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产业分析

赛迪智库:夯实元宇宙发展技术根基 构建良性产业生态

近两年,国内外科技企业纷纷布局元宇宙领域。我国一些地方政府也积极布局元宇宙,上海、武汉、合肥、无锡、杭州、南昌、厦门等地先后提出重点发展元宇宙相关产业。元宇宙成为各界关注热点,新模式新业态不断涌现。赛迪智库电子信息研究所和江苏省通信学会发布了《元宇宙产业链生态白皮书(2022年)》,总结了元宇宙产业发展现状,梳理了元宇宙技术体系与产业链各环节发展情况和产业发展存在问题,并提出了若干措施建议。

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各国积极出台支持元宇宙政策

从全球元宇宙发展情况看,政策层面,美国自上而下鼓励投资与监管并行,日韩出台政策积极推动。美国率先推出元宇宙概念,拥抱创新的同时积极关注数据安全与加密货币监管。韩国表现出对元宇宙强烈的紧迫感,出现从用户群体到平台搭建者共同营造的元宇宙热潮,政企合作共同布局该领域。日本发布了《关于虚拟空间行业未来可能性与课题的调查报告》,归纳总结日本虚拟空间行业亟须解决的问题,以期能在全球虚拟空间行业中占据主导地位。

技术层面,基础设施、终端、平台等多种技术积累为元宇宙发展奠定了技术基础。美国作为元宇宙开拓者,底层技术领先,产业布局全面。Meta、微软的XR头显设备占据XR半壁江山,占据了元宇宙的硬件接入口;Amazon、微软、Google、IBM等科技公司在云计算领域的市占率排在全球前列。

应用层面,社交、娱乐、文化领域率先发力,工业制造领域逐步跟进。社交与游戏方面,典型的入局者为Meta,目前已形成了相对全面的业务布局。虚拟数字人方面,目前已有众多公司或机构入局虚拟数字人,且技术的仿真效果更加成熟。

生态层面,产业联盟、龙头企业积极响应,共筑元宇宙生态圈。韩国科学技术和信息通信部在2021年5月发起成立了“元宇宙联盟”,进行元宇宙层面的道德与文化实践,分享技术趋势及见解。2021年11月,英伟达、Roblox等4家知名科技公司高管围绕元宇宙愿景举行大型讨论会。国内互联网企业抢先布局,通过并购等方式不断完善产业链体系,形成了以龙头企业为核心、版图不断扩展的生态。

从我国元宇宙发展情况看,各地相继出台支持元宇宙相关政策,抢占元宇宙先发优势。部分城市在规划、政府工作报告中先后提及元宇宙。目前,杭州未来科技城发布了XR产业发展计划,布局元宇宙,推动产业升级;无锡提出了打造国内元宇宙生态产业示范区;北京表示将推动组建元宇宙新型创新联合体,探索建设元宇宙产业聚集区;成都布局成立元宇宙产业联盟,将构建交子大道元宇宙中心;《上海市电子信息产业发展“十四五”规划》中提到对元宇宙的产业布局;厦门力争到2024年,元宇宙产业生态初具雏形。

近年来我国ICT产业快速发展,并逐步在虚拟现实/增强现实(VR/AR)终端、通信网络设备、数通设备、液晶显示面板、软件交互等领域取得显著进步,构筑起产业发展长板。我国ICT行业领域,消费市场规模庞大、行业级应用场景种类繁多、企业应用创新活跃,为元宇宙创新技术爆发提供有力的市场与智力支撑。

元宇宙各产业链加速发展

元宇宙具有虚实融合、去中心化、多元开放、持续演进等特点。伴随新技术的迭代升级和新应用的融合创新,“元宇宙”的内涵外延将不断拓展延伸。“元宇宙”产业链分为基础设施层、核心层和应用服务层,呈现出各自的发展特点。

从元宇宙基础设施层发展情况看,在通信基础设施方面,“双千兆”网络顶层设计持续强化,5G标准化工作持续推进,网络新基建快速部署筑牢数字底座,“双千兆”网络赋能“元宇宙”创新应用百花绽放。在算力基础设施方面,经济生产生活方式变革加速数据中心数字化进程;国外科技公司引领元宇宙算力基础设施布局;在国内政策利好驱动下,算力基础设施布局日趋优化;数据中心云计算能力持续向边缘计算能力下沉。在新技术基础设施方面,区块链技术是元宇宙运行的核心技术,并塑造元宇宙内部经济系统;人工智能技术是元宇宙重要的驱动引擎,为元宇宙大量应用场景提供了支持。

从元宇宙核心层发展情况看,在终端入口方面,全球虚拟现实头显市场迎来高速增长,Meta及微软分别居于VR及AR终端市场龙头地位。IDC数据显示,2021年全球 VR/AR头显出货量达到1123万台,市场同比增长92.1%。其中VR头显出货量达1095万台,2C端VR头显出货量首次超过2B端,VR头显开启消费级市场之路。预计2022年全球VR头显出货量将突破1573万台,同比增长43.6%。在时空生成方面,国外企业已建立深厚的技术壁垒,我国企业未推出市场主流产品。在交互体验方面,SLAM(即时定位与地图构建)提供了三维数字世界的空间定位功能,决定虚拟现实终端交互自由度;语音交互已实现标准化场景的成熟落地,非标场景仍依赖算法和数据支撑;动作捕捉技术侧重明显,逐步形成互补体系;眼动追踪成为VR头显新标配,实现注视点渲染、瞳距自调节、虹膜解锁等功能;力反馈使交互体验更加丰富、自然、真实;脑机接口已实现听觉、视觉和前庭感觉,距离实现全场景交互还有较长研发周期。在产业平台方面,元宇宙助力社交平台场景化,游戏化社交体验增强元宇宙社交沉浸感;元宇宙助力社交平台商业变现加速。

从元宇宙服务层发展情况看,在消费端应用服务方面,虚拟人迅速发展,在各个场景加速落地;文娱产业快速入局,游戏打开元宇宙新局面。在行业端应用服务方面,数字孪生与智能工厂助力工业元宇宙先行一步;VR、AR、MR等技术在医学成像、手术辅助、医学教育、远程医疗、康复训练、药物研发等方面彰显价值;教育领域,打破了空间阻隔,为线下教育与线上教育带来革新。在政府端应用服务方面,元宇宙进军政务服务,其核心是政务数字化转型。

五点建议推动元宇宙产业发展

当前,元宇宙产业发展中存在着挑战。一方面,先进技术“双刃剑效应”凸显,传统信息安全与意识形态保护受到挑战。另一方面,目前对元宇宙资本运作方式、虚拟世界金融支付、NFT缺乏成熟的监管。围绕这些问题,提出以下五方面元宇宙产业发展建议。

深化对元宇宙的理解与认知,构建良性元宇宙产业生态。提升对元宇宙的技术特征、发展形势、行业应用的认知。元宇宙不仅仅是一种游戏,还可以数字赋能消费娱乐、行业应用、智慧城市,提升社会生产力。建议科学研判元宇宙发展环境形势,审慎布局发展方向,紧扣数字化转型主线,提供远程办公、医疗、教育、金融、社交等元宇宙应用场景解决方案。加强软硬件服务应用生态链企业的产业协同,发展虚拟经济、线上经济等新模式新业态,共建协同创新的产业生态。

突破元宇宙核心技术瓶颈,夯实元宇宙发展技术根基。元宇宙作为开拓性和创新性的前沿领域,需要长期且持续的高强度投资。建议重点突破AR/VR设备等元宇宙的关键入口终端和软件开发工具、操作系统等基础软件。建设虚拟现实(VR/AR)等新技术推广应用公共服务平台。强化在核心芯片、显示器件、光学器件、传感器等核心器件和动态环境建模、人机交互、光学显示、内容生成等关键技术环节的联合攻关,做好元宇宙产业的技术储备。

围绕基础底层技术和平台标准,构建完善的应用。创新生态系统,围绕基础底层技术和应用场景制定标准。芯片、传感器、系统软件、基础软件等底层技术的前期研发成本巨大,需要企业长期大幅投入,也需要政府加强引导和鼓励。加快制定统一的元宇宙数据、平台标准,探索构建元宇宙的技术、产品和系统评价标准指标体系,出台连接元宇宙设备、产品之间的标识解析、数据交换、安全通信等标准。发挥标准对产业的引导支撑作用,增强行业共识。

加强对元宇宙发展的监管和引导,加快相关法律法规研究制定。加快数字领域法规研究,规避潜在风险。元宇宙带来的虚实共存世界的法律、伦理、经济问题尚不明确,加快对虚拟数字世界中社交、商贸、金融等方面的司法探索,出台相关法律法规。面向元宇宙在工作生活民生领域应用范围越来越广的态势,加强对元宇宙包含的资本运作方式、虚拟世界金融支付、信息安全等方面的监管和引导,规避潜在信息泄漏、盗用等安全风险。

加快地方对元宇宙产业导入和支持,推动新兴领域占位抢位发展。鼓励地方加快对元宇宙的产业规划,出台产业促进政策,组织产、学、研、用各方面力量解决元宇宙关键共性技术问题,让元宇宙产业成为数字经济增长的新引擎。例如,江苏可以基于自身优势产业基础,在元宇宙终端入口、时空域生成、应用服务等重点环节发力,构建从基础研究、技术开发、产品设计、内容制作到应用服务的完整产业体系和生态圈。

责任编辑:吴丽琳


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