天津市自主可控信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈科技發(fā)展戰(zhàn)略研究

刁建超，楊 洋

(1.天津市高技術(shù)研究發(fā)展中心 天津 300051；2.天津市公安局 天津 300040)

0 引 言

習(xí)近平總書記在兩院院士大會上強調(diào)，要以關(guān)鍵共性技術(shù)、前沿引領(lǐng)技術(shù)、現(xiàn)代工程技術(shù)、顛覆性技術(shù)創(chuàng)新為突破口，敢于走前人沒走過的路，努力實現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控，把創(chuàng)新主動權(quán)、發(fā)展主動權(quán)牢牢掌握在自己手中。目前，我國在信息化發(fā)展過程中使用的軟硬件設(shè)備，尤其是高端芯片、操作系統(tǒng)、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫等還是依賴于進口，主要產(chǎn)品被英特爾、高通、IBM、甲骨文等外國公司壟斷，可能存在安全漏洞、后門設(shè)置等安全隱患。

為從根本上解決“卡脖子”技術(shù)的安全威脅，我們必須走自主可控發(fā)展道路。近年來，國家加大了相關(guān)領(lǐng)域的科研投入，并先后出臺了一系列激勵政策，自主可控關(guān)鍵軟硬件技術(shù)取得重大突破，研制出了一批具有代表性的自主可控軟硬件產(chǎn)品，經(jīng)過適配、測試和評估，具備了建立自主可控信息系統(tǒng)的條件和基礎(chǔ)，安全性得到較大提升。國產(chǎn)品牌整機功能、性能與國外同類產(chǎn)品相當(dāng)，具備一定的整機替代能力，計算機設(shè)備以聯(lián)想、曙光、浪潮為代表，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以華為、中興為代表，存儲設(shè)備以華為、曙光等為代表?；趪a(chǎn) CPU、操作系統(tǒng)的“飛騰麒麟”整機經(jīng)優(yōu)化適配后，已大量應(yīng)用于黨、政、軍等領(lǐng)域。數(shù)據(jù)庫方面，基礎(chǔ)軟件發(fā)展相對成熟，以南大通用、神舟通用、達(dá)夢為代表，已躋身世界前列。擁有自主可控的關(guān)鍵軟硬件，計算機和信息系統(tǒng)再遇到深層次的技術(shù)問題，特別是關(guān)乎安全性和可靠性方面，就有了解決問題的有力抓手，不再被國外信息技術(shù)封鎖和束縛，對于進一步增強自主創(chuàng)新能力，提升全局產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平具有重要意義。

1 天津市自主可控信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展現(xiàn)狀

多年來，在天津市委市政府的政策支持下，在企業(yè)、科研院所和高校等單位的共同努力下，天津市自主可控信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈走出了一條自主創(chuàng)新發(fā)展之路，形成I/O設(shè)備、CPU、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器、整機系統(tǒng)和超算應(yīng)用為一體的完整產(chǎn)業(yè)鏈條，對提升天津市乃至全國的自主可控水平，打破國際壟斷和“卡脖子”技術(shù)限制具有重要意義。目前，天津市是國內(nèi)少數(shù)幾個擁有完整自主可控信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈的省市。

1.1 產(chǎn)業(yè)鏈各節(jié)點較為完備，形成自主可控完整產(chǎn)業(yè)鏈條

多年來，天津市通過實施科技重大專項，投入大量財政資金支持，搭建高層次創(chuàng)新平臺，吸引培育高端人才團隊，自主可控信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈不斷強化，節(jié)點逐步筑牢。其中，I/O設(shè)備節(jié)點擁有希格瑪微電子等代表企業(yè)；CPU節(jié)點擁有天津飛騰、曙光信息、國芯科技等代表企業(yè)；操作系統(tǒng)節(jié)點擁有天津麒麟、人工智能軍民融合創(chuàng)新中心等代表單位；數(shù)據(jù)庫節(jié)點擁有南大通用、神舟通用等代表企業(yè)；服務(wù)器節(jié)點擁有曙光信息、英信科技等代表企業(yè)；整機系統(tǒng)節(jié)點擁有中環(huán)計算機、七所精密等代表企業(yè)；超算應(yīng)用節(jié)點擁有天津超算中心等代表單位。目前，部分節(jié)點之間已完成產(chǎn)品適配，為大規(guī)模、批量推廣國產(chǎn)軟硬件的適配應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，比如南大通用實現(xiàn)了 GBase數(shù)據(jù)庫與飛騰 CPU、麒麟 OS、東方通中間件以及浪潮服務(wù)器等國產(chǎn)基礎(chǔ)軟硬件產(chǎn)品間的兼容適配，形成了可看、可用、可推廣樣機。產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成如圖1所示。

圖1 產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成Fig.1 Composition of industrial chain

1.2 產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，形成特色產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)

截至 2018年10月，產(chǎn)業(yè)鏈聚集了 20余家企業(yè)，絕大部分為高新技術(shù)企業(yè)，2017年實現(xiàn)主營業(yè)務(wù)收入超過 100億元，2018年1～10月份主營業(yè)務(wù)收入同比 2017年增速達(dá)到 40%。其中，曙光信息2017年主營業(yè)務(wù)收入超過60億元，是天津市科技領(lǐng)軍企業(yè)和主板上市企業(yè)，在產(chǎn)業(yè)鏈中具有重要地位；由飛騰(Phytium)+麒麟(Kylin)形成的“PK 體系”已成為國家和天津市信息化建設(shè)的重要支撐；自2013年起天津超算中心成為國際上首個實現(xiàn)自收自支的超算中心。產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)形成了天津市濱海新區(qū)信息安全產(chǎn)業(yè)園[1]、西青信息安全特色產(chǎn)業(yè)基地[2]等多個產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)。其中，天津市濱海新區(qū)信息安全產(chǎn)業(yè)園部署有飛騰 CPU+麒麟操作系統(tǒng)自主可控平臺；西青信息安全特色產(chǎn)業(yè)基地形成較為完整的信息安全產(chǎn)品開發(fā)和應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系，2018年8月該基地順利通過國家火炬特色產(chǎn)業(yè)基地復(fù)核。

1.3 創(chuàng)新能力不斷增強，擁有眾多創(chuàng)新平臺

近年來，隨著自主可控信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈的不斷壯大和完備，創(chuàng)新能力也不斷增強，形成了產(chǎn)業(yè)鏈和創(chuàng)新鏈互相促進的局面。目前，產(chǎn)業(yè)鏈匯集了國家高性能計算機工程技術(shù)研究中心、國家基礎(chǔ)軟硬件適配平臺，擁有智能計算及軟件新技術(shù)重點實驗室、集成光電子技術(shù)與器件重點實驗室2家市級重點實驗室，信息安全等級保護技術(shù)工程中心等 3家市級工程技術(shù)中心。聚集了天津市濱海新區(qū)軍民融合創(chuàng)新研究院、天津(濱海)人工智能軍民融合創(chuàng)新中心、清華大學(xué)天津電子信息研究院等先進研發(fā)機構(gòu)(表1)。擁有天津大學(xué)、南開大學(xué)、河北工業(yè)大學(xué)等高等院校。擁有中國工程院院士沈昌祥、天津大學(xué)“國家杰青”李克秋、天津超算中心劉光明等高層次人才團隊，同時產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)部擁有一支研究能力強的企業(yè)專家隊伍，建立了天津市信息安全產(chǎn)學(xué)研用創(chuàng)新聯(lián)盟等行業(yè)組織。這些高層次創(chuàng)新平臺為自主可控信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、升級發(fā)展作出較大貢獻，對提升天津市自主創(chuàng)新能力具有重要作用。

1.4 關(guān)鍵技術(shù)不斷突破，取得一批亮點成果

產(chǎn)業(yè)鏈亮點成果不斷涌現(xiàn)，形成殺手锏產(chǎn)品4項，重點新產(chǎn)品5項。飛騰研制的FT-2000/64是中國企業(yè)自主設(shè)計的第一款 64核通用處理器，也是現(xiàn)階段全球性能最高的ARM架構(gòu)服務(wù)器芯片；天津麒麟公司推出的飛騰麒麟操作系統(tǒng) V4.0版，是國內(nèi)安全等級最高、可用度最高的通用操作系統(tǒng)，構(gòu)建了“飛騰 CPU+麒麟 OS”技術(shù)生態(tài)和產(chǎn)業(yè)生態(tài)。2018年，南大通用Gbase在Garter排名世界前20名，與華為、阿里并列進入 Gartner數(shù)據(jù)科學(xué)平臺魔力象限。曙光信息9年蟬聯(lián)中國高性能計算機TOP100排行榜市場份額第一，研發(fā)的開源平臺“SothisAI”入選國家 2018年人工智能重大工程支持項目，自行設(shè)計的14nm處理器——“海光一號”已經(jīng)成功量產(chǎn)，后續(xù)將推出采用 7nm工藝的新一代產(chǎn)品。天津超算中心研制的“天河三號”是全國首個通過項目課題驗收的 E級機原型機系統(tǒng)，已安裝部署在天津超算中心，建成后將輻射帶動飛騰 CPU、麒麟操作系統(tǒng)、服務(wù)器、整機等產(chǎn)業(yè)發(fā)展，服務(wù)于天津科技創(chuàng)新，促進天津產(chǎn)業(yè)升級。

表1 產(chǎn)業(yè)鏈主要創(chuàng)新平臺情況表Tab.1 Information table of major innovation platforms in industrial chain

2 存在不足

雖然天津市自主可控信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈節(jié)點要素較為齊全，擁有一批知名企業(yè)和研發(fā)機構(gòu)，完成了部分關(guān)鍵節(jié)點適配，但仍存在一些不足。

①產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)部有效銜接不足。盡管自主可控信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵節(jié)點要素齊全，但上下游串聯(lián)效應(yīng)仍需進一步提高，還未圍繞先進計算領(lǐng)域內(nèi)的核心技術(shù)開展融合研發(fā)，提供面向企業(yè)需求、與行業(yè)深度融合的應(yīng)用集成產(chǎn)品和方案等。

②產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用空間不足，缺少鏈條帶動的應(yīng)用場景。天津市自主可控信息系統(tǒng)產(chǎn)品大都應(yīng)用于黨、政、軍領(lǐng)域，對于中小企業(yè)、高校等用戶，自主可控產(chǎn)品知名度相對較低，認(rèn)可度還不夠高。

③原始創(chuàng)新能力有待進一步提升。產(chǎn)業(yè)鏈缺乏具有國際視野的領(lǐng)軍人才和創(chuàng)新團隊，在基礎(chǔ)軟硬件、關(guān)鍵核心技術(shù)研究方面，有待形成一系列重大原創(chuàng)成果。

④關(guān)鍵共性技術(shù)有待進一步突破，存在制約產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的“卡脖子”問題。在通用 CPU、GPU、非易失性閃存(Nand Flash)芯片、操作系統(tǒng)(類似Windows)等技術(shù)方面存在著“卡脖子”問題，亟需采取有效措施破除限制。

3 推動自主可控信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的戰(zhàn)略性建議

為推動產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展壯大，應(yīng)緊緊圍繞天津市戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展和構(gòu)建智能科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展高地需要，通過“2345”總體布局，打造具有天津特色的國內(nèi)領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)生態(tài)。一是對接國家和本市科技重大專項，整合國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)科技資源，堅持產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈“雙鏈融合”；二是上下游互為供求發(fā)展，打造有利于研發(fā)攻關(guān)、產(chǎn)業(yè)培育和產(chǎn)品應(yīng)用“三位一體”發(fā)展的創(chuàng)新體系；三是開展以加強基礎(chǔ)理論研究、攻克關(guān)鍵核心技術(shù)、強化科技應(yīng)用研發(fā)、加強人才隊伍建設(shè)等為一體的“四措并舉”創(chuàng)新能力建設(shè)；四是實施節(jié)點適配、聯(lián)盟組建、平臺搭建、技術(shù)攻關(guān)、引智引企“五大戰(zhàn)略工程”，精準(zhǔn)推動天津市自主可控信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈整體快速發(fā)展。

3.1 加強產(chǎn)業(yè)鏈各節(jié)點適配，積極對接和拓展應(yīng)用場景

通過實施重大專項、對接國家專項，開展應(yīng)用示范，引導(dǎo)自主可控信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵節(jié)點有效銜接和上下游串聯(lián)，開展多層次間的技術(shù)和產(chǎn)品兼容適配工作，形成系統(tǒng)應(yīng)用，打造從 CPU、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫到整機的自主可控信息系統(tǒng)。立足“需求導(dǎo)向，技術(shù)互動”，推動上下游互為供求協(xié)同發(fā)展。以下游需求為導(dǎo)向，帶動上游關(guān)鍵節(jié)點技術(shù)突破，促進產(chǎn)業(yè)鏈節(jié)點之間的技術(shù)互動、協(xié)同發(fā)展；以上游新技術(shù)研發(fā)為導(dǎo)向，促進下游產(chǎn)品和應(yīng)用拓展，打通產(chǎn)業(yè)鏈上下游銜接壁壘，擴大延伸產(chǎn)業(yè)鏈條。緊緊圍繞經(jīng)濟社會發(fā)展需求，堅持以市場為牽引，以市場倒逼科技發(fā)展的路徑，推動自主可控產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化，實現(xiàn)產(chǎn)品在市場使用過程中的更新?lián)Q代，力爭早日實現(xiàn)市場應(yīng)用的國產(chǎn)化替代。同時，積極拓展產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用場景，提高產(chǎn)業(yè)鏈科技成果的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用落地能力，實現(xiàn)自主創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用互相促進的良好局面。

3.2 鼓勵產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)組建聯(lián)盟，促進產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)合作共贏

鼓勵產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)組建聯(lián)盟、協(xié)會、學(xué)會等行業(yè)組織，廣泛聚集科技型企業(yè)、科研院所、高校等創(chuàng)新團隊，形成“領(lǐng)軍、龍頭企業(yè)+高校、院所創(chuàng)新團隊+科技型企業(yè)”聯(lián)合模式。定期開展學(xué)術(shù)交流研討、產(chǎn)學(xué)研合作、產(chǎn)業(yè)鏈上下游對接會等，構(gòu)建定期溝通協(xié)調(diào)的有效工作機制；鼓勵企業(yè)充分利用聯(lián)盟內(nèi)部信息、成果、服務(wù)等資源，加快技術(shù)創(chuàng)新、商業(yè)模式、人才培養(yǎng)等升級，開展有效的行業(yè)活動、解決共性技術(shù)問題、搭建公共服務(wù)平臺等工作；鼓勵聯(lián)盟參與科技重點專項制定、牽頭承擔(dān)專項聯(lián)合攻關(guān)項目、參與建設(shè)技術(shù)創(chuàng)新中心等，實現(xiàn)本地技術(shù)的綜合集成與示范、政策與產(chǎn)業(yè)的深度結(jié)合，構(gòu)建形成互動高效的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。根據(jù)天津市科學(xué)技術(shù)局公示的結(jié)果，中科曙光牽頭成立的安全可控信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟已獲得公示，該聯(lián)盟的成立對于促進上下游企業(yè)之間的合作具有積極的推動作用。

3.3 推動各類創(chuàng)新平臺建設(shè)，提高自主創(chuàng)新能力

充分借力“海河基金”、社會資本、風(fēng)險投資的組織優(yōu)勢和資金優(yōu)勢，打造一批集創(chuàng)業(yè)人才、研發(fā)、投融資為一體的眾創(chuàng)空間和新型孵化器。面向世界科技前沿，結(jié)合產(chǎn)業(yè)鏈強度和節(jié)點動力，鼓勵龍頭牽引或聯(lián)合(聯(lián)盟)組建專業(yè)性和綜合性技術(shù)創(chuàng)新中心，發(fā)揮天津市技術(shù)創(chuàng)新能力領(lǐng)先、產(chǎn)業(yè)輻射能力突出、業(yè)績優(yōu)秀的國家級和市級工程技術(shù)中心的功能作用。鼓勵產(chǎn)業(yè)鏈上研發(fā)機構(gòu)申報天津市產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院認(rèn)定，構(gòu)建完善產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)體系。深化院地合作，充分利用工程院在全國的院士資源，聚集一批院士團隊形成高端智庫平臺，發(fā)揮中國工程科技發(fā)展戰(zhàn)略天津研究院、中國新一代人工智能發(fā)展戰(zhàn)略研究院兩個高端智庫，院士專家工作站等平臺的集聚效應(yīng)，構(gòu)建支撐產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的高端創(chuàng)新平臺。依托各類創(chuàng)新平臺，強化基礎(chǔ)研究部署，強化關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，促進研發(fā)攻關(guān)與經(jīng)濟社會發(fā)展要求緊密結(jié)合，不斷提升自主創(chuàng)新能力，為創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展提供源頭供給。

3.4 加強關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，力爭“卡脖子”技術(shù)取得突破

堅持市場機制與政府推動相結(jié)合，發(fā)揮市場對技術(shù)研發(fā)方向、路線選擇及各類創(chuàng)新要素配置的決定性作用，同時強化政策引領(lǐng)和支持，鼓勵企業(yè)、科研院所、高校等單位不斷加大研發(fā)投入，引導(dǎo)創(chuàng)新要素更多投向核心技術(shù)攻關(guān)，推動形成良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。立足產(chǎn)業(yè)鏈亟需突破的關(guān)鍵核心技術(shù)，確定幾項重點核心技術(shù)攻關(guān)方向和突破重心，超前部署、集中攻關(guān)，力爭實現(xiàn)“彎道超車”。包括集中突破高性能集成電路、核心芯片等關(guān)鍵電子元器件、數(shù)據(jù)庫和操作系統(tǒng)等基礎(chǔ)軟件的核心關(guān)鍵技術(shù)，為構(gòu)建產(chǎn)業(yè)競爭新優(yōu)勢提供技術(shù)支撐；特別是通過政策支持和上下游聯(lián)合攻關(guān)，爭取在卡脖子問題上取得突破，包括通用CPU、GPU、Nand Flash、操作系統(tǒng)(類似 Windows)、基板管理控制器(BMC)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)，力爭打破國際壟斷和技術(shù)限制，提升國家和天津市自主可控水平，打造技術(shù)領(lǐng)先的自主可控信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈。

3.5 強化引智引企，促進產(chǎn)業(yè)鏈變大變強

充分利用天津市出臺的“津八條”、智能科技產(chǎn)業(yè)政策、海河英才計劃等支持政策，針對產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵和薄弱環(huán)節(jié)，精準(zhǔn)引進具有國際視野的領(lǐng)軍人才和創(chuàng)新團隊，不斷完善高端人才和智力項目引進激勵機制，大力推動高端人才及創(chuàng)新團隊與產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)“嫁接”發(fā)展，全面提升高端人才服務(wù)工作效率和水平。集聚頂尖人才、領(lǐng)軍人才、高端人才、青年人才、高技能人才，培育創(chuàng)新型企業(yè)家，實現(xiàn)人才服務(wù)向產(chǎn)業(yè)鏈聚焦、優(yōu)秀人才向產(chǎn)業(yè)鏈集聚的良好局面。充分利用世界智能大會召開契機，針對產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)，大力吸引具有國際影響力的龍頭、領(lǐng)軍企業(yè)，以龍頭、領(lǐng)軍企業(yè)為引領(lǐng)推動上下游有效銜接，帶動產(chǎn)業(yè)鏈由小變大，由短變長，形成龍頭、領(lǐng)軍企業(yè)聚集效應(yīng)。針對產(chǎn)業(yè)鏈薄弱環(huán)節(jié)，大力吸引細(xì)分領(lǐng)域冠軍企業(yè)、國內(nèi)前三企業(yè)來津發(fā)展，推動產(chǎn)業(yè)鏈薄弱環(huán)節(jié)由弱變強，實現(xiàn)補鏈強鏈。力爭引進一個大企業(yè)、補強一個弱環(huán)節(jié)、壯大一個大產(chǎn)業(yè)、發(fā)展提升產(chǎn)業(yè)鏈條。