AI新基建架构设计与经济价值研究

□ 文 /赛迪顾问 中国高新技术产业导报

2016年，人工智能AlphaGo成功击败围棋世界冠军李世石，引发世界巨大反响。美国、中国、英国、日本等国随即快速布局，将人工智能提升至维护国家安全和保持科技领先的战略层面。2017年，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，对我国人工智能产业进行全面系统的顶层架构设计，开启了中国智能产业新时代。

经历数年的爆发式发展，中国人工智能产业逐渐成熟，核心产业规模已突破千亿元，一批人工智能独角善企业成为世界创新的引领者，中国人工智能产业正在迈向新阶段。

时代进步，浪潮更迭。蒸汽时代，道路基建使得生产要素得以运输；电气时代，电网基建使得电力能源得以输送；信息时代，网络基建使得大量数据得以交换。世界的每一轮科技革命都需要全新的基础设施进行支撑。基础设施的建设是社会发展的基石，国家层面的大型的工程成为社会发展的阶梯。正因为基础设施的建设，科技浪潮的技术成果实现积累，社会经济完成腾飞前的准备。

如今智能革命的浪潮势不可挡，社会对于智能化的需求不断增加，现有的人工智能基础要素正接受前所未有的挑战。加之世界黑天鹅事件频发，全球经济下行压力加剧，新型基础设施建设成为国家保持经济平稳发展、激发经济活力的切入点。新基建受到全社会的高度关注，人工智能作为新一轮产业变革的核心驱动力，在新基建中占据不可或缺的位置。

“软硬兼修”的中国Al新基建

人工智能基础设施建设，相比于传统基础设施，Al新基建不但需要实体硬件设施的建设支撑，而且需要软件系统、智能平台等软实力建设。最终，人工智能基础设施的建设要实现软实力与硬实力有机的统一，从而软硬一体发挥效能。

▶ Al新型基础设施建设内容

人工智能基础设施需要体系化、系统性地从整体角度进行建设。人工智能产业具有很强的独特性，建设的内容既包含软件算法、智能平台等软实力的搭建，又需要网络、计算、存储等硬件设施的建设进行支撑。利用智能化核心将软件与硬件融为有机整体，最终可实现智能化赋能。

体系架构

目前来看，人工智能新基建的建设内容涉及信息基础设施、创新基础设施和融合基础设施三个方面，是从基础能力建设到创新服务提供再到应用试点升级全流程的体系化架构（如图1）。

信息基础设施在硬件层面对人工智能进行支撑，为人工智能产业发展提供所需的基础资源；同时人工智能产业仍需要长期探索和不断地创新演进，创新基础设施的建设为产业核心能力发展提供动力；融合基础设施是Al新基建的价值体现，人工智能传统领域的赋能和新兴业态的激发将促进社会经济的发展。

人工智能平台将成为核心基础输出点

目前，入工智能开放创新平台是人工智能技术标准化输出的重要端口，是Al新基建的重点建设内容之一。在人工智能开放平台中，用户可以根据自身需求以相对低成本的方式获取智能化能力。

国家对于人工智能开放创新平台给予越来越多的关注，科技部等多部门大力支持国家新一代人工智能开放创新平台建设，截至2019年，已有15家单位成功入选国家新一代人工智能开放创新平台。

创新基础设施建设为人工智能提供源动力

相比于很多产业，人工智能是能够随着社会发展不断进化的独特性产业。在新基建的实施整体设计过程中，既要求人工智能技术能够有效为社会提供服务，又需要考虑到人工智能的动态发展特性，打好人工智能产业发展的底座。

创新基础设施的建设是人工智能核心技术能力增长的重要渠道，在创新基础设施载体中，人工智能技术能够实现更加快速地研发迭代，从而保持人工智能产业活力。

▶Al新型基础设施建设理念

人工智能新型基础设施建设意在加强社会链接能力，为社会提供重要基础服务支撑。通过打造可靠安全的网络体系强化核心可控能力。

数字产业是未来时代势不可挡的发展趋势，数字化与智能化相辅相成，协同并进，智能化扩充数据积累，数字化为智能提供燃料。人工智能新型基础设施建设同时要为社会治理和民生应用赋能，智慧化的治理手段与智能化的生活方式是Al新基建的最终成果体现（如图2）。

▶Al新型基础设施建设指南

人工智能新型基础设施的建没需要大量的资金投入和长期的时间投入。作为前沿探索性新兴产业，人工智能的新型基础设施建设需要研发与实践协同并进。前期阶段，主要建设方向应为通信和计算类基础设施的构建，夯实人工智能技术能力根基。中期阶段，研究能力与核心能力输出成为入工智能基础设施建设关键，基础设施的建设既要保证设施的延续性，又要为社会实现赋能。长期阶段则要统筹引领，扩大应用实现规模效应，最终形成人工智能基础设施体系。

北京和上海率先推出新型基础设施行动方案，在顺应区域发展战略，依托当地资源基础的同时，重点保障措施。对比来看，北京着重构建生态形成网络、数据、创新、应用、安全的全方位体系；上海抢抓人工智能阵地，重视技术的应用落地，拓展丰富创新场景（如图3）。

图3 北京和上海新基建建设行动方案主要内容对比

Al新基建将成为经济发展“催化剂”

智能化基础设施建设为人工智能产业提供有力的基础支撑，进而助推人工智能产业驶入加速车道。人工智能产业的蓬勃发展将衍生出全新经济业态、赋能传统行业智能化升级，对经济发展产生重要的推动作用。

人工智能新基建将从三大方面深刻影响社会经济的发展。

第一方面，人工智能领域基础设施建设将对人工智能产业本身产生巨大的促进作用。计算能力的提升、数据资源的丰富、创新研发的升级将成为人工智能产业进一步深化的基石。

第二方面，人工智能具有很强的技术融合性，5G、区块链、边缘计算等前沿新兴技术能够与人工智能产生技术协同效应。多元技术的融合将衍生出全新的应用场景和应用模式，激发新兴经济业态的形成。

第三方面，智能基建最终是要让整个社会经济享受到智能化的赋能，传统行业已经历了信息化、数字化的转型升级。在智能时代的趋势下，人工智能与实体经济的深度融合将带动传统行业紧随时代潮流，推动社会经济持续发展。

▶新基建开启人工智能新纪元

Al新基建将主要从核心能力提升、研发水平提高、试验场景丰富三个层面对人工智能产业起到加速作用。新基建的建设是未来人工智能实现产业化的关键，只有利用社会整体的力量共同建设，才能够为智能产业打造良好的底座，从而开启智能时代新纪元。

核心引擎强化升级助推人工智能产业驶入快车道。新型基础设施建设对于人工智能核心能力提升起到重要作用。计算能力、网络通信、数据资源等方面基础设施建设是Al新基建中对人工智能产业起到直接促进作用的因素。2019年中国数据中心IT投资规模为3698亿元，预计到2025年，系统智能化将受到更多的重视，数据中心IT投入将可能达到7071亿元（如图4）。2022年全球人工智能市场中用于算力的投资将超过176亿美元，该市场未来五年的复合增长率(2017-2022年的CAGR)将超过30%。人工智能基础支撑设施的强化会为人工智能产业提供强劲的发展动能，推动人工智能产业驶入快车道。

新基建加速创新能力，引导产业进入正向循环。目前，人工智能技术在能力上依旧属于弱人工智能，当前的人工智能只能基本满足人们对于智能的需求，做到相对准确的感知有目标输入的认知和简单的决策工作。从增强智能到人工智能，还需要科学家们长期的探索。AI新基建的提出能够全方位地为人工智能产业提供支撑，创新环境的构建能够加速人工智能技术研发，以技术进步推动产业发展，再以产业经济带动科技研发，从而形成新兴产业正向发展循环。

新基建为人工智能构造试验田，补齐智能生态闭环。Al新基建的建设重点中，以人工智能为核心支点的人工智能试验区是推动产业发展的关键一环。2019年8月，科技部制定并发布《国家新一代人工智能创新发展试验区建设工作指引》，以推动人工智能创新发展试验区的建设。试验区的建设不仅为人工智能产业提供试点示范的场所，而且为人工智能产业创造出与现有社会协同发展的磨合条件。大量的智能化应用得以在试验区内落地，并产生丰富的反馈数据，进而提升算法能力，最终形成智能生态的产业闭环。

▶新基建将进一步加强技术融通纽带

人工智能具有极强的技术融合特性，算力、算法和数据是人工智能发展的内生动力，新基建的提出能够围绕智能应用加速新兴技术与人工智能的协同。例如，云计算基础建设为人工智能提供计算资源保障，区块链技术的应用保障算法实现的安全性，5G提升了数据传输效率和稳定性，为更多应用场累提供可能（如图5）。

图4 中国数据中心IT投资规模及增长预测（亿元）

图5 人工智能与新兴技术融合机制

云计算：数据上云、业务上云、政务上云等已经成为目前社会数字化转型的重大工程。云计算通过数据中心整体的资源调度能够为人工智能提供计算能力的支撑。AI新基建将人工智能与云计算的纽带进一步加深。云计算需要人工智能的智能化资源管理，人工智能需要更强大的算力提供支撑。

5G：2019年5G技术已经在中国正式进入商用阶段，众多智能手机厂商和芯片厂商开始发布5G产品。5G技术的高性能传输通信能力将为拥有高速率、高精度、低延迟需求的人工智能应用提供可能性。5G与人工智能的基础设施协同建设将有助于衍生出更加丰富的应用场景。

区块链：区块链技术正成为全球技术发展的前沿，全球主要国家积极出台区块链相关政策，加快推动区块链技术和产业创新发展。区块链的发明有助于形成全球性的信用共识体系，能够在很大程度上提升人工智能的安全性和稳定性，为打开全新应用场景奠定基础。

▶新基建将有效推动经济列车快速前行

人工智能是引领新一轮科技革命和产业变革的战略性技术，具有溢出带动性很强的“头雁效应”。Al新基建将进一步催化更多全新的智能业态、对更多的传统行业产生赋能，在社会的产业、民生、治理、生态建设中发挥巨大的作用。在社会经过信息化、数字化的积累后，人工智能成为了将资源统筹起来的智慧大脑，通过更高效地资源调度、更充分地理解需求、更精准地因人施策，人工智能为社会经济发展带来新的理念。

智能基建有助于催生新兴经济业态。智能新基建在计算能力、信息连通、数据资源等方面对人工智能产业提供了重要的支撑，创新基础设施和融合基础设施为产业发展提供了源动力和试验田。产业环境高度利好，加速激发以人工智能为核心的新经济业态形成。数字孪生城市、自动驾驶、无人工厂、自动诊疗等前沿经济业态将在智能基建的助力下加速成熟，为社会发展提供活力。

新基建加速传统行业智能转型。人工智能主要在成本降低、效率提升、服务质量加强三个方面对传统行业实现赋能。新型基础设施的建设能够进一步加强入工智能的行业赋能效应。赛迪顾问依据上述指标维度，利用"有无对比法”，预测分析2030年新基建对人工智能行业赋能情况的效果进行评价。预测在物流、交通、文娱等行业，新基建的建设能够很大程度上加速智能普及、加快智能技术成熟、催生全新应用，从而产生更多的行业促进效果（如图6）。

随着中国开启新基建进程，人工智能作为新基建的建设重点之一，将受到宏观层面的强烈推动。在考虑到新基建的影响后，预计2030年人工智能产业将对经济增长产生10%的利好影响。经过新基建的建设，更多的传统行业能够以更低的成本应用人工智能，从而提升经济整体效率，降低经济运营成本（如图7）。

图6 人工智能新基建对重点行业赋能效果评价

图7 2030年人工智能对中国GDP的增长贡献率预测

AI新基建发展趋势与建议

▶AI新基建背景下的趋势研判

新型基础设施建设的提出将人工智能产业上升到了社会公共基础资源的战略范畴。人工智能将成为国家投资的重点，通过国家集中建设服务于全社会。中国人工智能产业的发展初期，人工智能是某些行业领域的科技探索。新基建的提出是将人工智能行业赋能的能力放大，从某些特殊领域的应用到全行业全社会的赋能。未来在新基建不断推进的背景下，人工智能产业将围绕能力升级和高效赋能的方向发展（如图8）。

在新基建的背景下，预计未来5年，人工智能产业将与人们的生活结合得更为紧密。人工智能产业的发展将更深层次地渗透到人们生产生活中。在人工智能的核心能力建设层面，认知能力的提升将成为未来机器能够更深刻理解人类世界的关键。机器的学习方式也将从大量的人工输入的指导模式，转换成为高度自主的自学习模式，大量的智能设备能够将学习到的知识相互联通，交互认证。未来，通用标准化的人工智能技术使得人们能够更加便捷低成本地赋予机器智能。城市的建设也将为了满足人们智能化的需求而发生改变。

▶AI新基建发展的对策建议

强化人工智能基础理论体系研究，鼓励构建技术与产业协同机制。为加强国家人工智能发展战略部署，抢抓发展机遇，要充分把握人工智能技术驱动特性，从核心基础理论与技术实现突破，强化我国人工智能基础理论研究体系，增强我国人工智能核心技术能力。人工智能核心基础理论的研究是系统性工程，需要政府加大投入，完善人工智能领域创新研发体系。要突破核心技术，增强发展动力。一方面需要持续优化现有技术，提升核心技术能力；另一方面需要积极布局前沿技术，为人工智能时代做好技术铺垫。要鼓励构建技术与产业协同机制，推动产、学、研、用之间融合互动，形成人工智能研发投入到产业盈利回流的良性资金循环体系。

加快完善人工智能法理体系，发展安全可靠的智能产业。随着人工智能与传统行业的融合逐步加深，智能驾驶、语音和图像识别等诸多领域都取得重大突破。随之而来的是人工智能产业发展所引发的安全、隐私、伦理等问题。中国人工智能产业飞速发展，大量的人工智能应用已经落地并逐渐向各行各业渗透，人工智能安全和标准化问题迫在眉睫。需要加快中国人工智能标准化体系的构建，实施多部门联动，综合考量，加快建立人工智能标准、测评、知识产权等服务体系。以政策法规体系正确引导人工智能技术向善发展，在可控制时尽为可控之事。

图8 未来5年新基建背景下的主要趋势

重视人工智能新型基础设施建设顶层设计，夯实智能时代经济发展动力基础。新型基础设施建设是复杂综合的系统工程，要围绕基础计算、基础网络、智能平台等建设统筹规划，把人工智能有关的基础建设视作“一盘棋”。坚持以市场规律为主导，技术能力为重点，赋能应用为抓手，对人工智能新型基础设施建设项目综合考量，优中选优，保障智能基建工程的整体性、一致性和兼容性。■