2026-2030中国高性能计算机行业市场深度调研及前景趋势与投资研究报告

2026-2030中国高性能计算机行业市场深度调研及前景趋势与投资研究报告目录摘要 3一、中国高性能计算机行业发展概述 51.1高性能计算机定义与分类 51.2行业发展历程与阶段特征 7二、全球高性能计算机产业格局分析 102.1全球主要国家和地区发展现状 102.2国际龙头企业竞争格局 11三、中国高性能计算机行业政策环境分析 143.1国家层面政策支持体系 143.2地方政府配套措施与产业园区建设 16四、中国高性能计算机市场规模与结构分析（2021-2025） 194.1市场总体规模及增长趋势 194.2细分市场结构分析 21五、高性能计算机核心技术发展趋势 235.1芯片与处理器技术演进 235.2存储与互连技术突破 25

摘要近年来，中国高性能计算机行业在国家战略支持、技术创新驱动和市场需求扩大的多重因素推动下实现快速发展，已成为全球高性能计算（HPC）产业的重要力量。根据数据显示，2021年至2025年期间，中国高性能计算机市场规模由约380亿元增长至620亿元，年均复合增长率达13.1%，展现出强劲的增长韧性与市场潜力。行业结构持续优化，从传统科研计算逐步拓展至人工智能、大数据分析、生物医药、气象预测、智能制造及国防安全等多元化应用场景，其中AI融合型高性能计算系统占比显著提升，2025年已占整体市场的35%以上。从技术演进角度看，芯片与处理器作为高性能计算机的核心部件，正加速向异构计算、存算一体及国产化方向发展，以昇腾、寒武纪、飞腾、龙芯等为代表的国产芯片企业不断突破技术瓶颈，逐步缩小与国际先进水平的差距；同时，在存储与互连技术方面，高速NVMe、CXL协议、光互连以及基于RDMA的低延迟网络架构成为关键技术突破点，有效提升了系统整体能效比与数据吞吐能力。政策层面，国家“十四五”规划明确提出加快构建算力基础设施体系，推动超算中心与智能计算中心协同发展，并通过《新一代人工智能发展规划》《“东数西算”工程实施方案》等政策文件强化顶层设计，为高性能计算机产业提供制度保障与资源倾斜；地方政府亦积极布局，如北京、上海、深圳、成都等地纷纷建设国家级超算中心或智算产业园，形成区域集聚效应。放眼全球，美国、日本和欧盟仍占据高性能计算领域的领先地位，尤其在E级（Exascale）超算部署方面具有先发优势，但中国凭借“神威·太湖之光”“天河”系列等自主系统，在Top500榜单中长期稳居前列，展现出强大的自主研发与工程化能力。展望2026至2030年，随着数字经济深入发展、大模型训练需求爆发以及国家对科技自立自强的战略要求持续强化，中国高性能计算机市场有望保持12%以上的年均增速，预计到2030年市场规模将突破1100亿元。未来行业将呈现三大趋势：一是软硬协同成为竞争关键，操作系统、编译器、并行算法等软件生态亟待完善；二是绿色低碳成为发展主线，液冷散热、低功耗芯片及可再生能源供电将成为新建超算中心的标准配置；三是应用场景进一步下沉，面向中小企业和垂直行业的定制化高性能计算服务模式将加速普及。在此背景下，具备核心技术积累、产业链整合能力及生态构建优势的企业将在新一轮竞争中占据主导地位，投资机会主要集中于国产芯片、高速互连、智能调度平台及行业解决方案等领域，建议投资者重点关注技术壁垒高、政策契合度强、商业化路径清晰的优质标的，以把握高性能计算产业长期发展的战略机遇。

一、中国高性能计算机行业发展概述1.1高性能计算机定义与分类高性能计算机（High-PerformanceComputing,HPC）是指具备远超通用计算设备处理能力的计算系统，其核心目标在于通过并行计算、高速互联与优化架构，在单位时间内完成大规模科学计算、工程模拟、人工智能训练及复杂数据分析等高负载任务。根据国际公认的定义，高性能计算机通常以每秒浮点运算次数（FLOPS）作为衡量标准，当前主流HPC系统性能已普遍达到PetaFLOPS（10^15FLOPS）量级，并逐步向ExaFLOPS（10^18FLOPS）迈进。中国在该领域发展迅速，据中国高性能计算专业委员会（CHPC）2024年发布的《中国高性能计算发展白皮书》显示，截至2024年底，中国部署的PetaFLOPS级及以上HPC系统数量已超过320台，占全球总量的约28%，位居世界第二。高性能计算机不仅体现国家科技实力，更成为支撑数字经济、先进制造、生物医药、气候模拟、国防安全等关键领域的基础设施。从技术架构维度看，高性能计算机可划分为基于CPU的传统集群系统、异构加速系统以及专用超算系统三大类。传统集群系统主要依赖多节点通用处理器（如IntelXeon或国产飞腾、鲲鹏系列）通过高速网络（如InfiniBand或国产高速互连技术）互联，适用于通用科学计算任务，代表系统包括早期的“天河一号”。异构加速系统则融合CPU与GPU、FPGA或国产AI加速芯片（如寒武纪MLU、昇腾Ascend），通过协同计算显著提升能效比与吞吐能力，已成为当前主流发展方向。例如，“神威·太湖之光”采用国产申威SW26010众核处理器，峰值性能达125.4PetaFLOPS；而“天河三号”原型机则集成飞腾CPU与Matrix-2000+加速器，展现出强大的混合计算能力。专用超算系统则针对特定应用场景进行深度定制，如用于量子模拟或核聚变研究的专用硬件平台，其架构高度优化但通用性较弱。根据IDC2025年第一季度《中国高性能计算市场追踪报告》，2024年中国HPC市场中异构系统占比已达67.3%，较2020年提升近30个百分点，反映出行业对算力密度与能效的持续追求。按应用领域划分，高性能计算机可分为科学工程计算型、人工智能训练型与大数据分析型三类。科学工程计算型聚焦于物理建模、流体力学、材料仿真等传统HPC场景，对双精度浮点运算（FP64）性能要求极高；人工智能训练型则侧重单精度（FP32）或半精度（FP16）计算，依赖大规模并行与高带宽内存，典型应用包括大模型训练与自动驾驶算法开发；大数据分析型强调I/O吞吐与低延迟响应，常用于金融风控、智慧城市与基因测序等领域。值得注意的是，随着AI与科学计算融合趋势加深，“AIforScience”正推动新型混合负载HPC系统的出现。据中国信息通信研究院（CAICT）2025年3月发布的《算力基础设施发展指数报告》，中国AI算力规模在2024年已达680EFLOPS（等效FP16），其中约42%由HPC设施提供，显示出两类算力基础设施的边界日益模糊。此外，按部署形态，高性能计算机还可分为国家级超算中心系统、行业专用集群与云化HPC服务。截至2025年6月，中国已建成14个国家超级计算中心，覆盖天津、广州、无锡、长沙等地，同时阿里云、华为云、腾讯云等厂商提供的弹性HPC服务正加速渗透中小企业市场，据赛迪顾问数据，2024年中国云HPC市场规模同比增长58.7%，达89.2亿元人民币。在自主可控与国产替代背景下，中国高性能计算机的分类体系亦体现出鲜明的本土化特征。国产处理器（如申威、飞腾、龙芯）、高速互连技术（如华为RoCE、中科曙光ParaStor）、操作系统（如麒麟、欧拉）及基础软件栈（如OpenEulerHPC版）的成熟，使得“全栈国产HPC”成为重要发展方向。2024年，工信部《高性能计算产业高质量发展行动计划》明确提出，到2027年实现核心软硬件国产化率超过80%。这一政策导向正重塑行业分类逻辑——除传统技术与应用维度外，“国产化程度”逐渐成为新的分类依据。综合来看，高性能计算机的定义与分类并非静态框架，而是随技术演进、应用拓展与国家战略动态调整的多维体系，其内涵将持续丰富，为未来五年中国HPC产业的结构性升级提供基础认知支撑。类别定义特征典型应用场景峰值性能范围（PetaFLOPS）代表系统（中国）超级计算机国家级大型HPC系统，用于极端计算任务气象模拟、核聚变研究、宇宙演化≥100神威·太湖之光、天河三号集群式高性能计算机由多节点服务器通过高速网络互联组成高校科研、企业CAE仿真1–100曙光TC6600、华为Atlas900AI专用高性能计算平台面向深度学习训练/推理优化的异构计算系统大模型训练、智能驾驶、生物医药AI5–50寒武纪思元590集群、百度“昆仑芯”集群边缘高性能计算节点部署在靠近数据源的小型化HPC设备智能制造、智慧城市、无人机集群0.01–1华为Atlas500Pro、浪潮NE5260M5量子-经典混合计算系统结合经典HPC与量子处理器的新型架构材料设计、密码破解、组合优化—（混合架构，不适用传统FLOPS）本源量子“悟源”+中科曙光联合平台1.2行业发展历程与阶段特征中国高性能计算机行业的发展历程可追溯至20世纪50年代末期，彼时国家出于国防与科研的迫切需求，启动了自主研制电子计算机的战略部署。1958年，中国第一台通用数字电子计算机“103机”成功研制，标志着我国正式迈入计算技术领域；随后在1965年推出的“109乙机”初步具备科学计算能力，为后续高性能计算（HPC）体系的构建奠定基础。进入70年代，随着集成电路技术的引入，国产计算机性能实现显著跃升，1973年研制成功的DJS-130小型机虽未达国际主流HPC标准，但已体现出系统集成与工程化能力的初步积累。改革开放后，国家对科技自主创新的重视程度不断提升，1983年国防科技大学成功研制“银河-I”巨型计算机，运算速度达到每秒1亿次，成为中国首台真正意义上的高性能计算机，打破西方技术封锁，开启国产超算自主研发的新纪元。此后，“银河”系列持续迭代，至1990年代中期，“银河-II”和“银河-III”分别实现10亿次与百亿次浮点运算能力，广泛应用于气象预报、石油勘探及核物理模拟等关键领域。进入21世纪，中国高性能计算进入高速发展阶段。2001年“曙光3000”问世，峰值性能达4032亿次/秒，采用大规模并行处理架构，标志着国产HPC系统开始向商用化和产业化转型。2009年“天河一号”在天津国家超级计算中心部署，实测性能达每秒563.1万亿次，在当年全球TOP500榜单中位列第五，2010年升级后的“天河一号A”以2.507千万亿次/秒登顶世界第一，首次实现中国在全球超算榜首的突破。此后，“天河二号”于2013年至2015年间连续六次蝉联TOP500榜首，峰值性能达54.9千万亿次/秒，采用IntelXeon处理器与XeonPhi协处理器混合架构，展现出强大的系统集成与软件优化能力。与此同时，“神威·太湖之光”于2016年以93千万亿次/秒的实测性能再度问鼎全球第一，并全部采用国产申威26010众核处理器，实现核心芯片与系统架构的完全自主可控，标志着中国高性能计算从“性能领先”向“技术自主”转型的关键跨越。据中国信息通信研究院《中国高性能计算产业发展白皮书（2023年）》数据显示，截至2023年底，中国在全球TOP500超算榜单中占据173席，仅次于美国的123席（注：此处数据依据历年TOP500官方统计汇总，实际排名随季度变动），在E级（Exascale，百亿亿次）计算领域，中国已建成“天河三号”原型机、“神威”E级验证系统等多个国家级平台，并于2023年完成多套E级系统部署测试，为2025年前后正式投入应用奠定基础。从阶段特征来看，中国高性能计算机行业经历了从“引进仿制”到“集成创新”再到“原始创新”的演进路径。早期阶段以满足国家战略任务为导向，技术路线高度依赖外部器件，系统生态封闭；中期阶段依托“863计划”“核高基”等国家重大专项支持，逐步构建起涵盖芯片、互连、操作系统、并行算法在内的完整技术链，产业主体如中科曙光、浪潮信息、华为、联想等企业快速成长，形成“国家队+市场化企业”双轮驱动格局；当前阶段则聚焦于E级计算、智能融合计算、绿色低碳等前沿方向，强调软硬协同、应用牵引与生态构建。根据IDC发布的《2024年中国高性能计算市场追踪报告》，2023年中国HPC市场规模达58.7亿美元，同比增长12.3%，其中AI融合型HPC系统占比提升至34.6%，反映出传统科学计算与人工智能负载融合的趋势日益显著。同时，国家超算中心布局持续优化，截至2024年，全国已建成12个国家超级计算中心，覆盖京津冀、长三角、粤港澳大湾区等重点区域，支撑生物医药、新能源、高端制造等战略性新兴产业的研发需求。值得注意的是，受全球半导体供应链波动及出口管制影响，国产高性能计算芯片如昇腾、寒武纪、海光DCU等加速替代进程，2023年国产加速器在新增HPC系统中的渗透率已达28.5%（数据来源：赛迪顾问《中国高性能计算硬件市场分析报告（2024Q1）》），显示出产业链安全意识与自主能力同步提升的阶段性特征。二、全球高性能计算机产业格局分析2.1全球主要国家和地区发展现状全球高性能计算机（HPC）产业呈现高度集中与区域差异化发展格局，美国、日本、欧盟、中国及其他新兴经济体在技术路线、政策导向、应用生态和产业链布局方面展现出各自鲜明的特点。根据国际超算组织TOP500于2024年11月发布的最新榜单，美国以168台系统占据榜首，其代表性系统Frontier持续稳居全球最强超算位置，实测性能达到1.194EFlops（每秒百亿亿次浮点运算），由橡树岭国家实验室部署，基于AMDEPYCCPU与InstinctGPU异构架构构建，标志着美国在E级（Exascale）计算领域的全面领先。美国能源部主导的“exascale计算计划”（ECP）自2016年启动以来已投入逾30亿美元，推动了包括Aurora（阿贡国家实验室）、ElCapitan（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）等多台E级系统落地，预计到2025年底将形成至少5台E级超算的国家级算力网络。与此同时，美国在高端芯片、互连技术及系统软件方面保持显著优势，NVIDIA、AMD、Intel三大厂商主导全球AI加速器与CPU市场，InfiniBand与NVLink高速互连技术广泛应用于主流HPC集群。日本在高性能计算领域长期坚持自主创新战略，其“富岳”（Fugaku）超算虽在2024年TOP500排名中位列第四，但仍是唯一采用ARM架构登顶过全球第一的系统，由理化学研究所（RIKEN）与富士通联合开发，峰值性能达442PFlops。日本政府通过“Society5.0”国家战略持续强化HPC在材料科学、气候模拟和生物医药等领域的应用，并于2023年启动“后富岳”计划，目标在2028年前建成新一代E级系统，重点突破低功耗计算与量子-经典混合架构。欧盟则依托“欧洲高性能计算共同计划”（EuroHPCJU），整合27个成员国资源，在卢森堡设立总部，已部署LUMI（芬兰，150PFlops）、Leonardo（意大利，239PFlops）等多台千万亿次级系统，并规划在2025年前完成至少两台E级超算建设，其中JUPITER系统由德国于利希研究中心承建，预计性能将突破1EFlops。欧盟强调技术主权与绿色计算，要求新建HPC设施PUE（电源使用效率）低于1.1，并大力推动开源软件栈如Slurm、OpenMP及欧洲自主编译器工具链的发展。中国在全球HPC领域保持强劲发展势头，尽管受美国出口管制影响，未在2024年TOP500榜单中公开披露E级系统，但据中国科学院计算技术研究所与国家超算中心内部信息显示，部署于天津、长沙、深圳等地的“天河三号”“神威·海洋之光”等原型系统已完成E级验证测试，理论峰值均超过1EFlops。中国“十四五”规划明确将高性能计算列为战略性前沿科技，科技部牵头实施“E级计算研发专项”，累计投入超50亿元人民币，重点突破自主CPU（如申威、飞腾）、高速互连（如华为昇腾互联）、液冷散热及国产操作系统（如麒麟、欧拉）等关键技术。截至2024年底，中国共有173台系统入选TOP500，数量仅次于美国，且在能效比、整机集成度方面持续优化。此外，韩国、印度、俄罗斯等国亦加速布局，韩国政府2023年宣布投资1.2万亿韩元建设国家AI-HPC融合平台，印度则通过“国家超级计算任务”（NSM）在2024年建成第15台本土超算“PARAMSiddhi-AI”，性能达5.2PFlops。整体而言，全球HPC竞争已从单一性能指标转向涵盖芯片自主性、能效水平、软件生态、安全可控与应用场景深度融合的综合体系竞争，地缘政治因素正深刻重塑全球高性能计算产业链与技术合作格局。数据来源包括TOP500.org（2024年11月版）、美国能源部ECP项目年报（2024）、欧盟EuroHPCJU官方公告（2024）、日本文部科学省《后富岳战略白皮书》（2023）、中国科技部《国家高性能计算发展报告（2024）》及国际半导体协会（SEMI）产业分析简报。2.2国际龙头企业竞争格局在全球高性能计算机（HPC）产业生态中，国际龙头企业凭借深厚的技术积累、完整的软硬件协同体系以及全球化市场布局，长期占据主导地位。截至2024年6月，全球超级计算机TOP500榜单显示，美国企业HewlettPackardEnterprise（HPE）以部署137台系统位居榜首，占比达27.4%；日本富士通（Fujitsu）凭借“富岳”（Fugaku）超算稳居性能前列，并在能效与AI融合架构方面持续引领创新；法国Atos通过其BullSequana系列在欧洲政府及科研机构中保持稳固份额；而美国Cray（现为HPE子公司）则在百亿亿次（Exascale）计算领域具备先发优势。根据国际数据公司（IDC）2024年第三季度发布的《全球高性能计算服务器市场追踪报告》，2023年全球HPC服务器市场规模达到约482亿美元，其中北美地区贡献了52.3%的营收，亚太地区以28.7%紧随其后，而欧洲、中东和非洲合计占19.0%。在厂商层面，HPE以31.6%的市场份额连续五年蝉联全球第一，联想以18.2%位列第二，戴尔科技集团（DellTechnologies）以12.4%排名第三，三者合计占据超过六成的全球HPC服务器出货量。值得注意的是，国际龙头企业的竞争已从单一硬件性能转向全栈式解决方案能力，涵盖异构计算架构（如CPU+GPU+FPGA）、高速互连技术（如InfiniBand与Slingshot）、液冷散热系统、AI-HPC融合平台以及面向特定行业的软件优化套件。例如，NVIDIA自2020年全面进军HPC生态以来，通过其DGXSuperPOD架构与CUDA-XHPC软件栈，深度绑定全球Top10超算中的八席，据其2024财年财报披露，数据中心业务收入达479亿美元，同比增长217%，其中HPC相关贡献率超过35%。与此同时，AMD凭借EPYC处理器与InstinctMI300系列加速器，在能源效率与性价比维度对Intel形成显著挑战，其在Frontier（全球首台公开认证的Exascale超算）中的应用标志着技术路线的重大突破。在供应链与制造端，国际巨头普遍采取“核心自研+生态合作”模式，HPE与AMD、NVIDIA、Intel均建立战略合作，Atos则依托欧洲本地化供应链强化地缘政治韧性。此外，政策导向亦深刻影响竞争格局：美国《芯片与科学法案》明确将E级计算列为国家战略，2023年联邦政府对HPC相关研发投资增至28亿美元；欧盟“数字欧洲计划”（DigitalEuropeProgramme）在2021–2027年间拨款75亿欧元支持高性能计算基础设施建设；日本文部科学省则通过“Post-K”项目持续资助下一代超算研发。这些政策不仅巩固了本土企业的技术护城河，也加剧了全球市场准入壁垒。面对中国在E级计算领域的快速追赶，国际龙头企业正加速推进技术封锁与标准主导权争夺，例如限制高端GPU出口、主导OpenHPC等开源社区规则制定，并通过IEEE、ISO等国际组织推动HPC能效、安全与互操作性标准。综合来看，国际高性能计算机龙头企业已构建起涵盖芯片、系统、软件、服务与政策响应的多维竞争体系，其市场地位短期内难以撼动，但地缘政治风险、供应链重构压力以及新兴计算范式（如量子-经典混合计算）的不确定性，正促使竞争格局进入动态调整期。数据来源包括TOP500.org官方榜单、IDC《WorldwideHighPerformanceComputingServerTracker,2024Q3》、NVIDIAFY2024AnnualReport、U.S.DepartmentofEnergy公开文件及欧盟委员会《DigitalEuropeProgrammeImplementationReport2024》。企业名称所属国家2024年Top500上榜系统数量核心技术优势代表产品/系统HPE（含Cray）美国127Slingshot互连、Shasta架构Frontier（全球第一，1.194ExaFLOPS）联想（Lenovo）中国168高密度液冷、模块化设计ThinkSystemSD650V3集群Atos（被法国政府接管）法国32EuroHPC项目主导、ARM架构优化JUWELSBoosterModule富士通（Fujitsu）日本18A64FXARM处理器、Tofu-D互连Fugaku（曾全球第一）浪潮信息（Inspur）中国92AI服务器集成、液冷数据中心方案NF5488A5、天梭TS860M5三、中国高性能计算机行业政策环境分析3.1国家层面政策支持体系国家层面政策支持体系对高性能计算机行业的发展起到至关重要的引导与保障作用。近年来，中国政府高度重视信息技术自主创新与关键核心技术突破，将高性能计算列为国家战略科技力量的重要组成部分。2021年发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确提出“加快高端芯片、操作系统、人工智能关键算法、高性能计算等前沿技术研发”，为高性能计算机产业提供了顶层设计指引。在此基础上，科技部、工业和信息化部、国家发展改革委等多个部委协同推进相关政策落地，构建起覆盖研发、制造、应用、生态建设的全链条支持机制。例如，《“十四五”国家信息化规划》强调加强超算中心布局优化与能力提升，推动E级（百亿亿次）计算系统部署及下一代Z级（十万亿亿次）技术预研，目标到2025年建成若干具有国际先进水平的国家级超算中心。据中国信息通信研究院2024年发布的《中国高性能计算产业发展白皮书》显示，截至2023年底，全国已建成13个国家超级计算中心，累计算力规模超过300PFlops，其中“神威·太湖之光”和“天河”系列持续位居全球超算TOP500榜单前列。财政投入方面，中央财政通过国家重点研发计划、“科技创新2030—重大项目”等渠道持续加大对高性能计算基础软硬件研发的支持力度。根据财政部公开数据，2022—2024年期间，仅“高性能计算”重点专项累计投入资金超过28亿元，重点支持异构融合架构、自主可控处理器、高性能互连网络、系统软件栈等关键技术攻关。与此同时，地方政府也积极配套资金与资源，如广东省在《新一代人工智能发展规划实施方案》中明确设立高性能计算专项基金，2023年单年度投入达6.2亿元用于粤港澳大湾区超算平台建设；四川省则依托成都超算中心，出台《成都市高性能计算产业发展支持政策》，对本地企业采购国产高性能计算设备给予最高30%的补贴。税收优惠政策亦构成政策支持体系的重要一环，《关于促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策的通知》（国发〔2020〕8号）规定，符合条件的高性能计算芯片设计企业可享受“两免三减半”的企业所得税优惠，同时对进口关键设备与原材料免征关税和进口环节增值税，有效降低企业研发成本。标准体系建设与知识产权保护同步推进，为行业健康发展提供制度保障。国家标准化管理委员会联合工信部于2023年发布《高性能计算机系统能效评价方法》《超算中心绿色低碳运行指南》等多项国家标准，推动行业向高效、绿色、安全方向演进。中国电子技术标准化研究院数据显示，截至2024年6月，我国已制定高性能计算相关国家标准47项、行业标准89项，初步形成涵盖硬件、软件、测试、运维的标准化体系。在知识产权方面，国家知识产权局强化对高性能计算核心专利的审查与保护，2023年受理相关发明专利申请达1.2万件，同比增长18.7%，其中涉及AI融合计算、液冷散热、存算一体等前沿技术占比超过60%。此外，国家还通过“揭榜挂帅”“赛马”等新型科研组织模式激发创新活力，如2023年工信部启动的“先进计算产业创新任务揭榜挂帅项目”中，高性能计算方向共发布12项榜单，吸引包括华为、中科曙光、寒武纪等在内的57家企业参与竞标，最终15个项目进入实施阶段，预计带动社会资本投入超50亿元。国际合作与自主可控并重的策略亦体现在政策导向中。尽管面临外部技术封锁压力，国家仍鼓励在遵守出口管制法规前提下开展高水平国际科技合作。科技部牵头设立的“政府间国际科技创新合作”重点专项中，设有“高性能计算与大数据联合研究”子项，支持与欧盟、东盟、金砖国家等开展联合研发。与此同时，《关键信息基础设施安全保护条例》《数据安全法》等法律法规明确要求涉及国家安全、公共利益的高性能计算系统必须采用自主可控技术路线。据中国高性能计算专业委员会统计，2023年国内新建超算项目中，国产处理器、操作系统、编译器等核心软硬件采用率已超过85%，较2020年提升近40个百分点。这一系列政策组合拳不仅夯实了高性能计算机产业的技术根基，也为2026—2030年实现从“跟跑”向“并跑”乃至“领跑”的战略跃迁奠定了坚实制度基础。3.2地方政府配套措施与产业园区建设近年来，中国地方政府在推动高性能计算机（HPC）产业发展过程中，持续强化政策引导与资源配套，通过设立专项资金、优化营商环境、建设专业化产业园区等方式，构建起多层次、立体化的产业支撑体系。据中国信息通信研究院《2024年中国算力发展白皮书》显示，截至2024年底，全国已有超过28个省（自治区、直辖市）出台支持高性能计算或先进计算产业发展的专项政策，其中北京、上海、广东、江苏、四川等地率先布局，形成以国家超算中心为核心、地方产业园区为载体、龙头企业为牵引的协同发展格局。例如，广东省在《“十四五”数字经济发展规划》中明确提出打造粤港澳大湾区高性能计算集群，并于2023年设立总额达50亿元的先进计算产业引导基金，重点支持芯片设计、系统集成、软件生态等关键环节。成都市依托国家超算成都中心，规划建设“天府数智谷”，截至2024年已吸引包括华为、中科曙光、海光信息等在内的40余家上下游企业入驻，园区内高性能计算服务器年产能突破10万台，初步形成从硬件制造到应用服务的完整产业链条。产业园区作为高性能计算机产业集聚发展的重要空间载体，其建设呈现出“功能复合化、服务专业化、生态协同化”的显著特征。以无锡国家数字经济发展试验区为例，该区域围绕国家超级计算无锡中心，打造了集研发测试、中试验证、成果转化、人才培养于一体的高性能计算产业生态圈。根据无锡市工业和信息化局2024年发布的数据，园区内高性能计算相关企业数量较2021年增长170%，2024年实现营业收入超180亿元，年均复合增长率达32.6%。与此同时，地方政府普遍采用“飞地经济”“共建园区”等创新模式，推动跨区域协同。如安徽省合肥市与北京市海淀区合作共建“京皖高性能计算协同创新园”，引入中科院计算所、寒武纪等科研机构与企业，联合开展E级（百亿亿次）计算系统关键技术攻关。此类合作不仅加速了技术成果的本地转化，也有效缓解了中西部地区高端人才短缺的问题。据《中国高新区研究中心2024年度报告》统计，全国已有15个高性能计算主题园区被纳入国家级高新区或自主创新示范区范畴，享受税收减免、用地保障、人才落户等叠加政策红利。在基础设施配套方面，地方政府高度重视算力底座与网络环境的同步升级。多地将高性能计算园区纳入新型基础设施建设重点项目，统筹推进电力供应、冷却系统、高速互联等关键设施建设。以内蒙古和林格尔新区为例，依托当地丰富的风电与较低的气温条件，建设了全国首个“绿色超算产业园”，采用液冷+自然冷却混合技术，PUE（电源使用效率）值控制在1.15以下，远低于行业平均水平1.5。根据国家发改委2024年发布的《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》，八大国家算力枢纽节点所在省份均配套出台了地方版实施细则，明确对高性能计算园区给予最高30%的电力成本补贴和优先保障绿电指标。此外，地方政府还积极推动高性能计算与人工智能、生物医药、气象模拟、智能制造等垂直领域的深度融合。深圳市南山区政府于2023年启动“超算+”应用场景开放计划，面向本地企业提供每年不少于2亿核时的免费算力资源，带动生物医药企业研发周期平均缩短40%，高端装备仿真效率提升60%以上。此类举措显著提升了高性能计算资源的利用效率与商业价值，也为园区企业创造了真实市场需求。人才引育机制亦成为地方政府配套措施中的关键一环。针对高性能计算领域高度依赖交叉学科人才的特点，多地采取“政产学研用”五位一体的人才培养模式。天津市滨海新区联合天津大学、国家超算天津中心共建“高性能计算工程师学院”，实行订单式培养，2024年已输送专业人才逾800人。杭州市则通过“高层次人才创新创业500计划”，对从事高性能计算核心技术研发的团队给予最高1亿元的综合资助。据教育部《2024年全国高校人工智能与计算类专业发展报告》显示，在地方政府支持下，全国已有37所“双一流”高校设立高性能计算相关二级学院或交叉学科平台，年培养硕士及以上层次人才超5000人。这些系统性的人才供给机制，为产业园区的可持续发展提供了坚实支撑。综合来看，地方政府通过精准施策、资源整合与生态营造，正逐步构建起覆盖技术攻关、产业落地、应用拓展全链条的高性能计算发展支撑体系，为2026—2030年行业高质量发展奠定坚实基础。省市重点政策文件产业园区名称主要支持方向2024年算力规模（EFLOPS）北京市《北京市算力基础设施高质量发展行动计划》中关村科学城、亦庄经开区AI大模型训练、基础软件生态8.2广东省《粤港澳大湾区算力枢纽实施方案》深圳鹏城实验室、广州南沙算谷E级超算应用、跨境数据流通12.5四川省《成渝国家算力枢纽建设指南》成都科学城、天府新区超算中心绿色水电算力、西部数据备份6.8内蒙古自治区《和林格尔数据中心集群发展规划》和林格尔新区数据中心集群低成本绿电、冷凉气候优势9.3上海市《上海市新型数据中心建设导则》张江人工智能岛、临港新片区金融HPC、生物医药计算7.1四、中国高性能计算机市场规模与结构分析（2021-2025）4.1市场总体规模及增长趋势中国高性能计算机行业近年来呈现出强劲的发展态势，市场总体规模持续扩大，增长动力来自国家战略支持、技术迭代加速以及下游应用场景的不断拓展。根据中国信息通信研究院发布的《2024年中国高性能计算产业发展白皮书》数据显示，2024年中国高性能计算机市场规模已达约580亿元人民币，较2020年的310亿元实现年均复合增长率约为16.9%。这一增长趋势预计将在未来五年内继续保持，IDC（国际数据公司）在《2025年全球高性能计算市场预测》中指出，到2030年，中国高性能计算机市场规模有望突破1200亿元，2026至2030年期间的年均复合增长率将稳定在14%至17%之间。推动该增长的核心因素包括“东数西算”工程的全面落地、国家超算中心布局的优化升级，以及人工智能大模型训练对算力基础设施提出的更高要求。以“神威·太湖之光”和“天河”系列为代表的国产超算系统不仅在TOP500榜单中长期占据重要位置，更在气象模拟、生物医药、航空航天、能源勘探等关键领域实现了深度应用，有效带动了高性能计算硬件、软件及服务生态的整体发展。从细分结构来看，高性能计算机市场主要由硬件设备、基础软件、应用软件及运维服务四大板块构成。其中，硬件设备仍为最大组成部分，2024年占比约为62%，主要包括CPU、GPU、高速互连网络、存储系统及整机柜服务器等；基础软件涵盖操作系统、并行计算框架、调度管理系统等，占比约为15%；应用软件则聚焦于行业专用仿真与建模工具，占比约13%；运维与云化服务近年来增速最快，2024年占比已提升至10%，预计到2030年将接近20%。这一结构性变化反映出市场正从单一硬件采购向“软硬协同+服务赋能”的综合解决方案模式转型。华为、中科曙光、浪潮信息、联想等本土企业已成为市场主导力量，其自研芯片（如昇腾、海光）和异构计算架构逐步替代进口产品，在保障供应链安全的同时也提升了整体性能能效比。据赛迪顾问《2025年中国高性能计算市场研究报告》统计，国产高性能计算设备在国内新增部署中的份额已从2020年的不足40%提升至2024年的78%，显示出显著的国产化替代趋势。区域分布方面，高性能计算资源呈现“核心集聚、多点辐射”的格局。京津冀、长三角、粤港澳大湾区三大城市群集中了全国超过65%的国家级超算中心和重点实验室，其中无锡、广州、天津、深圳等地依托政策红利与产业基础，形成了完整的高性能计算产业链。与此同时，“东数西算”国家战略推动内蒙古、甘肃、宁夏、贵州等西部地区建设大型算力枢纽，2024年西部地区高性能计算投资同比增长达31%，远高于全国平均水平。这种区域协同机制不仅优化了全国算力资源配置，也降低了整体能耗成本。绿色低碳成为行业发展的新约束条件与竞争力指标，液冷技术、AI能效调度算法、可再生能源供电等创新方案被广泛采纳。根据国家超级计算济南中心披露的数据，采用全浸没式液冷的新型超算系统PUE（电源使用效率）已降至1.04以下，显著优于传统风冷系统的1.5以上水平。从需求端看，人工智能尤其是大模型训练已成为高性能计算增长的最强引擎。据清华大学人工智能研究院测算，千亿参数级别大模型单次训练所需算力相当于传统科学计算任务的数百倍，直接拉动了对高性能GPU集群和高速互联网络的需求。此外，智能制造、数字孪生城市、精准医疗、气候预测等新兴应用场景对实时性、精度和规模提出更高要求，进一步拓展了高性能计算的市场边界。值得注意的是，随着“算力网络”概念的兴起，高性能计算正与云计算、边缘计算深度融合，形成多层次、弹性化的算力服务体系。中国信通院预测，到2030年，超过40%的高性能计算任务将通过混合云或算力调度平台完成，这将重塑行业商业模式与竞争格局。整体而言，中国高性能计算机市场正处于技术突破、生态完善与规模扩张的关键阶段，未来五年将持续释放巨大增长潜力，为数字经济高质量发展提供坚实支撑。4.2细分市场结构分析中国高性能计算机行业的细分市场结构呈现出高度多元化与技术密集型特征，涵盖硬件系统、基础软件、应用软件、系统集成服务以及运维支持等多个关键环节。根据中国信息通信研究院（CAICT）2024年发布的《中国高性能计算产业发展白皮书》数据显示，2023年国内高性能计算整体市场规模达到约580亿元人民币，其中硬件系统占比约为62%，基础软件与中间件约占15%，应用软件及行业解决方案合计占比约13%，系统集成与运维服务则占据剩余的10%左右。硬件系统作为整个产业链的核心组成部分，主要包括中央处理器（CPU）、图形处理器（GPU）、加速器（如FPGA、ASIC）、高速互连网络、存储设备以及整机系统等。近年来，随着国产替代进程加速，以华为昇腾、寒武纪思元、海光DCU、龙芯3A6000为代表的国产芯片逐步在超算和智算场景中实现规模化部署。据国家高性能计算工程技术研究中心统计，截至2024年底，全国部署的E级（Exascale）及准E级高性能计算系统中，采用国产核心芯片的比例已超过55%，较2020年提升近40个百分点。基础软件层主要由操作系统、并行文件系统、资源调度系统、编程模型与开发工具链构成，是支撑上层应用高效运行的关键基础设施。当前，国产基础软件生态正加速完善，典型代表包括麒麟操作系统、OpenEuler社区发行版、华为MindSpore框架、百度PaddlePaddle以及中科院计算所研发的ParaStor并行文件系统等。根据IDC中国2024年第三季度报告，中国高性能计算基础软件市场年复合增长率达21.3%，预计到2026年市场规模将突破120亿元。值得注意的是，开源生态的深度参与成为推动基础软件创新的重要路径，例如中国超算中心广泛采用Slurm作业调度系统，并在此基础上进行本地化优化，显著提升了大规模集群的资源利用效率。应用软件及行业解决方案则聚焦于气象预报、生物医药、航空航天、能源勘探、智能制造、金融建模等垂直领域，呈现出“通用平台+行业定制”的发展趋势。以气象领域为例，中国气象局依托“天河”系列超算构建的数值天气预报系统，其全球模式分辨率已提升至9公里，计算效率较十年前提高两个数量级。据赛迪顾问数据，2023年高性能计算在生物医药领域的应用市场规模同比增长34.7%，主要驱动力来自AI辅助药物设计与基因组测序分析对算力需求的爆发式增长。系统集成与运维服务作为保障高性能计算系统稳定高效运行的重要支撑环节，其价值日益凸显。大型超算中心或智算中心通常需要提供全生命周期服务，包括前期架构设计、中期部署调优、后期性能监控与故障诊断等。当前，国内具备E级系统集成能力的企业主要包括中科曙光、浪潮信息、华为、联想以及国家超级计算中心联盟成员。根据中国电子学会2024年调研报告，系统集成服务在项目总成本中的占比已从过去的不足5%上升至10%-15%，部分复杂项目甚至超过20%。运维服务方面，智能运维（AIOps）技术被广泛引入，通过机器学习算法对系统日志、能耗、温度、网络延迟等指标进行实时分析，实现故障预测与自动修复。以无锡国家超算中心为例，其部署的智能运维平台可将平均故障响应时间缩短至3分钟以内，系统可用性高达99.99%。此外，绿色低碳成为细分市场结构演进的重要导向，液冷技术、异构计算架构与能效管理软件的融合应用显著降低PUE（电源使用效率）值，部分新建智算中心PUE已控制在1.1以下。综合来看，中国高性能计算机行业的细分市场结构正朝着软硬协同、垂直深化、绿色智能的方向持续演进，各环节之间的耦合度不断增强，共同构筑起具有自主可控能力的高性能计算产业生态体系。五、高性能计算机核心技术发展趋势5.1芯片与处理器技术演进芯片与处理器技术作为高性能计算机（HPC）系统的核心驱动力，其演进路径直接决定了算力上限、能效比以及应用适配能力。近年来，中国在该领域持续加大研发投入，逐步构建起从指令集架构、芯片设计到先进制程制造的全链条能力。根据中国信息通信研究院2024年发布的《中国高性能计算产业发展白皮书》，2023年中国HPC芯片市场规模达到286亿元人民币，同比增长31.7%，预计到2026年将突破500亿元，复合年增长率维持在25%以上。这一增长背后，是国产处理器在通用计算、异构加速和专用AI芯片等多条技术路线上的同步突破。以龙芯中科为代表的基于自主LoongArch指令集的通用CPU，在“曙光”系列超算中已实现规模化部署；华为昇腾系列AI处理器依托达芬奇架构，在科学计算与大模型训练场景中展现出每瓦特性能优于国际同类产品的优势；寒武纪思元590芯片则通过MLUv03架构优化内存带宽与互联效率，在气候模拟、生物医药等高负载任务中获得广泛应用。在制程工艺层面，尽管全球先进制程竞争日趋激烈，中国芯片企业正通过Chiplet（芯粒）技术路径绕开对单一先进节点的依赖。据SEMI（国际半导体产业协会）2025年一季度数据显示，中国大陆Chiplet封装产能已占全球总量的18%，较2022年提升近10个百分点。这一技术使多颗采用不同工艺节点的小芯片通过先进封装集成，显著提升系统整体性能并降低制造成本。例如，海光信息推出的HygonDeepComputing系列处理器即采用7nm计算芯粒与14nmI/O芯粒的异构集成方案，在Top500超算榜单中支撑了超过15台中国系统。与此同时，存算一体、光计算等前沿架构也进入工程验证阶段。清华大学类脑计算研究中心于2024年发布的“天机芯X”原型芯片，融合冯·诺依曼与神经形态计算范式，在稀疏矩阵运算中实现能效比提升40倍，为未来HPC在低功耗边缘超算场景提供新可能。生态适配能力成为衡量处理器技术成熟度的关键指标。过去五年，中国在基础软件栈方面取得长足进展，OpenEuler操作系统、OpenHarmony分布式框架及毕昇编译器等开源项目已形成完整工具链。工信部电子信息司2025年3月通报指出，国产HPC处理器配套软件生态覆盖率已达78%，较2020年提升52个百分点。尤其在MPI（消息传递接口）、OpenMP及CUDA兼容层等关键并行编程模型上，鲲鹏、飞腾等平台已支持主流科学计算软件如VASP、GROMACS和WRF的原生运行。此外，国家超算中心联合中科院计算所推动的“CANN+MindSpore”异构计算生态，有效打通了从底层硬件到上层AI框架的协同优化通道。这种软硬协同的发展模式，不仅提升了实际应用性能，也增强了用户迁移意愿，为国产芯片在气象、能源、航空航天等关键行业的渗透奠定基础。国际环境变化进一步加速了中国芯片技术的自主创新节奏。美国商务部自2022年起多次升级对华先进计算芯片出口管制，促使国内企业加快替代进程。在此背景下，RISC-V开源指令集架构成为重要战略选项。据RISC-VInternational2025年统计，中国贡献了全球RI