2022年规模上看397亿美元 全球HPC市场 美国遥遥领先

全球高效能运算市场规模预估

2021年Top10国家部署资料中心数量排名

近年企业周围数据量迅速膨胀，需要大量数学运算与运算能力解决各业务环节的问题，从而推动高效能运算（High-Performance Computing，HPC）需求快速提升，意味高效能运算应用已从国防、航太航空领域扩展到各工业垂直领域，让其训练与模拟、导航系统等诸多功能得以助力厂商开发先进的汽车、武器、高解析图像处理、卫星测绘与数位货币系统加密分析。TrendForce预估，2022年全球高效能运算市场规模有望达到397亿美元，年增7.3％。

TrendForce表示，2021年全球高效能运算市场规模达约368亿美元，相较2020年成长7.1％，其中美国仍是全球高效能运算最大市场，约占48％，其次是中国、欧洲两大市场，合计约占35％。

依照应用市场作区隔，科学研究、国防与政务单位、商业等应用最广泛，市占率分别为15％、25％、50％；以产品类型来看，软体（包含服务）、硬体的市占率分别为58％、42％。

由于高效能运算可支援数据分析、机器学习、网路安全、科学研究等，特别是在核弹的弹头设计、飞弹爆炸模拟等军事领域发挥关键作用，故在价值链占据关键位置的参与者相对较少，主要供应商有Fujitsu、HPE、IBM与联想，这4家厂商于全球市场的市占率约达73.5％。

此外，智慧城市、智慧交通、自驾车、元宇宙，以及Space X、Blue Origin与Virgin Galactic推出的太空探索与旅行计划不断发展，将提升对高效能运算的需求，并侧重于研发测试与模拟、巨量数据处理与分析两大主轴，预期2022年全球高效能运算市场规模有望达到397亿美元，成长率为7.3％。2022～2027年全球高效能运算市场的年复合成长率为7.4％。

有鉴于此，全球高效能运算市场虽稳健成长，但成长幅度并不大，原因在前述诸多商业应用终端仍处于成长阶段，使得云端服务供应商采用高效能运算技术与解决方案，仅限于本地部署，让其高效能运算伺服器可在内部环境或云端中进行扩充，并提供专用储存系统与软体推动创新，进而加快混合高效能运算解决方案发展进程。

HPC应用新趋势

BFSI（Banking, Financial Services and Insurance）、医疗、地震与石油/天然气勘探、政府与国防等垂直产业对高精度、高速数据处理需求增加，需依赖高效能运算以及混合式解决方案支援应用程式运行，以快速准确处理大量数据。

TrendForce表示，随着对高效能运算解决方案需求不断增加和技术不断进步，促使厂商持续关注混合高效能运算解决方案，尝试扩展本地高效能运算资源，以利于在云端与本地高效能运算解决方案间建立平衡。

这也让云端服务供应商（CSP）在高效能运算服务上，采取以企业工作负载需求为导向的战略，透过提供量身定制的（一站式）交钥匙高效能运算解决方案环境，以及利用混合高效能运算解决方案提高效率，解决安全与隐私问题并降低维护成本。

美中竞逐高效能运算

以2021年全球超级运算能力与系统部署情况来看，高效能运算发展规模以美国、中国占据领先地位，其次是日本、德国、法国、荷兰、爱尔兰、英国与加拿大。

鉴于Supercomputer具有双重用途，并且对知识产权问题和国防安全潜在用途的担忧，加上中美之间竞争加剧，从晶片技术、设备与专利的压制，使其一直受到了出口限制。

根据高效能运算供应商来看，联想、浪潮、HPE（包含Cray）、中科曙光、Fujitsu与Atos市占率分别为36.6％、11.5％、17.4％、7.8％、19.5％、7.2％。

高资本高支出 约束市场关键

约束高效能运算市场成长主要因素之一，是涉及的资本支出与营运支出相对较高。

其中营业费用涵盖能源成本、人力资源及设置与维修成本（包含软硬体成本），这种高昂的前置投资和维护成本限制新创厂商、中小企业采用高效能运算。

此外，当厂商从本地迁移到云端基础架构时，涉及的支出也会增加，加上许多中小企业的潜在用户对高效能运算缺乏认识，且没有预算建立此系统。

由于涉及高投资成本，许多发展中国家的中小企业仍然对采用高效能运算持保守态度，亦未意识到高效能运算提供的各种优势，例如更好的效能与客制化交付。

美国方面，近期广发布高效能运算相关计划性，透过与供应商的合作，扩增、升级相关硬体设施，从而促进该领域发展、推动商业化应用。

目前ECP计划已在2021年进行部署，Aurora 21项目合作厂商为Cray、Intel，Fronitier项目合作厂商则是Cray、AMD。

此外，EI Capitan、NERSC-10两个子项目将于2023、2024年开始部署。

中国方面，由于自2015年起美国就将多家中国高效能运算相关机构、厂商列入实体清单，使中国至今在高效能运算整体实力与美国相比仍有较大差距，同时也仅能透过境内自主研发和内需支撑。现中国将针对高效能运算适用于市场需求并行运算的任务，持续拓展应用场景，主要应用场景分为两类，其一，飞行器设计、核模拟实验、星云类比、解密码等数据模拟场景；其二，大数据分析、统计与AI等数据分析场景。

随着中国高效能运算持续发展和应用拓宽，使成本不断下降，其应用领域也从具有国家战略意义的核武器研制、资讯安全、石油与天然气勘探等科学运算领域向更广泛的国民经济主战场快速扩张，例如生技制药、基因测序、资料采撷、BFSI的生成数据分析、动画渲染和互联网服务等。