中国计算机技术的现状和面临的挑战

(图为中科院计算所研究院、国家高性能计算机工程技术研究中心主任  许鲁)

我们要沟通的内容主要是今天对技术的一些理解以及近期和未来所面临的一些挑战。

在准备PPT过程中得到了我们所长李国杰李院士的大力支持,很多内容是借鉴他部分的报告,在此也对他表示一并的感谢。

刚才罗院长谈到了今天的信息化技术在中国的应用规模在不断的增长,实际上我们除了产值之外,我们从产值这个角度落实到我们的科研乃至于我们一些投入,我们来看看一看我们的技术发展背后到底是一个什么样的情况。

第一,发展现状。

 我今天专门看了一下报告,作为非企业的人员或者说科技角度,研发的角度色彩更强一点。首先来看一下中国研发的投入和产出的增长情况,刚才罗院长谈到了整个规模化的情况,具体的看一看。第一张图是把所有在1985年美国、欧洲、中国的GDP的情况都做成一百个数字,之后看到中国的GDP增长在这几年是非常非常高速的,不仅仅是这样,我们看一下RND投入情况,中国的增长也是非常迅猛的。在专利申请甚至于在新的研发组织的建设上,我们都有长足的进步,可以看到到2007年一些数字增长非常快。

从无线移动电话的角度,我们基本上从2000年8000多万增长到8个亿,计算机从2000年2000多万台到2.6亿。网民数量的增长也是比较大的,2001年有2200万人网民,2010年12月底达到4.57亿人,2011年6月底达到4.8亿人,已经直逼5亿。这个规模在世界上都是罕见的,非常大。另外的角度也不能盲目乐观,看到了有很大的问题。我们国际带宽的出口有问题,虽然我们增长很多,但是由于基础过于薄弱,到今天远远低于香港的平均人均带宽。虽然我们网民数量不断的增长,这也带来了我们的技术问题,这应该说是世界上前所未有的。

我们把这个情况看一看,我们信息化建设的增长指数是非常高的,但是整体的信息化水平依然是落后的。

研发具体的投入,每年都有增长,2010年已经达到6000多亿,比2009年增长了20%。国家投入很大,国家中央级的财政支出非常之高,也不断的有提升。RND的投入整体上来讲基础研究比例偏低,基础研究经费过去增长了六倍,但是依然远不足于5%,这和一些大的国家相比有一些差异。

整体上在研究无论是RND本身还是基础研究都提高的比较快,整体上在未来的一段的时间会持续的增长,在这方面有比较大的增长,但是比例依然偏低,这个在未来也是一个瓶颈。

人员投入方面是非常大的一个大国,2010年RND折合全时当量达到252万人年,比上年增长10%,已经成为科技、人力型大国,我们人的数量包括资金的数量都增长比较多。研究课题、研发课题从59%用于基础研究,35%用于应用研究,5%用于科研实验,这是在自己科学基金,飞机基础的前瞻性研究里面只有5%是用于基础研究。973方面实际上只有77%用于基础研究,其他的部分用于应用研究,整体上来讲在基础研究的投入是比较少的。

专利的情况。这方面有长足的进展,增长都是比较快的。整体上已经排到世界比较靠前的位置,这是一个具体增长的情况,在中国无论是专利申请的总量年均增长速度,以及首次专利申请的总量年均增长速度都是非常之高的,分别达到了26.1%和31.6%。从另外一个角度,我们从专利总量上来看可以看到,我们在不断的向上冲击,已经开始接近美国和日本的水平,可以说是相当快的增长。

刚才看的是一些量的情况,下面来看一下质的情况。1992-2003年计算机偏右边的位置上,计算机的位置是比较靠后的。1994-2005年有了长足的进展,我们有持续的提高,这种综合排名其实依然很大程度上是去看量。比如说看文章的数量等等这方面的一些东西。在这方面其实真正看下去,拿三个单位分析一下会更清楚,清华大学,中科院计算所和华为。清华大学是我们国家著名的大学,上海交大发布的计算机排名,清华大学排到52,他有各种各样评分方法,最后评为59分。中科院计算所从发表的数量或者科学计算机角度发表文章数量排名第5,应该说相当之领先。我们从被引率来看排在322位,330个单位里面我们倒数第9。华为专利的申请数量持续的增长,甚至于最早一周平均每天15.6件,华为投入研发和投入前沿的研究都是非常强的,在提案,各种各样标准上面都有一些自己的见解。但是看一下它的国际申请通过率,可以看到与其他公司相比,特别是国际大公司相比还有一定的差距。我们把这些数字从规模上,从质量角度来说做一下总结,产业规模在不断的扩大,我们的人员和资金的投入都在不断的扩大,但是我们从业人员包括不断的增加,但是一流的研究人员、科研人员比较少,很多情况下在模仿和跟踪的水平,我们的论文和专利的数量都在不断的增长,但是相对于国际其他相干的国家,我们高质量的论文比较少,核心专利含金量比较高的论文都是比较有限的。我们国家现在状态来看只在第二方阵,未必进入第一方阵。这方面既有时代的原因,也有一些环境的原因,这方面有待于进一步调整。技术和产业良性生态环境希望进一步促进才能够真正形成。

 刚才把整体的五现状做了一下报告,下面我们来看一看近期和未来宏观上会有一些什么样的挑战。

第一项挑战,虽然我们在人力资源上,在资金规模上都在不断的增加,我们怎么能够对于我们的计算机产业的发展形成实质性的贡献,真正有一些自己做出来的东西,对于产业是较好的,我们的科技人员包括我本人都是非常想做很酷的技术,我们都非常想找到我们非常强的成就感。但是长期以来我们国家整体来讲受这种两弹一星的影响,长期以来比较习惯于从国家的安全需求上找问题比较少的情况下从社会的观点来寻找科学问题,这是比较大的现实状态。这种情况其实造成了很多的问题,这造成了我们有一些企业和科研单位的合作其实是举步维艰,这既有企业的问题也有科研单位的问题。企业有担心关键需求落入竞争对手手里,往往不愿意去合作,但是这里面也有科研人员对产业理解的深度非常之缺乏,企业人员对于科研能力的理解,到底科研人员能够做什么,不能做什么也比较缺乏。有的时候非常之鄙视科研人员,这是一种非常普遍的现象,有很多时候也非常神话科研人员,觉得什么都能做,其实只能做擅长的事情,对于这方面双方都要加强。社会整体的诚信和规范都不足支撑我们建立合作,所以亟待进一步改进。

我们一些大的企业看到了这种核心的需求,他们已经走到了技术的前沿,需要有很多的关键技术进行突破。华为公司最近和中科院计算所已经商定在核心计算进行长期的战略合作,这是一个非常非常大的,对于计算所,对于华为公司都是很大的举动,这个例子能够看到我们的企业单位和科研单位都更明确的定位自己的技术长处和市场优势,加强合作。我们的实验也证明了国家科研院所从企业的需求可以发现重大的科学问题,也能够为企业带来巨大的经济利益。其实今天中国的企业,特别是中国的互联网企业所面临的技术挑战是前所未有的,甚至于是世界级的。如何从这里面得到核心的科学问题和技术问题去解决是科研人员应该负起的责任,也是身逢其时,同时也可以帮助企业解决问题。

我们怎么样从科研和产业结合角度来看,近期的结合更多的是人才培养和输出。从中期的角度更强调人才培养,另外一种形成是成果输入,这两种形式还有可能出现独立的情况。长期来讲是成果裹挟人才一起出来,成果输出是唯一的形式,但是其中也包含了人才的输出。近期的一些问题是我们人才培养的情况,有一天我在飞机上看了一个杂志叫大学的商业模式,专门研究大学,说大学的商业模式。非常遗憾在里面看到了一个数字,我不知道这个数字是不是真的,因为这是一个杂志,我只是引这个数字。30%多的在校学生交了学费之后直接拿学位,如果不读书都愿意直接交换学历,这是非常负面的情况,实际上说明我们教育体制有问题,我对这个事非常非常的有顾虑,很多的学生愿意一手交钱,一手交货,交的是钱拿的是学位证书,不看是不是拿到了学问,因为学校可能真的没有带来太必要性的学问。

后面看中期和长期的情况,科研工作中的目标,也就是说对产业需求真正的理解要加强。不管是科研界还是企业界都应该理解,科研工作的持续性,我们一个很大的问题,今天我们都不能够忍耐,我们希望投资认为投资一块钱进去,明天就拿两块钱回来,这叫投资。我们的企业也希望今天做一个东西,明天就开始挣钱,国家也是说今天投入一个科研项目,明天就产出世界顶级的技术,其实都不是这样的。王国维的人生三个阶段是很重要的一个描述,我们的确有热点的跟踪,但是我们要持续的投入。我们在横向角度上来讲,我们的一个挑战就是要把我们的一些问题解决掉,比如说我们科技界做了很多的东西,几乎所有方面都在做,但是都做的不顺。

在研究角度上来讲投入的项目,一年的投入项目可能在7000多个项目,有各种各样的方向,整体在每一个方向上希望我们能够作出的有影响力的成果是不现实的。大学的研究很多的情况和科研单位的研究都有一些不适当性。在座的一些企业可以做得了甚至企业比科研单位都做的好的研究,这是很有问题的。我们看一下国外的情况,国外一些大学在产业的角度来讲可以看到国外著名的科研院校他们所做出来的都是在巨大的产业环境有重大贡献。我们可以看到最后一行实际上是这个大学或者研究单位对于这个整个19个领域的贡献的整体丰富,这方面跟国外的情况有巨大差异。

 科研和技术界另外一个问题,我们的动力。我反复讲很多时候喜欢做P2P的应用,这是我们的一个很大的问题。如何真正结合我们的产业需求做出有影响力的评价,实际上最后是我们企业的贡献,这些也许有一些中国特色,但是我觉得在今天的中国确确实实希望能够做出这种实实在在的贡献。

最后看一个案例,其实在高性能计算机有过很多年的投入,甚至于报纸、各种各样的宣传都做的非常到位。国家在持续的投入,但是现状如何呢?我们已经进入到TOP500HPC有很多,仅次于美国,但是人家有大量用于实际的应用,真正的社会应用,不是科研应用。比如说有用于金融的,有用于工业制造的,但是在中国到现在为止大量的HPC都没有用于金融甚至于根本就没有用于工业制造,也就是说我们一个很大的研究难题就在于我们把一些高端技术如何应用到我们实际的社会应用关键应用领域里面中去,这是未来我们需要持续努力,持续思考的一些问题。刚开始谈到我们如何使得我们的科技投入真正能够在应用领域发挥作用。

另外一个挑战是后发优势的问题。我们一直在强调我们的后发优势,比如说我们在电话的角度,互联网的角度其实都有一些后发优势。但是随着我们不断的增长,我们的后发优势在不断的弱化,而后发优势可能变成一个问题是后发的壁垒。当我们从后面推动一件事情的时候,我们的确因为有前人的工作我们更容易看清楚事情,更容易分辨一些好的和次好的一些东西。其实问题也在于说当用户被一些前面的技术锁定的时候,其实后面的这些技术要付出更多的代价,创新的空间是比较小的。比如说一个操作系统出来你必须跟他结合,你不结合应用就很难去做。等等这方面一些问题实际上是非常大的问题,我们可以看一看后发的劣势或者说壁垒的一些问题,我们可以看到前面一些技术增长期是非常快的,向上陡然增长,但是正是因为前进的技术迅速推广,后期技术增长期就不会有那么抖的增长。实际上变成和前期的优势技术比优势和比推广的成本,我们近期的一个问题就是中间的红线,我们确实有后发的现实情况,怎么样能够在中国乃至于世界能够把我们研究出来的技术依然保持比较良好的在增长期的向上陡然兴起的态势。

对于我们国家来讲技术的基础平台已经逐渐的建立,在技术软硬件方面已经有了长时间的积累,虽然这个时间相对国外而言我们还不足以说是非常长的,但是确实在我们国内来讲已经可以说投入的时间和规模都是比较大的,这方面我们需要信心和耐心。

我们在很多方面是少量的单项竞争,在国际上可能有一席之地,但是整体上来讲有很大的问题,我们很多的情况下还是以跟踪为主,到引领产业发展还有很大距离,不能急于求成。特别是要看到现在一些产业要求不是单项技术,而是协同技术,是整体的而不是局部的,我们看到苹果的技术很多情况大家都在谈产业环境,我们单项或者局部的优势迅速的能够变成整体的优势还需要时间。我们国家在一些重大项目上已经做出了很大的努力,希望能够在硬软件的协同方面有持续的增长。

第三项挑战,在未来10恩-15年内中国学者能不能在计算领域某个Disruptive  Innovation,希望能够真正引领世界的产业发展。其实很多情况下是中国在过去一段时间甚至于相当长一段时间我们在应用上取得了长足进步,从科研角度我们的计算机技术并没有非常重大的贡献,希望在未来的一段时间要做到这一点,我们就需要摆脱急功近利的心态。在这个方面可能恰恰不能过多的市场,因为市场是一个急功近利的行为。在这个领域上希望能够培养一些真正的环境,包括我们的投入的环境,包括合作的环境。我们可以看到有一些概念性的东西是存在一些瑕疵的,大家常说我们是一个发展中国家,我们基础和前瞻性研究就应该偏低。我们看一下日本在上世纪50年代基础研究强度是非常高的,所以才换来了日本、韩国后来欣欣向荣。中国在这方面如何真正做到未来的发展其实是一个很大的问题。中国在现有基础上持续向前发展不是特别大的问题,但是一个非常大的问题就是我们能够持续的向前发展。大家在谈一些成果的转化,其实有一些成果的转化是隐性的,有一些成果转化是存量的,这都需要我们去理解和吸收。

我们国家基础研究从应用研究和实验研究的比例和国外的比例是相当有落差的,我们在实验发展上面投入非常高,应用研究比较低,基础研究就更低了。从整体上来讲我们所投入的经费还有很多差距,这些方面只有我们真正去调整心态,调整意识才能够真正的持续发展。大交叉,刚才已经谈到产业环境,这不仅仅是产业和科研问题,科研内部也有问题。我们分的越细我们越限制发展,希望有更多的交叉,更多的融合性的创新环境。

创新的社会环境。我们在工业时代强调对知识产权的控制乃至于封闭的创新,到二十一世纪更多的是强调开放式的创新,我们希望在这个方面,我们认为是有一种更好的创新模式,这是一种价值的创新,不仅仅是技术的创新,在这方面能够持续的发展,能够有更好的社会环境来鼓励这种开放式的创新,开放式的价值的吸收和创造,能够确实支持我们的国家从科研这个角度,能够在未来的一段时间做出对产业有重大贡献的东西。

谢谢大家。