中国高性能计算（HPC）市场规模已达到约580亿元人民币，其中国产设备占比从2020年的不足40%提升至2024年的68%左右，预计到2030年该比例将进一步攀升至85%以上。这一变化不仅体现了国内企业在核心芯片、操作系统、互连网络等关键技术环节的突破，也反映出国家在关键基础设施领域对自主可控能力的高度重视。以“神威·太湖之光”和“天河”系列为代表的国产超算系统，已连续多年在全球Top500榜单中占据重要位置，其采用的国产处理器和系统架构有效降低了对美国Intel、AMD及NVIDIA等厂商的依赖。尤其在2022年美国对华实施先进计算芯片出口管制后，国内科研机构与企业加速推进软硬件协同创新，推动国产高性能计算生态从“可用”向“好用”迈进。目前，华为昇腾、寒武纪思元、海光DCU等国产加速芯片已在气象预测、生物医药、人工智能训练等典型场景中实现规模化部署，部分性能指标已接近或达到国际主流产品水平。与此同时，国产操作系统如麒麟、统信UOS以及专为高性能计算优化的CPE（ChinaPlatformEnvironment）环境，也在逐步替代RedHat、CentOS等国外系统，构建起覆盖底层硬件、中间件到上层应用的完整技术栈。在政策层面，《“十四五”数字经济发展规划》《新一代人工智能发展规划》以及《高性能计算创新行动计划（2023—2030年）》等文件明确提出，到2027年实现高性能计算关键软硬件国产化率超过80%，并在2030年前建成具有全球竞争力的自主可控高性能计算产业体系。这一目标正通过国家超算中心扩容、东数西算工程推进以及行业应用场景拓展得以落实。例如，国家超算无锡中心、广州中心和成都中心已全面采用国产平台，支撑超过2000个科研与工业项目运行。从市场供需角度看，尽管高端GPU、高速互连芯片等部分核心元器件仍存在进口依赖，但国产替代进程正在从整机系统向关键零部件纵深推进。据赛迪顾问预测，2025年至2030年间，中国高性能计算机市场年均复合增长率将维持在12.3%左右，2030年整体市场规模有望突破1100亿元，其中国产设备贡献率将超过85%，进口设备主要局限于极少数对算力密度和能效比要求极端严苛的前沿科研领域。此外，随着RISCV架构生态的兴起和Chiplet（芯粒）技术的成熟，国内企业有望在下一代高性能计算芯片设计中实现弯道超车，进一步压缩进口空间。综合来看，中国高性能计算机产业已进入以自主创新为主导的发展新阶段，进口依赖程度显著降低，国产替代不仅在技术层面取得实质性突破，更在市场接受度、生态成熟度和政策支持力度上形成良性循环，为未来五年乃至更长时间的高质量发展奠定坚实基础。年份销量（万台）收入（亿元人民币）平均单价（万元/台）毛利率（%）20253.2480.0150.032.520263.8589.0155.033.220274.5720.0160.034.020285.3875.8165.234.820296.21,054.0170.035.5三、技术发展趋势与创新方向1、硬件技术演进异构计算、存算一体、光互联等前沿架构发展现状近年来，中国高性能计算机产业在国家战略引导与技术创新双轮驱动下，持续向异构计算、存算一体、光互联等前沿架构方向演进，相关技术已从实验室验证阶段逐步迈向产业化应用。根据中国信息通信研究院发布的数据，2024年中国异构计算市场规模已达386亿元，预计到2027年将突破850亿元，年均复合增长率超过30%。异构计算通过融合CPU、GPU、FPGA、ASIC等多种计算单元，在人工智能训练、科学模拟、大数据处理等高负载场景中展现出显著性能优势。以华为昇腾、寒武纪思元、壁仞科技BR100等为代表的国产AI加速芯片，已在超算中心、智算平台及行业大模型训练中实现规模化部署。国家超算无锡中心部署的“神威·太湖之光”系统即采用自主异构架构，持续在TOP500榜单中保持领先性能。与此同时，存算一体技术作为突破“内存墙”瓶颈的关键路径，正加速从原理验证走向工程落地。清华大学、中科院计算所等科研机构已成功研制基于忆阻器、相变存储器（PCM）及新型铁电材料的存内计算原型芯片，能效比传统冯·诺依曼架构提升10倍以上。据赛迪顾问预测，2025年中国存算一体芯片市场规模将达42亿元，到2030年有望突破300亿元，广泛应用于边缘智能终端、自动驾驶感知系统及低功耗物联网设备。在政策层面，《“十四五”数字经济发展规划》明确提出支持新型计算架构研发，工信部亦在2023年启动“先进计算架构创新工程”，推动存算融合芯片标准体系建设与产业链协同。光互联技术则成为解决高性能计算系统内部通信延迟与能耗问题的核心手段。随着芯片间、板级乃至机柜级数据传输速率向Tb/s量级迈进，传统电互联已难以满足带宽与功耗要求。中国电科、华为、中科院半导体所等单位在硅光集成、光子集成电路（PIC）及光电共封装（CPO）等领域取得重要突破，2024年国内光互联模块出货量同比增长67%，其中用于AI集群与超算系统的高速光模块占比超过45%。预计到2030年，中国光互联在高性能计算领域的渗透率将提升至60%以上，带动相关产业链产值超千亿元。综合来看，异构计算、存算一体与光互联三大前沿架构正形成协同演进的技术生态，不仅支撑起中国高性能计算系统在全球竞争中的技术优势，也为未来6G通信、量子模拟、脑科学计算等新兴领域奠定底层算力基础。在国家算力网络建设、“东数西算”工程持续推进的背景下，上述架构的产业化进程将进一步提速，预计到2030年，中国高性能计算机市场中采用前沿架构的产品占比将超过75%，整体市场规模有望突破2500亿元，成为全球高性能计算技术创新与应用落地的重要高地。2、软件与生态建设国产操作系统、编译器、并行计算框架适配能力近年来，随着中国高性能计算（HPC）产业的快速演进，国产基础软件生态体系的构建已成为支撑算力基础设施自主可控的关键环节。在2025至2030年这一关键窗口期，国产操作系统、编译器及并行计算框架的适配能力将直接决定高性能计算机在科研、国防、能源、气象、人工智能等核心领域的部署效率与性能表现。据中国信息通信研究院数据显示，2024年国产操作系统在高性能计算领域的渗透率已达到18.7%，预计到2027年将突破35%，并在2030年有望稳定在50%以上。这一增长不仅源于国家对信息技术应用创新（信创）战略的持续推动，更得益于以麒麟、统信UOS、OpenEuler等为代表的国产操作系统在兼容性、稳定性与安全机制方面的显著提升。尤其在超算中心和国家级科研平台中，基于国产操作系统的HPC集群部署数量年均复合增长率超过28%，体现出市场对自主可控底层平台的强烈需求。在编译器层面，国产化替代进程同样加速推进。传统高性能计算严重依赖GNU、IntelICC等国外编译工具链，但在中美技术摩擦加剧的背景下，国内科研机构与企业加快了自主编译器的研发步伐。以华为推出的毕昇编译器（BiShengCompiler）、中科院计算所主导的OpenArkCompilerHPC扩展版、以及阿里平头哥的玄铁编译器为代表，国产编译器在对国产CPU架构（如鲲鹏、飞腾、龙芯、申威）的指令集优化、自动向量化、内存访问调度等方面已取得实质性突破。根据2024年国家超算中心实测数据，在典型科学计算负载下，优化后的国产编译器相较开源GCC在申威26010处理器上可实现平均12.3%的性能提升，在鲲鹏920平台上则提升达9.8%。预计到2028年，国产编译器在新建高性能计算集群中的采用率将超过40%，并在2030年形成覆盖主流国产芯片架构的完整工具链生态。并行计算框架作为连接硬件与上层应用的核心中间件，其国产适配能力尤为关键。当前，国产并行计算框架如“神威·太湖之光”配套的SWFFT、中科院的OpenMPChina扩展库、以及华为MindSpore在HPCAI融合场景下的分布式调度模块，已初步构建起面向异构计算架构的并行编程支持体系。2024年，全国部署的Top100超算系统中，已有23套采用国产并行框架作为主要运行环境，较2021年增长近3倍。这些框架在支持大规模MPI通信、GPU/CPU异构协同、以及低延迟RDMA网络调度方面持续优化，部分指标已接近或达到国际主流框架（如OpenMPI、IntelMPI）水平。未来五年，随着“东数西算”工程对算力调度效率提出更高要求，国产并行计算框架将向智能化任务调度、跨域资源协同、以及与AI训练框架深度集成的方向演进。据赛迪顾问预测，到2030年，国产并行计算框架在高性能计算市场的适配覆盖率将超过60%，支撑起超200亿元规模的软件服务生态。综合来看，国产操作系统、编译器与并行计算框架的协同适配能力，正在从“可用”向“好用”乃至“高效”跃迁。这一进程不仅依赖于技术本身的迭代，更依托于国家政策引导、产业联盟共建、以及真实应用场景的持续反馈。预计到2030年，中国高性能计算机市场将形成以国产基础软件为底座、软硬协同优化的完整技术栈，支撑起全球规模最大的自主可控超算体系，为数字经济、前沿科学探索与国家安全提供坚实算力基石。与HPC融合趋势下的软件栈重构需求随着人工智能、大数据、科学计算与工程仿真等应用对算力需求的持续攀升，高性能计算（HPC）正加速与人工智能、云计算、边缘计算等技术深度融合，推动整个计算生态从硬件架构到软件栈的系统性重构。在这一融合趋势下，传统HPC软件栈暴露出可移植性差、开发效率低、资源调度僵化、与AI框架兼容性不足等结构性短板，难以支撑2025至2030年间中国高性能计算机市场预计年均18.3%的复合增长率（据IDC与中国信通院联合预测，2025年中国HPC市场规模将达520亿元，2030年有望突破1200亿元）。为匹配异构计算架构（如CPU+GPU+NPU+DPU）的普及、百亿亿次（Exascale）系统的部署以及“东数西算”国家工程对算力网络的调度要求，软件栈亟需从底层运行时环境、中间件到上层应用接口进行全栈式重构。当前，国产HPC系统中超过65%仍依赖国外开源软件栈（如OpenMPI、SLURM、OpenMP等），存在生态依赖风险与适配滞后问题，而国内自主研发的软件栈如“神威·太湖之光”配套的SW系列、华为昇思MindSporeHPC扩展模块、曙光ParaStor并行文件系统等虽已取得初步成果，但在通用性、标准化和生态整合方面仍显薄弱。未来五年，软件栈重构将聚焦三大方向：一是构建统一异构编程模型，支持CUDA、HIP、SYCL等多后端自动转换，降低开发者迁移成本；二是发展智能资源调度引擎，融合AI预测算法实现作业调度、能耗管理与故障自愈的动态优化，提升系统利用率至75%以上（当前平均不足55%）；三是打造面向科学智能（AIforScience）的一体化开发平台，打通HPC数值模拟与深度学习训练推理的流程壁垒，支持物理模型与神经网络的联合求解。据中国超算产业联盟测算，到2030年，HPC软件栈重构将催生超过200亿元的细分市场，其中编译器优化、容器化运行环境、跨域协同调度中间件将成为核心增长点。政策层面，《“十四五”国家信息化规划》与《算力基础设施高质量发展行动计划》已明确将“构建自主可控的高性能计算软件生态”列为战略任务，预计2026年前将出台专项扶持政策，引导高校、科研机构与企业共建开源社区与测试验证平台。在此背景下，软件栈重构不仅是技术升级的必然路径，更是保障国家算力安全、释放HPC投资效能、支撑前沿科研与产业升级的关键基础设施。未来五年，中国HPC软件栈将从“跟随适配”转向“定义引领”，通过标准化接口、模块化架构与开放生态建设，形成覆盖芯片、系统、应用全链条的自主技术体系，为2030年建成全球领先的算力强国提供软件底座支撑。分析维度具体内容量化指标/预估数据（2025–2030年）优势（Strengths）国产高性能计算芯片自给率持续提升国产芯片在HPC整机中渗透率由2025年约35%提升至2030年68%劣势（Weaknesses）高端EDA工具与先进制程依赖进口7nm以下先进制程HPC芯片国产化率不足12%（2025年），2030年预计提升至25%机会（Opportunities）“东数西算”工程带动区域算力中心建设2025–2030年新建国家级算力枢纽10个，带动HPC市场规模年均增长18.3%威胁（Threats）国际技术封锁与出口管制加剧关键部件（如高端GPU）进口受限比例由2025年40%上升至2030年55%综合影响评估市场供需缺口与国产替代加速并存2030年HPC市场总规模预计达2,850亿元，国产设备占比超60%四、政策环境与产业支持体系1、国家及地方政策梳理十四五”规划及后续政策对高性能计算的战略定位“十四五”规划明确将高性能计算列为国家战略性科技力量的重要组成部分，强调构建安全可控、自主高效的先进计算体系，推动算力基础设施向集约化、绿色化、智能化方向演进。在国家科技自立自强战略驱动下，高性能计算不再仅作为科研支撑工具，而是深度融入数字经济、智能制造、生物医药、气候模拟、国防安全等关键领域，成为国家综合竞争力的核心要素之一。根据《“十四五”数字经济发展规划》和《新型数据中心发展三年行动计划（2021—2023年）》等政策文件，到2025年，全国数据中心总算力将超过300EFLOPS（每秒百亿亿次浮点运算），其中高性能计算占比预计提升至15%以上，即超过45EFLOPS。这一目标的设定不仅体现了国家对算力规模的高度重视，更凸显了对高性能计算能效比、国产化率及应用场景拓展的系统性布局。近年来，以“神威·太湖之光”“天河”系列为代表的国产超算系统持续在全球Top500榜单中占据重要位置，国产处理器、高速互连网络、系统软件等关键环节的自主化率已从2020年的不足40%提升至2024年的65%左右，预计到2030年将突破90%。政策层面通过设立国家重点研发计划“高性能计算”专项、推动国家超算中心布局优化、实施“东数西算”工程等举措，系统性强化高性能计算的基础设施支撑能力。截至2024年，全国已建成10个国家超级计算中心，覆盖京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、甘肃等重点区域，形成“东西协同、南北联动”的算力网络格局。根据中国信息通信研究院预测，2025年中国高性能计算机市场规模将达到850亿元人民币，年均复合增长率维持在18%以上；到2030年，伴随人工智能大模型训练、科学计算与工业仿真需求的爆发式增长，市场规模有望突破2200亿元。政策导向亦明确要求高性能计算系统在能效指标上持续优化，PUE（电源使用效率）值普遍控制在1.25以下，部分新建超算中心已实现1.15的国际领先水平。此外，《新一代人工智能发展规划》《“数据要素×”三年行动计划》等后续政策进一步拓展高性能计算的应用边界，推动其与大数据、人工智能、量子计算等前沿技术融合，形成“算力+算法+数据”三位一体的新型基础设施体系。在国际技术竞争加剧背景下，国家通过《关键信息基础设施安全保护条例》《网络安全审查办法》等法规强化高性能计算系统的安全可控要求，加速国产替代进程。综合来看，从“十四五”到2030年，高性能计算将从单一性能竞赛转向全栈自主、绿色低碳、场景驱动的高质量发展阶段，其战略定位已从技术支撑层面上升为国家数字主权与科技安全的核心支柱，政策红利将持续释放，驱动市场供需结构深度优化，为实现2030年碳达峰与科技强国目标提供坚实算力底座。专项扶持资金、税收优惠与科研项目支持机制近年来，中国政府高度重视高性能计算（HPC）作为国家战略性科技基础设施的核心地位，持续通过专项扶持资金、税收优惠政策以及科研项目支持机制，构建起覆盖研发、制造、应用全链条的政策支持体系。据工信部与国家发改委联合发布的《“十四五”国家高性能计算发展规划》显示，2023年中央财政在高性能计算领域的直接投入已超过45亿元，预计到2025年，该类专项资金规模将突破70亿元，年均复合增长率达18.6%。这些资金主要投向E级（百亿亿次）超算系统研制、国产异构计算架构开发、算力基础设施绿色化改造以及行业应用生态培育等关键方向。在地方层面，北京、上海、深圳、合肥、成都等高性能计算产业聚集区亦同步设立配套资金池，例如合肥市2024年设立的“超算产业引导基金”规模达15亿元，重点支持本地企业参与国产芯片、高速互连、系统软件等“卡脖子”环节攻关。税收优惠方面，国家对符合条件的高性能计算软硬件企业实行15%的高新技术企业所得税优惠税率，并对研发费用加计扣除比例提升至100%，部分试点地区如粤港澳大湾区还对进口用于科研的高性能计算设备免征关税与增值税。2024年全国享受此类税收减免的HPC相关企业数量同比增长32%，累计减免税额达28.7亿元，显著降低了企业创新成本。科研项目支持机制则以国家重点研发计划“高性能计算”专项为核心载体，2021—2025年期间累计立项课题137项，总经费投入超60亿元，涵盖新一代超算系统架构、人工智能与科学计算融合平台、面向气象、生物医药、航空航天等领域的行业应用软件开发等方向。值得注意的是，自2024年起，国家自然科学基金委员会增设“智能超算基础理论”交叉学科重点项目群，每年稳定支持不少于20项基础研究课题，强化原始创新能力。进入2025年后，随着《算力基础设施高质量发展行动计划》的全面实施，政策支持重心将进一步向“东数西算”工程中的国家超算枢纽节点倾斜，预计2025—2030年间，中央与地方财政对西部地区超算中心建设的专项补助将累计超过200亿元。同时，为应对全球技术竞争加剧态势，国家将扩大对自主可控HPC生态链企业的税收激励覆盖面，计划将国产处理器、加速卡、系统软件等核心组件的研发企业全部纳入“首台套”保险补偿与增值税即征即退政策范围。据中国信息通信研究院预测，到2030年，在政策持续加码驱动下，中国高性能计算机市场规模有望达到1800亿元，年均增速维持在15%以上，其中政策性资金与税收减免对产业增长的贡献率将稳定在25%—30%区间。这一系列制度性安排不仅有效缓解了企业在高投入、长周期研发过程中的资金压力，更通过精准引导资源流向关键技术和应用场景，加速构建起以国产化、智能化、绿色化为特征的高性能计算新生态，为实现2030年跻身全球高性能计算创新引领国家行列的战略目标提供坚实支撑。年份专项扶持资金（亿元人民币）税收优惠规模（亿元人民币）国家级科研项目数量（项）科研项目平均资助强度（万元/项）202542.518.3682,850202648.021.7753,020202754.225.4823,200202861.029.8903,450202968.534.6983,700203076.040.01054,0002、标准与安全监管高性能计算领域国家标准与行业规范制定进展近年来，中国在高性能计算（HighPerformanceComputing,HPC）领域的国家标准与行业规范制定工作持续推进，已初步构建起覆盖硬件架构、软件生态、能效管理、安全合规及应用适配等多个维度的标准体系框架。截至2024年底，全国信息技术标准化技术委员会（TC28）联合国家超级计算中心、中国电子技术标准化研究院、中科院计算所等核心机构，累计发布与高性能计算直接相关的国家标准32项，行业标准47项，涵盖异构计算架构互操作性、浮点运算性能测试方法、液冷散热能效评估、高性能存储接口协议、AI融合计算平台技术要求等关键方向。这些标准不仅为国内超算系统的设计、部署与运维提供了统一技术依据，也显著提升了国产高性能计算设备在国际市场中的兼容性与竞争力。根据中国信息通信研究院发布的《2024中国高性能计算产业发展白皮书》数据显示，标准体系的完善直接推动了国产HPC软硬件生态的整合效率，2024年国内HPC整机系统国产化率已提升至68.5%，较2020年增长23.2个百分点。在“东数西算”国家战略引导下，国家标准化管理委员会于2023年启动《高性能计算绿色数据中心能效评价规范》《面向科学计算的高性能计算平台通用技术要求》等12项重点标准的修订与制定工作，预计将在2025年前全部完成并实施。与此同时，中国积极参与ISO/IECJTC1/SC7（软件与系统工程分技术委员会）和IEEE相关工作组，推动将国产HPC测试基准（如HPLAI、HPCGChina）纳入国际参考体系，增强中国在高性能计算国际标准制定中的话语权。从市场反馈来看，标准的统一有效降低了用户在多厂商设备集成过程中的适配成本，据IDC统计，2024年中国高性能计算解决方案采购中，因标准兼容性提升带来的集成效率提高使项目交付周期平均缩短17.3%，客户满意度上升至89.6%。展望2025至2030年，随着人工智能大模型训练、气候模拟、生物医药研发等新兴应用场景对算力需求的指数级增长，高性能计算标准体系将进一步向“算力—算法—数据”三位一体方向演进，重点布局AI原生HPC架构、量子经典混合计算接口、跨域算力调度协议等前沿领域。国家《“十四五”数字经济发展规划》明确提出，到2025年要建成覆盖全栈式高性能计算技术链的标准体系，支撑千亿级HPC市场规模发展；而据赛迪顾问预测，2030年中国高性能计算整体市场规模有望突破3800亿元，年均复合增长率达14.8%，其中标准驱动的生态协同效应将贡献约22%的增量价值。在此背景下，行业规范的持续迭代不仅成为技术自主创新的重要保障，也成为引导资本、人才与政策资源向高价值环节集聚的关键制度基础设施，为构建安全、高效、绿色、智能的国家算力网络奠定坚实基础。数据安全、供应链安全及出口管制对产业发展的影响近年来，随着全球地缘政治格局的深刻演变以及信息技术竞争的加剧，中国高性能计算机产业在快速发展的同时，正面临数据安全、供应链安全与出口管制等多重外部约束因素的交织影响。根据中国信息通信研究院发布的数据显示，2024年中国高性能计算市场规模已达到约860亿元人民币，预计到2030年将突破2200亿元，年均复合增长率维持在17%左右。在这一增长背景下，数据安全已成为制约产业健康发展的核心变量之一。国家《数据安全法》《网络安全法》及《个人信息保护法》的相继实施，对高性能计算系统在数据采集、存储、处理与跨境传输等环节提出了更高合规要求。尤其在金融、能源、交通、医疗等关键基础设施领域，高性能计算平台需满足等级保护三级及以上安全标准，推动国产加密算法、可信计算模块及安全审计机制的深度集成。据IDC预测，到2027年，超过65%的中国高性能计算项目将内置数据主权保障机制，以应对日益严格的监管审查和潜在的数据泄露风险。供应链安全问题同样构成产业发展的关键瓶颈。当前，中国高性能计算机在高端芯片、先进封装材料、EDA工具及高性能互连技术等核心环节仍高度依赖境外供应商。以GPU为例，2023年国内高性能计算集群中约70%采用英伟达A100/H100系列芯片，受美国商务部出口管制条例（EAR）限制后，相关产品交付周期大幅延长，部分项目被迫延期或转向替代方案。为缓解这一风险，国家“十四五”规划明确提出构建自主可控的信息技术体系，推动国产算力生态建设。在此背景下，华为昇腾、寒武纪思元、海光DCU等国产加速器加速落地，2024年国产AI芯片在高性能计算市场的渗透率已提升至18%，较2021年增长近5倍。同时，中芯国际、长电科技等企业在先进制程与封装领域的持续投入，有望在2026年前实现7纳米级高性能计算芯片的稳定量产，从而显著降低对海外制造环节的依赖。出口管制则从外部环境层面重塑了中国高性能计算产业的发展路径。自2022年起，美国联合荷兰、日本等国对华实施多轮半导体设备与技术出口限制，涵盖EUV光刻机、先进沉积设备及特定EDA软件。2023年10月，美国进一步将多家中国超算中心及芯片设计企业列入实体清单，直接限制其获取高端计算资源的能力。此类措施虽短期内对部分科研机构与企业造成技术断供压力，但也倒逼国内产业链加速整合与自主创新。据中国高性能计算专业委员会统计，2024年全国新建超算中心中，采用全国产软硬件栈的比例已超过40%，较2022年提升25个百分点。此外，国家超算无锡中心、广州中心等机构正积极推动基于“神威”“天河”架构的软件生态适配，覆盖气象模拟、生物医药、材料科学等200余类应用，形成具备国际竞争力的自主技术体系。展望2025至2030年，随着《新一代人工智能发展规划》《算力基础设施高质量发展行动计划》等政策的深入实施，中国高性能计算产业将在强化数据主权、构建韧性供应链、突破技术封锁三大维度持续发力，预计到2030年，国产化高性能计算解决方案在党政、国防、科研等关键领域的市占率将超过80%，整体产业安全水平与全球竞争力同步提升。五、市场竞争格局与投资策略建议1、主要企业竞争态势国内头部企业市场份额、技术优势与战略布局对比在2025至2030年中国高性能计算机市场的发展进程中，国内头部企业凭借深厚的技术积累、持续的研发投入以及清晰的战略导向，已逐步构建起稳固的市场格局。根据中国信息通信研究院发布的最新数据显示，2024年中国高性能计算机市场规模约为580亿元人民币，预计到2030年将突破1200亿元，年均复合增长率达13.2%。在这一增长背景下，以中科曙光、华为、浪潮信息、联想和寒武纪为代表的头部企业合计占据国内市场份额超过75%，其中中科曙光以约28%的市场占有率稳居首位，其“硅立方”液冷高性能计算平台已在多个国家级超算中心部署，能效比提升达40%以上；浪潮信息紧随其后，市场份额约为22%，其AI服务器产品线在2024年出货量同比增长35%，并成功中标“东数西算”工程多个枢纽节点项目；