荀玉根：科技基建很迫切

荀玉根为中国首席经济学家论坛理事 海通证券首席经济学家

核心结论：①对比国外，我国科技产业中硬件端的网络基础设施、应用端的新能源车具备优势，但半导体、软件领域仍比较薄弱。②政策加速科技基建建设，中央财经委会议要求推进重大科技基础设施布局建设，东数西算工程也正快速推进。③结合近期政策发力点，科技基建关注超算、云计算、人工智能、宽带基础网络四大领域，相关上市公司详见正文。

科技基建很迫切

——安全视角下行业机会系列2

4月26日中央财经委会议指出要加快新型基础设施建设，布局建设新一代超算、云计算、人工智能平台、宽带基础网络等设施。这不仅是我国实现高质量发展的需要，也是在复杂国际形势背景下实现科技自立自强、保障国家安全的基础。我们前期通过《能源安全：守护现代经济的血脉——安全视角下行业机会系列1-20220330》报告探讨了能源安全视角下的投资机会，本篇专题从科技细分领域的国产替代情况出发分析科技安全现状，结合政策推动的科技基建领域，寻找对应的投资机会。

1. 我国科技安全问题不容忽视

我国正处经济转型阶段，科技产业发展成果丰硕。当前我国正处在产业结构转型升级的关键阶段，经济增长动力将从注重数量的要素投入加速转变为注重质量的创新驱动。在此背景下，建设创新型国家已成为我国重大战略方针，我国创新能力正不断提升。根据WIPO的《Global Innovation Index2021》，21年我国在全球创新指数的排名为12名，是排名最高的发展中国家；我国知识和技术产出排名高居全球第4，高于日本、德国、英国等发达国家。创新能力的提升助力我国高新技术产业蓬勃发展。我国高新技术企业工业总产值从2010年的11.9万亿元上升至2020年的36.7万亿元，期间年复合增速达11.9%，高于同期名义GDP年复合增速的9.4%。当前正处新一代信息技术引领的科技周期中，我国在5G、人工智能技术等多个领域均不断突破，正促进数字经济与实体产业融合，成为我国高质量发展的关键支撑。根据中国信息通信研究院，数字经济增加值规模从2005年的2.6万亿元增加到2020年的39.2万亿元，20年在疫情冲击和全球经济下行的叠加影响下，我国数字经济依然维持9.7%的高速增长，是同期GDP名义增速的3.2倍多，数字经济增加值规模仅次于美国。

当前我国科技产业发展的外部环境不容乐观。近年来“逆全球化”加剧，单边主义盛行，美国等发达国家均加大了核心技术的保护，全球正常的科技资源自由流通和科技交流合作受到限制，如中美贸易摩擦中美国对华的科技制裁。在中美贸易摩擦中，美国对华制裁以“中兴事件”作为导火索，主要针对科技和通信领域，此后争端不断升级，美国对华为和多所中国高校展开制裁。2020年6月，美国发布出口管制实体名单，对出口中国的科技产品及服务进行限制，将高端工业软件作为对华科技制裁的重要手段，影响行业包括新一代信息技术、工业机器人、航空航天及新能源设备等。缺乏自主可控的核心技术，将使发展中国家科技行业在面临外部竞争时处于被动的劣势地位，加强科技安全不容迟缓。

内部来看，我国基础研究和产学研一体化仍存短板。除了复杂的外部环境威胁我国科技安全，我国基础研究投入不足、科研成果转化不畅等问题仍然存在。

①我国科研投入强度低，基础研究投入不足。当前我国进入新发展阶段，对科技的支撑能力提出更高要求，但对比发达国家，我国科技活动规模和强度仍不高，科技人才培养与储备不足。20年我国R&D支出占GDP的比重为2.4%，低于OECD国家的平均水平2.5%，更低于科技强国美国的2.9%，日本的3.4%。18年我国每千人中研究人员仅占2.4名，远低于美国（9.9名）、韩国（15.2名）。另外，我国研发投入中基础研究投入不足，结构不合理的问题仍然突出。基础研究是科技创新的源头，长期以来我国依赖“引进-消化-吸收-再创新”的科技追赶路径，这种路径依赖导致我国对基础研究重视不够。近年来国家政策层面对基础研究的重视不断加强，“十四五规划纲要”提出2025年我国基础研究投入占R&D支出的比重要达8.0%。21年我国基础研究投入占R&D支出的比重为6.1%，较10年的4.6%已经明显提升。但仍远低于美国的15.0%、日本的12.3%、韩国的14.5%。投入来源上，我国基础研究投入由政府主导，企业占比较少且基础研究投入强度低。20年我国基础研究投入中政府和企业投入占比分别为92%和4%，社会力量投入占约3%。但在一些发达国家，政府财政投入占整个基础研究总经费的比重不到50%，企业投入接近20%，慈善基金、社会捐赠等社会力量的投入接近30%。在推动企业参与基础科学研究，激励社会资本给予基础研究更多支持方面，我国仍有很大的进步空间。

②科研成果转化运用不够充分。当前我国有效专利实施率较低，尤其是高校专利产业化率有待提升。我国发明专利总量上升较快，是世界上第一个年发明专利申请量突破 100万件的国家，也是继美国、日本之后第三个国内有效发明拥有量突破100万件的国家，但2020年我国专利密集型产业增加值仅占 GDP的11.97%，远低于美国的35%和欧盟的39%。截至2021年底，我国发明专利有效量为359.7万件，同比增长17.6%。而据《2020年中国专利调查报告》，我国发明专利转化率不高，2020年我国有效发明专利产业化率（使用发明生产产品并投放市场的专利占有效发明专利总量比）为34.7%，其中，企业转化率为44.9%，科研单位为11.3%，高校仅为3.8%。从高校专利转让率来看，专利成果占优的顶尖高校清华大学，其专利成果的转让数占其科技成果专利申请总数的比例仅为6.15%，反观美，日，德等国家的高校，麻省理工大学专利转让率为33.5%，东京大学为23.67%，慕尼黑工业大学为23.36%。大学技术向产业界的转移被认为是美国20世纪90年代信息技术快速发展并推动经济持续增长的重要因素，提升科研成果尤其是高校专利转让率成为促进科技进步的重要环节。

2. 主要科技领域的国产化情况

木桶理论表明，短板决定了木桶的高度，而关键领域严重依赖海外是我国科技产业的重大隐忧。因此，本部分我们从硬件、软件及应用领域看我国国产化情况如何。

半导体领域国产替代任重道远。半导体是信息技术时代诸多前沿技术的基础，根据SIA的数据，我国已是世界第一大半导体消费市场，2021年半导体消费占全球比重达34.6%，但我国半导体企业全球市场份额不高，21年仅为7%。半导体领域的核心技术依旧受制于人，根据央视财经频道援引国务院数据，2019年我国芯片自给率仅为30%左右，并且高端芯片依赖进口，2021年高端芯片进口占芯片总进口金额的比重达75%。从半导体产业链的具体环节来看，上游的设备和材料我国进口依赖度仍高。当前我国半导体设备国产化率不高，核心设备光刻机尚难突破，PVD设备、CMP设备国产化率仅10%左右，但国内干法去胶、干法蚀刻、清洗设备等领域的技术已经基本成熟，正逐步量产应用。半导体材料中，我国半导体光刻胶需求主要由外资企业来满足，根据前瞻产业研究院援引新材料在线的数据，20年国内光刻胶企业的市场份额仅29%，且高端产品基本依赖进口。我国在中游的封测具备一定优势，制造环节也正取得突破，但设计环节仍然薄弱。17-20年间全球42%的新建晶圆厂设于中国大陆，我国产能份额占比正不断提高、21年将达5.5%。根据超能网企鹅号援引DigiTimes的数据，21年的中芯国际市场份额为6%（19年为5%）。我国封装测试产业与国际先进水平较为接近，根据Trendforce，21Q3长电科技封测全球市占率为14.1%，位列全球第三。而芯片设计领域，19年我国大陆企业在全球储存器市场市占率不到1%、逻辑器件领域也仅为5%。

网络和算力基础设施领域仍待加强。经济社会的数字化、网络化、智能化进程对信息基础设施的能力提出更高要求，网络和算力基础设施是培育壮大数字经济的新动能的关键。网络基础设施方面，我国5G网络建设已经全球领先。根据工信部数据，截至21年底我国累计建成并开通5G基站142.5万个，5G基站总量占全球60%以上。5G商用逐渐加速，我国企业在全球电信设备市场也占据领先地位，根据Dell'OroGroup，20年华为、中兴两家中国企业占据全球40%以上份额，较2019年增加4个百分点。算力基础设施方面，我国数据中心和云计算市场以国内企业为主。根据前瞻产业研究院援引中国信通院的数据，19年中国电信、中国联通、中国移动的IDC市场份额超60%，其次是万国数据（市场份额为4.8%）和世纪互联（4.5%）。数据中心产业链中，我国在供配电、智能化系统等环节已经具备先发优势，IT设备、散热制冷等“短板”环节的创新也在加速，产业链竞争优势不断提升。云计算方面，截至21Q3，我国公有云IaaS+PaaS市场中阿里云（市场份额38%）、腾讯云（11%）、华为（11%）、中国电信（9%）位列前四，高于亚马逊AWS的7%。但全球公有云IaaS+PaaS市场中，我国企业市场份额仍小，20年美国企业亚马逊AWS、微软、谷歌市场份额合计为45%，阿里云仅3.7%。

软件领域主要包括基础软件和应用软件。当前我国企业在基础软件和高端应用软件领域的竞争力仍然薄弱。

我国基础软件竞争力仍薄弱。基础软件包括操作系统、数据库等，是科技产业发展的核心之一，也是数字经济产业发展的基础。当前基础软件领域中，国外企业在技术、产品和市场上长期领先，国内产品突围难度大。操作系统方面，国外企业在我国桌面操作系统市场中占据绝对主导地位。根据亿欧智库，Windows、macOS占据国内市场超过90%的市场份额，但近5年中两大巨头国内市占率逐步下滑，国产操作系统在Linux分类，占比不足5%。国产操作系统主要从金融、教育等细分领域切入市场：金融领域的国产操作系统主要是以统信UOS、麒麟、红旗等为代表，国产化加速；教育领域中，国产操作系统统信、麒麟等国产操作系统已经开始试点布局。数据库方面，本土厂商市场份额正迅速扩大。根据IDC的数据，我国本地部署模式的关系型数据库市场中，国外企业甲骨文市场份额最大，为27%，但以华为、阿里巴巴为代表的国产厂商正加速崛起，国产化率至少达31.1%；公有云模式的关系型数据库市场中，国产企业已经占据主导地位，阿里巴巴、腾讯、华为所占市场份额合计接近七成，远高于亚马逊的13.6%和甲骨文的3.6%。

应用软件中，高端工业软件亟待突破。工业软件是制造业生产、管理、营销过程数字化的核心，制造业数字化转型是推动制造业高质量发展的重要抓手。2019年我国制造业增加值达26.9万亿元，占全球比重达28.1%，而我国工业软件产业规模仅占全球6%的份额，可见我国的工业软件市场存在较大增长空间。但当前我国工业软件核心技术仍无法自主可控，根据中国工业技术软件化产业联盟《中国工业软件产业白皮书（2020）》，2019年我国研发设计类、运维服务类工业软件的国产化率仅为5%、30%，生产制造类和经营管理类工业软件国产化率分别为50%、70%。其中，国内研发设计类软件多以二次开发为主，面临技术能力水平欠缺的难题；运维服务类软件在产品技术和功能上和海外领先水平都存在一定差距；尽管生产制造类和经营管理类工业软件国产化率相对较高，但高端市场仍待突破。

科技的应用领域中，国产品牌的新能源车已具备竞争力。2021年我国新能源车销量为352万辆，较20年增长157%。当前我国新能源车市场中，自主品牌优势明显，根据大搜车智云《2021年新能源乘用车白皮书》21年自主厂商市场份额达77.7%，较20年的71.4%明显上升，21年合资厂商市场份额为10.3%、外商+进口厂商份额为12.0%。国产品牌比亚迪（市场份额为18.0%）、上汽通用五菱（14.5%）市场份额居前二，高于特斯拉的11.0%。进一步从新能源车产业链来看，国产厂商在动力电池、电机、电控多个环节逐步成熟。动力电池环节以国产厂商为主。根据NE时代援引中国汽车动力电池产业联盟的数据，21年国内动力电池市场中，宁德时代（52.1%）、比亚迪（16.2%）、中航锂电（5.9%）市场份额位列前三，高于外企LG新能源的4.0%。电机、电控领域中，国内企业也正崭露头角。根据NE时代的数据，21年国内电机配套市场中，比亚迪市场份额达13.6%，方正电机位7.7%、分别居1、3位。电控市场中，比亚迪行业地位稳固，汇川技术依靠造车新势力打入市场，2021年比亚迪市场份额占比为18%，高于特斯拉的12%。从产业链整体看，国内新能源车相关企业技术逐步成熟，伴随国内和全球新能源车渗透率不断提高，国内厂商有望继续扩大市场份额。

3. 安全背景下科技基建投资机会

在当前内外背景下，发展数字经济是我国增强科技实力、保障科技安全的重要抓手之一，而建设科技基础设施是数字经济发展的基础和前提，短期看来可以发挥投资对经济拉动作用，长期来看能够培育科技发展新动能，实现经济社会的高质量发展。

科技基础设施建设是科技自立自强的基础。中央财经委十一次会议明确指出全面加强基础设施建设，对保障国家安全，畅通国内大循环、促进国内国际双循环，扩大内需，推动高质量发展，都具有重大意义。科技基础设施建设是科技行业成长和发展的基础，能够为探索技术变革提供研究手段，是构建竞争优势、发展前沿产业的物质基础。因此，在实现科技自立自强这一目标过程中，完善和加强科技领域基础设施建设是首要任务。具体应关注新一代超算、云计算、人工智能平台、宽带基础网络等设施建设。

①新一代超算：超级计算是计算科学的重要分支，为气象预报、航空航天、生物医药等传统领域提供算力支撑，目前超算技术正衍生到大数据、人工智能等新兴技术领域，成为支撑我国数字经济发展的基础设施。当前我国正在超算领域已经具备一定优势，根据《我国超算产业发展研究（常金凤等）》，2021年11月发布的全球超级计算机TOP500榜单中，我国共有173台超级计算机上榜，高于美国的150台，我国最快的超级计算机神威太湖之光、天河二号分别位列第四和第七；从部署厂商份额看，我国企业联想（入围数量为180台）、浪潮信息（50台）、中科曙光（36台）位列前五。我国超算市场中，国内企业龙头效应明显，中国超级计算机（HPC）性能TOP100榜单中，联想、浪潮信息、中科曙光市场份额合计达80%。随着国内计算创新模式兴起、产业信息化提升、新一代信息技术发展，超算的应用场景及需求越来越多，政策对超算的支持力度也在不断加大，4月26日的中央财经委会议上，习总书记提出要加强布局新一代超算。根据和讯网、速石科技、大京网援引Hyperion Research的预测，2022年全球HPC市场规模将达341亿美元，较21年增长16%。超算领域相关公司如：浪潮信息、中科曙光。

②云计算：在新一代信息通信技术的融合发展和各行各业加速数字化转型的大背景下，数据量正迎来爆发式增长，这也导致数据存储、数据传输、数据处理的需求呈现指数级增长，云计算和数据中心市场规模持续快速增长。今年2月以来，“东数西算”工程已经全面启动，要求发展数据中心集群，开展数据中心与网络、云计算、大数据之间的协同建设。云计算方面，目前云计算、边缘计算部署与信息通信网络架构优化演进深度融合也在积极推进当中，根据中国信息通信研究院的预测，“十四五”末云计算市场规模将突破10000亿元，22-25年期间年复合增速将高达36.8%。此外，数据中心也是新基建的重点，根据发改委的数据，今年以来全国10个国家数据中心集群中，新开工项目25个，数据中心规模达54万标准机架，带动各方面投资超过1900亿元，其中，西部地区投资比去年同期增长6倍。根据中国信通院对22年数据中心数量的预测，我们测算2022年数据中心领域投资将达5278亿元，较21年增长26.1%。根据经济参考报援引中国信息通信研究院的预测，22-24年数据中心产业投资或达1.4万亿元。云计算领域相关公司如：广联达、紫光股份。

③人工智能：人工智能是引领未来的新兴战略性技术，是驱动新一轮科技革命和产业变革的重要力量。习总书记曾指出，要深入把握新一代人工智能发展的特点，加强人工智能和产业发展融合，为高质量发展提供新动能。《“十四五”数字经济发展规划》中提出要高效布局人工智能基础设施，完善人工智能的产业供应链体系。4月26日的中央财经委会议再次强调布局建设人工智能平台等设施。人工智能领域基础设施建设已是新基建中的重要一环，根据海通宏观的整理和测算，22年人工智能领域基建投资规模将达1200亿元。目前我国人工智能正向各产业快速渗透，正在促进新兴产业之间、新兴产业与传统产业之间以及技术与社会的跨界融合发展，我国人工智能市场规模正在快速增长。根据中国电子学会的预测，2022年我国人工智能产业规模将达276.5亿美元，较2021年增长42.8%，高于同期全球人工智能产业规模33.6%的增长率。人工智能领域相关公司如：海康威视。

④宽带基础网络：网络基础设施是数字经济发展的基础，要适应经济社会数字化、网络化、智能化发展要求，需要加快新技术引入，推动网络设施演进升级，加快宽带基础网络建设。截至3月末，全国互联网宽带接入端口数量达10.3亿个，比上年末净增979万个。其中，千兆光纤升级已成为宽带基础网络建设发展重点，《“十四五”数字经济发展规划》强调要推进光纤网络部扩容提速，实现城市和重点乡镇千兆光纤网络全覆盖，并提出千兆宽带用户数要从20年的640万户增加到25年的6000万户。政策高度重视之下，我们可以发现21年以来千兆宽带用户数快速增加，根据工信部的数据，截至22年3月，我国千兆宽带用户数已达4596万户，比上年末净增1140万户。根据我们测算，22年新增光纤光缆线路长度有望超440万公里，较21年新增光纤光缆线路长度增加39%。宽带基础网络领域相关公司如：星网锐捷、中兴通讯。

此外，中长期看，政策支持下，高端芯片、操作系统、工业软件等关键领域核心技术有望突破，国产化将提速。半导体：半导体是数字经济时代诸多前沿技术的基础。根据央视财经频道援引国务院数据，2019年我国芯片自给率仅为30%左右，自给率要在2025年达到70%。政策支持和数字经济发展正推动我国半导体产业的国产替代。工业软件：工业软件核心技术的自主可控事关数字产业发展和我国能否掌握产业数字化转型的主动权。随着数字经济技术与电网、化工等传统行业融合逐步加速，这些行业的数字化、智能化需求将逐步爆发，政策支持下，工业软件国产替代或将提速。根据中商产业研究院的预测，22年我国工业软件市场规模将达2610亿元，较21年增长15%。操作系统：信创已经全方面上升为国家战略，信创产业的核心是构建以CPU和操作系统为核心的安全自主先进的生态体系，而国产操作系统发展仍然存在多方面的挑战与痛点。目前政策支持新一代多平台操作系统应用及其生态建设，我国操作系统产业发展将进入攻坚阶段，国产操作系统借助国产化项目工程和信创产业发展，向市场化发起冲击。半导体领域相关公司如：北方华创、中微公司、盛美上海。工业软件领域相关公司如：赛意信息。

风险提示：新技术发展和应用速度低于预期。