云计算产业技术路线图及三年行动计划研究报告

云计算产业技术路线图及三年行动计划研究报 告 一、产业发展现状 云计算被看作继个人计算机变革、互联网变革之后的第三 次 IT 浪潮。 2010 年，中国政府将云 计 算列入国家重点扶持的战 略性新兴产业，云计算产业逐步从概念走向落地。在此背景下， 硬件、软件、集成、运营、内容服务等领域的主要厂商纷纷借势 转型发展，基于已有的产品及技术优势，推出云计算服务及解决 方案，这使云计算产业链得以构建。云服务、软硬件、云支持和 感知等相关产业构成的云计算生态系统加速形成。云服务产业 包括面向公众、行业、企业等不同服务对象提供的 IaaS（基础设 施即服务）服务、PaaS（平台即服务）服务和 SaaS（软件即服务）服 务领域。云软硬件产业涵盖云计算相关软件（基础软件、中间件 和应用软件）、硬件（服务器、存储设备、终端设备、网络设备、元 器件）和系统集成等领域。云支持产业包括云计算相关的咨询设 计、安全审计和评估认证等领域。感知产业涵盖传感设备和传感 网等产品领域。 据国际权威机构数据，2012 年全球云计算市场规模约为 1000 亿美元，未来几年年均增长率预计将超过 20%，2015 年全 球云计算市场规模将达到 1768 亿美元。我国云计算市场总体规 模较小，但追赶势头明显。研究表明 2012 年我国在全球云计算 市场中所占份额不到 5%，但年增速达到 40% ，预期未来我国与 国外的云计算差距将逐渐缩小。 经过几年的快速发展，云计算产业初具规模。据最新统计数 据，全区涉足云计算相关产品及服务的企业约 200 家，云计算相 关产业规模超 700 亿。全区云计算产业链布局完整，龙头企业聚 集，产业规模及关键技术居全国领先地位。我区拥有一批开发企 业及个人云计算应用服务的厂商，相关产品在全国拥有大量的 用户群。目前，云计算企业服务的个人和企业用户的总量已达数 亿，并在各细分领域占据市场主要份额。产学研体系完备，拥有 一系列国内顶尖高校、科研机构和大量科技企业。目前在一些比 较核心的开源技术方面，不少地区的技术人员进入了国际社区 的舞台，开始发挥越来越重要的作用。 在新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展的时 代背景下， “两化” 进 一步深度融合，信息消 费迅猛发展，云计算 等新型信息技术不仅推动传统产业的技术改造、资源整合，还 将带来新业态。产业技术路线图的编制旨在分析云计算带来的 市场机遇，结合已有的产业基础和优势，明确本区重点促进方 向，力争帮助本区企业在新一轮信息技术的国际竞争中抢占先 机，占领高端，形成新优势。 3 二、市场需求分析 大数据时代到来，将加快云计算应用模式的发展，催生更多 市场需求。流量消费随着网络普及和提速正在大幅增长,终端产 品消费也日趋智能化，云计算提供的强大的后端计算能力为移 动互联网释放更大的产业潜力。云计算为海量物联信息的处理 和整合提供可能的平台条件，云计算的集中数据处理和管理能 力将有效的解决海量物联信息存储和处理问题。依托云计算、物 联网等新兴技术，以信息技术高度集成、信息资源综合应用为主 要手段，加快推进政府信息化，是建设智慧城市的基础，交通云、 政务云、教育云等将推动公共云落地。另外国内中小企业庞大的 信息化需求将给云计算产业提供广阔发展空间，推动行业发展 驱动力从政府扶持向市场需求转变。我国正处于居民消费升级 和信息化、工业化、城镇化、农业现代化加快融合发展的关键阶 段，发展云计算对提升我国信息化水平、推进信息消费有着促进 作用。 云计算改变 ICT 产业技术和产品发展方向。在软件领域， 云计算“操作系 统” 是 对 ICT 资源池中的 资源进行调度和分配的 软件系统，处于市场需求的上游，对整个市场有巨大的带动作用， 其他相关的云化软件也有广阔的市场空间。在硬件领域，云计算 带动服务器虚拟化和 X86 化，带动定制服务器的发展，为服务器 转型提供了方向，支持云化的存储设备、网络设备等都有广阔的 市场空间。在终端领域，随着应用和数据向云迁移，集成了云端 应用的瘦终端产品将成为重要趋势。在安全领域，云计算面临传 统和新型双重安全威胁，云计算安全产品是保证我国云计算产 业的健康有序发展和维护国家的安全稳定的双重需要。此外，数 据中心建设和运营、IT 评估认证、设计咨询等基础设施和服务也 面临借势转型发展的重大机遇。 三、产业发展目标 未来三年，将以服务为引领，推动云计算在移动互联网、物 联网、智慧城市、行业信息化等领域应用，带动相关软、硬件产 业、云支持产业和感知产业的发展，实现大规模分布式计算、海 量存储与分析挖掘、可信云、绿色节能、智能传感器、微型低功 耗芯片等关键共性技术突破。助力城市管理、节能环保、医疗卫 生、社区管理、旅游交通等领域，全面实现智慧海淀建设。以海 淀为中心培育和聚集一批全球技术和市场领先的本土龙头企业 和跨国企业，打造具有国际影响力的云计算及物联网产业高端 聚集区，推动成为全国的云计算中心及世界级云计算产业基地。 到 2015 年，实现产业产值突破 2300 亿元，形成 35 家十亿 以上级别龙头企业，其中五十亿级 10 家，百亿级 5 家。到 2020 年，争取云计算产业相关产值突破万亿大关，实现产业年均增速 35%。 表 1云计算产业发展目标 重点方向 细分领域 具体目标（亿元） 5 2013 2014 2015 公共云 服务 面向个人和中小企业的 公共 IaaS、PaaS、SaaS 61 110 160 大数据 应用 大数据应用解决方案 60 86 143云服务 行业应 用 面向行业应用和电子政 务的云计算平台服务 125 180 263 云安全 云计算相关的安全产品 及其解决方案 80 120 180 云软件 云操作系统等基础软件、 中间件和应用系统 210 270 320云软硬件 云硬件 面向云计算的（终端定 制主机、存储和网络设 备） 117 167 236 支持产业 云咨询 、认证服务、检测评估等 14 20 31 感知产业 高性能低成本传感器和 传感网核心芯片 459 666 967 合计 2300 四、技术壁垒分析 为促进云计算快速和可持续发展，需进一步重点攻关各技 术难点，包括云服务云计算软硬件、支持体系、感知设备等方面。 软硬件技术领域需继续突破大规模分布式存储、非结构化 大数据分析、大规模云计算资源管理、部署和调度等技术壁垒， 解决虚拟网络、存储、计算等技术难题。在硬件方面，需攻克海 量（EB 级）存储设备、高密度低能耗云服务器系统等技术壁垒。 作为基础设施的 IDC 领域需重点解决绿色节能技术难题， 包括 IT 设备节 能技 术、供电系统和空 调制冷系统节能技术。 支持领域需突破云计算安全管控、认证、检测、评估技术， 建立云计算技术和服务标准体系，建立云 IDC 的服务标准体系， 为云计算快速健康发展提供有力支撑。 感知技术领域需突破低成本、低功耗、微型化、高性能、高 可靠、长寿命传感器技术，突破集成传感器智能信息处理技术、 传感网络基础芯片和核心设备、协同计算与存储等关键技术，建 立条件保障、服务支撑体系，形成具有自主知识产权的成果和可 持续竞争力。 表 2 计算产业发展技术壁垒 领域 技术壁垒 大规模分布式存储技术 大规模云计算资源管理技术 非结构化大数据分析技术 虚拟网络、存储及计算技术 支持虚拟化的芯片 云服务及云软硬 件 海量存储设备 7 领域 技术壁垒 云服务及云软硬 件 大规模分布式存储技术 高密度低能耗云服务器系统 绿色节能技术 云安全 云计算服务和技术标准，云 IDC 服务标准 云支持 认证 、检测、评估等支撑技术 传感器技术：敏感芯片低功耗、微结构设计；监测电路低功耗技术；高精度、高灵 敏度传感器设计技术；传感器复杂环境适应性技术；新型敏感材料和智能材料的 设计 、合成与制备技术。感知 传感网：嵌入式微处理器，传感网多用途通用核心芯片，异构通用传感节点，多 模网关节点，实时传输的无线多跳网络传输技术。 五、研发需求凝练 根据企业代表和专家的多轮调研和凝练，形成云计算产业 重点技术路线和研发方向需求。 表 3 云计算产业重点技术路线和研发方向表 领域 重点方向 技术路线和研发方向 IaaS、PaaS、SaaS 的研究与产业化 公共云服务 绿色数据中心关键技术研究与产业化 行业云和政务云平台 行业应用、电子政务云服务 大数据应用 海量（EB 级）大数据挖掘技术 研究与产业化大数据可视化研究 云安全 云计算安全系统研究与产业化 软件 百万节点规模云计算资源管理系统、虚 拟化软件、虚 拟化管 理软件研究等基础软件研究与产业化 组件化、个性化云应用软件及中 间件的研究与产业化云软硬 件 硬件 高效能低功耗计算芯片、支持虚 拟化的芯片的研究与产业 化 高密度低能耗云服务器系统 海量（EB 级）存储系统研究与 产业化 大规模网络交换设备 云支持 公共支持 云计算服务和技术标准研究云计算认证、检测和评估技术 研究 感知 传感器、传感网 高端传感器技术研发及产业化 温度、湿度、气体传感器技术研发及产业化 光纤传感器技术研发及产业化 9 个人传感设备的研究和产业化 六、技术路线图 在对上述项目进行风险、收益、技术发展模式等多维度分析 的基础上，编制形成了云计算产业技术路线图。 感知 感知 市 场 需 求 云服务 云软硬件 主 层 亚 层 近 期 中 期 长 期 面向个人和中小企业的公共 I a a S 、 P a a S 、 S a a S 服务 面向 旅游 、 交通 、 医疗等典型行业 的云计算 应用服务 支持虚拟化的多核处理器 、 大规模网络交换设备 、 海量存储设备 ，（ 定制 ） 高密低耗服务器 大规模云计算资源管理与调度系统 、 快速部署 、 E B 级云存储系统 、 虚拟化软件产品 云服务 云软硬件 云支持 产 业 目 标 云服务及 软硬件 云支持 技 术 壁 垒 云服务及 云软硬件 云支持 云计算安全管控系统研究与产业化 研 发 需 求 云支持 面向各级政府的政务云 面向 社交网络 、 传感网和电子商务 的大数据处理应用 感知 开发出满足云计算要求的芯片 、 服务器 、 网络设备 数据中心实现绿色节能 绿色节能技术 （ I T 设备节能技术 、 供电系统节能技术和空调制冷系统节能技术 ） 大规模分布式存储技术 非结构化大数据分析挖掘技术 服务器虚拟化管理软件 、 云操作系统等基础软件研究 绿色数据中心 I T 设备节能技术 、 供电系统节能技术和空调制冷系统节能技术研究与产业化 E B 级大规模分布式存储系统研究与产业化 百万节点规模云计算资源管 理系统研究与产业化 数据中心绿色化 建设云计算技术与服务标准等公共支持 实现公共云服务规模化快速发展 推进重点行业完成云计算应用转型 初步建立起电子政务云体系 推广云计算在大数据方面的应用 开发出满足云计算要求的基础软件 、 中间件 、 应用软件 传感器 ： 低成本 、 低功耗 、 微型化 ； 高性能 、 高可靠 、 长寿命 ； 个人携带传感器 传感网 ： 高能效 、 高可靠 、 实时通信无线传感网 、 传感网多模接入以及自组织专网 传感器设计 、 加工 、 封装 、 测试技术 支持虚拟化的 C P U 芯片 、 低功耗芯片 敏感芯片低功耗 、 微结构设计 ； 监测电路低功耗技术 ； 高精度 、 高灵敏度传感器设计技术 ； 传感器复杂环境适应性技术 ； 新型敏感材料和智能材料的设计 、 合成与制备技术 ； 嵌 入 式 微 处 理 器 ； 传 感 网 多 用 途 通 用 核 心 芯 片 ； 异 构 通 用 传 感 节 点 ； 多 模 网 关 节 点 ； 实 时 传 输 的 无 线 多 跳 网 络 传 输 技 术 ； 感知 传感器的高性能 、 多功能 、 高可靠 、 异构 、 智能化 、 低功耗 、 低成本 、 长寿命 、 个人携带 基础芯片与核心设备 、 多模式节点设备研发 、 组网与传输 、 协同式计算与存储 云安全管控技术 认证 、 检测 、 评估技术 高可靠 、 智能化 、 高性能 、 低功 耗 、 低成本传感器 个人携带感知设备的研发 与产业化 高密度低能耗云服务器 亿级并发云服务器系 统研究 海量存储设备 虚拟网络 、 存储 、 计算技术 解决传统与非传统安全问题的安全产品 云计算技术和服务标准 云终端设备 虚拟化管理软件 、 云操作系统 大数据挖掘 ， 应用服务开发和运行环境等研究与产业化 大规模云计算资源管理技术 形成我国的云计算技术 、 服务 、 评估认证 、 安全标准 ， 推动产业合规 、 有序高效发转 云计算服务等级和技术标准研究 云计算认证 、 检测和评估技术研究 图 1云计算产业技术路线图 11 七、工作措施和任务落实 为更好地促进云计算产业发展，发挥云计算产业技术路线 图的引领作用，落实云计算三年行动计划，需要从组织领导、评 价机制、投入机制、宣传推广等方面采取相应保障措施，实现云 计算产业发展目标。 1加强组织领导 依托“智慧海淀 ”组织 体系的工作部署，成立云 计算产业发展 专项小组，搭建政府与企业的沟通机制和渠道，加强各相关部门 之间的创新协调服务能力，完善与中关村、北京市及国家各相关 部门的联动工作机制，联合推进云计算产业发展的各项措施。 2制定评价机制 加强对云计算产业发展形势的分析和研判，建立云计算产 业三年行动计划实施方案的动态调整与评估机制，制定任务分 解、年度考核与评估计划，把握方案实施的重点与进度，对重点 任务行动计划进行跟踪管理。及时发现方案实施中的问题，总结 经验，优化调整方案，充分依托企业和行业机构、产业组织推进 方案的实施与监督。建立具体实施部门任务落实与资源优先布 局相一致的决策反馈机制，保证规划顺利实施。 3完善投入机制 整合创新资源，建立政府引导、企业为主和社会参与的多元 化投入机制，促进产业资金聚焦重点与有序投入。进一步完善云 计算领域重大科技成果转化和产业化项目资金配套机制，依照 产业发展需求科学合理安排资金，提高资金使用效益和透明度。 充分发挥财政资金的杠杆作用，通过设立产业基金、种子基金， 扩展贸易融资、融资租赁规模等方式，降低云计算企业融资成本， 依靠市场解决产业发展资金瓶颈。 4加强宣传推广 通过政府及中关村软件园、云基地等展览展示中心，多渠道 宣传云计算产业发展状况及园区发展云计算的各项优惠措施。 通过举办产学研座谈会、产业发展论坛等多形式活动，促进产业 的交流合作，展示企业的新技术新产品。鼓励行业协会组织企业 参加、承办国内外重要会议和展会，立足打造“祥云工程” 核心产 业集群，辐射带动全国。 表 4 云计算三年行动计划表 主要工作及进度安排重点 工作 2013 年 2014 年 2015 年 技术 创新 1、推进 IT 服务 器、空调等绿色节 能技术的研究与创新。 2、推进大规模分布式数据库技 术、 非结构化大数据处理技术，物理 资源虚拟化等云计算关键技术研 究； 2、推进云计算应用服务开发和运 1、推进网络化操作系统体系结 构、大规模资源管理与调度技术 、 大规模数据运行监控与安全保 障技术、云服务交互技术的研究 与技术创新； 2、推进高效能海量（EB）级存储、 管理技术； 1、推进高密度低能耗云服务系 统 的研发，继续促进 高效能海量 （EB）级存储、管理技术； 2、推进 实时、大规模传感器组网，多模多 用途通用芯片，高精度、高灵敏度 传感器设计与研发； 13 重点 工作 主要工作及进度安排 2013 年 2014 年 2015 年 行环境、用户信息管理、运行管控、 安全管理与防护的研发和技术创 新； 3、推进云操作系统研发和技术创 新。 3、低功耗、低成本、微型化传感 芯片设计与制造； 4、深化 IT 服务 器、空调等绿色 节能技术的研究与创新。 3、促进协同数据传输与处理技 术 等。 示范 引领 重点面向金融、电信、电力、交通 开展 5-10 项重大应用示范。能 够 满足业务重组和信息化发展需求 的大数据应用、云服务及其他信 息服务。 1、重点面向工业制造、商业金 融等领域开展 5-10 项重大应用 示范，如医疗卫生、能源、民生 教育、军工、航天等重大行业云 平台建设； 2、建设社区管理、社区服务、家 庭服务等以社保卡位为基础的 各项云服务平台，支持为百姓提 供查询、缴费、 电子商务、家政 服务等社会化服务的云平台； 3、支持围绕汽车、军工装备、精 密器械等设备制造的设计、仿真、 测试平台建设。 1 重点面向城市管理，整合 PaaS、SaaS 等云计算服务模式的 电子政务应用，如在公共安全管 理、应急管理、信用管理等重点领 域，建设统一协同、资源共享、无 缝对接的跨部门电子政务应用系 统； 2、支持行政审批系统的网络化、 智能化云服务、行政权力电子监 察系统、行政服务中心一体化信 息系统等。 孵化 器 大力推进 3-5 家已有的创业孵化 器的建设和成长，加大宣传和扶 持力度。 重点创建 5-10 家新的各类孵化 器，并联