2025年全球超级计算机市场规模为86.6亿美元,预计从2026年的94.9亿美元增长到2034年的197.6亿美元,在2026-2034年预测期内的复合年增长率为9.6%。
预计对超级计算机的需求将持续增长,这将促使各机构管理其复杂庞大的数据集和分析工作负载。此前,超级计算机仅限于大型机构使用。然而,如今超级计算正变得越来越普及,也越来越经济高效,教育研究机构也能从中受益。此外,通过云计算平台即服务 (PaaS) 模式实现资源共享,进一步提升计算能力的普及度,预计将进一步推动市场增长。
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企业需要维护和分析大量数据,并利用这些数据辅助决策。终端用户也需要保持竞争优势。例如,能够更快交付药品的制药公司将获得更高的收益。许多企业缺乏分析这些海量数据的强大处理能力和工具。因此,能够充分利用数据的企业往往能做出更明智的决策。本研究的行业发展正是由对更高效的数据管理和决策处理能力日益增长的需求所驱动的。
此外,诸如计算机断层扫描(CT)和磁共振成像(MRI)等医疗应用需要快速、精确且高性能的处理单元来处理复杂的算法。超级计算机能够显著缩短计算时间,并快速准确地处理CT和MRI数据。因此,各领域对更快、更高精度数据处理的需求日益增长,是推动该研究市场增长的重要因素之一。
美国国防部正在资助与军事和国防相关的研究。此外,他们已完成大量超级计算机方面的工作,主要是为了支持美国一项联合紧急作战需求。运输司令部。该项目旨在利用空军力量派遣机组人员和医务人员,大幅降低空运新冠肺炎患者的风险。此外,该项目还聘请专家运用计算流体动力学技术,分析飞机内部的气流和飞沫分布。多个研究资助项目正在推动对超级计算机的需求。
银行、金融服务和保险 (BFSI) 行业与众多供应商在研究项目和自动化部署方面的合作推动了超级计算机市场的增长。例如,2020 年 7 月,红帽 (Red Hat) 和英伟达 (Nvidia) 与加拿大皇家银行 (Royal Bank of Canada) 的人工智能研究部门 Borealis AI 合作,共同打造了一个人工智能计算平台,旨在提升客户银行体验。合作伙伴可以将红帽 OpenShift 和英伟达的 DGX 人工智能处理系统整合到一个私有云中,从而在更短的时间内执行数千次模拟并分析数百万个数据点,使突破性的智能应用能够更快地推向市场。
尽管超级计算机拥有诸多优势,但其市场快速增长的同时,也面临着初期高昂的建设成本这一挑战。超级计算机的定价取决于其性能,甚至可能高达500万美元或更高。例如,富士通和日本理研联合开发的“富岳”超级计算机,在六年间耗资10亿美元。据信,如果采用标准CPU,成本将是现在的三倍。因此,用户需要支付巨额费用才能收回成本,并弥补超级计算机的基础设施建设费用。
此外,除了初始购置成本外,超级计算机的运行成本也很高,这限制了其在各行各业的部署。一台超级计算机的购置价格加上后续运行成本,每年可能高达数百万美元。如此巨额的资金只有那些获得全面资助的研究机构、渴望利用其效益的政府以及能够承担得起此类成本而不致破产的跨国企业才能获得。高昂的成本导致许多终端用户行业无法负担超级计算机的一次性购置成本和持续运行成本,尽管他们有意愿安装,但这些成本仍然很高。目前,一些重要的供应商正在努力推出价格适中的超级计算机,以满足大众商业需求,以应对这一挑战。然而,这些因素仍然阻碍着市场增长。
超级计算被认为是天气预报行业的重要推动力。随着技术创新,超级计算机有望在保持卓越性能的同时,实现低功耗。鉴于可持续发展正成为各行各业的基石,超级计算机有望在不牺牲性能和功耗的前提下,实现绿色环保。目前,各方已在这方面做出诸多努力,预计这些努力将在预测期内影响市场前景。
例如,韩国气象厅(KMA)作为韩国官方气象机构,负责预测和预警恶劣天气,并开展气候变化研究,为政府政策提供依据。KMA利用韩国最大的超级计算机——国家气象超级计算机中心(NCMS)——开展至关重要的天气和气候预测工作。预计此类应用将推动市场增长。
按最终用户行业划分,全球超级计算机市场可分为商业部门、政府机构和研究机构。
商业领域占据最大的市场份额,预计在预测期内将以10.3%的复合年增长率增长。商业领域采用超级计算机是因为它们更具成本效益,并且能够节省大量任务管理时间。制造业也在出于各种目的使用超级计算机。例如,2021年6月,海克斯康公司展示了使用全球最快的超级计算机之一——富岳超级计算机,如何通过完成以往耗时耗力的复杂计算流体动力学(CFD)模拟来加速创新。该公司的制造智能部门重点介绍了如何利用模拟来研究下一代电动汽车和飞机的性能。借助现代半导体技术,制造商能够以不到现有模拟方法一半的能耗和四分之一的成本来模拟实际情况,从而推动市场增长。
世界各国政府都已认识到超级计算机的必要性,因为它们在当前的危机形势下日益重要。另一个重要方面是竞争和安全。电子战工具和先进的防御系统也是利用这些超级计算机开发的。此外,中国、印度和东南亚等发展中国家的政府机构也在加大对超级计算机建设的投资。印度启动了国家超级计算任务(NSM),旨在通过将各个超级计算机连接起来,构建一个以国家知识网络(NKN)为骨干的超级计算网格,从而提升该国的科研能力。NSM一直在全国各地的研究机构和学术机构中建立超级计算设施网络。此类举措推动了市场增长。
超级计算机的广泛应用很大程度上归功于研究机构利用超级计算机分析大型数据集和开展实验。基因组分析、药物临床试验模拟、分子动力学等都离不开超级计算机。医学影像一些重要的应用领域已经加速采用了超级计算机。例如,迈阿密大学投资370万美元购买了一台名为“Triton”的IBM超级计算机,以推进其人工智能项目并提升在科研经费申请中的竞争力。自特朗普总统在2020年代拨款12亿美元用于量子信息开发以来,可能会有更多研究机构倾向于选择超级计算机。生物技术公司和研究人员正越来越多地利用超级计算能力来更好地理解复杂的生物过程,从而开发新的药物疗法。此外,超级计算还被用于通过个性化医疗来改善医疗保健服务。随着生物学向数字化科学转型,超级计算技术对于医学研究、流行病学、生物信息学和生物医学至关重要。
按地区划分,全球超级计算机市场分为北美、欧洲、亚太、拉丁美洲以及中东和非洲。
亚太地区占据最大的市场份额,预计在预测期内将以10.3%的复合年增长率增长。亚太地区在技术方面一直处于快速发展阶段。中国和日本等国家是亚太地区超级计算系统快速增长的主要推动力。截至2021年6月,全球最强大的500台超级计算机中,中国的数量比美国多出三分之一以上(美国则多出122台)。全球最强大的超级计算机约有60%位于这两个国家。中国政府承诺到2020年投资221.5亿美元用于人工智能研究,到2025年投资590.7亿美元,这是推动该行业发展的重要因素。该计划旨在将中国打造成为无人驾驶技术、消费人工智能应用、远程医疗和生物制药等领域的市场领导者。预计这将为开发更高容量的超级计算系统创造巨大的潜力。
预计北美地区将以8.5%的复合年增长率增长,在预测期内创造32亿美元的收入。北美一直是技术解决方案的最大市场之一,预计也将继续在全球经济中扮演重要角色,尤其是在开发和应用新型强大技术方面。数据量的激增以及出于多种目的快速分析海量数据的需求,推动了新型先进系统的应用,进而促成了超级计算机的部署。研发投入的不断增加是推动这一需求的重要因素之一。
欧洲地区致力于支持新型超级计算技术、系统和产品的研发与创新,并培养利用基础设施和在该地区构建世界一流生态系统所需的技能。由于多年期财政框架(2021-2027)大幅增加预算,超级计算已成为欧盟重点投资的关键数字领域之一。新的多年期财政框架总预算高达1.1万亿欧元。此外,超级计算已被确定为战略投资重点,预计将在欧洲的复苏之路上发挥关键作用。由于政府的支持,包括Atos和IBM在内的多家全球性公司正在该地区进行投资。例如,2020年11月,Atos宣布在于利希研究中心(Forschungszentrum Jülich)推出名为JEWELS的超级计算系统,该系统是目前欧洲速度最快的超级计算平台之一。
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Research Analyst
Pavan Warade is a Research Analyst with over 4 years of expertise in Technology and Aerospace & Defense markets. He delivers detailed market assessments, technology adoption studies, and strategic forecasts. Pavan’s work enables stakeholders to capitalize on innovation and stay competitive in high-tech and defense-related industries.
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