智能生態系統的產業架構與趨勢研究

本文來自微信公眾號「本翼資本CapitalWings」（ID：capitalwings），作者 陳運紅

一、信息生態系統的構成與層次

1.信息生態系統的構成

信息生態系統指的是信息活動中各種要素的總稱。歸納起來，可以認為，信息生態系統由信息源、信息依附平臺、信息主體三大要素組成（見圖表1.1）。

（1）信息源既是信息生產的原料，也是產品。一方面，信息早就存在於客觀世界，包括自然信息和社會信息；另一方面，它是信息主體的勞動成果,通過信息反饋方式，對社會各種活動直接產生效用，進一步豐富信息資源。

（2）信息主體（聚合為「信息服務鏈」）是為了某種目的的生產信息的勞動者，包括原始信息生產者、信息分配者、信息消費者以及信息加工者或信息再生產者，以上信息主體的聚合便構成了「信息消費鏈」，從本質而言，信息消費的過程也是圍繞以信息主體為核心的服務過程，所以，我們又將「信息食物鏈」定義為「信息服務鏈」。信息服務鏈自上而下分為信息分解、信息生產、信息分配、和信息消費等四層，信息分解為信息生產指明方向，信息生產的內容通過信息分配傳輸到信息消費層，實現信息消費的目的，而信息分解通過數據挖掘發現信息消費的偏好和潛在需求，決定信息生產的方向。

（3）信息依附平臺是信息源與信息主體間實現信息活動的技術實現工具，信息依附平臺通過一系列的信息通信技術對聲音、文字、圖像、視頻等數據和各種傳感信號的信息進行收集、加工、存儲、傳遞和利用，也是各級信息主體進行與之相匹配的信息活動的生產工具匯總，這些生產工具總稱為「信息製造鏈」，信息製造鏈自上而下分為應用層、平臺層、網絡層和感知層（或終端層），分別實現信息挖掘與再生、信息存儲與處理、信息交換與傳輸、信息獲取與利用等功能。

2.信息生態系統的製造鏈與服務鏈的對應關係

根據上面的分析，信息生態系統包含信息製造鏈和信息服務鏈，信息製造鏈自下而上分為感知層、網絡層、平臺層和應用層，而信息服務鏈自下而上分為信息消費、信息傳輸、信息處理和信息挖掘，分別實現信息採集與利用、信息交互與傳輸、信息存儲與計算、信息挖掘與再生等功能（見圖表1.2）。

感知層（用戶體驗）主要的任務是通過特定終端或智能設備實現用戶信息採集，並按照特定程序反饋用戶所需的內容或控制信號，實現硬體、軟體、內容的一體化體驗，達到用戶體驗價值最大化的目的。

網絡層主要由無線接入系統（2G/3G/4G/5G）、固定寬帶接入系統（DSL/HFC/FTTx）、傳輸網、數據通信網和核心網絡共同構成，提供接入和寬帶服務。從長期趨勢看，網絡層日益成為公共服務體系的一部分。

平臺層主要包括信息技術硬體平臺，如計算伺服器、存儲伺服器、路由器、交換機等，還有基礎軟體，如作業系統、資料庫、虛擬化軟體，以及企業可能使用的各種監控軟體平臺、軟體開發環境等。這一層提供信息存儲和計算的能力，以及網絡自動化管理等功能。

應用層包括特定業務的應用程式，相應的業務流程軟體，以及數據分析與決策工具。隨著客戶需求日益個性化，企業要保持業務流程與時俱進以順應各種變革，那麼靈活的、連續的資源重組和各企業的協作網絡管理，只能通過精密的技術架構和相應的業務流程來進行管理。同時，企業需求洞察消費行為和供應網絡的變化，就需要大量數據分析工具的支持，分析能力是競爭前景和業務流程清晰度之間的橋梁，從而幫助決策者超越以往對管理直覺的依賴。

信息生態鏈的第二、三層傾向於標準化趨勢，規模經濟特徵明顯。從長期趨勢看，它們逐步向水電煤等公共服務體系演變，這些層級通常可以部分或全部交由第三方管理，企業再也不能依靠標準化的硬體系統、作業系統、中間件或資料庫來實現差異化了。

信息生態鏈的差異化主要體現在第一層和第四層。差異化的核心價值在於滿足最終用戶的核心關注點，企業用戶關心的是如何解決企業「既能增長又能降低成本」的經營目標，而個人用戶關心的是滿足個性化體驗價值的最大化。

二、智能生態系統的演變趨勢

1.智能革命的核心驅動力

智能革命的三大技術驅動力分別來自於：a.智能人機互動技術的變革使得人和機器的互動交流成為可能，網絡連接從人與人、人與物、物與物到萬物互聯，大數據的獲取成為可能；b.網絡的軟體化、平臺資源的虛擬化,網絡效率大幅提高，信息傳輸和信息處理成本大幅降低，大數據的處理成本大幅降低；c.基於雲計算、大數據之上的人工智慧從量變到質變，推動信息演變成知識或決策。

（1）感知層的萬物互聯化：人與機器的交互革命。從「鍵盤、觸控」到「語音、手勢識別、體感交互」，會帶來新的智能硬體革命。人機互動的終極目標是利用人們的日常技能與習慣進行交互，交互場所將從計算機面前擴展到人們生活的整個三維物理空間，交互方式適合於人們的習慣並且儘可能不分散用戶對工作本身的關注。人機互動的革命打開了人與人、人與物、物與物的之間互動交流的大門，海量數據的實時獲取成為可能。

（2）網絡層的扁平化：雲計算與寬帶網絡的一體化融合，海量信息處理成本大幅降低。為滿足人機互動的實時性要求，網絡的效率需要更高、帶寬需要更快，網絡需要變得更加規模化、低成本化，因此，未來的網絡資源一定會共享。網絡資源包括：帶寬資源（接入、速度、覆蓋、時延等核心指標）、計算資源、存儲資源，三種資源動態分配。網絡的軟體化、硬體的虛擬化，最終導致雲網融合，形成廣義的網絡——又稱「雲網一體化」。

（3）應用層的智能化：大數據與深度學習共同推動人工智慧實現從量變到質量的進化。大數據是深度學習的養料，巧婦難為無米之炊，沒有大數據提供窮舉的可能，深度學習的算法以及深度學習所需的神經網絡就無法得到進一步的優化。

大數據具有數量大、多維度、速度快、真實性這四大特徵。以往人類無法通過「窮舉」來把握一個事情的規律，只能採用「取樣」來估計，或者通過觀察用簡單明了的函數來代表事物規律，但大數據讓窮舉的笨方法變成可能。

深度神經網絡大大優化了機器學習的速度，使人工智慧技術獲得了突破性進展。在此基礎上，圖像識別、語音識別、機器翻譯等都取得了長足進步。基於深度學習的人工智慧和過去的人工智慧原理不同，但與我們所了解的數據挖掘有著相似的邏輯：先得到結果，反向尋找模式。這個過程被稱為訓練。

隨著雲計算、大數據、人工智慧等技術的自身發展與變革，新一代的智能經濟正沿著人與人、物與物、人與物的發展路徑延伸和擴張，到最後萬物皆聯網，這將極大地推進網際網路經濟各類應用的產業變革快速深化，「泛網際網路化」和「泛智能化」的產業變革將對生活方式、生產方式、社會關係、經濟關係等方面產生重大變革。

2.構築「雲、管、端」的智能生態系統

隨著智能人機互動、移動寬帶網絡、雲計算、大數據、人工智慧等技術的發展和滲透，原信息生態系統的網絡層和平臺層傾向於標準化、虛擬化、融合化趨勢，網絡層和平臺層最終會殊途同歸、合二為一，演變成未來的廣義網絡，由此，原信息生態系統由四層演變成未來的「雲、管、端」三層架構（見圖表2.1）。

由「雲、管、端」構築的生態系統越來越接近一個生物有機體的特徵，雲是大腦，完成記憶、感知、識別、學習等能力；管是有機體的神經中樞和神經末梢，完成信息傳輸和交換；端是有機體的各個部位的器官和毛細血管，完成信息感知和控制行動等功能。

「雲」位於生態系統的頂層,是指數以百萬計的生物機器匯聚在一起的群體智能。那些原本屬於生命體特有卻被成功移植到雲端系統中的智能能夠自我複製、自我管理、自我修復、自我學習和適度進化。雲端是匯聚信息的海洋，一個典型的趨勢是工作負荷加速向雲端的遷移。

「管」就是無所不在的網絡滲透力。隨著光通信技術、移動通信技術和智能傳感器的高度發展，網絡滲透力一方面逐步從人體表皮滲透到器官、血液甚至組織等，另一方面逐步從人與人通信向人與物、物與物的連接擴張。萬物皆被連接，最終網絡將廣泛滲透到國民經濟各企業各行業各產業各企業各機器的毛細血管當中。

「端」位於生態系統層級架構的底層，是一支由無數廉價的小晶片組成的大軍，構成了感知網絡，它們將位置和用途等信息直接向其雲端匯報，這些晶片不是超級電腦，但憑藉來自分布式的能力，當細如螻蟻的單元聚集成群且彼此互聯時，它們便升格為一種群體智力。在物聯網時代，萬物皆被連接，「端」的含義可擴張到各類機器、工廠、公司、產業甚至經濟實體。端的主要功能實現信息感知和信息反饋以及行動控制等；同時，智能終端將具備日益豐富的感知能力和多模的聯網能力，成為網絡中的關鍵節點。未來，智能終端會發展出基於手勢、動作捕捉、自然語言等更加人性化的人機互動技術，不斷改善用戶的體驗。生物傳感器、智慧機器人成為端的主要趨勢。屆時實現電影《阿凡達》中通過將自己的意識傳輸到另一個生命體而以一個全新的身份活在另一個世界中的情形將不再是科學幻想。

現代生態學之父，生物學家格利森認為，生態系統越複雜，它所能容納的物種就越多。生態系統越大，達到穩定所需要時間就越長，破壞它也就越困難。智能生態系統的複雜程度最終取決於「雲、管、端」一體化的融合深度與廣度。「雲」的處理能力越強，各類端的感知能力越靈敏，網絡滲透率越大越高效，智能生態系統的複雜程度就越高。雲的推動力和管的滲透力將共同撬起各類智能硬體系統以及各類商業應用和內容的無限市場前景。

三、智能生態鏈的產業投資地圖

1.智能生態鏈的產業投資框架

（1）從功能實現看，智能生態系統是一個典型的閉環控制系統，應該包括信息獲取與利用、信息交互與傳輸、信息存儲與處理、信息挖掘與再生等四個環節。從長期趨勢而言，信息獲取與控制將由各類帶感知能力的終端或智慧機器人完成，信息交互與傳輸、信息存儲與處理將交由廣義的網絡來完成，信息挖掘與再生將交由基於雲端智能來實現。

（2）從縱向產業架構看，智能生態鏈自下而上分為「端」、「管」、「雲」的三層，依次對應為感知層、廣義網絡層、應用層。

（3）從橫向產業架構看，無論「端「，或者「管」，還是「雲」，均由製造鏈和服務鏈構成；而製造鏈的供應鏈自上而下包含核心標準與底層專利、產品設計與製造等環節等，服務鏈的供應鏈自上而下包含平臺標準與運營、業務集成與服務提供等環節。

縱向按照智能生態系統的架構分為三層，橫向按照產業的供應鏈關係分為四個環節，共同構成了智能生態鏈的產業投資地圖（見圖表3.1）。

2.智能生態鏈的創新層級分類

根據創新種類的分類，信息製造鏈自上而下可分為原始創新和集成創新，服務鏈自上而下可分為模式創新和業務創新（如圖表3.1）。

（1）原始創新的競爭優勢在於技術壟斷

原始創新主要包括核心標準、核心專利發明、核心底層晶片、核心作業系統等方面創新，原始創新的門檻非常高，是典型的壟斷經濟。智能生態鏈的原始創新主要體現在應用層的人工智慧技術、網絡層的智能網絡技術、感知層的智能交互技術等方面，圍繞人工智慧方面的原始創新又包括數據挖掘、深度學習、類腦計算、量子計算等；智能網絡技術主要包括通信網絡標準、軟體定義網絡、硬體虛擬化技術、智能網絡晶片、量子通信等；智能人機互動技術是人和機器信息交互的環節，主要包括終端作業系統、機器學習、智能處理器、核心晶片、核心傳感器等方面。原始創新的企業憑藉其獨有的技術和資源，以及在市場上的先發優勢，可以在一定時期內享有超額利潤，但隨著產品及技術的推進，壟斷優勢將會越來越被市場上其他競爭者所蠶食。所以，具有原始創新能力的企業進入的往往是業內的藍海市場，掌握著壟斷資源，具備著規模經濟和範圍經濟所不具有的獨特優勢。

（2）集成（產品）創新的競爭焦點在於市場先入和市場份額提升

智能生態鏈中的集成創新[集成創新是利用各種原始創新、管理技術與工具等，對各個創新要素和創新內容進行選擇、集成和優化，形成優勢互補的有機整體的動態創新過程。

主要體現在應用層如各類定製企業軟體，網絡層如網絡通信系統，以及感知層（或終端層）如各類智能硬體等方面。其中，各類定製企業軟體主要包括定製化的商業應用軟體以及各類私有雲，網絡通信系統主要由光纖接入設備、傳輸網絡設備、移動通信系統、雲計算數據中心等；智能硬體則是市場空間最大的部分，包括智慧型手機、可穿戴設備、AR/VR、無人駕駛、機器人、智能家電等。集成創新相對於原始創新的壟斷優勢則沒有那麼明顯，核心競爭優勢主要體現在市場先入或者市場份額的壟斷方面的能力。

（3）服務（業務）創新的核心是客戶需求的把握

智能生態鏈的服務創新主要體現在應用層的各類SaaS服務或則IT服務，網絡層的網絡接入服務、網絡服務NaaS、雲計算的IaaS服務、以及網絡資源的出租服務等，感知層（終端層）的信息消費服務包括語音信息、遊戲、視頻、社交、AR/VR等。服務創新主要業務和內容層面，體現著範圍經濟的特徵。

要成功地進行服務創新,其中最關鍵的因素就是對市場、客戶需求把握的程度,越了解市場和客戶需求,服務創新的成功率就越大

（4）商業模式創新的核心是網絡規模與網絡效應

智能生態鏈的模式創新主要體現在應用層如數據挖掘平臺，網絡層的智能管道平臺服務，感知層（或終端層）的內容運營平臺等方面。其中，數據挖掘平臺主要包括數據挖掘和PaaS服務；智能管道平臺主要是面向客戶的數據挖掘以及資源調度等。模式創新所顛覆的更多是一種商業模式，一旦其商業模式被人們接受，就會基於社交屬性快速傳播，形成協同的平臺效應，如阿里和亞馬遜均是典型平臺經濟模式。

3.智能生態鏈的產業價值特性研究

根據信息生態鏈的價值特性，我們將上述的產業研究框架劃分為三大價值圈（見圖表3.1），分別為規模定製經濟圈、範圍經濟圈、平臺經濟圈。從經濟特性看，「管道層」屬於基礎設施投資層面，體現規模經濟特性，競爭終點是規模經濟和低成本，歸屬於規模經濟圈；感知層和應用層屬於產品、業務層面，體現範圍經濟特性，呈現多樣化、智能化、個性化的趨勢，歸屬於範圍經濟圈；具有技術壟斷優勢的核心晶片、基礎軟體企業和平臺運營商，歸屬於平臺經濟圈。

根據細分子行業的經濟特性，信息生態系統可以分為規模定製經濟、範圍經濟、平臺經濟，（見圖表3.2）。

（1）規模經濟圈：主要包括電信網絡、數據中心、寬帶接入服務、IAAS服務等細分行業。其中，電信網絡和數據中心均屬於基礎設施投資層面，通常由運營商或政府投資，歸屬於投資品（見圖表3.2），產能擴張、產品成本、財務費用是企業業績驅動的關鍵因素。寬帶接入服務和Iaas服務屬於居民普遍服務的範疇，就長期發展趨勢而言，其行業特性逐步向公共事業演變，行業準入、價格管制和反壟斷政策是決定企業能力的核心要素。

（2）範圍經濟圈：專業化和品牌化是競爭終點。範圍經濟圈的主要特徵是面向最終客戶，主要包括智能終端、內容、各類商業應用、SaaS服務、面向行業的各類人工智慧應用等，銷售和利潤獨立於經濟周期，而超常增長主要依賴於技術創新和創造新需求。從理論上講，範圍經濟圈的市場空間是無邊界的，產品種類日趨繁多，產品生命周期越來越短，日益呈現快速消費品的特性（見圖表3.2），銷售能力、溢價能力和銷售、行政、研發費用控制能力決定了企業最終贏利能力。企業價值創造的具體途徑是通過各種手段提高為消費者提供的價值，從而相應從消費者獲得更高的回報；品牌溢價將逐漸成為範圍經濟圈內企業創造價值主要方式，通過不斷滿足消費者在功能和心理上的個性化的需求，持續提高消費者生活品質，與消費者建立長期穩定的關係。

（3）平臺經濟圈：在這種模式下，廠商通過提供一個平臺，可以導致或促成雙方或多方客戶在平臺上展開交易。客戶越多則邊際成本越低，收益越大。製造鏈的核心價值在於智慧財產權的先入優勢和資源壟斷優勢，服務鏈的核心價值在於誰真正擁有平臺資源（包含用戶資源、帶寬資源、內容資源、數據資源、商業信息、網絡關係群體和在線服務資源等），格局高度壟斷導致新進入者極難進入，存在壟斷利潤。全球著名公司，如亞馬遜、谷歌、蘋果、英偉達、阿里巴巴、騰訊等均歸屬於平臺經濟圈的範疇。

4.智能生態系統的產業投資時鐘

信息生態系統正在從規模定製經濟向智能化和個性化演變。信息產業發展初期，產業投資熱點是基礎設施，通過完善底層網絡提升自由通信能力；緊隨其後的投資熱點是信息技術平臺，以提升信息存儲和計算資源的共享能力。這兩個階段的投資重點基本在基礎設施的層面，屬於投資品，體現規模經濟特性。隨著信息傳輸成本和信息處理成本快速下降，各類商業應用和內容服務的沉沒成本快速下降，業務創新門檻大幅降低，層出不窮的業務和內容呈現滾雪球效應，業務和內容的繁榮成為拉動信息產業後續增長的持續動力，信息消費為信息產業的持續增長帶來後續空間。

回顧歷史，展望未來，可以將信息文明的發展劃分為以下三個階段：

第一階段，網際網路革命時代：滿足人們的信息通信需求，信息消費重點從語音通信向數據通信轉移，電子通信設備製造業和電信服務業、網際網路、移動網際網路、智能終端產業得到快速增長，最偉大的公司集中在個人消費類公司，如蘋果、微軟、谷歌。在2010年「全球最有創意的50家公司」的名單中，包括信息技術類8家、網絡類12家、能源類12家、生物醫藥類11家、材料類7家。其中，蘋果連續六年第一、谷歌第二、微軟第三、IBM第四。值得一提的是，前三名均是信息技術領域面向「個人消費類」的企業，前四名均具備極強的全球配置和整合資源的能力。

在整理了當今偉大的全球信息技術企業的成立時間可以看到，信息化浪潮始於日本而後向北美、歐洲和亞洲轉移。在20世紀30-60年代，信息技術創新型企業多發生在日本，在這期間成立的公司如：富士通、松下電器、夏普、佳能、索尼、愛普生等；1960年以後，北美的創業型公司爆發式增長，如：英特爾、戴爾、EMC（易安信）、蘋果、微軟、SAIC等；20世紀80年代後，偉大型的公司多出現在亞洲和北美，如：甲骨文、思科、戴爾、Twitter、Facebook、Google、Salesforce，中國的公司如：聯想、中興、華為、華碩、騰訊、阿里巴巴、百度等。

第二階段，智能革命時代：為滿足人們的獲得尊重的需求，信息消費的重點將從大眾化信息轉向智能化應用和個性化內容轉移。在智能化時代，業務和應用為成為競爭焦點，應用層是信息的決策中心，感知層是信息控制和信息採集的執行環節，明智的決策和高效的執行效率成為企業制勝的關鍵。智能終端、機器人、無人駕駛、數據中心、物聯網應用、SaaS服務、PaaS服務、人工智慧等產業將得到快速增長，成長最快的公司將來自於智慧機器人、無人駕駛、SaaS/PaaS服務提供商等。

第三階段，智慧地球時代：滿足人們在虛擬世界自我實現的需求，更多追求個性化體驗以及提升個人關注度和美譽度。