數字中國深度分析1.上游基礎層數字中國上游基礎層包括硬件、軟件以及通信設施等信息通信基礎設施。其中，硬件和軟件互相依存構成計算機系統，而通信設施為計算機系統提供高速網絡和傳輸速率的保障。硬件是軟件賴以工作的物質基礎，軟件的正常工作是硬件發揮作用的唯一途徑。計算機系統必須要配備完善的軟件系統才能正常工作，且充分發揮其硬件的各種功能。而通信設施的發展則為計算機系統提供高速網絡和傳輸速率的保障。1.1.硬件1.1.1.CPU——計算機的運算和控制核心CPU作為計算機系統的運算和控制核心，分為通用高性能微處理器、嵌入式微處理器和移動端用SoCMPUs/AP，是電子信息時代需求量最大，最重要的半導體產品之一。國產CPU在性能方面與國際領先水平仍有差距。雖然國內桌面和服務器產品性能正在提升，尤其是海光和華為的服務器產品性能已接近國外中端產品水平，但是整體上國產CPU性能仍然落后于國際先進水平。2018-2020中國微處理器市場規模不斷增加，2020年中國微處理器市場規模達到2335.87億元，占全球微處理器市場的39.8%，中國微處理器在全球的市場份額占比有所提升。據初步估算，2021年我國微處理器市場規模約2742億元。國內主要上市公司有海光信息、炬芯科技、國民技術、北京君正、龍芯中科等。1.1.2.GPU——計算機的顯示核心GPU，即圖形處理器，是一種專門在個人電腦、工作站、游戲機和一些移動設備（如平板電腦、智能手機等）上做圖像和圖形相關運算工作的微處理器，在AI計算中負責進行大規模的計算和數據處理。全球GPU市場中，美國憑借英偉達、AMD、英特爾三巨頭霸占全球GPU芯片研發領域的主導地位；歐盟、日本、韓國處于第二梯隊，歐盟、英國擁有先進的芯片設備制造技術，日本、韓國憑借領先的半導體材料研發和制造技術等優勢搶占市場份額;而以中國為代表的發展中國家還在努力追趕中。據研究數據，2020年中國GPU市場規模47.39億美元，預計2027年市場規模將達345.57億美元。目前國內主要上市公司有景嘉微、通富微電等。其中景嘉微是國內首家成功研制國產GPU芯片并實現大規模工程應用的企業，掌握了包括芯片底層邏輯/物理設計、GPU驅動程序設計等關鍵技術，先后研制成功JM5系列、JM7系列、JM9系列等具有自主知識產權的高性能GPU芯片，為打破國外壟斷和國內GPU的突破發展做出了突出的貢獻。1.1.3.FPGA——可編程的邏輯芯片不同于CPU和GPU，FPGA可對芯片硬件層進行靈活編譯，且功耗遠小于前兩者。FPGA可編程帶來的配置靈活性使其能更快地適應市場，具有明顯的實用性。隨著開發者生態的逐漸豐富，適用的編程語言增加，FPGA運用將會更加廣泛。根據預計，2025年全球FPGA市場規模有望達到125億美元。目前，FPGA市場基本上全部被國外Xilinx、Altera(現并入Intel)、Lattice、Microchip四家占據。其中，Xilinx和Altera兩大公司對FPGA的技術與市場占據絕對壟斷地位，占據了近90%的市場份額。國內研究FPGA芯片的公司有安路科技和紫光國微等。1.1.4.ASIC——供專用集成電路的芯片技術ASIC（專用芯片）可以針對專門任務進行架構層優化設計。全球ASIC領域呈現百花齊放局面，雖早期ASIC芯片以谷歌TPU為代表性產品，但如今中國ASIC廠商已實現加速追趕，顯著縮小國內外產品技術差距與應用表現。國內主要生產廠商有寒武紀，瀾起科技等。其中瀾起科技PCle5.0/CXL2.0Retimer芯片已實現量產。1.1.5.存儲芯片——保存數據的記憶設備存儲芯片，用于保存數據的記憶設備，是現代數字系統的重要組成部分，目前存儲芯片市場以NANDFlash和DRAM為主。中國為全球存儲芯片重要需求市場，銷售額占比約1/3,據統計，2014-2019年，中國存儲芯片市場規模由1274億元增長至2697億元，年均復合增長率達到16.18%。存儲芯片市場主要由國外巨頭領導，近年國內廠商奮力追趕，在部分領域實現突破，逐步縮小與國外原廠的差距，其中兆易創新位列NORFlash市場前三，聚辰股份在EEPROM芯片領域市占率全球第三。其余公司還有易華錄，普冉股份等。1.1.6.PCB——電子元器件的支撐體PCB是電子元器件的支撐體,是電子設備不可或缺的配件。2017-2021年，中國PCB產值規模整體呈現逐步上漲的態勢，增速波動較為明顯。從中長期來看未來全球PCB行業仍將呈現增長的趨勢，而中國將繼續保持行業的主導制造中心地位，預計到2027年中國PCB產值將達到約678億美元，2022-2027年復合增速約4.8%。國內PCB主要公司有鵬鼎控股、東山精密、深南電路、滬電股份等。1.1.7.溫控設備——保障電子元器件環境穩定溫控設備對于保障電池、服務器、芯片等原器件正常穩定運行，以及工業、激光等場所環境的穩定性具有重要的意義。當前，我國雙碳政策正在加速推進，新能源賽道空間廣闊，受益于雙碳政策的大力推進，國內儲能溫控、新能源車熱管理等溫控設備應用場景需求保持較快增長。除此之外，伴隨著大數據、云計算、信息化的發展，數據中心、5G基站應用場景的溫控設備需求也較為旺盛，未來我國溫控設備市場規模將穩步增長。國內溫控設備主要公司有英維克，同飛股份，高瀾股份等。1.1.8.服務器——管理計算資源的計算機服務器具有高速的CPU運算能力、長時間的可靠運行、強大的I/O外部數據吞吐能力以及更好的擴展性。據《2022年中國服務器市場跟蹤報告》顯示，2022年中國服務器市場規模為273.4億美元（1888.37億人民幣），同比增長9.1%，預計2023年我國服務器市場規模將增至308億美元。在國產服務器廠商中，浪潮信息目前已形成具有自主知識產權、涵蓋高中低端各類型服務器的云計算Iaas層系列產品。據《2022年中國服務器市場跟蹤報告》，2021年，浪潮人工智能服務器全球市場份額20.9%，保持全球第一，中國市場份額超過50%。2022年浪潮以28.1%的份額位列中國服務器市場第一，收入達530.63億。其余國內服務器上市公司還有中科曙光，工業富聯等。1.1.9.網絡安全硬件平臺——網絡安全解決方案的硬件載體網絡安全硬件平臺是保護網絡安全的專業設備，是網絡安全解決方案的硬件載體。網絡安全硬件平臺具備各種環境下高穩定、高可靠、深度定制等特征。網絡安全硬件平臺行業整體發展平穩。據統計，傳統網絡安全硬件平臺市場穩步增長，在2021年市場規模達到68.2億；國產化網絡安全平臺市場體量雖小，但即將步入高速發展期，未來5年市場平均增速超過100%。相關公司有樂研科技，立華科技等但均未上市。1.1.10.Chiplet——模塊化芯片的技術概念Chiplet(芯粒)模式兼具設計彈性、成本節省、加速上市等優勢。據預計，2024年Chiplet的市場規模將達到58億美元，2035年則會超過570億美元，Chiplet的全球市場規模將迎來快速增長。國內芯原股份隨著2020年登陸科創板，公司通過Chiplet布局，形成IP芯片化/芯片平臺化/平臺生態化的核心戰略落地，將成為公司未來的核心成長動力。國內Chiplet相關公司有芯原股份，通富微電，長電科技等。1.1.11.CPO——極大提高數據傳輸效率的技術CPO技術能夠極大地提高數據傳輸效率，解決通信帶寬的瓶頸問題。當前CPO市場規模雖然較小，但預計在未來幾年內將快速增長。據預測，到2025年，CPO市場規模將達到45億美元，年復合增長率約為130%。國內相關公司有中際旭創，天孚通信、新易盛等。1.2.軟件1.2.1.操作系統——連接軟硬件資源的紐帶操作系統是連接計算機系統軟硬件資源的紐帶。《“十四五”數字經濟發展規劃》、《“十四五”軟件和信息技術服務業發展規劃》等國家政策多次指明發展自主操作系統的重要性和迫切性。全球操作系統市場主要由谷歌旗下的Android、微軟旗下的Windows、蘋果公司旗下的iOS、MacOS以及Linux五大操作系統主導。我國國產操作系統相關上市公司主要包括中國軟件和誠邁科技等。1.2.2.數據庫——有組織、動態地存儲大量數據數據庫系統有組織、動態地存儲大量數據，特點是數據間聯系密切、冗余度小、獨立性較高、易擴展，并且可為各類用戶共享。國產數據庫勁頭旺盛，2021年中國數據庫市場總規模達286.8億元同比增長16.1%，CAGR（2021-2026e）達16.2%。國內數據庫相關公司有達夢數據，海量數據，東方國信等。1.2.3.中間件——實現資源、功能共享的目的中間件主要用于實現資源、功能共享的目的，是介于應用系統和操作系統之間的一類軟件。2021年國內中間件市場總體規模為88.7億元，同比增長11.7%。目前國產中間件已經得到了用戶廣泛的認可，不論是在產品性能還是市場占有率方面，國產中間件的表現都遠超過操作系統和數據庫，是國內發展最好的基礎軟件產品。1.2.4.通用軟件——ERP、安全軟件和辦公軟件等通用軟件包括ERP、安全軟件和辦公軟件等。ERP首先是一個軟件，同時是一個管理工具。它是IT技術與管理思想的融合體，也就是先進的管理思想借助電腦，來達成企業的管理目標。據統計，2018-2019年中國ERP軟件市場規模的增速出現放緩，但仍維持在10%以上；2021年，中國ERP市場規模約為385億元，同比增長12.57%。ERP相關公司包括用友網絡、金蝶國際、鼎捷軟件等。協同辦公指通過計算機、網絡等技術對辦公中的協同行為起提效、降本等支撐作用的軟硬件產品。據統計，2021年協同辦公市場規模519億元，市場增速相比2020年有所放緩。未來增速放緩，重心轉向產品打磨。辦公軟件相關公司包括金山辦公、網易、騰訊、百度等。從我國網絡安全市場規模來看，2013年開始，隨著國家在科技專項上的支持加大、用戶需求擴大、企業產品逐步成熟和不斷創新，網絡安全產業依然處在快速成長階段，近年來，受下游需求及政府政策的推動，我國網絡安全企業數量不斷增加，網絡安全產業規模也不斷發展。根據中國網絡安全產業聯盟(CCIA)披露數據，2015-2019年，市場規模增速始終保持在17%以上，2019年我國網絡安全市場規模達到478億元，CCIA預計2020年我國網絡安全市場規模為553億元，同比增長15.69%。網絡安全相關公司有深信服、三六零、啟明星辰、奇安信等。1.3.通信設施1.3.1.光通信器件——光電子器件及配套半導體集成電路光芯片是現在光通信器件的核心元件，按功能可以分為激光器芯片和探測器芯片。C&C初步調查顯示全球光芯片市場規模達到175億元人民幣（2022年約合27.2億美元），同比2021年增長了8.69%。從國產化進展來看，當前我國高功率激光器芯片，部分高速率激光器芯片已處于國產化加速突破階段，而光探測芯片、25G以上高速率光芯片仍處于進口替代早期階段。國產光芯片在高端產品領域同國外廠商還有較大差距。光芯片相關公司有源杰科技(688498.SH)，仕佳光子(688313.SH)等。光模塊是光通信器件核心部件之一，能夠實現光電信號的轉換。我國光模塊市場規模不斷增加，2015-2020年年均復合增速為11.03%。2020年中國光模塊行業市場規模增加，沙利文統計為382.1億元，同比增加10%以上。2021年，“十四五”規劃中多次提及數字經濟的發展，預計光模塊市場規模仍將保持高速發展，2021年市場規模或將超過420億元。光模塊相關公司有光迅科技，劍橋科技，中際旭創等。1.3.2.光纖光纜——傳送光波的介質波導光纖光纜是我國互聯網產業重要的基礎設施。光纖傳輸的帶寬大大超出銅質線纜，且具有抗電磁干擾性好、保密性強、速度快、傳輸容量大等優點。光纖光纜相關公司包括有長飛光纖、亨通光電、烽火通信等。1.3.3.交換機——獨享電信號通路的網絡設備交換機是為接入網絡節點提供獨享電信號通路的網絡設備，具有擴展靈活、性價比高的特點。據統計，2021年中國網絡通信設備市場規模達到676億元，其預計2025年市場規模達到1144億元，2021-2025年CAGR約13%。全球市場方面，2021年思科占據45.3%市場份額，其次為華為10.2%市場占比；國內市場，華為和新華三(紫光股份子公司)占比合計超過70%。交換機相關公司包括紫光股份、新華三、銳捷網絡等。2.中游技術層在技術層面，5G、大數據、云計算、人工智能和物聯網之間存在著密不可分的關系，它們相互協同發展，共同奠定了數字中國科技與經濟發展的基礎。從技術之間的邏輯關系來看，得益于萬千互聯的終端和傳感器，物聯網可以生成海量數據，數據通過5G高速網絡傳輸至數據庫進行儲存，并通過云計算對數據進行分析和處理，再結合算法進行不斷訓練進步，形成人工智能，人工智能賦能各類軟件和硬件，提升物聯設備的智能化。2.1.物聯網：觸達海量數據物聯網是在互聯網和通信網絡的基礎上，將日常用品、設施、設備、車輛和其他物品相互連通的網絡。物聯網改變了互聯網中信息全部由人獲取和創建，以及物品全部需要人類指令和操作的情況。2025年物聯網市場規模將超2.7萬億，近五年復合增長率10%左右，2025年物聯網設備連接量將超過150億個，2021-2025年復合增長率15%左右。目前我國物聯網行業仍處于成長期的早中期階段，作為新一代信息技術的重點方向，物聯網市場空間廣闊。根據GSMA移動經濟發展報告預測，到2025年，中國物聯網行業規模將超過2.7萬億元，2021-2025年復合增長率10%左右。同時，根據預測，到2025年中國物聯網設備連接量將突破150億個，2021-2025年復合增長率15.5%，這將為數據的獲取提供一個巨大的窗口。物聯網投資機會集中在終端制造商以及生態系統和技術平臺提供商。相關企業包括美的集團、鵬博士、海爾智家、華為、小米、海康威視等企業。2.2.5G：數據傳輸的紐帶5G是第五代移動通信技術的簡稱,是即4G之后的最新一代蜂窩移動通信技術，具有高帶寬、低時延、大連接、低能耗的顯著特征，5G帶來更快的速率和更低的延時將保證數據傳輸的高效和實時性，帶來萬物互聯，催生各場景智能化應用的實現。5G發展進入規模化時期，2030年市場規模將達6.6萬億元。根據預測，隨著終端和內容的發展和創新，5G個人應用將從量變到質變，2025年5G個人用戶普及率將達到56%，交互式5G新應用和沉浸式5G新應用開始大規模出現。同時，5G行業進入規模化關鍵期，呈現梯次、階段推進態勢，到2025年5G應用覆蓋國民經濟大類將超過90%。根據數據統計，2021年我國4G基站數達到590萬個，同比增長2.6%，5G基站數達到142.5萬個，同比增長98.5%。根據預計，到2030年，我國5G市場規模將達到6.6萬億元，相較于2020年增長十倍。技術層面5G投資機會集中在5G運營商和技術服務商，相關企業包括中國移動、中國電信、中國聯通、華為、中興通信等。2.3.大數據和云計算：數據的存儲和處理大數據是一種生產要素，是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發現力和流程優化能力來適應海量、高增長率和多樣化的信息資產。大數據具備數據體量巨大、數據類型繁多、價值密度低和處理速度快的特點。而云計算（cloudcomputing）是分布式計算的一種，指的是通過網絡“云”將巨大的數據計算處理程序分解成無數個小程序，然后，通過多部服務器組成的系統進行處理和分析這些小程序得到結果并返回給用戶。云計算技術具備效能價值、工具價值、普惠價值和創新價值，是數字經濟中必不可少的新型通用生產工具。我國數據產量和產能居于世界前列，預計2024年我國大數據市場規模將達到1577億元，未來三年復合年增長率22.6%。目前我國大數據軟件和大數據服務的需求較大數據硬件相對較弱，預計未來大數據軟件和大數據服務占比將有所提升。根據統計，我國大數據市場規模由2019年的620億元增長至2021年的863億元，復合年增長率達到18.0%，增速高于全球增速。預計2024年我國大數據市場規模將達到1577億元，2022-2024年復合年增長率22.6%，有望保持快速增長趨勢。根據統計，2021年我國大數據市場結構中，大數據硬件、大數據軟件和大數據服務的市場占比分別為40.5%、25.7%和33.8%，市場規模分別為350億元、222億元和292億元。展望未來，預計2024年我國大數據硬件、大數據軟件和大數據服務的占比將分別為36.7%、29.0%和34.3%，大數據軟件和大數據服務占比將有所提升。2.4.AI：不斷進步的生產力驅動人工智能（AI）是指利用數字計算機或者由數字計算機控制的機器，模擬、延伸和擴展人類的智能，感知環境、獲取知識并使用知識獲得最佳結果的理論、方法、技術和應用系統。人工智能的技術演進可以分為三個階段：計算智能、感知智能、認知智能，當前AI技術正處于感知智能不斷完善的階段。計算智能即快速計算和記憶存儲的能力，計算機技術的高速發展使得現階段計算智能應用以及實現并逐漸成熟；感知智能即機器通過AI技術實現視覺、聽覺、觸覺等對外界刺激做出反應的能力，當前人類社會的AI技術正處于感知智能不斷探索和完善的階段；認知智能即機器主動進行環境感知、信息采集并處理和作出決策的能力，現階段AI輔助機器替代簡單的傳統體力勞動以及輔助人們做出理論上的最優決策，離實現智能還有較遠的距離。人工智能核心三要素分別為：數據、算力和算法，如果AI比作一艘火箭，數據是“燃料”、算力是“底座”、算法則是“發動機”。AI模型的實現分為訓練和推理兩個環節，其中數據和算力是其訓練的基礎，算法是模型實現的路徑，這三大要素的共同進步推動了近些年人工智能的迅速發展。如果將人工智能比作一艘火箭，數據便是人工智能的“燃料”，訓練的數據越完整，質量越高，所推斷出的結論就越可靠，根據預測，全球數據量將成指數級增長，到2035年全球數據量將有望達到2142ZB，是2020年數據量的將近50倍。而算力是人工智能的“底座”，數據的爆發和算法的精進將帶來對算力需求的快速提升，根據預測，中國人工智能計算力繼續保持快速增長，2022年智能算力規模已經達到268百億億次/秒(EFLOPS)，預計到2026年中國智能算力規模的年復合增長率將達52.3%。AI芯片是算力的核心，芯片類型包括：GPU、NPU、ASIC、FPGA等，其中GPU占據最主要地位，《2022-2023中國人工智能計算力發展評估報告》顯示，2021年GPU占據中國AI芯片約89%的份額。算法則是人工智能的“發動機”，深度學習是AI算法的主流，2006年深度學習之父Hinton提出了深度學習，2011年RELU激活函數提出后，深度學習算法和應用發展突飛猛進，在過去十余年，深度學習從多樣性發展格局到逐漸融合統一，自2017年Google提出Transformer架構后，由于其在大數據并行計算和訓練精度方面具備優勢，各模態和任務底層算法被統一為Transformer架構。OpenAI發布的ChatGPT也以此為架構。2022年人工智能市場規模將近2000億元，未來五年有望高速增長。根據測算，2022年中國人工智能產業規模達1958億元，年增長率7.8%，整體平穩向好。其中涵蓋AI應用軟件、硬件及服務，預計2027年人工智能產業整體規模可達6122億元，2022-2027年的年復合增率將達到25.6%。目前我國大型企業基本規劃持續投入實施人工智能項目，隨著未來中小企業的積極嘗試和大型企業的穩健部署，AI有望成為數字經濟時代的核心生產力，AI芯片、智能制造、智能機器人、智能汽車、智能決策應用等細分領域將實現強勁增長。國內外大廠近幾年相繼布局AI模型以及AIGC領域，AI核心賽道競爭進入白熱化階段，中美AI基本面仍存在一定差距。算法模型是人工智能技術的核心，近兩年國內外AI市場不斷涌現新的模型和算法，國外以OpenAI、Google、Meta等公司為代表，國內大廠以百度為首，圍繞文本、圖片、語音和視頻等要素不斷進行模型迭代和升級。國內大廠積極投入部署AI模型的開發和應用，百度、阿里、華為等科技公司均擁有自己的大模型，同時在大模型的基礎上根據業務需求定制化各類行業模型。AI技術的快速發展，催生了AIGC作為Web3.0時代生產工具的商業化價值。國內外AI生成文字、圖像、視頻、音頻等相關應用已逐漸落地，AI生成內容將有望成為新一輪驅動社會發展的生產力。從基本面看，中美AI行業在科研現狀、產業發展、人才支撐、硬件基礎四個方面仍存在一定差距，市場應用和數據規模方面，中國具備國內市場優勢，這是實現國產替代的主要根基。梳理上述分析，人工智能國產替代機會主要集中在兼具中文數據資源、算力和模型優勢以及流量話語權的企業中，AI模型方面相關企業包括百度、阿里巴巴、騰訊控股、科大訊飛等。AI垂直領域方面相關企業包括云從科技、商湯科技、格靈深瞳等。3.下游應用層數字產業化推動產業數字化發展，實現降本增效并提高創新能力。受益于信息技術的持續進步和政策的引導，各行各業正處于向信息化轉型的關鍵時期，人工智能、云計算等技術廣泛和深入的應用將賦能各行各業，有望使各個行業實現不同程度的降本增效以及創新能力的提升。根據《2022-2023中國人工智能計算力發展評估報告》的預測，人工智能將逐漸應用于不同的領域，目前人工智能滲透度最高的五個行業分別為互聯網、金融、政府、電信和制造。本章將從B端、C端和G端三個角度，挖掘數字產業化對于產業數字化推進的影響和作用，以及梳理產業數字化進程中所包含的投資機會。3.1.ToB端3.1.1.工業信息化軟件端的革新將賦能工業信息化和智慧建筑，實現降本增效，同時工業機器人的進步將進一步提升生產效率。AI有望引領CAD、CAE、EDA等研發設計工業