2020年全球人工智能基础设施战略与政策观察.pdf

全 球 人 工 智 能 基 础 设 施战 略 与 政 策 观 察（ 2020年 ）中 国 通 信 学 会2020年 12月版 权 声 明本 前 沿 报 告 /白 皮 书 版 权 属 于 作 者 单 位 ， 并 受 法 律 保 护 。转 载 、 摘 编 或 利 用 其 它 方 式 使 用 本 报 告 文 字 或 者 观 点 的 ， 应注 明 “来 源 ： 中 国 通 信 学 会 ”。 违 反 上 述 声 明 者 ， 本 学 会 将 追究 其 相 关 法 律 责 任 。专 家 组 和 撰 写 组 名 单专 家 组 ：陈 金 桥 中 国 通 信 学 会 经 济 与 管 理 创 新 委 员 会 副 主 任 委 员辛 勇 飞 中 国 信 通 院 政 策 与 经 济 研 究 所 所 长徐 志 发 中 国 信 通 院 产 业 与 规 划 研 究 所 所 长王 爱 华 中 国 信 通 院 副 总 工 程 师朱 小 燕 清 华 大 学 教 授 、 智 能 技 术 与 系 统 国 家 重 点 实 验 室 主 任马 源 国 务 院 发 展 研 究 中 心 企 业 研 究 所 研 究 室 主 任蒋 洁 南 京 信 息 工 程 大 学 中 意 网 络 侵 权 研 究 所 所 长张 吉 豫 中 国 人 民 大 学 法 学 院 未 来 法 治 研 究 院 执 行 院 长何 伟 中 国 信 通 院 政 策 与 经 济 研 究 所 副 所 长李 原 中 国 信 通 院 产 业 与 规 划 研 究 所 副 所 长负 责 人 ：刘 铁 志 中 国 信 通 院 政 策 与 经 济 研 究 所 战 略 部 主 任谢 智 刚 中 国 信 通 院 产 业 与 规 划 研 究 所 大 数 据 与 数 字 经 济 部 主 任胡 昌 军 中 国 信 通 院 政 策 与 经 济 研 究 所 战 略 部 副 主 任协 调 人 ：韩 凯 峰 中 国 信 通 院 政 策 与 经 济 研 究 所 战 略 部 研 究 员王 强 中 国 信 通 院 产 业 与 规 划 所 人 工 智 能 与 数 据 治 理 中 心 副 主 任成 员 ：赵 勇 中 国 信 通 院 产 业 与 规 划 所 大 数 据 与 数 字 经 济 部 主 任 工 程 师邱 艳 娟 中 国 信 通 院 产 业 与 规 划 所 大 数 据 与 数 字 经 济 部 主 任 工 程 师金 夏 夏 中 国 信 通 院 政 策 与 经 济 研 究 所 战 略 部 研 究 员詹 远 志 中 国 信 通 院 政 策 与 经 济 研 究 所 战 略 部 研 究 员张 芳 纯 中 国 信 通 院 政 策 与 经 济 研 究 所 战 略 部 研 究 员刘 媛 媛 中 国 信 通 院 政 策 与 经 济 研 究 所 战 略 部 研 究 员苏 乐 中 国 信 通 院 产 业 与 规 划 研 究 所 大 数 据 与 数 字 经 济 部 研 究 员黄 馨 艺 中 国 信 通 院 产 业 与 规 划 研 究 所 大 数 据 与 数 字 经 济 部 研 究 员前 言当 前 ， 新 一 轮 科 技 革 命 和 产 业 变 革 深 入 发 展 ， 人 工 智 能 作 为 新 一代 信 息 技 术 的 重 要 发 展 方 向 ， 正 在 与 5G、 云 计 算 、 大 数 据 等 数 字 技术 交 织 并 进 、 融 合 创 新 ， 共 同 构 筑 起 赋 能 千 行 百 业 的 新 型 基 础 设 施 。党 中 央 、 国 务 院 高 度 重 视 人 工 智 能 等 新 型 基 础 设 施 发 展 ， 习 近 平 总 书记 多 次 作 出 指 示 批 示 ， 强 调 要 “ 加 快 传 统 基 础 设 施 和 5G、 人 工 智 能等 新 型 基 础 设 施 建 设 ” 。 党 的 十 九 届 五 中 全 会 指 出 “推 动 互 联 网 、 大 数据 、 人 工 智 能 等 同 各 产 业 深 度 融 合 ， 推 动 先 进 制 造 业 集 群 发 展 ， 构 建一 批 各 具 特 色 、 优 势 互 补 、 结 构 合 理 的 战 略 性 新 兴 产 业 增 长 引 擎 ”。加 快 打 造 具 备 先 进 水 平 的 人 工 智 能 基 础 设 施 ， 是 推 动 科 技 跨 越 发 展 、产 业 优 化 升 级 、 生 产 力 整 体 跃 升 的 重 要 抓 手 ， 对 提 升 我 国 公 共 服 务 智能 化 水 平 ， 助 力 培 育 数 字 经 济 、 构 建 智 能 社 会 意 义 重 大 。为 更 好 地 认 识 人 工 智 能 基 础 设 施 ， 推 动 其 健 康 可 持 续 发 展 ， 专 委会 组 织 中 国 信 息 通 信 研 究 院 政 策 与 经 济 研 究 所 、 产 业 与 规 划 研 究 所 研究 团 队 ， 开 展 深 入 调 查 研 究 并 形 成 本 报 告 。 主 要 包 含 以 下 内 容 ： 第 一部 分 探 究 了 人 工 智 能 基 础 设 施 的 内 涵 及 范 围 ； 第 二 部 分 梳 理 并 总 结 全球 主 要 国 家 及 地 区 人 工 智 能 基 础 设 施 发 展 战 略 及 特 点 ； 第 三 部 分 围 绕数 据 资 源 、 算 法 框 架 、 算 力 资 源 、 开 放 平 台 等 人 工 智 能 基 础 设 施 核 心内 容 进 行 了 系 统 分 析 ； 第 四 部 分 对 加 快 我 国 人 工 智 能 基 础 设 施 发 展 提出 了 一 些 思 考 。 期 待 本 报 告 能 够 为 社 会 各 界 提 供 有 价 值 的 参 考 ， 不 妥之 处 请 不 吝 指 正 。 中 国 通 信 学 会 经 济 与 管 理 创 新 委 员 会 副 主 任 委 员2020 年 12 月目 录一 、 人 工 智 能 基 础 设 施 的 内 涵 及 范 围 .1（ 一 ） 何 为 “ 新 型 基 础 设 施 ” .1（ 二 ） 何 为 “ 人 工 智 能 基 础 设 施 ” .3二 、 人 工 智 能 基 础 设 施 全 球 战 略 布 局 .6（ 一 ） 全 球 人 工 智 能 基 础 设 施 战 略 图 景 .7（ 二 ） 我 国 积 极 推 动 人 工 智 能 基 础 设 施 发 展 .9三 、 人 工 智 能 基 础 设 施 发 展 态 势 剖 析 .11（ 一 ） 数 据 资 源 逐 步 实 现 开 放 共 享 .11（ 二 ） 算 法 框 架 有 效 集 成 AI 核 心 能 力 .17（ 三 ） 算 力 资 源 走 向 云 边 协 同 与 定 制 化 .20（ 四 ） 开 放 平 台 呈 现 建 设 主 体 多 元 化 .24四 、 为 人 工 智 能 基 础 设 施 发 展 营 造 良 好 环 境 .29（ 一 ） 人 工 智 能 基 础 设 施 发 展 面 临 的 问 题 .29（ 二 ） 加 快 构 建 人 工 智 能 基 础 设 施 的 思 考 .301一 、 人 工 智 能 基 础 设 施 的 内 涵 及 范 围“新 型 基 础 设 施 ”一 词 自 2018 年 底 召 开 的 中 央 经 济 工 作 会 议 以 来备 受 关 注 。 习 近 平 总 书 记 强 调 ， 要 “加 强 人 工 智 能 、 工 业 互 联 网 、 物联 网 等 新 型 基 础 设 施 建 设 ”。 此 后 ， 新 型 基 础 设 施 这 一 词 被 多 次 提 及 。例 如 ， 2019 年 12 月 中 央 经 济 工 作 会 议 强 调 “加 强 战 略 性 、 网 络 型 基础 设 施 建 设 ， 稳 步 推 进 通 信 网 络 建 设 ”； 2020 年 2 月 中 央 全 面 深 化 改革 委 员 会 第 十 二 次 会 议 强 调 “统 筹 存 量 和 增 量 、 传 统 和 新 型 基 础 设 施发 展 ， 打 造 集 约 高 效 、 经 济 适 用 、 智 能 绿 色 、 安 全 可 靠 的 现 代 化 基 础设 施 体 系 ”； 2020 年 4 月 召 开 的 国 务 院 常 务 会 议 强 调 “加 快 推 进 信 息 网络 等 新 型 基 础 设 施 建 设 ”。当 前 ， 以 人 工 智 能 、 5G 、 云 计 算 等 为 代 表 的 新 型 基 础 设 施 受 到社 会 各 界 高 度 关 注 ， 发 展 意 义 重 大 。 尤 其 在 当 前 国 内 外 经 济 形 势 严 峻复 杂 、 不 稳 定 性 不 确 定 性 明 显 上 升 、 风 险 挑 战 持 续 加 大 的 背 景 下 ， 发展 新 基 建 不 仅 成 为 我 国 稳 投 资 、 促 消 费 、 稳 增 长 的 有 效 手 段 ， 更 是 推动 行 业 数 字 化 转 型 的 关 键 举 措 ， 已 成 为 数 字 经 济 创 新 发 展 的 关 键 支 撑 。总 体 而 言 ， 加 快 新 型 基 础 设 施 建 设 是 助 力 我 国 实 现 经 济 高 质 量 发 展 的重 要 途 径 之 一 ， 利 当 代 、 惠 长 远 。（ 一 ） 何 为 “新 型 基 础 设 施 ”纵 观 人 类 历 史 发 展 进 程 ， 每 一 次 重 大 科 技 变 革 和 工 业 革 命 之 际 ，都 出 现 了 一 些 全 新 的 基 础 设 施 。 “ 新 型 基 础 设 施 ” 是 科 技 进 步 与 经 济社 会 发 展 演 进 相 互 作 用 的 产 物 。 在 第 一 次 工 业 革 命 时 期 ， 出 现 了 铁 路 、运 河 等 基 础 设 施 ； 在 第 二 次 工 业 革 命 时 期 ， 出 现 了 高 速 公 路 、 电 网 等2基 础 设 施 ； 在 第 三 次 工 业 革 命 期 间 ， 发 明 了 互 联 网 、 移 动 通 信 网 等 信息 基 础 设 施 ； 当 前 正 处 于 新 一 轮 科 技 革 命 和 产 业 变 革 发 展 浪 潮 中 ， 正孕 育 着 新 型 基 础 设 施 的 出 现 。首 先 ， “基 础 设 施 ”是 用 于 保 证 特 定 区 域 内 经 济 社 会 活 动 正 常 运 转的 公 共 服 务 系 统 ， 是 社 会 赖 以 生 存 发 展 的 一 般 物 质 条 件 。 广 义 上 看 ，基 础 设 施 主 要 包 含 三 大 类 ： 一 是 经 济 性 基 础 设 施 ， 指 直 接 参 与 、 支 持城 市 物 资 生 产 过 程 的 基 础 设 施 部 门 ， 包 括 交 通 运 输 系 统 （ 市 内 交 通 、对 外 交 通 等 ） 、 能 源 系 统 、 信 息 系 统 （ 通 信 、 邮 政 、 广 电 等 ） 、 水 利 工程 、 城 市 给 排 水 系 统 、 环 境 卫 生 设 施 等 ， 旨 在 提 供 经 济 性 公 共 服 务 ；二 是 社 会 性 基 础 设 施 ， 指 提 高 城 市 福 利 水 平 、 间 接 影 响 城 市 物 资 生 产过 程 的 基 础 设 施 部 门 ， 包 括 文 化 教 育 、 医 疗 卫 生 、 社 会 福 利 以 及 基 础研 究 等 公 共 服 务 设 施 ， 旨 在 提 供 社 会 性 公 共 服 务 ； 三 是 配 套 机 构 和 制度 机 制 ， 包 括 法 律 法 规 、 政 策 性 文 件 、 行 政 管 理 等 。 基 础 设 施 具 备 以下 特 征 ： 一 是 基 础 性 ， 即 对 各 行 业 的 发 展 以 及 绝 大 多 数 经 济 活 动 的 展开 必 不 可 少 ； 二 是 先 导 性 ， 即 需 要 适 度 超 前 建 设 ， 为 经 济 发 展 奠 定 坚实 基 础 ； 三 是 公 共 普 惠 性 ， 即 能 够 形 成 社 会 化 的 服 务 ， 受 众 广 ； 四 是强 外 部 性 ， 即 能 够 为 自 身 以 及 其 他 各 行 业 发 展 赋 能 增 效 。其 次 ， “新 型 ”是 基 于 新 一 代 科 学 技 术 产 生 的 基 础 设 施 新 形 态 。 “新型 ”是 相 对 传 统 基 础 设 施 而 言 的 ， 随 着 科 学 技 术 不 断 演 进 、 创 新 ， 基础 设 施 形 态 也 在 不 断 更 新 变 化 。 如 当 前 的 新 基 建 概 念 侧 重 于 以 数 字 化 、网 络 化 、 智 能 化 为 核 心 特 征 ， 基 于 人 工 智 能 、 5G、 物 联 网 、 工 业 互联 网 、 云 计 算 等 新 一 代 信 息 技 术 发 展 而 形 成 的 基 础 设 施 。3根 据 国 家 发 展 和 改 革 委 界 定 ， “新 型 基 础 设 施 ”是 以 新 发 展 理 念 为引 领 ， 以 技 术 创 新 为 驱 动 ， 以 信 息 网 络 为 基 础 ， 面 向 高 质 量 发 展 需 要 ，提 供 数 字 转 型 、 智 能 升 级 、 融 合 创 新 等 服 务 的 基 础 设 施 体 系 。 从 分 类看 ， 新 型 基 础 设 施 分 为 信 息 基 础 设 施 、 融 合 基 础 设 施 、 创 新 基 础 设 施三 类 。 信 息 基 础 设 施 是 整 个 新 型 基 础 设 施 的 核 心 ， 包 含 通 信 网 络 基 础设 施 、 新 技 术 基 础 设 施 、 算 力 基 础 设 施 。 融 合 基 础 设 施 是 传 统 基 础 设施 转 型 升 级 的 重 要 支 撑 ， 是 新 一 代 信 息 基 础 设 施 在 各 行 业 深 度 融 合 的产 物 。 创 新 基 础 设 施 是 指 支 撑 科 学 研 究 、 技 术 开 发 、 产 品 研 制 等 具 有公 共 属 性 的 基 础 设 施 ， 如 重 大 科 技 基 础 设 施 、 科 教 基 础 设 施 、 产 业 技术 创 新 基 础 设 施 等 。 人 工 智 能 基 础 设 施 是 以 信 息 基 础 设 施 为 主 要 形 态 ，同 时 兼 具 融 合 基 础 设 施 以 及 创 新 基 础 设 施 部 分 特 点 的 新 型 基 础 设 施 。（ 二 ） 何 为 “人 工 智 能 基 础 设 施 ”未 来 十 年 是 全 球 发 展 数 字 经 济 、 迈 入 智 能 社 会 的 黄 金 发 展 期 。 着力 发 展 人 工 智 能 基 础 设 施 ， 将 为 我 国 人 工 智 能 产 业 发 展 壮 大 、 数 字 经济 蓬 勃 发 展 提 供 强 大 牵 引 力 。 从 推 动 人 工 智 能 产 业 发 展 看 ， 人 工 智 能基 础 设 施 将 推 动 人 工 智 能 与 5G、 云 计 算 、 大 数 据 等 领 域 深 度 耦 合 ，有 效 推 动 技 术 资 源 向 创 新 领 域 集 聚 ， 加 快 转 变 发 展 方 式 、 拓 展 发 展 空间 、 增 强 发 展 动 力 ， 助 力 实 现 智 能 产 业 化 与 产 业 智 能 化 协 同 并 进 。 从推 进 国 家 战 略 转 型 看 ， 发 展 人 工 智 能 基 础 设 施 ， 将 促 进 社 会 资 源 的 高效 利 用 ， 为 我 国 构 建 “ 国 内 国 际 双 循 环 ” 的 新 发 展 格 局 提 供 重 要 支 撑 ，为 全 球 经 济 可 持 续 发 展 注 入 强 大 动 能 。4报 告 认 为 ， 人 工 智 能 基 础 设 施 （ AI 基 础 设 施 ） 是 以 “ 高 质 量 网络 ” 为 关 键 支 撑 ， 以 “ 数 据 资 源 、 算 法 框 架 、 算 力 资 源 ” 为 核 心 能 力要 素 ， 以 “ 开 放 平 台 ” 为 主 要 赋 能 载 体 ， 能 够 长 期 提 供 公 共 普 惠 的 智能 化 服 务 的 基 础 设 施 。AI 基 础 设 施 将 有 力 促 进 AI 产 业 发 展 ， 深 入 赋 能 行 业 应 用 ， 为培 育 数 字 经 济 、 构 筑 智 能 社 会 提 供 关 键 承 载 。 从 主 要 特 征 看 ， AI 基础 设 施 既 需 要 满 足 两 大 类 （ 包 括 8 小 项 ） 新 型 基 础 设 施 的 基 本 属 性 ，即 “基 础 及 公 共 性 ”（ 包 括 基 础 性 、 公 共 普 惠 性 、 强 外 部 性 ） 和 “技 术先 进 性 ”（ 包 括 技 术 迭 代 快 、 软 硬 兼 备 、 数 据 驱 动 、 协 同 融 合 、 价 值赋 能 ） ， 同 时 还 需 具 备 2 项 重 要 特 征 ， 即 “赋 能 智 能 化 行 业 应 用 ”和 “支撑 人 工 智 能 产 业 高 质 量 发 展 ”， 如 图 1.1 所 示 。图 1.1 人 工 智 能 基 础 设 施 的 主 要 特 征5从 核 心 内 容 看 ， 人 工 智 能 基 础 设 施 主 要 包 含 两 部 分 内 容 ： 一 是 以算 力 资 源 、 数 据 资 源 、 算 法 框 架 为 核 心 的 AI 能 力 要 素 ， 二 是 以 服 务医 疗 、 交 通 、 制 造 等 各 垂 直 行 业 智 能 化 应 用 的 AI 开 放 平 台 。 图 1.2为 AI 基 础 设 施 体 系 视 图 。图 1.2 人 工 智 能 基 础 设 施 体 系 视 图“数 据 、 算 法 、 算 力 、 开 放 平 台 ”是 构 成 AI 新 基 建 的 核 心 内 容 。一 是 数 据 资 源 ， 包 括 以 政 府 、 企 业 、 高 校 、 开 源 社 区 等 为 主 体 构 建 的开 放 数 据 集 （ 包 括 行 业 专 用 的 开 放 数 据 集 ） ， 能 够 为 AI 算 法 提 供 数 据供 给 ， 加 速 AI 模 型 优 化 ， 提 高 AI 平 台 的 行 业 赋 能 水 平 。 二 是 算 法 框架 ， 既 包 括 传 统 机 器 学 习 算 法 、 知 识 图 谱 等 ， 也 包 括 开 源 算 法 框 架 、深 度 学 习 开 发 框 架 、 AI 算 法 部 署 工 具 、 开 源 代 码 库 等 ， 能 够 充 分 整合 AI 算 法 及 工 具 集 资 源 ， 对 外 输 出 智 能 化 技 术 能 力 。 三 是 算 力 资 源 ，包 括 AI 芯 片 、 AI 云 、 智 能 计 算 中 心 等 产 品 及 服 务 形 态 ， 其 能 够 为AI 算 法 及 应 用 提 供 更 高 性 能 、 更 低 成 本 的 计 算 能 力 。 四 是 AI 开 放 平台 ， 包 括 自 动 驾 驶 AI 平 台 、 城 市 大 脑 AI 平 台 、 医 疗 影 像 AI 平 台 、