上海市推進元宇宙新賽道發(fā)展現狀與對策建議

摘要：上海要積極投身元宇宙建設，圍繞制約元宇宙發(fā)展的技術短板，突破網絡通信、高性能計算芯片、人工智能、近眼顯示屏組件及光學模組、區(qū)塊鏈等關鍵技術，搭建功能性技術服務支撐平臺，并用政策措施予以保障，助力上海國際數字之都建設。

關鍵詞：元宇宙；VR芯片；人工智能；近眼顯示

引言

近年來，隨著信息技術的不斷發(fā)展，元宇宙逐漸走進人們的視野。元宇宙是一個虛擬的數字世界，具有無限的可能性，未來將成為人類活動的重要場所之一。上海作為我國最具競爭力的城市之一，具備很好的發(fā)展條件和優(yōu)勢，正在積極布局新賽道推動元宇宙建設，以提高城市的創(chuàng)新能力和經濟競爭力。本文旨在探討上海元宇宙發(fā)展的優(yōu)勢和重點發(fā)展方向，并提出建議措施，以期為上海元宇宙發(fā)展提供有益的參考。

1. 元宇宙概念與發(fā)展態(tài)勢

1.1 元宇宙的定義與特點

元宇宙是一個平行于現實世界，又獨立于現實世界的虛擬空間，是映射現實世界的在線虛擬世界，是越來越真實的數字虛擬世界[1]。自1992年科幻巨作《雪崩》提出Metaverse概念，近年來元宇宙范疇相關技術（虛擬現實、人工智能、區(qū)塊鏈、先進計算、未來網絡等）加快演進，特征形態(tài)不斷清晰，呈現沉浸性、開放式、永續(xù)實時、以人為中心等特征，被認為是新一代虛實融合數字網絡空間形態(tài)[2]。在未來元宇宙的虛擬3D網絡世界中，以虛擬現實、人機交互、智能賦能等前沿技術的融合創(chuàng)新，為社會提供了一種嶄新的虛實交互模式，拓展了人類社交、娛樂、生產、教育等日常場景[3]。

1.2 上海元宇宙當前發(fā)展情況

上海是我國極具活力且國際化程度較高的城市之一，正在積極推動元宇宙的建設。近年來，上海市政府制定了一系列支持元宇宙發(fā)展的政策，提出了“數字經濟+元宇宙”戰(zhàn)略，加快推進元宇宙發(fā)展，成為我國發(fā)展元宇宙產業(yè)最發(fā)達的城市之一。在元宇宙的底層技術上，上海具備開發(fā)推動元宇宙各項技術發(fā)展并融合交互的實力。新一代信息產業(yè)領域中，上?？苿?chuàng)板企業(yè)的市值規(guī)模目前全國領先[4]。在具體創(chuàng)新技術上，上海在芯片和半導體的設計、生產制造等方面有著無可比擬的優(yōu)勢，人工智能發(fā)展也處于國內領先地位，逐漸形成以虛擬現實、人工智能、物聯網、機器人等技術為基礎，以文化創(chuàng)意、教育培訓、游戲娛樂、智慧城市等行業(yè)為主導的完整產業(yè)鏈基礎。

2. 上海元宇宙的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)

2.1 人才資源優(yōu)勢，信息技術先進

上海是我國信息技術最為發(fā)達的城市之一，具備豐富的信息資源和技術儲備，這為元宇宙的發(fā)展提供了重要的支撐。同時上海擁有大量科技人才，特別是虛擬現實、游戲、智能制造等領域的人才儲備豐富，為發(fā)展元宇宙產業(yè)提供了強有力的人才支持。此外，在人才引進、培養(yǎng)等方面出臺了一系列政策和舉措，吸引更多有才華的人才進入元宇宙行業(yè)。

2.2 產業(yè)基礎雄厚，優(yōu)質資源豐富

上海是集成電路產業(yè)重鎮(zhèn)，具備非常雄厚的制造業(yè)和服務業(yè)產業(yè)基礎，高性能芯片設計、小體積低功耗MEMS芯片生產、4K近眼顯示屏制造等產業(yè)基礎，為元宇宙產業(yè)的發(fā)展提供了強大的支撐。同時，上海的城市經濟、生活、治理數字化轉型、制造業(yè)智能化改造也是元宇宙發(fā)展的重點領域，這些應用場景不斷升級演進，將助推上海元宇宙產業(yè)更好地快速發(fā)展。

2.3 政策環(huán)境良好，政府支持力度大

上海市及各區(qū)政府高度重視元宇宙的發(fā)展，制定了一系列支持元宇宙產業(yè)發(fā)展的政策，包括財政補貼、稅收優(yōu)惠、土地供應等方面，為企業(yè)營造了良好的發(fā)展環(huán)境。2021年上海市舉辦了元宇宙文化周活動，2022年2月上海虹口區(qū)發(fā)布《元宇宙產業(yè)發(fā)展行動計劃》，2022年7月上海市級層面發(fā)布《上海市培育“元宇宙”新賽道行動方案》，2022年11月上海徐匯區(qū)發(fā)布《徐匯區(qū)關于支持元宇宙發(fā)展的若干意見》。此外，上海還設立了專門的元宇宙特色產業(yè)園區(qū)，為企業(yè)提供了便利的發(fā)展條件[5]。

2.4 游戲、娛樂內容為主的元宇宙龍頭企業(yè)和3D引擎較弱

游戲、娛樂是當前元宇宙最重要的呈現形式。自2021年3月美國游戲平臺Roblox以“元宇宙第一股”在紐交所上市，到元宇宙演唱會的舉辦、各類高自由度游戲的出現，高需求使得游戲及經濟、社交等成為元宇宙落地最成熟的領域。從龍頭企業(yè)看，目前國內涉足元宇宙的互聯網企業(yè)如字節(jié)跳動、騰訊、百度等均不在上海，上海本地互聯網企業(yè)如嗶哩嗶哩、小紅書等在體量上不占優(yōu)勢。元宇宙虛擬場景構建主要依賴電子游戲中的3D引擎為主，開源引擎主要為Unity 3D與Unreal Engine，上海本地引擎開發(fā)商在低負載多終端使用上有亮點，但整體仍無法與國際巨頭抗衡。

3. 元宇宙關鍵技術及推進上海元宇宙發(fā)展的建議

3.1 網絡通信

元宇宙實時、流暢的沉浸式體驗需要網絡或者通信平臺有超高帶寬、超低時延和超高可靠性。當前的5G網絡對VR/AR、無線娛樂、社交網絡、個人AI輔助等元宇宙基礎場景都可以支撐，但涉及擴展現實、全息影像和感官互聯等高階應用場景，就非6G莫屬。上海應加快布局基于內容尋址的網絡體系架構以及終端直連技術等6G前瞻技術研究與國際標準化工作；研究面向超低時延的信息中心網絡新型組網協(xié)議以及超高帶寬超低延時的毫米波無線接入技術，建立超低時延安全網絡架構，實現元宇宙新型計算終端在零信任安全機制下的超低時延無線接入[6]。

3.2 高性能運算芯片

上海擁有寒武紀、平頭哥等產業(yè)龍頭，以及天數智芯、燧原科技、壁仞、瀚博、酷芯微等創(chuàng)新型企業(yè)。壁仞首款高端通用GPU芯片一次點亮成功，集成了770億個晶體管，并創(chuàng)出了全球算力紀錄；燧原成立四年已推出兩代云端AI訓練芯片及相應的推理產品并實現產業(yè)化；瀚博發(fā)布首款云端通用AI推理芯片及推理加速卡；天數智芯云端7納米級產品卡，已在200個場景中應用，獲得了過億元的訂單。面向元宇宙對高分辨率、高刷新率、高精度、低延遲、低功耗、大算力的需求，進一步探索研究先進計算架構；面向云、端、邊緣段等多個計算場景需求，研制算力、VR/AR專用芯片，形成對元宇宙基礎架構的支撐。

3.3 人工智能

上海擁有人工智能實驗室、上海交大、復旦、同濟和華師大等國際人工智能頂級高校、研究機構，形成了較強的人工智能創(chuàng)新體系，并集聚了商湯、依圖、明略、曠視等頭部企業(yè)。自主研發(fā)視覺領域人工智能算法開源平臺（OpenMMLab）得到國內外人工智能開發(fā)者的廣泛好評；自主研發(fā)的新一代通用視覺技術體系“書生”（INTERN），相較于OpenAI的開源模型CLIP，在準確率和數據使用效率上均取得大幅提升。面向元宇宙沉浸影音內容生產需求，應進一步推動AI賦能虛實融合的技術路線，主攻AIGC、大－中－小環(huán)境三維采集重建等關鍵技術，關注數字人、三維引擎等技術，實現低成本高自動化的元宇宙內容快速生成[7]。建議依托國家級新型科研機構，發(fā)揮國家戰(zhàn)略科技力量牽引力，支持AIGC領域領軍企業(yè)，拓展應用場景，聯合高水平高?？蒲性核?，突破人工智能通用生成和擴散模型、多模態(tài)協(xié)同生成等核心技術，構建低成本高效率的三維化、交互性數字內容生成體系，提升圖像、音樂、視頻、三維模型等元宇宙沉浸影音內容的生成效率與質量。

3.4 AR/VR/XR

上海擁有豐富的近眼顯示技術開發(fā)團隊及產品，如樂相科技、亮風臺、曼恒等消費級AR/VR，瑞歐威爾工業(yè)領域頭戴AR，咪咕視訊、幻維數碼、視辰等視頻及3D圖像處理等視覺展示方案供應商，鯤游、顯耀、昀光等微顯示屏，光引擎模組、全息光柵光波導/光鏈路元件供應商。在產品上，Fast LCD、Micro OLED，MicroLED 等均有產品搭載。為搶占元宇宙關鍵入口高地，要發(fā)揮市場主導作用，構建應用場景，面向元宇宙在內容呈現方面高清晰、深度沉浸的發(fā)展需求，布局高性能低功耗微顯示器件、高亮度輕量化光學模組、全息和光場顯示等重點方向，在清晰度、體積、功耗等關鍵性能指標上達到國際同類先進水平，推動新型顯示終端設備產業(yè)鏈發(fā)展，支撐用戶在元宇宙中的高自由度高逼真沉浸式體驗。

3.5 區(qū)塊鏈

上海擁有樹圖研究院、上海軟件中心、萬向、分布科技等研究機構與骨干企業(yè)。樹圖研究院自主研發(fā)了基于高性能共識算法的區(qū)塊鏈公鏈系統(tǒng)（Conflux），性能達到全球領先，同時面向元宇宙應用場景，發(fā)布了網絡操作系統(tǒng)（Conflux OS）。萬向推出了自主可控的高性能聯盟鏈——萬納鏈，利用技術和生態(tài)優(yōu)勢為各行業(yè)客戶提供“區(qū)塊鏈+”產品與解決方案，應用在供應鏈金融、大宗商品監(jiān)管與貿易融資、慈善信托、食品溯源、保險、電子政務等領域，賦能實體行業(yè)以新的商業(yè)模式。面向元宇宙去中心化/多中心化的組織規(guī)則，采用異構多鏈融合技術路線，重點攻關Web 3.0網絡操作系統(tǒng)，開展區(qū)塊鏈數字身份、分布式可信存儲等支撐技術和數字監(jiān)管技術布局，構建高性能、可擴展和安全可控的新型區(qū)塊鏈體系架構，作為承載大規(guī)模元宇宙創(chuàng)新應用的基礎設施。

3.6 政策措施保障

加強頂層設計和機制建設。按照《上海市培育“元宇宙”新賽道行動方案（2022—2025 年）》要求出臺實施細則，組建工作專班，保障決策快速精準。引導實施有組織科學研究，組織行業(yè)龍頭企業(yè)牽頭打造創(chuàng)新聯合體，推動新型研發(fā)機構、高?？蒲性核戎黧w合作。優(yōu)化管理和評價機制，加大孵化培育力度，搭建開放式服務支撐平臺，為孵化團隊提供有針對性的全流程指導，加大科技金融產品設計和供給。優(yōu)化人才評價引進方式，創(chuàng)造多學科交叉、多行業(yè)融合的交流平臺和發(fā)展機會，打造人才“來得了、來得快、來得安心”的綠色通道和配套保障措施。

結語

元宇宙是未來虛擬世界與現實社會相交互的重要平臺，上海應進一步圍繞元宇宙市場需求及產業(yè)生態(tài)的構建，加速推動如企業(yè)數字人等各類垂直行業(yè)場景的應用示范，在關鍵技術、基礎設施、交互終端、數字工具等方面持續(xù)發(fā)力，多維度升級數字業(yè)態(tài)，在商業(yè)、教育、文旅、娛樂、醫(yī)療健康、數字城市、數字孿生工廠等方面打造一批示范應用場景，在元宇宙內容制造和生成上進一步培育大眾生產力的進一步解放和創(chuàng)作者經濟大繁榮，加速真實世界數字化進程。在共性基礎支撐上聚焦操作系統(tǒng)、芯片等元宇宙創(chuàng)新鏈關鍵環(huán)節(jié)，發(fā)揮區(qū)塊鏈、集成電路領域已形成的高效共識技術、CPU處理器、顯示渲染、AI加速、無線連接等技術和產業(yè)優(yōu)勢，在3D引擎的底層支撐基礎：操作系統(tǒng)、算力、網絡、渲染、交互等關鍵技術領域，集中優(yōu)勢力量開展顛覆性技術攻關和儲備，形成創(chuàng)新策源能力，集中優(yōu)勢形成元宇宙新賽道布局，培育壯大發(fā)展新動能，推動形成一批具有競爭力的國產解決方案，加快提升城市治理能力現代化水平，更好助力上海國際數字之都建設。

參考文獻：

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[5]史浩，戴小紅.從電子商務到元宇宙商務：中國電子商務高水平發(fā)展的躍升路徑[J].區(qū)域經濟評論，2022，（6）：2095-5766.

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[7]肖勰.建設區(qū)塊鏈基礎設施，構建元宇宙價值底座[J].張江科技評論，2023，36（1）：55.

作者簡介：李偉，碩士，工程師，研究方向：科技管理、產業(yè)研究。