大力推動中國數據存儲産業 掌握數字經濟發展主動權

當前,數據成為關鍵生産要素;作為數據載體,數據存儲産業已成為當今時代催生新質生産力的新引擎,預計到2025年中國數據圈規模將增至48.6ZB(字節),佔全球數據圈總量的27.8%,將成為全球第一數據大國。數據存儲應當作為國家戰略性、基礎性、先導性産業予以大力支援,為新質生産力的成長,提供優越的體制機制環境以及豐富的科技創新資源。

面對全球數據量爆髮式的增長和人工智慧時代的到來,推動以數據為核心的新型基礎設施的發展,也帶來了對數據存儲技術和産業的變革。諸如:如何發揮發揮數據新要素、激活數據新動能、挖掘數據新價值、如何“以存促算”等等問題。我們應當在新型數字基礎設施建設中,全面採用以先進的數據存儲技術替代傳統技術,通過新型算力基礎設施整體系統的提升釋放算力能力。

根據IDC統計,當前美國半導體先進快閃記憶體在存儲市場中的佔比為53%,相比之下中國的同類佔比僅為18.2%,是全球平均水準的一半左右。相較之下我國在發展和推廣先進存儲技術應用方面還相對落後。以先進SSD固態硬碟替代傳統的HHD機械硬碟,在存儲領域被人稱作是一場技術更新換代的“存儲革命”。鋻於我國在傳統機械硬碟産業方面缺乏基礎,所以這場“存儲革命”也是我國發展數據存儲産業的重要機遇。今天,發展先進的數據存儲産業一方面是順應資訊技術發展趨勢,另一方面也是提升數據存儲設備供應鏈安全的有效舉措,也必將帶動我國數據存儲産業在新一代科技變革中的整體發展。為此,我們要充分發揮舉國體制優勢積極推動這場“存儲革命”。

據統計全球數據存儲産業規模已接近3千億美元,未來市場空間巨大,並將持續保持高速增長態勢。據IDC、Gartner等第三方諮詢機構預測,我國存儲産業規模到2025年,上游産業鏈超過2600億元人民幣,中下游超過8000億元,我國存儲産業直接投資總額將超過萬億元規模。我國數據存儲産業鏈已基本成熟,不僅實現了産業國産化,也具備了國際競爭力。我們要通過政策引導,注重産業協同和生態建設,全面推動國産數據存儲産業的繁榮發展。

一、中國發展存儲産業的必要性和緊迫性

1.打破跨國公司的壟斷

數據存儲是以數據存儲容量為核心,包含性能表現、安全可靠、綠色低碳在內的綜合數據存儲服務能力,是激活數據要素的核心動能。存儲産業歷來是一個高度壟斷性的行業。從全球市場份額來看,動態隨機存取記憶體(DRAM)市場是三星、美光、海力士的三分天下,2023年數據顯示它們佔有了95%的市場份額;快閃記憶體(NAND Flash)市場被三星、鎧俠、西部數據、美光、海力士五家所瓜分,2023年Q4季度,它們佔據了90%的市場份額。由此可見,今後中國存儲産業必須打破外國跨國公司的壟斷,才能爭得自己的一席之地。

2.為新一代資訊技術發展提供支撐

數據顯示,人工智慧引領的新一代資訊技術將會越來越依賴於存儲技術,例如一台人工智慧伺服器的DRAM使用量是普通伺服器的8倍,預計在2025年存儲晶片行業的市場規模將創下歷史新高。如今,全球數據存儲産業規模已接近3千億美元,未來市場空間巨大,並將持續保持高速增長態勢。

面向未來的更高需求,當前發達國家正大力增強存儲相關的研發投入,如美國國會2021年根據《美國創新與競爭法案》授權,將在5年內撥款1100億美元用於基礎和先進技術研究,覆蓋“10大關鍵技術”,其中包括“數據存儲和數據管理技術”,與“人工智慧”、“量子計算”、“生物技術”、“先進能源”等等前沿技術並駕齊驅。

過去,我們往往將數據存儲看作産品,與電腦的電源、鍵盤、機殼等等同樣看待,當作一種電腦配件。顯然在以數據為生産要素的數字時代,面對數據存儲這樣龐大的産業規模和重要的産業地位,我們要重新認知。就如軟體業,早先在電腦發展初期的主機時代,也被當作主機的配套産品,但後來隨著軟體業發展壯大,眼下已被公認為是一個基礎性、戰略性、先導性産業。今天對數據存儲,也應作為産業來抓,引導産業上下游協同發展,抓住新一代産業變革的黃金時期,在我國數據量即將躍居世界第一的大背景下,成長為類似于軟體産業的新産業。

二、中國存儲産業已基本具備國際競爭力,通過雙迴圈拉動有望成為中國的又一新名片。

在多年自主創新的基礎上,特別是通過近年來抵制美國制裁的頑強鬥爭中,我國新型半導體存儲産業取得了重大發展,基本上達到了自立自強的要求。這一産業鏈的上游包含NAND Flash(SSD顆粒)、SSD主控晶片和DRAM(記憶體),中游包含存儲整機和存儲系統,下游為應用與服務。

我國數據存儲産業鏈已經基本成熟,數據存儲産業上游主要包括NAND Flash(SSD顆粒)、SSD主控晶片、DRAM(記憶體)和HDD(機械硬碟)。目前我國部分企業的NAND Flash和DRAM晶片,已經達到全球行業主流的水準及生産能力,例如我國企業的232層三維快閃記憶體晶片與美光同系列産品相當,代表業界最先進水準,相比國外廠家,具備存儲密度高、生産週期短、定制化能力強等優勢。我國SSD主控廠商正迅速崛起,國內自主研發的SSD主控晶片已經有十幾家廠商的産品得到商用,用戶給出良好的實際體驗。

數據存儲産業的中游,包含數據存儲整機和存儲系統。我國數據存儲整機及系統産業已具備國際領先技術水準,在全球數據存儲行業頭部企業方面,美國的DellEMC和中國的華為分別居第一、第二位。數據存儲整機的核心能力和競爭力構築在核心存儲晶片、系統架構和軟體之上,與伺服器有本質區別。國産數據存儲系統通過編碼演算法、晶片卸載和大容量/高密度盤等快閃記憶體介質應用技術,進一步構建了全球領先的自主可控、高密度、低功耗的全快閃記憶體數據存儲系統競爭力。在解決萬卡和十萬卡時代,我國大廠推出面向AI大模型新興場景的新一代高性能存儲産品,整合了數據編織、近存計算、高性能文件系統、全交換機群、知識簡縮、知識語義感知存儲等關鍵核心技術,可將算力中心的能力提升近30%左右,這代表中國在快閃記憶體部件和整機能力方面已經處於全球先進水準。為此,我們應當在新型數字基礎設施建設中,積極推動先進的數據存儲技術替代傳統技術,通過提供高能效、高可靠的數據“存取能力”(即“存力”),達到“以存強算”、“以存補算”,以提升算力效率。

數據存儲産業的下游主要是多種應用與服務。在多年奮鬥、持續創新的基礎上,我國數據存儲産業已經取得了重大發展,目前國産品牌的産品在國內市場佔比85%,在全球市場佔比20%。可以説,這一産業已經達到了科技自立自強的要求。今後在超大規模市場需求的牽引下,依靠國內國際雙迴圈,以存儲整機廠商為龍頭帶動整個産業鏈上下游和生態蓬勃發展,我國數據存儲産業必將迎來高速發展期,實現新的飛躍。

三、中國存儲産業發展面臨的主要的問題

1.“算力”與“存力”均衡配置,要克服“算力輕存力”的傾向。

當前隨著人工智慧的突飛猛進,我國各地興起了AI算力中心建設熱潮,旨在為AIGC提供強大算力。不過人們往往將算力簡單地理解為“計算力”,而實際上真正的算力或稱之為“廣義算力”,應由三部分組成:即算力、存力和運力。其中,算力是處理數據的能力,存力是存儲數據的能力,運力是傳輸數據的能力,三者缺一不可。一個算力中心(包括各類數據中心)為取得最大的經濟社會效益,三者應當均衡配置,不能偏廢失調。

2.加大對先進存儲技術研發和創新,推動以先進的固態硬碟SSD取代傳統機械硬碟HDD的“存儲革命”。

機械硬碟HDD佔據了我國存儲領域近80%的存量市場,由於歷史原因,我國HDD産業卻接近空白。該市場一直被美國希捷/西部數據、日本東芝三家廠商所壟斷,這意味著我們存在著嚴重的核心技術“受制於人”的風險。針對這種情況,鋻於我國HDD産業基礎差,再加上目前HDD技術本身已經落後,並逐步走向衰弱的事實,我國應儘快轉向先進的半導體存儲技術,儘快從國家戰略層面在半導體存儲領域啟動以“固態硬碟SSD全面取代機械硬碟HDD的計劃”。目前SSD在性能、效率、節能、可靠性等等方面已全面超越HDD,即使在價格方面,預計到2026年左右,SSD在價格方面也將優於HDD。實際上在SSD取代HDD方面,發達國家走在我們之前。據IDC統計,當前美國半導體全快閃記憶體的市場佔比為53%,相比之下,中國的同類佔比為18.2%,僅是全球平均水準的一半。同樣,反映在算力中心的存力方面,美國採用SSD先進存力的佔比為 52.8%,而中國為24.7%,僅是美國的46.7%。數據表明,我國在發展和推廣先進存儲技術方面實際上已落後於世界發展潮流,應當急起直追。

四、推進中國存儲産業發展的建議

1.産業發展,標準先行。

為促進産業更好的發展,可以“行標”或“團標”的方式,發佈“算力中心建設指南”,提出“算力”與“存力”的適當比率範圍;提出“存力”中採用SSD先進存力的適當比率範圍,避免大力發展算力中心建設中的某些傾向,均衡部署,均衡發展,搶佔新一輪科技革命和産業變革的制高點。

2.政策引導,積極推動SSD取代HDD。

存儲設備在政府採購、招標中,應優先支援SSD,不得以單一價格指標作為評標依據;重要基礎設施的存儲設備,政府應政策引導,指定採用國産SSD以此促進國産SSD的産業發展。

3.安全測評,公平公正。

美光未通過中國政府對其的安全審查,為國産存儲産業發展提供發展窗口期。存儲領域應以此為契機,重視對存儲産品的安全審查,包括供應鏈安全、資訊安全、數據安全等等。尤其是對於存儲整機、主控晶片、存儲文件系統等等關鍵核心技術,建議參照信創工作經驗,實施“自主可控測評”(或“安全可靠測評”),根據第三方測評機構給出的測評分值作為選擇依據。

4.韆鞦大業,人才為先。

重視高校存儲産業人才培養。存儲産業為技術密集型産業,産品研發需要大量具有存儲技術研發能力的人才,目前國內僅有10+高校開展存儲領域研究,領軍教授10+,博士隊伍100+,碩士不足300人,這對中國整個存儲産業和應用市場體量來説顯然是不匹配的,急需在高校增設存儲專業、課程、實驗室等,擴大存儲人才培養規模,並從收入、激勵機制、基本公共服務等多角度構建新的人才政策,吸引並聚集國內外優秀人才。

5.集聚産業,協同攻關。

建議在國家科技攻關計劃和相關産業鏈中設立存儲專項,組織國內産學研用各界聯合攻關,實現全産業鏈風險可控;成立存儲國家實驗室、國家級科創平臺等,開展前沿技術研究,形成原創性成果,提升國産存儲全球技術競爭力。

綜上所述,鋻於數據存儲在現代科技中的重要地位,我國應抓住中國存儲産業面臨的重大機遇和挑戰,積極推動新一輪科技革命和産業變革,掌握數字經濟競爭發展主動權。