第2章　AI赋能：数字基建时代的战略基石

AI新基建：构建数字世界的底座

疫情期间，我国政府多次召开重大会议部署疫情防控和疫中建设工作，并多次提出“加快新型基础设施建设”的意见。“新基建”是国家战略的一部分，是推动经济发展的新引擎。它主要起到三方面的作用：一是稳定国内投资，二是调整产业和经济结构，三是进一步扩大内需。

人工智能技术和产品为疫情防控工作提供了极大的帮助，其中，具有代表性的包括智能病毒检测、CT影像智能分析系统、AI测温系统、智能配送机器人等。除了应用于医院场景，这些人工智能技术和产品还广泛应用于交通、社区等疫情防控关键节点，并发挥了积极的作用。随着人工智能新型基础设施建设的加速推进，人们对人工智能的关注度也越来越高。

◆什么是“AI新基建”？

所谓“基础设施”，实则是一种能为人民的生产和生活提供公共服务的设施。一般来说，基础设施具备以下关键属性：一是具有共性刚需能力，二是具有公共服务能力，三是具有强外部性。

人工智能技术是一种在应用前端才能明显感知其效果的技术。目前，人工智能技术的应用多是AI产品和AI服务的应用，人们对人工智能的关注点主要集中在它的产品性能和落地场景上。

物联网的发展使得各种数据快速积累、壮大，深度学习算法的进步使得人类的计算能力有了大幅度提升，这些都是人工智能发展的核心要素。随着这些要素的逐渐完备，人工智能的应用领域有了较大拓展，原来的人工智能应用主要集中于互联网和新零售领域，而目前的人工智能不仅被广泛应用于制造业、农业等领域，同时也在医疗卫生、城市管理等公共服务领域发挥出越来越重要的作用。未来，人工智能将进一步赋能生产生活的各个方面，并实现对生产生活的全覆盖。

人工智能是一种通用目的技术，具有较强的基础设施属性，这一点可以从人工智能提供产品和服务的方式上看出来。目前，我国已经加快了对“AI新基建”的建设布局。作为一种重要的应用型基础设施，它将助力经济社会的高质量发展。

无论对传统产业升级还是对智能经济发展来说，发展“AI新基建”都是迫切需求。传统产业升级是一项艰巨而紧迫的任务，通过AI技术赋能传统产业升级势在必行。“AI新基建”是我国推进重大应用基础设施建设的一部分，其之所以能为传统产业升级赋能，是因为它可以为传统产业提供智能化的公共服务。人工智能是驱动国家智能经济发展的核心动力，其技术和产品应用水平彰显着国家的硬实力。

“AI新基建”既会对产业结构产生影响，又会对实质经济产生影响。作为智能经济形态的重要支撑力量，它将为经济的健康、稳定增长提供必要动力。

◆“AI新基建”的建设内容

“AI新基建”不能独立存在，它具有体系化、系统性的特点，在建设之前应该进行整体设计。除此之外，人工智能产业具有一定的独特性，既要做好软实力建设，例如研发软件算法、搭建智能平台等，又要做好硬件基础设施建设，例如网络、计算、存储等。以智能化核心为绳索将软硬件串联在一起，形成一个有机整体，最终实现智能化赋能。

从目前的情况看，“AI新基建”建设主要包括三大内容，分别是信息基础设施建设、创新基础设施建设和融合基础设施建设，涵盖了基础能力建设—创新服务提供—应用试点升级整个流程。

其中，信息基础设施建设主要是为人工智能的发展打好硬件基础，满足人工智能产业发展对基础资源的需求；创新基础设施建设的主要功能是为人工智能产业的核心能力发展提供动力；融合基础设施建设体现了“AI新基建”的价值，可以为传统行业的智能化变革赋能，激发新兴业态，推动社会经济实现更好的发展。

◆“AI新基建”的建设理念

“AI新基建”建设的主要目的在于强化社会链接能力，为社会发展提供良好的智能化基础服务，通过打造安全可靠的网络体系强化核心可控能力。

在人工智能时代，数字产业将成为一项非常重要的基础性产业，数字化与智能化相辅相成，共同推动社会发展。其中，智能化负责扩充数据积累，数字化负责为智能提供“燃料”。同时，“AI新基建”还可以作用于社会治理与民生应用，衍生出更多智能化的治理手段与生活方式。

“AI新基建”建设是一个耗时长、耗资多的项目，不仅需要投入大量时间与金钱，还需要同时做好研发与实践。具体来看，“AI新基建”可以分为前、中、后三个阶段来完成，前期的主要任务是做好通信和计算类基础设施建设，夯实人工智能技术能力基础；中期的主要任务是输出研究能力与核心能力，做好基础设施建设，保证基础设施的延续性，推动社会更好地发展；后期则要统筹规划，形成规模效应，完成“AI新基建”体系架构。

◆“AI新基建”的赋能价值

“AI新基建”将对社会经济发展产生重大影响，这种影响主要表现在以下三个方面：

第一，“AI新基建”将对人工智能产业发展产生积极的促进作用，尤其是随着计算能力不断提升，数据资源不断丰富，创新研发能力持续升级，将推动人工智能产业深化发展。

第二，人工智能可以与众多技术实现深度融合，例如5G、区块链、边缘计算等，通过多元技术融合产生协同效应，催生出更多新场景、新应用以及新的经济形态。

第三，“AI新基建”的终极目标是为整个社会赋能，推动传统行业实现数字化、智能化、信息化转型。总而言之，在人工智能时代，随着人工智能与实体经济深度融合，传统行业将跟随时代潮流实现转型发展，整个经济社会也将实现可持续发展。

科技变革：智能社会的来临

近年来，随着人工智能快速发展以及人工智能应用相继出现，越来越多的国家开始加快在人工智能领域的布局，甚至将发展人工智能视为维护国家安全、保持科技领先的重大战略。为顺应这种形势，国务院早在2017年就印发了《新一代人工智能发展规划》，对我国人工智能产业进行顶层设计，开启了我国人工智能产业的新时代。

经过几年时间的高速发展，我国人工智能产业逐渐成熟，核心产业规模突破了千亿元，还出现了一批“独角兽”企业，产业发展进入新阶段。纵观人类社会的发展，从蒸汽时代到电气时代，再到互联网时代，每一轮科技革命都要以全新的基础设施为支撑。

◆全球秩序重构背景下的AI新基建

近几年，由于中美贸易摩擦、新冠肺炎疫情等因素的影响，全球经济下行压力加剧。在此形势下，为了保证经济稳定增长，激发市场活力，新型基础设施建设成为新的着力点。在我国，传统基础设施建设已经没有太大的施力空间，随着人工智能产业不断成熟，国家将基础设施建设的重点放在了人工智能领域，试图通过人工智能基础设施建设为经济发展创造一个新引擎。

从全球经济发展的经验来看，机场、港口、桥梁、通信、水利、城市供排水、供气、供电设施等基础设施建设不仅可以保障民生，提高人们的生活水平，而且可以促进经济发展。进入新时代之后，国家发展、人民生活都对社会基础要素提出了新需求，要求建立高效率的能源输送、高端的工业体系、高速的信息传输及智能化的社会治理体系，从而保持现代化体系的先进性。因此，从时代发展趋势来看，新型基础设施建设是必然之举。

◆中国人工智能产业步入发展关键期

为了推动我国人工智能产业健康、稳定地发展，国务院印发了《新一代人工智能发展规划》。经过多年发展，我国人工智能产业规模逐渐稳定，资本投资开始向后推移，智能应用产品越来越多，整个产业逐渐从成长期迈向成熟期表现出三大特点：

（1）产业发展趋于稳定，迈过急速扩张期，开始精耕细作

对于我国人工智能产业的发展来说，2019年是一个非常重要的节点。在这一年，我国人工智能产业基本形成比较成熟的模式，开始从技术驱动向多元化场景应用转移，不再一味地追求市场份额，开始深耕在具体行业的应用，增长速度明显放缓。

（2）投资轮次开始从天使轮向后推移，逐渐从宏观的战略布局转向重点发力

我国人工智能行业的投资热潮开始于2012年，投融资规模呈现指数级增长。但到了2019年，人工智能领域的投融资数量呈现出明显的下滑趋势，投融资总金额也开始下降，只有381.04亿元，仅为2018年投融资总金额的54.5%。但在平均单笔投融资金额方面，相较于2018年的1.07亿元，2019年达到了1.15亿元，有了明显增长。

另外，在A轮及天使轮融资方面，2019年的融资数量明显下降，只有2018年的43%，而且融资金额超过10亿元的人工智能项目在总融资额中所占比例达到了22.8%。^[2]这表明随着人工智能产业逐渐成熟，投资机构改变了过去在整个行业布局的投资策略，开始有重点地培养优质企业，试图打造行业“独角兽”，助力其成为行业龙头企业，完成投资闭环。

（3）应用场景不断深化，逐渐从单点应用转向与行业深度融合

近年来，人工智能的应用场景越来越多，金融、医疗、教育、零售、工业、交通、娱乐等行业均在开展智能化变革。在此趋势下，越来越多的传统行业开始尝试引入人工智能应用，单点应用的模式逐渐无法满足企业需求，人工智能技术需要聚焦某个应用场景并逐渐深入，通过产业智能化重塑与实体经济深入融合，从供给侧的技术驱动主导向需求侧的场景化应用主导转变。

◆科技变革引发智能基建强需求

算法模型深度强化需要建立在强大算力的基础上。目前，人工智能领域应用最广泛的就是深度学习算法，这一算法引起广泛关注是在2012年的全球ImageNet竞赛中。英国多伦多大学教授杰弗里·辛顿（Geoffrey Hinton）领导的竞赛小组利用深度学习模型AlexNet在比赛中大获成功，人们认识到深度学习算法强大的运算能力，将其列为人工智能领域主流研究方法。

神经网络诞生于1959年，如果将当时所需的算力视为1，AlexNet模型所需的算力已经达到了1亿。从1959年到2012年，为了满足新模式的计算需求，算力平均每年要增长0.5倍。2012年之后，深度学习算法进入新的发展阶段，算力需求平均每年要增长4倍。这种全新的算法一方面可以提升人工智能的性能，另一方面也需要强大的算力提供支持。

智能化应用的落地对社会智能服务能力提出了较高的要求。随着信息技术不断发展，互联网覆盖范围越来越广，移动终端、智能应用越来越多，数据量开始大幅增长。《IDC：2025年中国将拥有全球最大的数据圈》白皮书预测，到2025年全球数据总量将达到48.6ZB。人工智能的发展离不开数据的支持，以大规模数据为基础，将产生一系列智能化应用，如图2-1所示。智能化应用又将产生更多数据，从而形成一个良性循环。

图2-1智能终端主要产品

据统计，2019年，我国智能终端产品的出货量达到了7.7亿部，预计到2025年，将增长到36.12亿部，如图2-2所示。^[3]数据的高速增长以及人们对智能化应用与服务的需求，将对社会智能服务能力提出更高的要求。

图2-2智能终端产品的出货量增长情况

在人工智能时代，社会发展需要面向未来的城市支撑。近年来，“智慧城市”成为我国城市建设的热点，吸引了大量投资。目前，我国省级、副省级城市均已开始智慧城市建设，超过90%的地级城市也相继加入智慧城市建设队伍。在向人工智能时代迈进的过程中，智慧城市建设是必然之举，是推动社会进步与发展的重要保障。

AI赋能传统产业数字化转型

人工智能具有先天的基础设施属性，是新基建的重要支撑，不仅其核心产业具有广阔的市场前景，其赋能其他产业所带来的市场前景也不容小觑。可以说，“AI新基建”是我国经济转型的原动力，也是数字经济时代的新引擎，它的落地应用有助于我国经济向着高质量发展阶段迈进。

作为新基建七大领域之一，人工智能具有很强的“头雁”效应，能够为新一轮产业变革提供重要动力。而“AI新基建”具有基础性、公共性和外部性，能够支撑数字经济的高效运转，并能广泛赋能各行各业，其基础设施属性会随着应用的加深变得越来越强。

从人工智能自身产业发展和赋能其他行业的角度来看，“AI新基建”可以分为两大类：一是“AI通用新基建”，二是“AI专用新基建”。

●“AI通用新基建”：人工智能新型基础设施能够为全行业、全领域提供通用的AI能力，为金融、安防、医疗、交通、教育、家居等行业赋能，催生一系列新产品、新服务，包括金融行业的智能支付、智能风控、量化投资；安防行业的人脸闸机、智能摄像机、电警卡口；医疗行业的影像诊断、健康管理、导诊机器人；交通行业的自动驾驶、辅助驾驶等。

●“AI专用新基建”：人工智能新型基础设施能够为特定行业、特定领域提供专用的AI能力，具体包括基础平台、智能视觉平台、智能语音平台等通用平台，芯片、摄像头、激光雷达、嗅觉传感器等传感器，数据设施、算力设施、算法资源、网络配套设施等。

借助这两种赋能形式，“AI新基建”既能够为传统产业的数字化升级转型提供动力，也能为各行各业提供智能化的基础支撑。

◆AI通用新基建

（1）“AI通用新基建”的“三驾马车”

“AI新基建”具有三大要素，分别是数据、算力和算法。这三大要素共同构成了“AI通用新基建”的“三驾马车”，推动着“AI通用新基建”的落地实施。以“三驾马车”为动力，“AI通用新基建”可以为社会提供低成本、开放式、通用性人工智能技术和产品。

●数据：“AI通用新基建”的核心基础。有了数据或数据资源库，人工智能才能展开机器学习。

●算力：“AI通用新基建”的重要保障。智能芯片是提供计算能力的核心器件，它能帮助整合各种软件框架，为人工智能提供训练能力。

●算法：“AI通用新基建”的主导灵魂。它能为机器的学习提供有效方法和通用算法模型，并通过API或SDK与具体应用场景的结合为人工智能设备提供特定的技术接口。

（2）“AI通用新基建”重点内容

“AI通用新基建”的主要内容是：将数据、算力、算法的资源和能力整合起来，构建机器学习、知识图谱、语音识别、计算机视觉、自然语言处理等典型人工智能技术的通用平台，为企业提供AI训练能力、云端推理能力和各种用以调用底层资源的接口。其中，数据产业所面向的人工智能市场主要是基础数据服务市场，其代表性产业不仅能提供数据资源定制服务和数据集产品，还能提供数据平台建设等；算力产业主要涉及芯片、传感器、服务器等人工智能上游硬件的研发与制造；算法产业主要涉及通用算法模型资源和经典算法模型资源的开发与应用。

（3）“AI通用新基建”市场规模

斯坦福大学的数据显示，在2012年之前，人工智能算力需求翻倍时间是2年，而截止到2020年，这一需求翻倍时间降至3～4个月。由此可见，目前的AI算力远远无法满足人工智能发展的需求，而这一巨大的需求缺口则能刺激人工智能核心产业的快速发展。

赛迪顾问发布的统计数据显示，人工智能核心产业在2019年的总体规模为1302.4亿元，同比增长31.9%。招商证券等机构对人工智能的未来发展进行过相关预测，即到2025年，人工智能新型基础设施的累计投资规模将超过2000亿元，其中，代表性的基础设施包括人工智能相关底层硬件、通用技术及平台的基础设施。目前，“AI通用新基建”为经济的增长提供了新的动力，其核心产业已经催生出千亿级别的新兴市场。

◆AI专用新基建

（1）“AI专用新基建”的概念

“AI专用新基建”是应用于特定行业的基础设施建设。例如，智慧城市的“城市大脑”平台就是一种“AI专用新基建”。城市大脑平台能连接和整合城市的各类数据，并利用认知、决策、优化、探索、挖掘、预测、干预等方式对城市数据和城市问题进行即时分析、智慧调动、优化管理、科学研判和协同指挥。

要使城市大脑平台发挥人工智能的谋划作用，就需要集中建设好五大基础能力：一是建立足够的弹性计算能力；二是建立强大的数据整合能力；三是建立兼容的算法服务能力；四是建立广泛的感知汇聚能力；五是建立可靠的网络安全能力。城市大脑平台建设不仅能推进政府的数字化升级，实现政府与企业数据的共享，同时还能支撑各类城市应用的进一步发展。总之，它既是提升城市综合治理水平的有效方法，也是完善智慧城市建设的关键手段。

（2）“AI专用新基建”应用领域

人工智能可以为各行各业赋能，推动新旧动能转换，实现产业机构优化升级，促进数字经济和实体经济的融合创新，开拓更大、更有潜力的行业市场。人工智能在多个领域具有专用应用场景和属性，具体来说，可包括以下领域：智慧城市、智能医疗、智能驾驶、智慧农业、智能制造、智慧金融、智能零售、智慧教育、智能机器人、智慧安防等。

（3）“AI专用新基建”市场规模

2017年7月20日，国务院印发了《新一代人工智能发展规划》。据该通知的相关规划，我国人工智能到2020年所能带动的相关产业规模将超过1万亿元；到2025年所能带动的相关产业规模将超过5万亿元；到2030所能带动的相关产业规模将超过10万亿元。人工智能能够提升传统基础设施的数字化、智能化水平，随着其在生产生活和社会治理等方面更深、更广的应用，以及人工智能新型基础设施建设的加快推进，将为我国打造一个完善的、广泛应用的新一代人工智能基础设施体系。

引领我国经济高质量发展

随着人工智能新型基础设施建设轰轰烈烈的展开，人工智能领域的核心能力、研发水平不断提升，试验场景不断丰富，将对人工智能产业的发展产生积极的推动作用。对于人工智能产业化发展来说，“AI新基建”发挥着关键作用，只有整合全社会的力量共同建设，才能为人工智能产业的发展奠定坚实的基础，开启人工智能新纪元。

◆“AI新基建”开启人工智能新纪元

随着“AI新基建”的核心能力不断提升，人工智能产业将进入高速发展阶段。在“AI新基建”的众多项目中，计算能力、网络通信、数据资源等基础设施建设可以对人工智能产业发展产生直接促进作用。

为了做好这些项目建设，我国数据中心IT投入在2019年达到了3698.1亿元，而且投资规模将不断增长，到2025年有可能达到7070.9亿元。^[4]从全球人工智能市场来看，到2022年用于算力的投资将达到176亿美元。^[5]随着人工智能领域的新型基础设施不断强化，人工智能产业将获得更强劲的发展动力，迈进快速发展阶段。

随着“AI新基建”的研发水平不断提高，人工智能产业将形成良性循环。目前，人工智能技术发展仍处在弱人工智能阶段，只能做到相对准确的感知、有目标输入的认知、做简单决策，无法满足人们对智能化能力的高要求。想要实现高层次的人工智能，还需要长期探索。

“AI新基建”能够从各个层面为人工智能产业的发展提供支持。随着创新环境不断完善，人工智能技术研发水平将不断提升，技术进步将带动产业发展，产业发展又将带动科技研发，进而使整个人工智能产业的发展形成良性循环。

随着人工智能试验场景不断丰富，人工智能生态将形成一个完整的闭环。在“AI新基建”的重点建设项目中，人工智能试验区建设是推动人工智能产业发展的重要基础。为了做好人工智能试验区建设，科技部于2019年8月印发《国家新一代人工智能创新发展试验区建设工作指引》，对新一代人工智能创新发展试验区建设做出了统筹规划，计划到2023年建成试验区约20个。

人工智能试验区建设不仅可以为人工智能产业提供试点示范场所，还可以促使人工智能产业与现有产业磨合，共同发展。越来越多的人工智能应用将在示范区落地，产生大量反馈数据，提升算法能力，进而形成人工智能生态闭环。

◆“AI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性。随着“AI新基建”步入正轨，算法、算力不断升级，人工智能将以各种智能应用为核心与各种新兴技术实现协同，例如将以云计算协同为人工智能提供丰富的计算资源，与区块链技术协同保证算法安全，与5G技术协同提高数据传输速度与效率，保证数据传输的稳定性，推动人工智能技术在更多应用场景落地。

◆“AI新基建”将有效推动经济列车快速前行

作为一项新兴战略技术，人工智能具有极强的溢出带动性作用，可以引领新一轮的科技革命与产业变革。人工智能新型基础设施建设可以催生很多全新的智能业态，为传统行业赋能，对产业发展、社会治理、生态建设产生积极的推动作用。在经过数字化、信息化积累之后，人工智能将作为智慧大脑对各种资源进行优化整合、高效调度，对各项需求做出充分了解，为社会经济的发展提供新理念、新模式。

随着AI新基建不断推进，我国生产制造、社会治理、民生服务等各行各业都将发生巨大变化，城市基础设施将变得更加智能化、数字化。作为一种新型基础设施，AI新基建将对产业发展、产业结构调整、新旧动能转换产生积极的推动作用，为数字经济的发展提供强有力的支持。随着各产业实现智能化升级，生产效率与质量得以大幅提升，将有更多劳动力从繁忙的工作岗位上解脱出来，从事更有价值、更富有创造性的工作，推动经济实现高质量发展。