知名市場調(diào)研機構(gòu)IDC曾經(jīng)發(fā)布的一份報告顯示，創(chuàng)新平臺分三個階段：1985年以前，全世界以計算機為創(chuàng)新平臺；2005年以前，以互聯(lián)網(wǎng)為創(chuàng)新平臺；到2020年之前，移動寬帶、云服務(wù)、社交應(yīng)用和大數(shù)據(jù)將成為新的創(chuàng)新平臺。預測“大智移云”將支撐2020年全球信息產(chǎn)業(yè)收入的40%和增長份額的98%。

 

　　信息技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)是集成電路。30年來，CPU運行速度提高了100萬倍，內(nèi)存價格下降到原來的1/45000，硬盤價格下降到原來的1/3600000。如果汽車價格以與硬盤同等的速率下降，那么今天我們買一輛新車只需要0.01美元。如果汽油性能以同樣的速度發(fā)展，那么現(xiàn)在1升汽油能夠使飛行器環(huán)繞地球飛行573圈，目前除信息技術(shù)外還沒有哪一種工業(yè)產(chǎn)品有如此高的發(fā)展速度。

 

　　當然，現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展也面臨一些挑戰(zhàn)。比如，在桌面CPU芯片領(lǐng)域，美國英特爾公司占領(lǐng)了90%的市場，而中國還沒有實現(xiàn)規(guī)模化商業(yè)應(yīng)用的桌面CPU芯片?，F(xiàn)在集成電路進入納米時代，投片費與代工線的成本都非常昂貴，目前英特爾將CPU芯片產(chǎn)品做到14納米，生產(chǎn)線的投資高達150億美元。國內(nèi)最好的芯片企業(yè)中芯國際集成電路制造有限公司目前的產(chǎn)品水平為28納米，還落后英特爾一兩代。另外，現(xiàn)在有一種趨勢，一些集成電路裝備生產(chǎn)公司被國外代工線收購，將來可能沒有獨立的代工線裝備供應(yīng)商。如果這樣，那未來我們面臨的挑戰(zhàn)會更大。隨著光刻線條間隔越來越細，基于CMOS集成電路的摩爾定律因功耗和代工線的成本可能走到盡頭，亟待新材料、新工藝的突破。中國集成電路市場占全球一半，但中國自行設(shè)計生產(chǎn)的集成電路產(chǎn)品只能滿足20%的市場需求。2014年我國進口集成電路2176億美元，數(shù)額略低于原油（2283億美元），而在前幾年，我國的集成電路進口額均高于原油。在這樣的背景下，中國下決心設(shè)立集成電路基金，要改變集成電路發(fā)展的被動狀態(tài)。

 

　　軟件定義一切。軟件從互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境發(fā)展到普適計算環(huán)境，用戶數(shù)量和復雜度劇增，軟件的應(yīng)用無所不至。1972年阿波羅登月飛行器軟件僅有4K代碼，如今華為傳感器是10K代碼，日本高鐵的列控軟件有數(shù)百萬行代碼，奔馳新出的高檔汽車軟件規(guī)模達到1億行代碼，空客飛機軟件則有10億行代碼，PC的Windows7操作系統(tǒng)有3000萬行代碼，蘋果IOS和安卓手機操作系統(tǒng)軟件也有上百萬行代碼，軟件的規(guī)模越來越大。但對中國來說，軟件也是軟肋。微軟基本壟斷了PC操作系統(tǒng)，蘋果的IOS和谷歌的安卓幾乎瓜分了手機操作系統(tǒng)市場。蘋果最關(guān)鍵的創(chuàng)新是在IOS操作系統(tǒng)上的AppStore，它承載了上百萬種應(yīng)用，實現(xiàn)內(nèi)容與終端捆綁，形成以IOS為核心的生態(tài)系統(tǒng)。與此相對的是諾基亞，向智能手機的轉(zhuǎn)型反應(yīng)遲鈍，向移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動不力，多年的手機霸主竟沒有打造起自己的手機生態(tài)系統(tǒng)，終于退出手機市場?，F(xiàn)在中國不是做不出手機操作系統(tǒng)，而是如何吸引現(xiàn)有的超過百萬種應(yīng)用嫁接于其上，沒有豐富的應(yīng)用就沒有用戶體驗。

 

　　計算能力的演進。其經(jīng)歷了從20世紀50年代的大型計算機，到60年代的小型計算機，再到80年代的個人計算機，90年代的筆記本電腦，2010年代的移動智能終端。世界上第一臺電子計算機1946年發(fā)明，占地170平方米，性能不及現(xiàn)在的計算器。1956年美國航天局用500萬美元購買了一臺當時最好的計算機cray-1，其性能不如2012年價值400美元的iPhone4。1985年美國國防部更新了超級計算機cray-2，其功能不及現(xiàn)在的ipad2。1997年1GB閃存卡的價格是7992美元，現(xiàn)在只有25美分。這些演進都是摩爾定律帶來的。

 

　　超級計算機能力“十年千倍”。現(xiàn)在中國的天河2號超級計算機能力是cray-1的4億倍，其持續(xù)計算峰值每秒33.86千萬億次，已經(jīng)連續(xù)6次蟬聯(lián)全球最快的計算機，它使用了312萬個CPU核，1.6萬個計算機節(jié)點，但芯片主要來自英特爾公司，正在研發(fā)的新一代的天河計算機將要基于自主開發(fā)的芯片。

 

　　云計算“無所不容”。隨著信息化的發(fā)展，每一個單位自建信息化系統(tǒng)是不經(jīng)濟的，不如把自己的數(shù)據(jù)放在第三方公司的服務(wù)器上，第三方公司把它的基礎(chǔ)設(shè)施當成服務(wù)來出租。第三方公司還可同時提供一些軟件工具供租用單位開發(fā)自己所需的軟件。對于大多數(shù)中小企業(yè)來講，有工具也并不一定具備軟件開發(fā)能力，不妨直接租用第三方公司的軟件。這里的第三方公司就是云計算平臺公司，它還可以提供各種各樣的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)挖掘的工具以供租用。比如阿里巴巴是一家電子商務(wù)公司，可是現(xiàn)在它要向亞馬遜學習，成為云計算服務(wù)公司，要賣云計算服務(wù)器，還賣云計算的解決方案，提供云計算的服務(wù)。

 

　　移動終端的演進。我們的手機早年只能聽語音，現(xiàn)在則可以觸摸、感知?，F(xiàn)在智能手機就是計算機，過去通信公司做手機，現(xiàn)在計算機公司賣手機。智能手機還嵌入大量傳感器，與云端的連接使手機具有部分人工智能，可以手勢輸入、語音搜索和語音翻譯等。中國現(xiàn)在生產(chǎn)全世界70%的手機，但是蘋果和三星兩個企業(yè)占了全世界手機利潤的90%。2015年第一季度，蘋果和三星的利潤占全世界手機利潤的103%，這意味著其他公司的利潤總和是-3%，大部分手機廠商受高通公司專利制約而虧損。

 

　　移動通信的換代發(fā)展。第一代移動通信的基站利用頻率區(qū)分用戶，即頻分多址，2G的GSM是時分多址，3G的CDMA是碼分多址，現(xiàn)在的4G采用正交頻分多址技術(shù)，把頻率、空間和時間的復用因素都利用起來。這么多年來移動通信幾乎按照十年一代發(fā)展，每一代的峰值速率提高一千倍。目前國際上已經(jīng)開始5G標準化的研究，5G的用戶體驗速度是4G的十倍，連接密度是4G的10倍，峰值是4G的近百倍，用戶體驗速率100兆，峰值速率20G，這是一個很大的飛躍。中國5G擬于2020年商用。 5G的核心技術(shù)是超密度的組網(wǎng)、大規(guī)模天線陣、全頻譜接入、新型的多址技術(shù)等。5G既要適應(yīng)高速寬帶又要適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)的海量連接，新需求推動5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)革新，基于SDN（軟件定義網(wǎng)絡(luò)）和NFV（網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化）依據(jù)邏輯功能分離為接入、轉(zhuǎn)發(fā)和控制三個平面。傳統(tǒng)路由器節(jié)點的控制功能和傳送功能放在一起，路由器按照最短的路徑優(yōu)先原則轉(zhuǎn)發(fā)IP包，不考慮是否全局最優(yōu)。現(xiàn)在的SDN把各節(jié)點的控制功能抽出來集中成為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)控制下路由器只承擔轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，這是集中控制和全局優(yōu)化，適應(yīng)大數(shù)據(jù)情境下網(wǎng)絡(luò)的流量的時空突發(fā)性。在SDN技術(shù)方面，美國的IT企業(yè)已經(jīng)提前布局，并且在標準化方面占了主導地位。

 

　　下一代的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展有兩條路線，一種是基于IPv6的演進路線，一種是全新的革命路線。美國率先開展下一代互聯(lián)網(wǎng)的研究，中國期待在下一代互聯(lián)網(wǎng)彎道超車的機遇。美國網(wǎng)民人均有6.34個IPv4地址，中國網(wǎng)民人均0.5個。中國沒有足夠的互聯(lián)網(wǎng)地址，向IPv6發(fā)展是必然的選擇，但是往IPv6過渡還有很多的技術(shù)挑戰(zhàn)。

 

　　與中國IPv4地址嚴重不足和美國IPv4地址十分富裕的情況相反，中國目前IPv6地址的使用量只有美國的8.6%，美國IPv6的流量在2015年第二季度已占到全網(wǎng)流量的19%，顯然美國的IPv6進程已經(jīng)走在中國前面，中國在下一代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方面難得的與發(fā)達國家?guī)缀跆幱谕黄鹋芫€的機會眼看又會喪失，中國需要加快IPv6的部署。在向下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中，需要研究DNS（域名服務(wù)器）的新體系，目前IPv4全球13個根服務(wù)器沒有一個在中國，在IPv6體制上怎么解決域名根服務(wù)器的問題提上議事日程，爭取根服務(wù)器落戶中國，以提升中國在互聯(lián)網(wǎng)中的話語權(quán)和安全感。

 

　　互聯(lián)網(wǎng)的寬帶化發(fā)展促進了光纖通信技術(shù)進步。光纖通信容量20年增長了1萬倍，現(xiàn)在單纖容量已經(jīng)做到了50Tbps，目前干線傳輸還沒有哪一種技術(shù)有光纖這么大的容量，而且光纖還有很大的發(fā)展空間。中國在光纖光纜產(chǎn)業(yè)上發(fā)展很快，中國的光纖光纜產(chǎn)能占全世界一半，中國每年的光纖光纜市場也消耗了全世界一半的產(chǎn)能。我們可以生產(chǎn)光纖、光纜和光纖的預制棒，但是上游的高純度玻璃管還需要進口，另外，高端的光電子器件仍依賴國外的產(chǎn)品。

 

　　2015年電信運營商在提速降費方面做了大量工作，寬帶發(fā)展狀況有了改觀，但我們的寬帶在國際上還是落后的。中國網(wǎng)民的人均國際干線帶寬水平在2015年僅為7.84kbps，不及全球平均水平的1/7，寬帶化提速降費還面臨很大的挑戰(zhàn)。

 

　　去年9月份在西雅圖舉辦的第八屆中美互聯(lián)網(wǎng)論壇上，習近平主席會見了與會的主要互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，參加會見的中國15家公司的總市值（包括估值）僅是參加會見的11家美國公司的1/4，還不如美國蘋果公司一家多，我們在產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平上與先進國家大有差距。

 

　　網(wǎng)絡(luò)安全問題需要警鐘長鳴。網(wǎng)絡(luò)安全涉及網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施安全、內(nèi)容層面的安全和被控制執(zhí)行層面的安全，即航空、鐵路和電力以及銀行等重要基礎(chǔ)設(shè)施的安全。去年6月份，國家計算機病毒應(yīng)急處理中心報告稱，2014年我國計算機、手機感染病毒的比例分別達63.7%和31.5%。2015年第二季度和2014年同期相比，分布式的拒絕服務(wù)攻擊增加了132%。現(xiàn)在手機的安全問題更大，手機有用戶身份，可以定位跟蹤，還涉及銀行賬號，但又不可能像PC那樣內(nèi)置功能完善的防病毒軟件。騰訊的安全實驗室報告，2015年手機病毒包新增了一千多萬個，是2014年的十倍。2014年我國31.3%的移動用戶遭遇個人信息泄露。ITU（國際電信聯(lián)盟）在2015年4月公布的全球網(wǎng)絡(luò)安全指數(shù)顯示，美國得分0.824，位居第一；中國得分0.4412，位列第49名。

 

　　在信息技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，我們還面臨頻譜資源的挑戰(zhàn)。ITU評估報告指出，到2020年全球移動通信頻率缺口1GHz。現(xiàn)在地面廣播電視被有線電視和互聯(lián)網(wǎng)電視分流，城市的無線廣播電視利用率很低。據(jù)一些城市統(tǒng)計，無線廣播電視的頻譜利用率不到5%。而且電視數(shù)字化后單個頻道可以同時傳送6套標清節(jié)目或1套高清節(jié)目，模數(shù)轉(zhuǎn)換后保留35個頻道，還可以承載210套標清電視，是現(xiàn)有47套模擬節(jié)目的4.4倍，從而可以騰出96MHz帶寬。

 

　　移動通信蜂窩小區(qū)的覆蓋面積在使用700MHz頻率時是現(xiàn)在4G使用的2.6GHz頻段的5倍，成本可下降2/3。2013年已有美國等25個國家把廣電模數(shù)轉(zhuǎn)換后騰出的700MHz部分頻段經(jīng)拍賣重新分配給移動通信。中國頻率資源的重新分配需要靠體制改革才能推動。

 

　　綜上所述，大數(shù)據(jù)、智能化、移動互聯(lián)網(wǎng)和云計算相結(jié)合的“大智移云”，代表了信息技術(shù)發(fā)展新階段的時代特征?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”開拓了信息技術(shù)應(yīng)用空間，凸顯了作為經(jīng)濟增長新引擎的作用。在核心信息技術(shù)方面，我們還沒有擺脫受制于人的局面，寬帶提速降費壓力很大，信息安全形勢嚴峻，頻譜資源面臨挑戰(zhàn)。下一步應(yīng)當努力的方向則是：狠抓改革攻堅，突出創(chuàng)新驅(qū)動，強化企業(yè)主體，建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強國。（作者系中國工程院院士。本文是作者2016年1月23日在“信息化促進中國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級”論壇上所作的演講。）