兰德公司报告 | 探索数字基础设施的未来，把握1条基线和3种走向

摘译 | 许艺凡/赛博研究院实习研究员

来源 | 兰德公司

进入21世纪，数字基础设施正在对传统的权力要素（如经济、人口、信息等）产生愈发重要的影响。尽管数字基础设施的未来充满了不确定性，但相关研究表明，数字基础设施仍是国家战略规划过程中至关重要的一环。

本报告的分析总体分为三个部分：首先，本报告明确了数字基础设施在政治、经济、社会、信息和军事等领域存在的问题，这些问题将对数字基础设施及其基本要素产生决定性影响；其次，本报告在已有数字基础设施研究的基础上介绍了当下数字基础设施的发展现状和趋势，并进一步预测了2050年数字基础设施发展情况；最后，本报告针对未来数字基础设施研究方向提出了一系列建议。

数字基础设施包含两大基本要素：微型芯片和技术标准。

微型芯片是重要的数字信息传输、接收和存储工具，随着微型芯片的更新换代以及它在数字基础设施中集成，数字基础设施能够在短时间内处理更多的信息。微型芯片产生于美国，并通过其在个人电脑、互联网通信以及数字信息处理设备中的广泛应用推动了美国的经济转型。尽管美国在微型芯片应用市场上一直占据着主导地位，微型芯片的制造却已在过去的几十年间开始向其他国家和地区转移。到了2022年，全球经济贸易发展过程中所使用的大部分微型芯片产自亚洲，由美国制造的微型芯片数量上仅占12%。

技术标准是关于数字基础设施组件传输、接收和处理信息的规定，对通信网络而言至关重要。数字基础设施的技术标准因所在部分的不同而异，同时也被纳入了微型芯片和数字基础设施网络软件架构中。此外，它还促使不同来源的设备能够实现互操作（即能够准确解释来自其他系统的数据）。

数字基础设施包括四种网络技术：地面网络技术、无线网络技术、海底电缆网络技术和卫星网络技术。

地面网络的用途十分广泛，例如，它可以用于连接数据中心、云计算基础设施、个人电脑、服务器及各种工业设备；可以用于访问和控制关键的基础设施，如发电厂、石油精炼厂等。现代的地面网络技术已经实现了数字化，能够使用数字方式进行数据的传输、处理和存储。

无线网络经历了从早期的无线蜂窝网络到2022年的5G蜂窝网络的变化，能力得到了显著的提高。与早期的无线网络相比，5G蜂窝网络将以更高的效率为更多用户提供更大容量的链路，与此同时，5G网络也越来越多地使用软件定义，其核心功能可由以云为基础的基础设施提供。以软件定义云为基础的5G核心服务器则可根据用户的需求进行扩展与缩减，从而为蜂窝网络供应商节省硬件方面的成本。人们现在使用的手机、平板电脑、联网自动驾驶汽车等都由5G网络来提供连接。

海底电缆网络目前仅用24股光纤丝，就可以实现美妙传输数百TB的数据。

卫星网络在全球数字基础设施中发挥着日益重要的作用。这种技术可以为固定或移动设备提供通信链路，目前，商业通信卫星的技术水平也有了显著的提高，其发展模式类似于数字基础设施的其他部分。截至2022年8月，太空中已有卫星4800余颗，随着市场的不断扩大，这一数字将持续增长。

到了2050年，数字基础设施的发展情况会怎么样？本报告指出，2050年数字基础设施的未来走向包括1条基线和3个可能的走向。

这里的未来基线指的是，到了2050年，美国在数字基础设施方面的优势将会下降，并在一定程度上低于中国。近年来，美国在巩固关键数字基础设施技术生产方面一直面临挑战，在发展和维护劳动力队伍方面也遇到了很多困难。尽管如此，美国的公司仍然主导着关键数字基础设施的供应，这在某种程度上与美国对先进数字基础设施技术转让政策的限制、以及增强与商业合作伙伴的合作力度有关。中国或将在微型芯片领域取得重大进展，与西方保持大致相同的水平。

第一个可能的走向是美国会构建起一座网络堡垒。到了2050年，美国和中国仍然引领着全球经济技术的发展，但届时它们在数字基础设施领域的领导地位会出现差异。美国政府为增强芯片制造能力采取了诸多举措，但后续未能获得足够的支持。在未来，美国在硬件方面对中国的依赖程度会日益提高，但是美国仍会保持对数字基础设施核心软件系统的控制，并构建起有效的网络堡垒。

第二个可能的走向是数字基础设施技术与信息脱钩。这在很大程度上是由于政府为推动数字基础设施开放式交流进行了投资。届时会出现两个数字基础设施团体：由美国及合作伙伴主导的数字基础设施团体，和由中国主导的数字基础设施团体。国际电联不属于这两个团体，到了2050年，它在几乎所有领域的制定标准的职责都会减少。

第三个可能的走向是企业的崛起。近年来，美国公民对政府在对经济活动的监管以及治理能力的信任度出现了下滑的趋势，与此同时，美国科技巨头企业的影响力也在日益扩大。这些科技巨头对数字基础设施及其他相关信息基础设施拥有独特的所有权及控制权，是唯一能满足公民基本通信需求的组织。此外，美国政府对科技巨头的依赖程度也会日渐提高，以发挥其影响力和控制力。

数字基础设施对于未来的战略规划具有重要意义，对数字基础设施的所有权、准入权及控制权提供了进入网络与系统的能力，结构性因素决定着数字基础设施如何发展，并最终决定着数字基础设施的发展轨迹。人力资本、经济政策、工业水平、政府对数字基础设施的态度以及与合作伙伴的关系构成了数字基础设施未来发展格局的基础。

该报告指出，美国在进行数字基础设施方面的长期战略规划时，应对以下领域进行进一步的研究：

1、研究中国如何描述与界定数字基础设施；

2、通过比较评估确定数字基础设施的衡量内容及适当标准；

3、了解美国与中国之间的技术脱钩现象的产生过程，并分析处于不同阶段或不同程度的技术脱钩的具体情形；

4、为未来数字基础设施制定应对矛盾的方案，并对矛盾产生时数字基础设施的使用进行业务评估。