下一代计算市场规模和份额

下一代计算市场分析

2025年下一代计算市场规模为2287.6亿美元，预计到2030年将攀升至5538.9亿美元，复合年增长率为19.35%。对生成型人工智能基础设施的创纪录需求、对量子计划的公共资金的增加以及边缘和云资源的更紧密集成（降低工业物联网（IoT）用例的延迟）推动了这一扩张。得益于 GPU 和专用集成电路 (ASIC) 的不断推出，提高了每瓦性能，硬件组件在 2024 年保持了领先地位，贡献了 47.2% 的收入。尽管如此，服务的发展速度最快，因为实施复杂性不断上升，要求专业提供商跨本地和云资产集成异构集群。传统高性能计算 (HPC) 架构仍占据 41.2% 的份额尽管量子计算解决方案预计将实现 35.2% 的复合年增长率，这表明量子计算解决方案无疑将转向非经典方法。北美在下一代计算市场上保持着 41.2% 的份额，而得益于量子研究激励措施和超大规模云建设，亚太地区以 23.1% 的复合年增长率成为最活跃的地区。 

全球下一代计算市场趋势和见解

生成式 AI 计算扩展的需求激增

领先 GPU 供应商的 2025 财年数据中心收入同比增长了一倍以上，证实大型语言模型 (LLM) 和图像生成器现在主导着芯片需求。 Blackwell 级处理器集成了 2080 亿个晶体管，能够以上一代能耗的​​一小部分进行万亿参数推理。云提供商作为回应，发布了专用的人工智能实例，这些实例捆绑了低延迟网络和池化高带宽内存，允许中型企业按需访问亿亿级容量。系统集成商同时重新设计了板级供电，并引入了软件堆栈，可以对数千个 GPU 进行精细调度，从而消除进入壁垒。这些步骤结合起来，加速了资本流入下一代计算市场，并加强了硬件更新周期。 

政府对量子技术中心的资助浪潮

美国能源部于 2025 年 1 月为量子研究设立了 6.25 亿美元的新奖项。^{[1]美国能源部，“资助机会公告：量子信息科学，”energy.gov} 英国类似的 121 毫英镑拨款（1.6434 亿美元）支持国家测试平台和业务加速器。资金集群使大学、国家实验室和私人供应商建立长期合作伙伴关系，分担原型设计风险，并通过奖学金计划促进劳动力发展。与此同时，日本和印度扩大了其主权量子预算，以围绕稀释冰箱、光子学和控制电子产品建立供应链弹性。这些举措引发了量子位连接、低温封装和错误缓解算法方面的专利申请，为下一代计算市场增添了持久动力。

超低延迟物联网的边缘到云融合

到 2025 年，互联设备创建的 157 ZB 数据中，大约有五分之一是在中央数据中心之外进行处理的，随着 5G 转向 5.5G 部署，这一比例将会上升。工业公司将人工智能加速器嵌入工厂网关，使视觉系统能够在十以内拒绝缺陷毫秒。云提供商为单节点集群扩展了轻量级 Kubernetes 发行版，允许相同的微服务在边缘和核心之间无缝转移。网络设备供应商贡献了时间敏感网络和专用 5G 切片，以保证确定性的数据包传输。总的来说，这些进步收紧了自动驾驶汽车、智能电网和远程医疗中的反馈循环，通过新的工作负载类别扩大了下一代计算市场。

通过云积分和开放 IP 小芯片降低 GPU 总拥有成本

超大规模企业使用有针对性的积分计划，将初始 AI 实例费用削减高达 30%，吸引了原本可能购买本地设备的开发人员。在硅方面，模块化小芯片架构让供应商能够将独立验证的逻辑、内存和 I/O 块拼接到一个封装内，从而提高产量并降低芯片成本。基于 RDNA 4 的 GPU 系列的每个计算单元性能比之前的产品高出 40%r，同时保留兼容的驱动程序，减少迁移费用。初创企业还在与先进中介层相连的旧节点上制作了小芯片原型，为中端市场买家带来了可接受的性能。更便宜的进入点扩大了买家基础，并延长了下一代计算市场的尾部。

泉技术人才短缺

2025 年对量子技术利益相关者的调查显示，45% 的人将劳动力稀缺视为其采用的主要障碍。量子算法设计融合了物理、数学和计算机科学，但主流课程很少涵盖这三者。企业试图通过内部训练营和联合大学教席来缩小差距，但启动时间往往超过项目截止日期。虽然政府奖学金扩大了博士招生规模，但短期供应仍然紧张，推迟了密码学、优化和材料科学工作负载的计划推出，并减缓了下一代计算市场的整体扩张。

超大规模数据中心的电网电力和许可瓶颈

到 2030 年，全球数据中心总用电量预计将超过 29,000 太瓦时，仅生成人工智能工作负载就吸收了电力占全球电力需求的1.5%。北弗吉尼亚州、都柏林和法兰克福等地区面临着多年的等待名单新的网格互连迫使运营商推迟集群部署。设备供应商的反应是发布 800V 高压直流动力系统，以减少铜的使用和损耗。 ^{[2]HPCwire，“NVIDIA 800 V HVDC 架构将为下一代人工智能工厂提供动力”，hpcwire.com}一些运营商还尝试了地下热能存储和液体冷却，以降低峰值消耗。许可证精简仍然至关重要；在解决之前，选址决策将偏向提供可再生容量的地区，从而影响下一代计算市场的地理分散。

细分分析

按组件：服务主导加速下的硬件首要地位

与硬件相关的下一代计算市场规模到 2024 年将达到 1080 亿美元，power由于 GPU、张量处理单元和光子互连的采用而红了。 Exascale 级板集成了 6 个 HBM 堆栈，使带宽加倍，并允许 10 倍大的模型训练批次。内存生产商承诺扩大产能，以满足预计到 2035 年 HPC 和 AI 的 HBM 需求增长 15 倍的需求，从而保障组件供应。高能效光学链路也进入了主流服务器主板，将加速器单元之间的延迟缩短至微秒级。  

服务虽然规模较小，但通过处理架构设计、安全部署和生命周期管理，增长速度更快。托管量子工作负载、人工智能管道优化和主动冷却分析形成了新的费用线。云提供商将专业服务时间捆绑到平台订阅中，创造年金式收入。这种混合收入组合提高了下一代计算市场在硬件供应波动期间的弹性，并培养了客户锁定能力健全专门的工具链。 

按计算范式：量子动量重塑了 HPC 的主导地位

得益于天气建模、流体动力学和金融风险网格方面完善的采购周期，HPC 仍占 2024 年收入的大部分。供应商推出了百亿亿次系统，在 NVLink-over-Ethernet 结构上将 x86 或 Arm CPU 与下一代 GPU 相结合，提供超过 7 exaflops 的单精度吞吐量。即使替代范式已经成熟，这种飞跃也维持了下一代计算市场。  

量子计算呈现出最陡的增长曲线。 D-Wave 发布了一款用于组合优化的 5,000 多个量子位退火器，^{[3]D-Wave Quantum Inc.，“D-Wave 宣布本地系统产品”， ir.dwavesys.com} 而俘获离子和中性原子提供商则吸引了风险投资错误修正的原型。早期的混合试点看到量子内核加速了高金融风险模型中的蒙特卡罗模拟收敛。鉴于其 35.2% 的复合年增长率前景，量子将逐步侵蚀仅限经典的预算，从而巩固其在整个下一代计算市场中的地位。 

按部署模式：本地主导地位满足云弹性

本地集群占 2024 年下一代计算市场支出的 56.3%，因为国防、金融和基因组实验室需要确定性性能和监管控制。一级银行对专用 GPU 超级舱进行了改造，采用微通道液体冷却技术，将占地面积需求减少了一半。欧洲的主权云法规进一步鼓励国内硬件。

然而，云安装增长最快，到 2025 年企业使用将接近普及。超大规模企业通过四 GPU 夹层卡和液冷机箱扩大了加速器密度作为按需 SKU 提供。企业利用这些可远程访问的集群进行模型训练爆发，然后将推理工作负载拉到本地以管理成本。混合和多云编排框架融合了身份管理和数据局部性治理，减轻了供应商锁定并拓宽了下一代计算市场的客户渠道。 

按最终用户行业划分：BFSI 规模与医疗保健敏捷性相平衡

金融机构占下一代计算市场 2024 年收入的 21.1%。算法交易台需要微秒级响应时间，通过共置 FPGA 边缘节点来实现。银行还在面向未来的数据保险库中试验了量子安全加密技术，增加了后量子密钥交换设备的增量支出。  

医疗保健和生命科学预计将实现 32.2% 的复合年增长率。放射科在图像采集点部署人工智能推理，大幅削减诊断等待时间。大型生物制药公司运行从头药物发现管道，使用经过数亿个序列训练的蛋白质折叠法学硕士。领先医疗中心的量子机器学习试点研究了心血管手术风险预测，展示了临床结果如何影响资本预算并扩大下一代计算市场的社会价值。 

地理分析

北美在下一代计算市场中创造了 2024 年收入的 41.2%。在公共融资、深厚的风险资本和占主导地位的云服务企业的推动下，仅美国就占该地区支出的约四分之三。国家实验室运营着将中性原子阵列与百亿亿级超级计算机集成在一起的探路者量子测试台，巩固了领导地位。跨行业联盟涌现出节能数据中心创新，反映出政策对节能的关注染色性。  

亚太地区的复合年增长率将达到最快的 23.1%。中国、日本和印度扩大了半导体园区激励措施并补贴量子研究奖学金。超大规模运营商承诺将新加坡、悉尼和孟买的托管空白空间增加一倍，以满足人工智能需求。并行 5G-Advanced 的推出创建了新的边缘计算节点，深化了工作负载本地化并增强了下一代计算市场的区域相关性。澳大利亚和韩国加入了量子标准多边联盟，增加了该地区的技术多元化。  

欧洲保留了将数字主权和环境管理相结合的统一产业战略。德国弗劳恩霍夫研究所建立了针对亚瓦推理的先进神经形态原型，而法国实验室则试点了基于光子的量子路由器。欧盟的“fit-for-55”气候计划促使数据中心运营商签署长期可再生能源购买协议等遵守投资者压力。这些举措提升了欧洲作为下一代计算市场可持续发展先锋的角色。

竞争格局

竞争领域仍然适度集中；五个最大的供应商控制了总体收入份额的大部分，但利基创新者却激增。 NVIDIA 通过持续的 GPU、互连和软件堆栈更新，保住了近 80% 的企业 AI 加速器细分市场。 AMD 提出了基于模块化小芯片的 GPU 的挑战，这些 GPU 承诺以更低的成本提供具有竞争力的吞吐量，而英特尔则针对 HPC 改进了 Ponte Vecchio 多核块。 Cerebras Systems 等初创企业使用晶圆级引擎进行专门的自然语言模型推理，使供应商选择多样化。  

量子硬件竞争加剧。 IonQ 收购了 cryptograp 的控股权hy 专家 ID Quantique 将量子安全网络与俘获离子处理器捆绑在一起。 ^{[4]Photonics Media，“IonQ 获取 ID Quantique”，photonics.com} Neutral-atom 提供商 QuEra 完成了一轮大型融资，用于构建超过 100 万个物理量子位的容错阵列。超导量子位先驱与微波元件制造商合作，以削减控制系统的开销。这些举措共同扩大了供应商基础，扩大了下一代计算市场的总可寻址部分。  

横向联盟扩大了解决方案范围。伊顿和西门子能源针对超大规模园区开发了 50% 低排放发电厂架构，解决了可能限制扩张的电网级占地面积问题。系统集成商与光子代工厂合作封装共同封装的光学器件，解决带宽 CEI下一代以太网结构中的灵。这种跨学科企业将竞争从单一组件竞赛转向涵盖芯片、软件和可持续性的垂直集成堆栈，从而巩固了下一代计算市场的整体价值主张。