元宇宙:元宇宙时代的新型基础建设有哪些？_WEB

新年伊始，智纲智库开始着手研究元宇宙和数字技术发展对城市、企业和个人的影响。

面对“万事皆可元宇宙”的资本热度，智库以冷静客观去观察中国语境下的元宇宙发展之路，分别从城市企业战略、新型基础设施、应用场景探索三个角度描述今日元宇宙和数字技术的发展态势。

本文是元宇宙系列文章的中篇。下篇将在明日发布，敬请期待。

2021年，以美国沙盒游戏平台Roblox上市爆火、Facebook更名Meta为号角，拉开元宇宙世界的大幕。

2021年也被众人认定为元宇宙元年，在此风口浪尖必然是诸神漫天、妖魔鬼怪群聚，有支持者、有反对者，各种元宇宙概念和定义众说纷纭，大家都为自己想象的元宇宙绞尽脑汁。

自由畅想固然美好，图景实现终究要脚踏实地。这是一个从感性认知到理性回归的过程。元宇宙基础设施是各界公认的元宇宙发展基础，是元宇宙概念中目前最理性与最触手可及的部分。

目前业界比较认同的元宇宙六大核心技术分别是区块链、交互技术、游戏引擎、人工智能、网络和算力以及物联网，都是从技术角度剖析元宇宙基础设施的作用与价值。

如果将这些技术切实的落地到物质领域来说，国家今年以来正在大力布局的云计算试验区、人工智能计算中心、国家大数据中心等“数字基建”基本满足元宇宙对网络与算力的要求。

而从另一个层面的软性基础设施来看，区块链赋能元宇宙已经成为了全行业普遍认同的事实，中国区块链市场围绕联盟链，已在政府、金融、离散制造、零售等行业展开部署。

本文从元宇宙基础设施的实践与建设角度出发，试图通过对国家基础设施发展战略分析、元宇宙基础设施技术概念转换空间载体的方式，探究元宇宙基础设施的概念与内容，为有志推动元宇宙发展的政府或企业提供建设思路。

与时俱进的基础设施建设

当前，新一轮科技革命和产业变革正在重塑全球经济结构。算力作为数字经济的核心生产力，成为全球战略竞争的新焦点。

2022年2月17日，国家发改委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合印发通知，同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等8地启动建设国家算力枢纽节点，并规划了10个国家数据中心集群。

至此，全国一体化大数据中心体系完成总体布局设计，“东数西算”工程正式全面启动。这是继“南水北调”、“西电东送”、“西气东输”三大传统基础设施工程，在新基建——算力领域的首个全国性一体化基础设施工程计划。我们相信，随着技术的进步，在新基建领域这样的大工程一定会越来越多。

我国的新基建全国性布局始于2016年，总书记在中共中央局第三十六次集体学习时强调，加快推进网络信息技术自主创新，朝着建设网络强国目标不懈努力。要求建设全国一体化的国家大数据中心，但此时新基建的转悠名词还未提出。

2018年底，“新型基础设施建设”在中央经济工作会议被首次提出。

2020年4月20日，国家发改委在一次新闻发布会上明确了新基建的实施范围。

一是信息基础设施。主要是指基于新一代信息技术演化生成的基础设施，比如，以5G、物联网、工业互联网、卫星互联网为代表的通信网络基础设施，以人工智能、云计算、区块链等为代表的新技术基础设施，以数据中心、智能计算中心为代表的算力基础设施等。

二是融合基础设施。主要是指深度应用互联网、大数据、人工智能等技术，支撑传统基础设施转型升级，进而形成的融合基础设施，比如，智能交通基础设施、智慧能源基础设施等。

三是创新基础设施。主要是指支撑科学研究、技术开发、产品研制的具有公益属性的基础设施，比如，重大科技基础设施、科教基础设施、产业技术创新基础设施等。

其中信息基础设施是最底层的、最具备时代意义、最大程度驱动社会建设与经济发展的新型基础设施。

我国“十四五”规划和2035年远景目标的核心内容之一就是：统筹推进传统基础设施和新型基础设施建设，加快数字化发展，打造数字经济新优势，协同推进数字产业化和产业数字化转型，加快数字社会建设步伐，提高数字政府建设水平，营造良好数字生态，建设数字中国。

新基建的四个层次

同时，各地在“十四五”规划中也指出，要加快智慧城市、新基建等规模部署，推进新技术等基础设施建设，推动传统基础设施升级，建设新一代信息基础设施体系。

2022年1月，国务院正式发布《“十四五”数字经济发展规划》。其中重点提及要建设高速泛在、天地一体、云网融合、智能敏捷、绿色低碳、安全可控的智能化综合性数字信息基础设施。推进5G网络基础设施建设和加大6G技术研发力度；支持5G、物联网、云计算、大数据、人工智能、区块链等领域创新平台建设；深化人工智能、虚拟现实、8K高清视频等技术与生活场景的融合，发展互动视频、沉浸式视频、云游戏等新业态，创新发展“云生活”服务。其中“云生活”概念与“元宇宙”概念相似。

在“新基建”的驱动下，数字经济蓬勃发展，各种各样的数字场景呈现在世人眼前。

2021年，数字世界兴起的新概念“元宇宙”实际上就是前沿数字科技与各种数字场景的集成体。元宇宙是下一代数字经济发展的重要方向，可能成为点燃助推世界经济发展的“数字引擎”，成为当今世界经济发展的主要驱动力，未来将迈入元宇宙时代。

一个时代有一个时代的核心技术与设施。元宇宙是建立在新基建技术底座之上的，那我们不禁有个疑问，元宇宙的基础设施就是新基建的内容么？

从如今市场上各界人士抛出的元宇宙底层技术与基础设施来看，与新基建中描述的信息基础设施大致相同，但是基于元宇宙虚拟现实互动、开放性、自治性与永续性的特点，其基础设施组成还包含一些特殊部分。

元宇宙基础设施概念

智纲智库团队根据对新基础设施的分析，结合市场上公认的元宇宙技术架构，给出我们的关于元宇宙基础设施理解。

元宇宙基础设施是为支撑元宇宙正常运行的物质工程设施与软性生产设施，是元宇宙底层支持技术在物质与虚拟空间的载体。

按照基础设施的用户属性与支持功能差异，我们将元宇宙基础设施总结为三类：中心基础设施、终端基础设施和软性基础设施。

中心基础设施

中心基础设施指元宇宙基础设施中具备公共属性、具备一定量级、直接面向元宇宙场景建设与运营者的物质设施。根据技术不同可在细分为：网络设施、算法设施、算力设施、数据设施。

·网络设施

通信技术与网络是是数字经济发展的基础底座，也是元宇宙构成互联互通虚拟世界的基础底座。

超快网速与超带宽是元宇宙大量信息互通与及时反应的基础，其技术主要包含5G通信、Wi-Fi6、6G通信等。

目前时段，通信技术的代表为5G，因此根据元宇宙场景建设与之匹配的基础设施是必然选择，如建设5G基站及其他网络设施等。

党的十八届五中全会通过的“十三五”规划《建议》，明确提出实施网络强国战略以及与之密切相关的“互联网+”行动计划。重点提及要加强与网络强国相适应的软硬件建设。

步入十四五，网络基础建设持续加码，2021年末《“十四五”国家信息化规划》发布，文中强调加快5G网络建设、培育5G技术应用生态、持续推进5G技术创新。加快“5G+工业互联网”的融合创新和先导应用，推进5G在能源、交通运输、医疗、邮政快递等垂直行业开发利用与应用推广。

截至2021年年底，我国已建成5G基站超过115万个，占全球70%以上，是全球规模最大、技术最先进的5G独立组网网络。所有地级市城区、超过97%的县城城区和40%的乡镇镇区实现5G网络覆盖。5G终端用户达到4.5亿户，占全球80%以上。

5G网络设施，华为是全球端到端标准的最大贡献者，在端到端的网络端、芯片端、终端均占据主导地位，真正具备“网络+芯片+终端”端到端能力。

网络端，有安装极为简便的5G基站，全球市场占有率排行第一，在国际竞争如此严峻的形式下，依然有超过30%的占有率，其优势地位可想而知。

芯片端，基站核心芯片ー一华为天罡、终端芯片一巴龙5000牢牢保持5G芯片领域的头部地位。

产品端，具有5GCPE设备，5G手机等。

·算法设施

算法官方定义是信息算法是指解题方案的准确而完整的描述，是一系列解决问题的清晰指令，算法代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制。也就是说，能够对一定规范的输入，在有限时间内获得所要求的输出。

可以简单理解为各种组个公式的集合，好比解数学题，一个答案可能存在若干的解法，越简洁的解法，运算越快，效率越高。

算法本身建立起元宇宙的内在运行逻辑，是元宇宙交互的核心技术支撑。

算法核心主体，反映在物理空间上的设施可以是算法研究中心、算法实验室、人工智能实验室等，根据不同元宇宙场景所需要的指令，不断让算法扩展与进步，以便呈现出更多的可能。

国家发展改革委发文批复，同意由西安交通大学作为承担单位，联合相关单位筹建?“大数据算法与分析技术国家工程实验室”。

该实验室主要针对我国大数据分析与处理基础算法薄弱、大数据核心算法缺乏和大数据应用产品开发效率低等实际问题，开展异构数据预处理、大数据基本计算方法、大数据分析与处理核心算法、大数据算法测评等技术的研发和工程化，为大数据算法与分析技术的进步和产业发展提供实质性技术支撑。目前下设8个在研究中心，并取得一些列科研成果，努力推进数据技术的产业化，更好的为社会服务。

大数据算法与分析技术国家工程实验室建设任务

算法设施布局上，商汤科技走在全国前列。今年1月位于上海的商汤人工智能计算中心开始启动运营。

该中心是基于商汤科技多年以来在视觉算法与计算机深度学习领域的研究与服务经验，所建设形成的集工业级AI算法、开放式AI服务与大规模AI算力于一体的城市级AI计算与产业应用平台。

为了保证不同用户从计算到存储等各个环节的数据安全，AIDC建有独立机房，并通过安全技术进行数据的管控与隔离。

区别于大多数以CPU为算力单元的计算中心，AIDC将GPU作为底层算力单元，极大地提高了AI模型的推算效率。

商汤科技“人工智能算法开放体系”更是将部分自主研发的AI算法进行开源，目前已经开放百余算法和600余个AI训练模型，涉及十几个研究方向。基于OpenMMLab开源框架，商汤科技已经不局限于算法提供商的定位，而逐渐走出一条产业开放化的道路。

·算力设施

算力可以简单地理解为网络世界信息处理能力的度量单位，算力的大小代表着对数字化信息处理能力的强弱，算力越高处理的越快。

英特尔首席架构师RajaKoduri预测,想要支撑数十亿人实时互动的元宇宙,我们将需要比现在强大1000倍的计算能力。

目前很多情况下，我们的算力无法达到理想状态，因此出现一种分层级、网络式的算力设施布局方式，即云-边-端”协同模式。通过分级、多级的信息计算与处理，减轻系统压力，强化数字化信息处理能力。因此算力设施在物质空间的体现，根据设施规模与作用，可能形成：超算中心、云计算中心、边缘计算中心等。

近日发布的“东数西算”工程对我国算力设施进行了总体设计，按照全国一体化大数据中心体系布局，8个国家算力枢纽节点将作为我国算力网络的骨干连接点，发展10个数据中心集群，开展数据中心与网络、云计算、大数据之间的协同建设，并作为国家“东数西算”工程的战略支点，推动算力资源有序向西转移，促进解决东西部算力供需失衡问题。

在此重大工程发布之前，有长远布局的地方政府已经完成了第一轮的算力基础设施布局。

2021年5月，武汉成为全国第一个正式投运人工智能计算中心的城市。该中心算力集群提供的普惠算力，已开始对本地产业集群实施算力使能。

此外，西安、成都、河南的人工智能计算中心已经于日前开工。上海、南京、杭州、广州、大连、青岛、长沙、太原、南宁等地的人工智能计算中心也正在规划之中。

在众多市场企业中，阿里云是全球第三、中国第一的云服务商。

根据官网数据显示，阿里云基础设施目前已面向全球四大洲，开服运营25个公共云地域、80个可用区。

目前阿里云在全球拥有超过2800个边缘计算节点，其中中国的边绿计算节点超过2300个。

阿里云已经开始依托自有的算力设施，为其他市场型企业提供云计算服务。截止目前，阿里云已为吉比特、游族网络心动公司、米哈游等游戏公司提供云计算服务。

在元宇宙时代的内容形态将大部分属于云端体验方式，各类元宇宙场景需要巨大的算力支撑，而算力设施属于一种重资产，前期布局需要较高成本，阿里云已具备先发优势，在未来元宇宙算力设施领域有望占有一席之地。

·数据设施

数据是我们通过观察、实验或计算得出的结果，是元宇宙中信息的载体。

在数字经济时代，数据信息作为一种新的资源与财富走入人们视野，在元宇宙中对大量的数据进行储存、处理、加密是必不可少的部分。

元宇宙中可能存在的数据设施有：

支持加密技术发展的区块链实验室；

助推数字金融发展的数字资产交易中心；

用于元宇宙城市或场景运营服务的民事数据中心、管理数据中心等；

聚焦产业发展的产业数据中心、消费数据中心；

为科学、科技发展而建立的科学数据中心等。

2021年工业和信息化部发布《新型数据中心发展三年行动计划》提出用3年时间，基本形成布局合理、技术先进、绿色低碳、算力规模与数字经济增长相适应的新型数据中心发展格局。持续优化数据中心总体布局，形成全国一体化算力网络国家枢纽节点、省内数据中心、边缘数据中心梯次布局。

区域布局上，我国已获批8个国家级大数据综合试验区，贵州作为首个国家级大数据综合试验区，已经形成基本完备的数据产业链。汇聚三大运营商、苹果、腾讯、华为、富士康等一批国际级国家级行业级数据中心、灾备中心落地，吸引48个国家部委、行业和标志性企业数据资源落户。

目前全贵州省投入运营及在建的重点数据中心达到23个，服务器超过15.6万台。

国家大数据(贵州)综合试验区展示中心

另外，在科技发展方面，我国中科院计算机网络信息中心联合相关40余个单位共同建设了国家基础学科公共科学数据中心——国家基础科学数据云平台，数据资源覆盖17类一级学科、形成23个主题库，在线服务数据总量1.5PB，数据记录近9亿条，形成完善的标准体系、技术体系和软件栈，服务体系全面覆盖“数据服务-信息服务-知识服务”，创新科学数据出版新模式，引领科学数据的高效汇聚、开放共享、多学科交叉融合分析和创新应用。

在市场端，也催生出一批数据服务企业。

上海数据港股份有限公司是一家以数据中心建设与运营而成立的国有企。数据港为阿里巴巴等互联网龙头企业提供云数据中心服务，与行业巨头等建立深度合作关系，在十几年的发展中积攒了丰富的数据中心技术研发与运营经验，具备强大的数据中心方案构建的服务能力。

数据港起步于沪杭，深耕7个核心市场，目前运营的数据中心已达32个，建筑面积达67万平方米。数据港不仅为客户提供数据中心架构的规划设计服务，在建筑设计领域也具备甲级设计资质，可以为客户提供产业园区规划、数据中心建筑设计、基础设施改造扩容等服务，典型项目如作为国际绿色基础设施领域示范项目的张北数据中心清洁能源建筑，以及获得工信部颁发的“第一批绿色数据中心”荣誉的上海数据港宝山数据中心，都成为数据中心建设的成熟案例。

终端基础设施

元宇宙终端基础设施是元宇宙世界与现实世界互通、人与元宇宙互动的必要设施，主要是指各类信息收集设备、人机交互设备。

前者一般将现实世界的图像、声音等信息的收集起来并转化为信息数据，如：摄像设备、声音感应设备、数据转化设备等。

后者一般将元宇宙与人紧密链接起来，更像是人进入元宇宙的门户，如智能手机、智能眼镜、XR设备、触觉设备、手势感应装置、脑机接口等。

2021年工信部等八部门印发《物联网新型基础设施建设三年行动计划》，文中重点提及高端传感器、物联网芯片等关键技术要有所创新与突破；支持发展一批专精特新“小巨人”企业，培育若干国家物联网新型工业化产业示范基地，逐步完善产业生态。同时在在智慧城市、数字乡村、智能交通、智慧农业、智能制造、智能建造、智慧家居等重点领域，加快部署感知终端、网络和平台，形成一批基于自主创新技术产品、具有大规模推广价值的行业解决方案，有力支撑新型基础设施建设。

2021年8月，字节跳动收购国内VR设备龙头企业Pico，成为元宇宙VR领域的爆炸新闻。

Pico具备成熟完善的VR产品体系，在家庭游戏娱乐、社交互动、教育、办公等领域都有所布局。字节跳动将Pico纳入自身的VR业务范围，不仅继续进行硬件终端的研发和升级，也将在虚拟现实内容端发力，尤其在游戏领域，与Pico相辅相成，建立完善的VR生态。

软性基础设施

元宇宙软性基础设施是非物质性的基础设施，它是各种元宇宙底层技术与规则协议集合而成的软性平台。

元宇宙中的软性基础设施就是区块链。区块链既是元宇宙的架构、多种新技术的融合平台、信息传播的途径，也是内容生产与经济运行的平台，更是参与者沉浸式体验、进行社交互动与创作的平台，它具有开放性、去中心化与永续性。

区块链自2019年上升为国家战略转眼已两年有余，自2020年区块链被国家纳入“新基建”后，区块链同被写入《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》，规划提出培育壮大区块链等新兴数字产业。

2021年6月，工信部、中央网信办发布《关于加快推动区块链技术应用和产业发展的指导意见》，意见提出，构建基于标识解析的区块链基础设施，打造基于区块链技术的工业互联网新模式、新业态。

对于元宇宙来说，区块链作为软性基础设施平台，其功用主要有以下几种：

第一，区块链对于数据的重新处理与应用。无论是区块链的分布式储存，还是节点之间的数据传输，还是共识机制的建立，从根本上来说都需要区块链作为技术支撑。有别于互联网2.0时代，区块链对数据的重新处理意味着算法的不断迭代；数据的重新应用代表着虚实的界限被逐渐打破，从而形成元宇宙所要表达的，实体空间与赛博空间的高度整合。

第二，区块链串联多重技术与应用的平台。作为虚实高度结合的元宇宙，我们看到的是贯穿始终的大数据与云计算技术、MR/VR/AR、AI…多重技术的协同建构了元宇宙最基础的数据体，各类生态应用平台跨越其上。可以预见的是，区块链作为唯一可以将各类技术与应用串联起来的平台，我们才可以真正构建出电影《头号玩家》中的“TheOasis”。

第三，实现新技术在元宇宙的闭环。有别于互联网时代的赛博空间，元宇宙给我们带来的是一个完全不同的新场景、新体验、新消费…...在这样的一个完整的虚幻世界里，我们不仅可以继续享受互联网时代的发展红利，并且可以将新技术通过区块链平台的闭环在元宇宙中实现场景与应用的深度融合。

如果我们去分析构成元宇宙的诸如大数据与云计算、AI或是视觉渲染的新技术，这些技术都仅能在某些场景或者片段中应用，无法将构成元宇宙的无数个场景串联起来，区块链平台不仅可以建立各种新技术之间的联系，而且还是可以打造一个基于这些新技术的完整闭环的元宇宙世界。

元宇宙基础设施未来畅想

将宇宙比作一个生命体，那元宇宙基础设施相当于这个躯体的组成细胞，它在不停的进化中，而今我们可以发现并能利用的细胞，可能只是能够促使生命体成长的众多细胞的万分之一，新的强力细胞出现可能会改变生命体进化的进程。

未来的元宇宙基础设施可能会存在以下发展趋势：

1.元宇宙基础设施将呈现功能复合、产品融合的趋势。

由于元宇宙底层技术应用存在交叉融合的特征，元宇宙基础实施出现融合的趋势。

其一是中心基础设施的融合，如算力、算法、数据融合的新型公共基础设施——智算中心，其以融合架构计算系统为平台,以数据为资源,以强大算力驱动AI模型对数据进行深度加工,使算力、数据、算法三个基本要素成为一个有机整体和融合平台。

其二是中心基础设施功能向终端设施的融合，算法、算力、数据等技术功能融合到终端设备上，以便快速反应客户需求，带来更好使用体验。

2.中心基础设施布局将会逐步下沉至更广泛的空间范围，形成层级更丰富、分布更密集、效率更高的底层设施支持网络。

在中心基础设施领域，我国目前采取优先重点区域、核心布局的方式，但随着底层技术的研发与升级，元宇宙应用场景的增加，未来元宇宙的公共基础设施将不仅仅局限于区域的中心或城市的中心，而是会逐步下沉至更广泛的空间范围，形成层级更丰富、分布更密集、效率更高的底层设施支持网络。

比如，我国的5G设施、数据与算力设施，优先在重点城市布局，逐步蔓延至二线城市、三线城市、到农村地区。

3.元宇宙相关的区块链的普适性、必要性将在未来3年内逐渐显现，政府与企业需要尽早进行融合区块链技术的产业战略规划，探索新的信任机制下的数字经济的商业模式。

响应国家“新基建”的号召，中央与各地政府已经出台了鼓励区块链基础设施建设的政策红利及行动方案，政策是关键性的风向标，国家已启动了“数字+经济”的新一轮基础设施建设，各地政府及企业更要抓住此次“新基建”的风口浪尖，积极开展战略部署，逐渐实现数字赋能元宇宙的新商业模式，对于涉及的相关工作，可分为以下五个层面：

战略层面

挖掘本地政府政务、企业业务与区块链的契合点，识别政府与企业在元宇宙中的业务场景和价值与商业模型，寻找合适的区块链供应商结合第三方战略服务打造适合的战略发展之路。

应用层面

精准定位合作方，建立多个合作方的伙伴模式，推动行业区块链应用生态的搭建，逐渐制定本产业领域的治理标准与规范。

技术层面

以应用出发设计方案，开发实施最小可用产品，验证结果并及时调整。

安全层面

建立关于区块链及相关领域的风控体系与监管计划，加强政府与企业的网络安保。

运营层面

区块链平台上线前应建立科学的商业模式与后续运营体系，持续改进定期评估。

4.元宇宙基础设施发展迈向产业生态时代，强强联合发力元宇宙赛道成为科技企业的最佳方式。

对于企业主体来说，元宇宙基础设施涉及范围广、技术壁垒高，实现元宇宙场景正常运行需要集合各方力量。

元宇宙的场景，无论再简单或渺小，其背后所涉及的技术和基础设备都将是极其精准且复杂的。

没有一家企业可以提供一整套服务于元宇宙场景的基础设施，而拥有更多技术与设施的企业，将会在这个领域掌握话语权。

通过投资并购新资源、组建联盟的方式去组团打猎，无疑会在市场中更具优势。如微软收购暴雪、字节跳动收购VR龙头Pico，都是在通过补自身短板形成更加完善的产业生态的方式来抢占元宇宙领域的话语权。

结语

早在30年前，钱学森先生就将虚拟技术取了一个非常东方的名字，叫做“灵境”，他指出“灵境”不仅可以带来文艺大发展，也能促进科学大发展，带来科学革命。

30年后，钱先生一语成鉴，在可见的未来内，元宇宙的“灵境”正在向我们描绘着一副未来生活的面貌。而这正如十年之前，我们无法预估互联网将对全人类的生活带来翻天覆地的变化一样。

今日的我们站在下一个时代的风口上，元宇宙的大门已经打开，伴随而来的对基础设施的提出的极高要求，无论是区块链、算力与网络还是视觉渲染层面都将面临着诸多挑战。

因此，我们应如何为元宇宙的沉浸感的内容和超低延时的要求去提供底层算力和网络？我们又如何链接各种元宇宙相关的新型技术与现实世界的端口？

在可遇见的未来之中，可以确定的是，作为全球数字经济浪潮之下的元宇宙基础设施，将成为各个国家研发布局、制定标准与抢夺话语权的第一步。

跬步千里，元宇宙基础设施的“大航海时代”已经到来，你准备好了吗？

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