2025 科创板高性能计算行业趋势洞察

2025科创板高性能计算行业趋势洞察引言高性能计算的“新基建”价值与时代命题当我们站在2025年的门槛回望，全球科技产业正经历一场“算力革命”——从AI大模型的爆发式增长到工业互联网的深度渗透，从生物医药的精准研发到气象灾害的提前预警，高性能计算（HPC）已不再是实验室里的“高精尖玩具”，而是支撑数字经济的“基础设施”尤其在国内，“十四五”规划将“东数西算”“新型举国体制”等战略与HPC深度绑定，科创板作为硬科技企业的“试验田”，正成为推动HPC技术自主化、产业化的核心力量2025年，是HPC技术迭代的关键节点国产芯片制程突破、AI与HPC深度融合、绿色计算成为行业共识但同时，技术瓶颈、成本压力、生态短板等挑战依然存在本文将从行业现状、驱动因素、细分趋势、挑战与机遇四个维度，结合科创板企业的实践与思考，全面剖析2025年HPC行业的发展脉络，为从业者、投资者与政策制定者提供参考

一、行业发展现状与核心特征技术、市场与应用的三重突破当前，中国HPC行业正处于“技术追赶”与“自主创新”的双重轨道，呈现出“技术体系加速重构、市场规模持续扩容、应用场景深度渗透”的核心特征这一现状既是过去十年政策支持与市场需求的积累结果，也为未来发展奠定了基础

1.1技术体系从“单点突破”到“软硬协同”HPC技术体系的核心是“算力供给”，而算力的本质是“芯片-软件-架构”的协同创新2025年，国内HPC技术体系已从早期依赖国外第1页共16页技术的“单点突破”转向“软硬协同”的生态化发展，具体体现在三个层面

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1.1自主可控技术路径取得突破在芯片领域，国产厂商通过“追赶式创新”逐步缩小与国际巨头的差距2025年，国内主流HPC芯片制程已突破14nm，算力密度达到国际同类产品的80%以上例如，寒武纪思元370芯片采用7nm工艺，单卡FP64算力达200TOPS，在AI训练场景中可替代部分GPU需求；海光信息的海光CPU基于AMD Zen4架构，通过自主优化，在HPC集群中性能与Intel XeonGold6430相当，且兼容性显著提升在软件生态方面，国产操作系统与中间件逐步成熟银河麒麟高级服务器操作系统V10已实现与80%以上的国产HPC芯片、数据库、中间件兼容；华为欧拉操作系统在政务云、金融云等场景的市场份额突破30%，为HPC集群提供稳定的底层支撑更重要的是，国内企业开始主导开源社区——例如，华为昇腾开源社区（OpenAtom Foundation）成员超5000家，推动AI芯片软件栈的标准化与普及

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1.2算力突破与能效提升并行算力规模的扩张与能效比的优化是HPC技术的“双目标”2025年，国内超算中心算力规模已突破100PFLOPS（每秒千万亿次浮点运算），其中AI算力占比达35%，较2022年提升15个百分点但单纯追求算力已不可持续，“能效优先”成为行业共识液冷技术在超算中心渗透率达60%，浸没式液冷PUE（能源使用效率）可降至

1.08，较传统风冷降低40%；存算一体架构（如华为“存算一体芯片”）通过将存储与计算单元融合，数据访问延迟降低80%，能效比提升3倍

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1.3架构创新从“通用计算”到“专用加速”第2页共16页面对AI、大数据等场景的算力需求，HPC架构正从“通用CPU主导”转向“异构计算”——CPU+GPU+FPGA/ASIC的混合架构成为主流例如，某头部AI企业的大模型训练集群中，GPU算力占比达70%，FPGA用于稀疏矩阵计算，CPU作为调度中枢，三者协同使训练效率提升50%同时，专用加速器（如DPU智能网卡、NPU神经网络处理器）的应用场景从“边缘计算”向“云端HPC集群”延伸，2025年国内DPU市场规模预计突破200亿元，年增速超50%

1.2市场规模从“政策驱动”到“需求驱动”HPC市场的增长逻辑已从早期依赖政府投资的“政策驱动”转向“企业数字化转型+科研创新需求”的双轮驱动2025年，中国HPC市场规模预计达到1800亿元，年复合增长率（CAGR）达25%，其中

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2.1行业应用市场占比持续提升过去HPC市场以政府（如气象、科研院所）为主导，2025年企业级应用占比已达55%具体来看制造业数字孪生、工艺仿真需求爆发，某汽车厂商通过HPC集群对整车碰撞、风阻进行模拟，研发周期缩短40%，成本降低30%；生物医药AI药物发现、分子动力学模拟需求增长，某药企使用国产超算平台，将新药研发周期从5年压缩至2年；金融高频交易、风险模拟需求旺盛，头部券商的风控系统通过HPC集群实现每秒10亿次交易数据处理，风险识别准确率提升至

99.9%

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2.2科创板企业成为市场“新变量”科创板自2019年设立以来，已成为HPC领域创新企业的聚集地截至2025年3月，科创板HPC相关企业达32家，总市值超2000亿元，涵盖芯片设计（如寒武纪、壁仞科技）、系统集成（如中科曙第3页共16页光、网宿科技）、解决方案（如宝信软件、中望软件）等环节这些企业凭借“技术聚焦”“响应快速”的优势，在细分领域快速崛起例如，寒武纪专注于AI芯片，2024年营收突破50亿元，国内AI服务器市场份额达15%；中科曙光的“海光”系列超算系统在国内超算中心市场份额达25%，仅次于IBM

1.3应用场景从“单一领域”到“跨场景融合”HPC的应用已从早期的“科研计算”“工程仿真”向“多场景融合”拓展，形成“AI+HPC”“HPC+工业互联网”“HPC+元宇宙”等新兴方向2025年，典型应用场景呈现以下特征

1.

3.1AI与HPC深度融合，算力需求呈指数级增长大语言模型、多模态AI等技术的爆发，使HPC算力需求从“线性增长”转向“指数级增长”例如，GPT-5训练需消耗约100PFLOPS·day的算力，较GPT-3增长100倍；国内某企业的大模型训练集群单日算力需求达50PFLOPS，需同时调用超10万颗CPU核心与2万颗GPU核心为应对这一需求，“智能超算中心”成为建设热点，北京、上海、深圳等地已建成支持AI训练的超算集群，算力调度效率提升60%

1.

3.2边缘HPC崛起，实时计算需求凸显随着自动驾驶、工业互联网等场景的落地，“边缘HPC”（部署在数据产生端的高性能计算节点）成为新方向例如，自动驾驶汽车需在毫秒级内完成环境感知、路径规划，边缘HPC节点可提供本地算力支持，延迟降低至10ms以下；工厂的实时质量检测系统通过边缘HPC集群，实现每秒钟100万张图像的分析，缺陷识别率提升至

99.8%2025年，边缘HPC市场规模预计达300亿元，CAGR超40%

二、驱动因素与增长引擎政策、技术、需求与资本的协同发力第4页共16页2025年HPC行业的持续增长，是政策引导、技术突破、需求升级与资本支持共同作用的结果这四大驱动因素相互交织，形成“政策托底-技术突破-需求拉动-资本赋能”的良性循环，为行业发展注入强劲动力

2.1政策驱动从“顶层设计”到“落地保障”国家战略为HPC行业提供了明确的发展方向与资源支持，具体体现在三个层面

2.

1.1“数字中国”战略明确HPC核心地位《数字中国建设整体布局规划》将“算力基础设施”列为七大重点任务之一，明确提出“发展高性能计算、智能计算、边缘计算，构建智能算力、通用算力、智能超算协同发展的算力体系”2025年，中央财政对HPC相关项目的补贴规模达500亿元，重点支持国产芯片研发、超算中心建设、行业应用落地

2.

1.2科创板“硬科技”定位加速资本流入科创板通过“注册制”“减持限制”等制度创新，为HPC企业提供了高效融资渠道2024年，HPC领域科创板企业IPO募资总额达300亿元，较2022年增长200%；机构投资方面，高瓴、红杉等头部机构在HPC领域的布局金额超150亿元，重点关注AI芯片、液冷技术、行业解决方案等方向

2.

1.3“新型举国体制”推动关键技术攻关在高端芯片、EDA工具等“卡脖子”领域，国家通过“新型举国体制”整合资源例如，“核高基”科技重大专项持续投入120亿元，支持国产HPC芯片从14nm向7nm突破；中科院、清华、北大等科研机构与企业共建联合实验室，加速“存算一体”“光计算”等前沿技术的产业化第5页共16页

2.2技术驱动从“单点突破”到“系统创新”HPC技术的快速迭代，源于底层技术突破与场景需求的相互促进，呈现“硬件-软件-架构”协同创新的特征

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2.1芯片技术进入“后摩尔时代”创新赛道随着摩尔定律逐渐失效，HPC芯片厂商转向“异构集成”“新材料”“新架构”等方向异构集成台积电已量产3nm GAA（全环绕栅极）工艺，单芯片集成CPU+GPU+NPU的“Chiplet”（芯粒）技术成为主流，某企业的8Chiplet芯片算力达1000TOPS；新材料中科院团队研发的“二维材料晶体管”开关比达10^12，可应用于低功耗HPC芯片；新架构ARM架构在HPC领域加速渗透，国内某企业基于ARMv9架构的服务器芯片性能达2000IPS（每瓦整数运算每秒），较x86架构提升30%

2.

2.2软件定义HPC成为行业趋势传统HPC软件依赖厂商定制化开发，成本高、兼容性差；2025年，“软件定义HPC”通过标准化接口与开源工具，实现算力资源的灵活调度例如，华为FusionServer OpenStack平台可将分散的服务器资源整合成“虚拟超算集群”，用户无需关心硬件细节即可调用算力；国内开源社区“OpenHPC”已发布

1.1版本，覆盖90%的HPC应用场景，降低企业使用门槛

2.3需求驱动从“科研需求”到“产业刚需”HPC需求的核心驱动力，已从早期的“科研探索”转向“产业数字化转型”，具体表现为

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3.1企业数字化转型催生“算力刚需”第6页共16页随着工业互联网、智能制造的普及，企业对HPC的需求从“辅助工具”升级为“核心生产力”例如，某钢铁企业通过HPC集群对高炉冶炼过程进行模拟优化，铁水合格率提升2%，年节约成本超10亿元；某化工企业利用分子模拟HPC平台，将新催化剂研发周期缩短30%，研发成本降低40%

2.

3.2新兴场景打开HPC增长空间元宇宙、6G、量子计算等前沿场景的落地，对HPC提出更高要求元宇宙需实时渲染海量虚拟场景，某游戏公司的元宇宙引擎需HPC集群支持每秒1000万帧画面生成，算力需求达10PFLOPS；6G空天地一体化网络需HPC进行海量数据处理，基站边缘计算节点算力需达100TOPS；量子计算量子模拟需经典HPC作为“协处理器”，某量子实验室的HPC集群与量子计算机协同，可模拟20个量子比特的分子结构，准确率达95%

2.4资本驱动从“技术投入”到“商业化变现”资本对HPC行业的投入，已从早期的“技术研发”转向“商业化落地”，具体体现为

2.

4.1产业链投资热度持续攀升HPC产业链的各环节均受到资本关注芯片设计2024年融资超80亿元，壁仞科技、沐曦集成电路等企业完成D轮融资，估值超500亿元；系统集成中科曙光、浪潮信息等头部企业通过定增募资超150亿元，用于超算中心建设；第7页共16页行业解决方案云从科技、科大讯飞等企业推出AI+HPC行业方案，2024年相关业务收入增长超80%

2.

4.2并购整合加速行业集中度提升资本推动下，HPC行业并购整合趋势明显2024年，华为收购AI芯片厂商海思半导体部分资产，完善AI算力生态；联想收购某液冷技术企业，强化绿色计算布局；行业“小而散”的格局逐步改变，头部企业市场份额从2022年的40%提升至2025年的60%

三、细分领域趋势洞察技术突破与场景落地的“双主线”2025年HPC行业的细分领域，呈现“技术前沿化、应用垂直化、生态开放化”的趋势本文聚焦四大核心领域，分析其技术发展方向、市场空间与典型案例，为行业参与者提供参考

3.1AI算力基础设施从“通用集群”到“智能调度”AI算力是HPC行业增长最快的细分领域，2025年市场规模预计达600亿元，CAGR超35%其发展呈现三大趋势

3.

1.1智能超算中心成为建设重点传统超算中心以CPU为主，AI算力占比低；2025年，“智能超算中心”通过“CPU+GPU+NPU+DPU”的异构架构，实现AI训练与推理的高效调度例如，北京“智算云”中心部署10万颗GPU芯片，通过AI调度平台，算力利用率从60%提升至90%，单次AI训练成本降低30%；上海“东数西算”AI枢纽节点，整合长三角地区算力资源，为企业提供按需调用的AI算力服务，2024年服务超500家企业

3.

1.2液冷技术全面替代风冷成为标配随着AI算力密度提升，风冷技术面临散热瓶颈，液冷成为主流选择2025年，浸没式液冷在AI服务器中的渗透率达70%，冷板式液冷占比30%例如，华为“Atlas900A”AI服务器采用浸没式液冷，PUE第8页共16页低至

1.09，可部署1000台服务器/柜，较传统风冷提升4倍算力密度；曙光“海光AI服务器”采用冷板式液冷，在2U空间内实现2000TOPS算力，适用于边缘AI场景

3.

1.3算力网络协同与资源共享单一企业自建AI算力集群成本高、利用率低，“算力网络”成为趋势2025年，国内已建成“国家AI算力网”，实现京津冀、长三角、粤港澳大湾区算力资源互联互通企业可通过统一平台调用跨区域算力，例如，某互联网企业在“双11”期间，通过算力网络从西部数据中心调取20PFLOPS算力，支撑电商大促的实时推荐与风控，成本降低25%

3.2自主可控体系从“硬件替代”到“生态构建”在外部技术封锁背景下，自主可控成为HPC行业的核心战略，2025年国产HPC软硬件市场规模预计达800亿元，年增速超40%其发展呈现三大趋势

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2.1国产芯片从“可用”向“好用”突破早期国产HPC芯片以“替代”为目标，性能与国际产品存在差距；2025年，国产芯片已实现“性能比肩+生态适配”例如，海光CPU基于x86架构，通过自主优化，在Linpack测试中性能达200PFLOPS，与Intel XeonPlatinum8480H相当；寒武纪思元370芯片在AI训练场景中，与NVIDIA A100性能比达85%，且支持国产操作系统与数据库，解决“卡脖子”问题

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2.2开源生态成为自主可控关键抓手开源是构建自主生态的核心路径2025年，国内HPC开源社区数量达20个，覆盖芯片、操作系统、中间件等环节例如，“OpenHPC”社区推动HPC软件标准化，已有5000家企业参与，开发第9页共16页出100+开源工具；“RISC-V中国”社区发布200+国产RISC-V指令集扩展，支持HPC芯片架构创新；华为“欧拉开源社区”成员超10万家，推动操作系统生态从“小众”走向“主流”

3.

2.3行业适配验证加速商业化落地自主可控产品需通过行业场景验证才能大规模落地2025年，国产HPC软硬件已在政务、金融、能源等关键行业实现突破政务北京政务云采用国产超算平台，支撑城市大脑实时交通调度、环境监测等场景；金融中国工商银行核心交易系统基于国产HPC集群，实现每秒10亿笔交易处理，稳定性达

99.99%；能源国家电网利用国产超算进行电网负荷预测，误差率降低至5%，年减少弃风弃光损失超100亿元

3.3行业深度应用从“单点赋能”到“全链条优化”HPC在垂直行业的应用，已从早期的“单点工具”转向“全链条优化”，推动行业效率提升与模式创新2025年，典型行业应用呈现以下趋势

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3.1智能制造数字孪生驱动生产全流程优化数字孪生是HPC在制造业的核心应用，通过构建物理世界的虚拟模型，实现生产过程的模拟、优化与预测例如，某汽车工厂的数字孪生系统基于HPC集群，可模拟不同工况下的生产线节拍，将产能提升15%，故障率降低20%；某飞机制造企业通过HPC模拟机身结构在极端天气下的受力情况，将设计迭代周期缩短50%，制造成本降低30%

3.

3.2生物医药AI+HPC加速新药研发HPC与AI的结合，为生物医药研发提供“降本增效”的解决方案2025年，全球前20大药企中，18家已采用HPC进行药物研发第10页共16页靶点发现通过分子动力学模拟，某药企将候选药物分子从1000个筛选至10个，研发周期从6个月缩短至1个月；临床试验HPC集群支持千万级患者数据的实时分析，某疫苗企业通过模拟疫苗有效性，将临床试验规模减少30%，成本降低40%

3.

3.3气象服务精准预测支撑防灾减灾HPC是提升气象预测精度的核心工具2025年，国内气象部门的超算中心算力达50PFLOPS，可实现“分钟级、公里级”精准预报台风路径预测通过HPC模拟大气运动方程，某沿海城市台风路径预报准确率提升至95%，提前72小时预警，减少人员伤亡与经济损失；极端天气预警HPC与AI结合，可提前3天预测强对流天气，某省通过预警系统将农作物受灾面积减少25%，挽回损失超50亿元

3.4绿色低碳计算从“被动节能”到“主动降碳”“双碳”目标推动HPC行业向绿色低碳转型，2025年HPC绿色技术市场规模预计达150亿元，年增速超50%其发展呈现三大趋势

3.

4.1液冷技术从“可选”到“标配”液冷技术是HPC节能的核心手段，2025年渗透率已达60%浸没式液冷通过液体散热，能耗比风冷降低40%；冷板式液冷适用于AI服务器，在2U空间内实现2000TOPS算力，PUE低至

1.1例如，某数据中心采用浸没式液冷，年节电超1000万度，相当于减少碳排放8000吨；曙光“海光服务器”采用冷板式液冷，在金融、政务等场景推广，年节省电费超20亿元

3.

4.2能效优化算法成为关键技术通过AI算法优化HPC系统能效，成为新方向2025年，某企业开发的“智能能效调度系统”，通过实时监测算力需求与硬件状态，第11页共16页动态调整集群负载，算力利用率提升30%，能耗降低25%；国家超算中心部署的“绿色调度平台”，结合气象数据与电网负荷，在用电高峰时段自动降低算力，年减少电费支出15%

3.

4.3可再生能源与HPC协同发展HPC数据中心与可再生能源结合，实现“零碳算力”2025年，国内已建成多个“风光储+HPC”一体化项目内蒙古“东数西算”超算中心利用当地风电、光伏资源，配套储能系统，算力中心PUE降至

1.05，实现100%清洁能源供电；青海超算基地依托光伏产业优势，数据中心与光伏电站直接联网，年减少碳排放超10万吨

四、挑战与机遇国产替代与生态构建的“破局之路”尽管2025年HPC行业呈现蓬勃发展态势，但技术瓶颈、成本压力、生态短板等挑战依然存在同时，国产替代加速、新兴场景爆发等机遇，为行业突破提供了可能

4.1核心挑战技术、成本与生态的“三重压力”

4.

1.1技术瓶颈高端芯片与生态成熟度不足高端芯片依赖7nm以下制程芯片（如NVIDIA H

100、AMDMI300）仍依赖国外技术，国内企业在EUV光刻机、高端EDA工具等环节存在“卡脖子”；生态成熟度低国产HPC软硬件兼容性差，某企业反馈“国产芯片与国外数据库的兼容性问题导致业务迁移成本增加30%”；开源社区影响力弱，OpenHPC在工程仿真领域的应用占比不足20%，远低于Linux的90%

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1.2成本压力研发投入大与回报周期长第12页共16页研发成本高HPC芯片研发单款投入超10亿元，某企业研发团队超500人，年研发费用占营收比达40%；回报周期长超算中心建设成本超10亿元，投资回报周期需5-8年，地方政府与企业投资意愿受财政压力影响

4.

1.3人才短缺高端研发与复合型人才不足高端研发人才缺口国内HPC领域博士以上学历人才仅

1.2万人，芯片架构、系统优化等领域人才缺口超50%；复合型人才不足既懂HPC技术又懂行业场景的人才稀缺，某车企反馈“因缺乏AI+HPC复合型人才，数字孪生项目进度延迟6个月”

4.2关键机遇国产替代、政策红利与场景爆发

4.

2.1国产替代加速，市场空间持续扩大政策驱动国产替代《关于加快建设全国一体化算力网络国家枢纽节点的意见》明确“2025年国产HPC芯片市场份额达50%”，政府、金融等关键行业率先采购国产设备；技术追赶缩小差距国内14nm芯片量产、7nm进入流片阶段，国产AI芯片性能达国际同类产品80%，2025年国产替代市场规模预计突破300亿元

4.

2.2政策红利持续释放，资源倾斜明显资金支持中央财政“数字经济发展专项资金”向HPC倾斜，2025年规模达200亿元；地方政府配套资金超500亿元，用于超算中心建设与技术研发；税收优惠HPC企业享受研发费用加计扣除（最高175%）、软件企业增值税即征即退等政策，某科创板HPC企业2024年因此节省税费超5亿元第13页共16页

4.

2.3新兴场景爆发，打开增长新空间AI+行业应用大模型训练、自动驾驶、元宇宙等场景推动HPC算力需求年增50%，2025年相关市场规模达800亿元；6G与量子计算6G网络对边缘算力需求、量子模拟对经典HPC协同需求，将为行业带来超200亿元新增市场

五、对科创板企业的发展建议聚焦核心、构建生态、深耕场景面对挑战与机遇，科创板HPC企业需立足自身优势，从技术、产品、市场、生态四个维度制定发展策略，实现“从跟随到引领”的突破

5.1技术聚焦“硬科技”，突破核心瓶颈加大研发投入将营收的30%以上投入研发，重点突破高端芯片架构、EDA工具、存算一体等“卡脖子”技术；差异化竞争避免同质化，聚焦细分领域，例如寒武纪专注AI芯片，壁仞科技聚焦通用计算芯片，网宿科技深耕边缘HPC；产学研合作与高校、科研院所共建联合实验室，加速技术转化，例如与中科院计算所合作研发“光计算HPC芯片”

5.2产品从“硬件销售”到“解决方案输出”软硬件一体化从单一硬件销售转向“芯片+软件+服务”的整体解决方案，提升客户粘性，例如华为“昇腾AI全栈解决方案”；场景化产品设计针对不同行业需求定制产品，例如为生物医药行业开发“分子模拟专用超算”，为制造业开发“数字孪生服务器”；迭代优化建立快速迭代机制，根据客户反馈优化产品，某科创板企业通过季度更新，产品性能提升20%，客户满意度达95%

5.3市场深耕垂直领域，拓展国际市场第14页共16页聚焦关键行业优先切入政务、金融、能源等“政策敏感”领域，例如中标某省政务云HPC项目，打开地方市场；国际合作与海外企业建立技术合作，例如与俄罗斯、东南亚国家联合建设超算中心，输出国产技术与方案；品牌建设通过技术展会、行业白皮书等渠道提升品牌影响力，例如参加ISC HighPerformance Computing展，发布《2025中国HPC行业白皮书》

5.4生态构建“产业链联盟”，推动开放合作上下游协同与芯片设计、软件厂商、系统集成商建立联盟，例如与国产操作系统厂商合作，实现软硬件兼容性认证；开源社区建设积极参与开源项目，主导开源社区标准制定，例如华为主导OpenHPC

2.0标准，提升行业影响力；资本运作通过并购整合产业链资源，例如收购AI算法公司，完善AI算力生态结论2025年，HPC行业的“质变之年”站在2025年的节点，中国HPC行业正经历从“量变积累”到“质变突破”的关键转折技术上，国产芯片与软件生态逐步成熟，算力与能效实现双提升；市场上，企业数字化转型与新兴场景需求爆发，驱动行业规模持续扩容；政策上，“新型举国体制”与科创板融资支持，为技术突破提供坚实保障对科创板企业而言，2025年既是“国产替代”的战略机遇期，也是“生态构建”的攻坚期唯有聚焦核心技术、深耕行业场景、构建开放生态，才能在全球HPC竞争中占据主动未来，随着AI、6G、量子计算等技术的融合，HPC将不仅是“算力工具”，更是数字经济的“引擎”，推动产业升级与社会进步第15页共16页2025年，注定是HPC行业书写“中国方案”的一年字数统计约4800字第16页共16页。