在技术层面，5G、大数据、云计算、人工智能和物联网之间存在着密不可分的关系，它们相互协同发展，共同奠定了数字中国科技与经济发展的基础。 从技术之间的逻辑关系来看，得益于万千互联的终端和传感器，物联网可以生成海量数据，数据通过 5G 高速网络传输至数据库进行储存，并通过云计算对数据进行分析和处理，再结合算法进行不断训练进步，形成人工智能，人工智能赋能各类软件和硬件，提升物联设备的智能化。
5G、大数据、云计算、人工智能和物联网之间存在着密不可分的关系
01 物联网：触达海量数据
(资料图)
物联网是在互联网和通信网络的基础上，将日常用品、设施、设备、车辆和其他物品相互连通的网络。物联网改变了互联网中信息全部由人获取和创建，以及物品全部需要人类指令和操作的情况。2025 年物联网市场规模将超 2.7 万亿，近五年复合增长率 10%左右，2025 年物联网设备连接量将超过 150 亿个，2021-2025 年复合增长率 15%左右。目前我国物联网行业仍处于成长期的早中期阶段，作为新一代信息技术的重点方向，物联网市场空间广阔。根据 GSMA 移动经济发展报告预测，到 2025 年，中国物联网行业规模将超过 2.7 万亿元，2021-2025 年复合增长率 10%左右。同时，根据艾瑞咨询预测，到 2025 年中国物联网设备连接量将突破 150 亿个，2021-2025 年复合增长率 15.5%，这将为数据的获取提供一个巨大的窗口。物联网投资机会集中在终端制造商以及生态系统和技术平台提供商。相关企业包括美的集团、鹏博士、海尔智家、华为、小米、海康威视等企业。
物联网核心技术架构
2025 年中国物联网设备连接量将突破 150 亿个，
2021-2025 年复合增长率 15.5%
2025 年中国物联网市场规模将超 2.7 万亿元，
2021-2025 年复合增长率约 10%
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02 5G：数据传输的纽带
5G 是第五代移动通信技术的简称,是即 4G 之后的最新一代蜂窝移动通信技术， 具有高带宽、低时延、大连接、低能耗的显著特征 ，5G 带来更快的速率和更低的延时将保证数据传输的高效和实时性，带来万物互联，催生各场景智能化应用的实现。 5G 发展进入规模化时期，2030 年市场规模将达 6.6 万亿元。 根据中国信通院预测，随着终端和内容的发展和创新，5G 个人应用将从量变到质变，2025 年 5G 个人用户普及率将达到 56%，交互式 5G 新应用和沉浸式 5G 新应用开始大规模出现。同时，5G 行业进入规模化关键期，呈现梯次、阶段推进态势，到 2025 年 5G 应用覆盖国民经济大类将超过 90%。根据中国信通院数据，2021年我国 4G 基站数达到 590 万个，同比增长 2.6%，5G 基站数达到 142.5 万个，同比增长 98.5%。根据前瞻产业研究院预计，到 2030 年，我国 5G 市场规模将达到 6.6 万亿元，相较于 2020 年增长十倍。 技术层面 5G 投资机会集中在 5G 运营商和技术服务商， 相关企业包括中国移动、中国电信、中国联通、华为、中兴通信等。
5G 具有高宽带、低延时、大连接和低能耗的特性
5G 市场规模不断扩大，
2030 年市场规模将达 6.6 万亿元
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03 大数据和云计算：数据的存储和处理
大数据是一种生产要素，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力来适应海量、高增长率和多样化的信息资产。 大数据具备数据体量巨大、数据类型繁多、价值密度低和处理速度快的特点。 而云计算（cloud computing）是分布式计算的一种，指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，然后，通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。 云计算技术具备效能价值、工具价值、普惠价值和创新价值，是数字经济中必不可少的新型通用生产工具。
我国数据产量和产能居于世界前列，预计 2024 年我国大数据市场规模将达到 1577 亿元，未来三年复合年增长率 22.6%。目前我国大数据软件和大数据服务的需求较大数据硬件相对较弱，预计未来大数据软件和大数据服务占比将有所提升。 根据赛迪 CCID 统计，我国大数据市场规模由 2019 年的 620 亿元增长至2021 年的 863 亿元，复合年增长率达到 18.0%，增速高于全球增速。预计 2024年我国大数据市场规模将达到 1577 亿元，2022-2024 年复合年增长率 22.6%，有望保持快速增长趋势。根据赛迪 CCID 统计，2021 年我国大数据市场结构中，大数据硬件、大数据软件和大数据服务的市场占比分别为 40.5%、25.7%和 33.8%，市场规模分别为 350 亿元、222 亿元和 292 亿元。展望未来，赛迪 CCID 预计2024年我国大数据硬件、大数据软件和大数据服务的占比将分别为 36.7%、29.0%和 34.3%，大数据软件和大数据服务占比将有所提升。
据中国信通院数据预测，伴随着经济回暖，全球云计算市场增长率将出现反弹，到 2025 年市场规模将超过 6000 亿美元，2022-2027 年复合增长率将达到23.56%； 我国云计算市场将继续保持快速发展态势，预计 2025 年市场规模将突破1 万亿元，2022-2027 年复合增长率将超 36%。 据前瞻产业研究院初步核算，2022-2027 年中国云计算市场规模将从 4033 亿元增长到 18764 亿元。
大数据和云计算投资机会集中在互联网数据中心（IDC）服务商和云计算技术服务商。 IDC 服务商相关企业包括光环新网、宝信软件、数据港等；云计算技术服务商相关企业包括阿里巴巴、腾讯控股、金山云等。
我国云计算市场将继续保持快速发展态势，预计 2025 年市场规模将突破 1 万亿元，2022- 2027 年复合增长率将超 36%
（左）预计 2024 年我国大数据市场规模将达到 1577 亿元，2022-2024 年复合年增长率 22.6%
（右）预计 2024 年我国大数据软件和大数据服务占比将有所提升
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04 AI：不断进步的生产力驱动
人工智能（AI）是指利用数字计算机或者由数字计算机控制的机器，模拟、延伸和扩展人类的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术和应用系统。
人工智能的技术演进可以分为三个阶段：计算智能、感知智能、认知智能，当前 AI 技术正处于感知智能不断完善的阶段。计算智能即快速计算和记忆存储的能力，计算机技术的高速发展使得现阶段计算智能应用以及实现并逐渐成熟；感知智能即机器通过 AI 技术实现视觉、听觉、触觉等对外界刺激做出反应的能力，当前人类社会的 AI 技术正处于感知智能不断探索和完善的阶段；认知智能即机器主动进行环境感知、信息采集并处理和作出决策的能力，现阶段 AI 辅助机器替代简单的传统体力劳动以及辅助人们做出理论上的最优决策，离实现智能还有较远的距离。
人工智能技术演进三大阶段，
当前 AI 技术仍处于感知智能不断完善的阶段
人工智能核心三要素分别为：数据、算力和算法，如果 AI 比作一艘火箭，数据是“燃料”、算力是“底座”、算法则是“发动机”。 AI 模型的实现分为训练和推理两个环节，其中数据和算力是其训练的基础，算法是模型实现的路径，这三大要素的共同进步推动了近些年人工智能的迅速发展。
如果将人工智能比作一艘火箭， 数据便是人工智能的“燃料”， 训练的数据越完整，质量越高，所推断出的结论就越可靠，根据中国信通院的预测，全球数据量将成指数级增长，到 2035 年全球数据量将有望达到 2142ZB，是 2020 年数据量的将近 50 倍。 而算力是人工智能的“底座” ，数据的爆发和算法的精进将带来对算力需求的快速提升，根据 IDC 和浪潮信息的预测，中国人工智能计算力继续保持快速增长，2022 年智能算力规模已经达到 268 百亿亿次/秒(EFLOPS)，预计到 2026年中国智能算力规模的年复合增长率将达 52.3%。AI 芯片是算力的核心，芯片类型包括：GPU、NPU、ASIC、FPGA 等，其中 GPU 占据最主要地位，《2022-2023 中国人工智能计算力发展评估报告》显示，2021 年 GPU 占据中国 AI 芯片约 89%的份额。 算法则是人工智能的“发动机”， 深度学习是 AI 算法的主流，2006 年深度学习之父 Hinton 提出了深度学习，2011 年 RELU 激活函数提出后，深度学习算法和应用发展突飞猛进，在过去十余年，深度学习从多样性发展格局到逐渐融合统一，自 2017 年 Google 提出 Transformer 架构后，由于其在大数据并行计算和训练精度方面具备优势，各模态和任务底层算法被统一为 Transformer 架构。OpenAI 发布的 ChatGPT 也以此为架构。
人工智能核心三要 – 数据、算力和算法紧密协作
中国智能算力规模及预测
AI 芯片以 GPU 为主，占总市场规模约九成
2022 年人工智能市场规模将近 2000 亿元，未来五年有望高速增长。 根据艾瑞咨询测算，2022 年中国人工智能产业规模达 1958 亿元，年增长率 7.8%，整体平稳向好。其中涵盖 AI 应用软件、硬件及服务，预计 2027 年人工智能产业整体规模可达 6122 亿元，2022-2027 年的年复合增率将达到 25.6%。目前我国大型企业基本规划持续投入实施人工智能项目，随着未来中小企业的积极尝试和大型企业的稳健部署，AI 有望成为数字经济时代的核心生产力，AI 芯片、智能制造、智能机器人、智能汽车、智能决策应用等细分领域将实现强劲增长。
2022-2027 年中国人工智能产业规模年复合增长率为 25.6%
国内外大厂近几年相继布局 AI 模型以及 AIGC 领域，AI 核心赛道竞争进入白热化阶段，中美 AI 基本面仍存在一定差距。 算法模型是人工智能技术的核心，近两年国内外 AI 市场不断涌现新的模型和算法，国外以 Open AI、Google、Meta 等公司为代表，国内大厂以百度为首，围绕文本、图片、语音和视频等要素不断进行模型迭代和升级。国内大厂积极投入部署 AI 模型的开发和应用，百度、阿里、华为等科技公司均拥有自己的大模型，同时在大模型的基础上根据业务需求定制化各类行业模型。AI 技术的快速发展，催生了 AIGC 作为 Web 3.0 时代生产工具的商业化价值。国内外 AI 生成文字、图像、视频、音频等相关应用已逐渐落地，AI 生成内容将有望成为新一轮驱动社会发展的生产力。从基本面看，中美 AI 行业在科研现状、产业发展、人才支撑、硬件基础四个方面仍存在一定差距，市场应用和数据规模方面，中国具备国内市场优势，这是实现国产替代的主要根基。梳理上述分析，人工智能国产替代机会主要集中在兼具中文数据资源、算力和模型优势以及流量话语权的企业中，AI 模型方面相关企业包括百度、阿里巴巴、腾讯控股、科大讯飞等。AI 垂直领域方面相关企业包括云从科技、商汤科技、格灵深瞳等。
国内大厂 AI 模型布局
百度文心大模型全景图
中美人工智能领域五大指标对比
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▲来源：德邦证券
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