物联网摄像机芯片产业工作报告

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1、物联网摄像机芯片产业工作报告建立市场化服务与公共服务双轮驱动，技术、资本、人才、数据等多要素支撑的数字化转型服务生态，解决企业不会转、不能转、不敢转的难题。面向重点行业和企业转型需求，培育推广一批数字化解决方案。聚焦转型咨询、标准制定、测试评估等方向，培育一批第三方专业化服务机构，提升数字化转型服务市场规模和活力。支持高校、龙头企业、行业协会等加强协同，建设综合测试验证环境，加强产业共性解决方案供给。建设数字化转型促进中心，衔接集聚各类资源条件，提供数字化转型公共服务，打造区域产业数字化创新综合体，带动传统产业数字化转型。强化落实网络安全技术措施同步规划、同步建设、同步使用的要求，确保重要系统

2、和设施安全有序运行。加强网络安全基础设施建设，强化跨领域网络安全信息共享和工作协同，健全完善网络安全应急事件预警通报机制，提升网络安全态势感知、威胁发现、应急指挥、协同处置和攻击溯源能力。提升网络安全应急处置能力，加强电信、金融、能源、交通运输、水利等重要行业领域关键信息基础设施网络安全防护能力，支持开展常态化安全风险评估，加强网络安全等级保护和密码应用安全性评估。支持网络安全保护技术和产品研发应用，推广使用安全可靠的信息产品、服务和解决方案。强化针对新技术、新应用的安全研究管理，为新产业新业态新模式健康发展提供保障。加快发展网络安全产业体系，促进拟态防御、数据加密等网络安全技术应用。加强网络

3、安全宣传教育和人才培养，支持发展社会化网络安全服务。一、 SoC芯片当前技术水平及未来发展趋势随着物联网、人工智能和电子终端的普及，SoC芯片已经成为当前集成电路设计研发的主流方向。智能手机应用处理器芯片中苹果A系列芯片、高通骁龙系列芯片和联发科天玑系列芯片均为SoC芯片。SoC芯片主要通过采用更先进的工艺制程优化芯片的PPA三个核心指标。但随着摩尔定律逐渐接近极限，晶圆制造的工艺制程演进度变慢，SoC芯片的设计开始转向芯片内部体系架构的创新和封装方面的创新。此外，根据多样化的下游应用市场，并不是全部的SoC芯片均需要采用最先进的工艺制程。通过芯片体系架构的创新，采用相对成熟工艺制程制造的So

4、C芯片，也可能达到先进一代的工艺制程才能取得的PPA。物联网智能终端设备的主控芯片属于SoC芯片。视频和音频是物联网智能终端产品的两大应用方向。与视频或和音频相结合应用的相关主要产品是物联网摄像机，其主要形态包括智能家居中的家用摄像机、可视门铃、婴儿监视器，智慧零售中的视觉采集设备，智慧安防中的安防摄像机、看店监控器，智慧办公中的视频会议系统，智能汽车中的全景摄像机、倒车后视镜、行车记录仪、视觉感知器，工业应用中的工业视觉系统等。仅与音频相关的应用包括TWS耳机、蓝牙音箱等。物联网智能终端还包括其它产品形态。例如智慧办公中的门禁考勤，智慧安防中的楼宇可视对讲、智能门锁、控制面板，智能零售中的扫

5、码枪，工业物联网中的显控器等。此外，随着物联网技术的普及，各种形态的物联网产品还将层出不穷。SoC芯片作为各类物联网智能硬件的主控芯片，决定了下游应用产品性能强弱、功能复杂简单、价格高低的核心部件，其技术发展趋势取决于下游应用产品的需求情况。近年来，随着5G、物联网、人工智能、大数据等技术的成熟和普及，物联网智能硬件在形态、功能、性能等方面得到大幅度提升，传统关于视频和音频的多媒体处理算法需要与深度学习算法融合，并在SoC芯片体系架构上创新，为行业SoC芯片带来了大量的市场需求和空前的发展机遇。（一）物联网摄像机芯片技术水平及未来发展趋势物联网摄像机经历了100万像素（高清，720P）、200

6、万像素（全高清，1080P）的发展历程，目前，300-400万像素的物联网摄像机已经成为行业主流产品。随着5G和Wi-Fi6技术的普及，无线通信传输速度将大幅提升，数据延时将降低，推动视频清晰度向超高清发展（4K、8K）发展，进一步改善家用摄像机的清晰度和用户体验。物联网摄像机也可以与更多智能家居产品进行融合，产生更多的市场需求。另一方面，随着物联网摄像机向超高清发展，将改变原有传统安防摄像机的数据传输、存储和计算模式。物联网摄像机芯片可以内嵌在各种不同设备中，安防摄像机的产品样式将多样化，不仅以枪机、球机的样式存在，提升物联网摄像机芯片在安防摄像机的渗透率。因此，具有4K、8K超高清分辨率视

7、频编码能力的物联网摄像机SoC芯片将得到快速发展。物联网摄像机从最初的图像采集功能逐步发展为能够对采集图像进行一些基础的识别算法处理。近年来，随着基于深度学习算法的智能处理能力开始融入物联网摄像机，集成了人工智能分析能力的物联网摄像机将是一个重要的发展趋势。故具备图像智能分析算法和语音智能识别的摄像机芯片是未来的发展方向。物联网摄像机的智能化发展包括图像智能化处理和智能化分析两个方面：图像智能化处理需要增强ISP的智能处理能力，在低照度、宽动态、抖动环境下均能保证图像清晰。智能化分析要求芯片需要集成NPU，提高智能分析算力，从看得见、看得清升级为看得懂，从听得见、听得清升级为听得懂，从视觉和听

8、觉两方面提升芯片的智能化分析水平。目前，市场上的主流物联网摄像机主要记录固定场景的二维图像和接收固定方向的声音，即便增加了旋转功能或者采用鱼眼镜头，也仅增加了视角宽广度，记录的图像仍是二维的，接收的声音方向仍是固定的。AR（AugmentedReality，增强现实）技术与VR（VirtualReality，虚拟现实）技术，简称为XR技术。具有XR技术的物联网摄像机，能够通过摄像头阵列或者多摄像头对周围景象的采集，通过麦克风阵列对周边声音的采集，用户可以在普通显示器（例如智能手机、平板电脑或者个人电脑）和音箱上，从虚拟的角度和方向观看与倾听感兴趣的内容，并进行实时交互。因此，物联网摄像机芯片未

9、来需要能够支持多摄像头接口，具备多路视频处理、麦克风阵列与远场拾音、图像拼接、畸变矫正、深度检测等技术能力。（二）物联网应用处理器芯片技术水平及未来发展趋势随着物联网、人工智能和大数据技术的成熟，物联网智能硬件的功能逐渐复杂化，以满足人们日益丰富的需求，这就要求物联网智能硬件主控SoC芯片向高集成度发展。以智能门锁行业为例，开锁方式逐渐丰富，除了刷卡、指纹方式开锁外，还增加了蓝牙、密码、人脸识别等方式。因此，芯片厂商需要提升芯片的集成度，在降低下游产品综合成本的同时，减少下游客户的产品开发时间。与传统消费电子类产品相比，物联网工业级的芯片产品的使用寿命更长，使用温度范围更广、使用环境更加复杂，

10、还需要具备防静电和抗电磁干扰能力，这要求物联网芯片在可靠性和抗干扰能力上进一步提升。降低芯片的功耗一直是物联网应用处理器芯片的发展趋势。采用更加先进的工艺制程可以减少芯片的功耗，但随着工艺制程的演进，漏电流问题日益突出，需要从芯片设计端采用低功耗的设计技术。在芯片设计层面，可以采用多阈值设计、多电压设计、动态频率电压缩放（DVFS）、时钟门控、可感知功耗的内存以及功率门控等方式降低芯片功耗。随着双碳目标在全社会的普及和实施，低功耗设计将成为芯片行业愈发重要的发展趋势。全球范围内，中国、美国、欧盟、日韩等国家均高度重视AIoT行业的发展，不断出台相关政策进行战略布局，以争取国际科技竞争的主动权。

11、根据国际知名信息技术数据IDC预测，2019年全球IoT市场规模为6，860亿美元，预测到2022年，全球IoT市场规模将突破万亿美元，年平均增长率为1220%。由于国内人工智能应用程度还较低，中国AIoT市场占全球的比例较低。根据全球智能化商业估计，中国2019年AIoT市场规模约为550亿美元，受益于国内人工智能、物联网企业的迅猛发展以及配套产业链的完善，2022年国内AIoT市场预计将达到1，280亿美元，年复合增长率约为33%，增长速度位居世界前列，是全球最具潜力的市场之一。1、物联网摄像机产品物联网摄像机是由视频编码技术、无线网络传输技术及智能追踪与识别技术、云存储技术等相结合产生的

12、新一代摄像机。物联网摄像机对视频信息进行采集、编码后可以通过蜂窝网络或者Wi-Fi等无线通讯技术联网传输和存储，并且内嵌人脸识别、移动侦测、夜视切换、语音识别交互等智能技术。与传统的模拟摄像机相比，物联网摄像机的一大特征是增加了无线网络接入功能，将数字化的视频信号转换成符合网络传输协议的数据流，支持上传至云端并形成用户的私有云空间；另一大特征是提升了智能化水平，物联网摄像机可以利用人工智能进行深度学习，精确识别和检测人形移动、哭声等异动、异响情形，自动跟踪拍摄异常情形运动轨迹，并向用户推送报警信息。物联网摄像机还能够利用红外夜视技术，自动切换白天、黑夜模式，实现全天候拍摄；物联网摄像机还增加了

13、语音交互功能，可以实现双向语音通话，利用内置的遥控模块，实现对其他物联网智能硬件的控制。近年来，随着物联网和人工智能技术的提升，物联网摄像机与其他家用产品有效融合，形成众多以视觉技术为基础的AIoT产品，例如婴儿监视器、智能猫眼、可视门锁、可视宠物喂食器、视觉扫地机器人等，应用场景不断拓宽。根据数据显示，2020年中国家用智能视觉产品市场规模为331亿元，自2016年以来的年复合增长率高达535%，预计市场规模将在2025年达到858亿元，20202025年间的年复合增长率为21%。作为家用智能视觉的核心产品，2020年全球家用摄像机出货量为8，889万台，未来五年全球市场的年复合增长率为19

14、3%，预计在2025年出货量将突破2亿台。物联网摄像机除家用外，逐步移植应用于小微实体门店，例如便利店、小型超市和餐饮小店等。运用人形识别、动作检测与跟踪技术，对小微实体门店人员出入进行监控，在商品防丢、财产防盗，门店纠纷等意外事件的证据追溯和店员的远程监督管理等方面起积极作用。根据Omdia数据显示，2020年度全球网络摄像机（不包含车载和家用）出货量为11，704万台，预计2025年出货量将达到18，675万台。综上，物联网摄像机凭借性能优异、综合性价比高的特点，在家用领域市场规模呈现爆发式增长的态势，并与其他家用AIoT产品交互融合，满足消费者不同的便利需求。此外，物联网摄像机已经应用于

15、小微实体门店中，随着性能进一步提升，将逐步扩展到社区、小型工厂、智慧零售等安防领域以及更广阔的应用场景，发展前景广阔。2、物联网应用处理器产品楼宇对讲系统是指应用于住宅及商业建筑，具有呼叫、对讲、可视等功能，并能够控制开锁的电子系统，能够在多层或高层建筑中实现访客、住户和物业管理中心相互通话、并对小区或单元出入口通道进行控制等功能。楼宇对讲系统应用的典型场景包括住宅小区、别墅、医院、银行、学校等区域。随着城镇化和智慧城市的建设，新建住房向高端精装房以及旧楼改造将带动楼宇对讲行业发展，楼宇对讲行业需求具有持续性，市场前景广阔。智能门锁是在传统机械锁的基础上智能化改进后的产品，在安全性、识别性和管

16、理性方面更加智能、安全、便捷。智能门锁通常具备指纹开锁、密码开锁、蓝牙开锁、物联网等功能，解决了人们忘带钥匙、带钥匙麻烦、丢钥匙等传统机械锁的核心痛点，经过数代产品的迭代，智能门锁产品品类不断拓宽，价格也更加多元化，产品消费环境渐趋成熟，已经广泛应用于住宅小区、别墅、长租公寓以及商业店铺中，且呈现高速发展趋势，2021年中国智能门锁市场规模达到1，695万套，同比增长59%，但渗透率为仍低于韩国、日本以及欧美国家，随着我国居民消费升级和用户需求增长，市场前景广阔。二、 集成电路设计行业面临的机遇与挑战（一）集成电路设计行业机遇1、国家政策大力扶持集成电路行业的发展集成电路行业是信息技术产业的核

17、心，是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业，代表了一个国家的科技实力。我国自上而下高度重视集成电路设计能力的重要价值，出台一系列政策并成立专项产业基金扶持我国集成电路行业的发展。2014年6月，国家集成电路产业发展推进纲要明确指出当前和今后一段时期是我国集成电路产业发展的重要战略机遇期和攻坚期。加快推进集成电路产业发展，对转变经济发展方式、保障国家安全、提升综合国力具有重大战略意义。之后，我国陆续推出国家创新驱动发展战略关于集成电路设计和软件产业企业所得税政策的公告新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策等一系列产业、税收政策，为我国集成电路行业发展提供了制度

18、保障。2、集成电路行业、自主可控带来发展机遇尽管近些年我国集成电路行业发展迅速，但相较于国际领先水平仍有较大的差距，关键技术和产品仍依赖欧美企业，从而导致我国集成电路进出口仍存在较大的逆差。随着中美贸易摩擦，我国集成电路行业自上而下已经形成发展共识，必须要加快核心技术的自主可控，实现高端、关键领域芯片的。未来，随着我国集成电路技术的发展，国产芯片占有率也将进一步提升。3、集成电路行业下游市场快速发展推动产品需求增长随着新一代信息技术的发展，物联网、5G通信、人工智能等技术的成熟，智能家居、智能可穿戴、智能蓝牙音频等物联网产品层出不穷，不断为物联网智能硬件市场注入新的活力。物联网智能硬件的发展对

19、其运算能力、无线连接技术、安全技术、人工智能技术等要求带来了新的要求，而主控芯片是物联网智能硬件的核心，决定了产品性能的强弱。下游市场需求的快速发展将成为物联网智能硬件芯片的主要拉动力，为国内物联网集成电路行业带来新的发展机遇。（二）集成电路设计行业挑战1、集成电路行业高端专业人才不足集成电路行业作为典型的人才密集型行业，在设计研发过程中对于创新型人才的数量和专业素质均有很高的要求。虽然我国集成电路经过多年发展，相关人才逐步增多，但人才培养周期较长，我国尚未像欧美顶尖集成电路企业建立起完备的人才梯队，高端专业人才仍然十分紧缺。2、芯片设计领域与国际水平仍有较大差距芯片设计行业，特别是行业SoC

20、产品的设计业门槛高，目前行业内尖端技术仍掌握在国际顶尖巨头手中。国际顶尖巨头企业都经历了数十年的发展时间，拥有先发优势，占据主要市场份额，在经营规模、产品种类、工艺技术等方面占据较大的领先优势。三、 集成电路设计行业技术水平及特点（一）芯片设计的三个核心指标芯片的设计主要需要考虑三个核心指标PPA，从而实现产品的最优化设计。PPA分别指功耗（PowerConsumption）、性能（Performance）和面积（Area，或称晶粒面积，DieSize）。更低的功耗、更强的性能和更小的晶粒面积是芯片研发追求的目标，但同时追求三个指标难度较大，因为芯片性能的提升通常会带来面积和功耗的增加。因此，

21、每款芯片的研发过程实际是追求以上三个核心指标的平衡点。芯片的功耗主要包括两种形式：动态功耗和漏电功耗。动态功耗是由晶体管状态切换造成；漏电功耗由晶体管尺寸缩小后的量子效应产生。在碳达峰和碳中和的大背景下，减少芯片的动态/漏电功耗已经成为芯片行业的共识。除了积极探索芯片的新材料外，在芯片设计阶段，研制工艺制程更加先进的芯片、开发低功耗的芯片设计与验证流程、合理的芯片架构、自研电源管理IP均有助于降低芯片功耗。芯片的性能是指芯片完成特定任务的能力，不同芯片的性能衡量指标不同。例如CPU通常用MIPS（每秒处理百万机器语言指令数）、工作频率、Cache容量、指令位数、线程等指标衡量；NPU通常用OP

22、S（每秒执行运算的次数）、硬件利用率两个指标来衡量。在芯片设计阶段，提高芯片的性能除了芯片体系架构、算力算法创新外，还需要高端的EDA软件及相关设备的支持。单片晶圆的面积是固定的，目前主流的晶圆面积为8寸和12寸。若单颗晶粒面积越小，单片晶圆产出的芯片也就越多。因此，在实现相同功能与性能的情况下，晶粒面积越小，成本优势更加明显。在当前制造工艺条件下，可以通过芯片体系架构创新、芯片设计优化和布局布线版图工艺制程来减少芯片的晶粒面积。（二）SoC芯片设计的特点SoC芯片作为系统级芯片，具有两个显著特点：一方面是SoC芯片的晶体管规模庞大，一颗芯片的晶体管数量为百万级至百亿级不等；另一方面，SoC可

23、以运行处理多任务的复杂系统，即SoC芯片需要软硬件协同设计开发。SoC芯片庞大的硬件规模导致其设计时通常采用IP复用的方式进行设计，IP是指SoC芯片中的功能模块，具有通用性、可重复性和可移植性等特点。在SoC芯片研发过程中，研发人员可以调用IP，减少重复劳动，缩短研发周期，降低开发风险。此外，SoC芯片设计企业需要搭建软件部门，针对SoC芯片配套的软件系统进行开发。SoC芯片设计难度高、体系架构复杂，涉及SoC芯片总体架构，处理器、音视频编解码、ISP等各种关键IP以及无线连接技术等多个领域的技术。对SoC芯片设计企业的研发人员素质要求较高，需要具备一支掌握信号处理、半导体物理、工艺设计、电

24、路设计、计算机科学、电子信息等多个专业领域知识的研发团队，设计时需要综合考虑多个性能指标，综合性强、设计难度大。SoC芯片下游应用领域广阔，细分市场较多，呈现多样化特征。下游应用产品更新迭代速度较快，故芯片设计企业需要持续投入资源对芯片进行深化和优化，在原有基础上不断更新升级。此外，AIoT技术的成熟对芯片的智能算力、功耗和集成度提出了更高的要求，将进一步增加SoC芯片设计的复杂程度。（三）双碳目标带动芯片行业节能减排2020年9月，我国在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。在双碳目标的背景下，芯片行业节能减排成为重要趋势

25、。根据IDC数据预测，2022年全球IoT市场规模将突破万亿美元，数量规模庞大的物联网设备产生的工作和待机能耗较高，伴随5G、大数据、边缘计算等为代表的IT产业高速发展，数据中心及物联网智能终端的能耗还将不断提高。为实现节能减排的目标，芯片设计企业通过提升设计水平，降低核心SoC芯片的功耗变得愈发重要。此外，芯片制造行业是典型的高耗能行业，芯片的生命周期（制造、运输、使用和回收）均涉及碳排放。芯片制造阶段对硅片进行熔化、纯化的过程中需要大量耗能，使用的扩散炉、离子注入机和等离子蚀刻机等机器设备功率极高，从而产生大量的碳排放。随着芯片先进制程的快速发展，碳排放量也进一步增长。对芯片设计企业而言，

26、芯片设计水平的高低，不仅影响芯片使用过程的功耗，也影响制造该芯片晶圆的能耗。因此，芯片设计企业需要不断技术创新，优化产品设计，在芯片生命周期内尽可能实现节能减排，助力我国早日实现双碳目标。四、 加快建设信息网络基础设施建设高速泛在、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。有序推进骨干网扩容，协同推进千兆光纤网络和5G网络基础设施建设，推动5G商用部署和规模应用，前瞻布局第六代移动通信（6G）网络技术储备，加大6G技术研发支持力度，积极参与推动6G国际标准化工作。积极稳妥推进空间信息基础设施演进升级，加快布局卫星通信网络等，推动卫星互联网建设。提高物联网在

27、工业制造、农业生产、公共服务、应急管理等领域的覆盖水平，增强固移融合、宽窄结合的物联接入能力。五、 全球集成电路行业发展概况集成电路（IC），是指经过特种电路设计，将晶体管、三极管、电阻、电容等半导元器件及布线连接并集成在一小块硅、锗等半导体晶片等介质基板上，然后封装在一个管壳内，成为具有复杂电路功能的一种微型电子电路，也称为芯片。集成电路作为全球信息产业的基础，经过60多年的发展，如今已经成为全球电子信息技术产业创新的基石。集成电路行业带来了PC、智能手机、数字图像等诸多具有划时代意义的创新应用。近年来，随着5G通讯、物联网、可穿戴设备、人工智能等新兴领域的发展和应用，集成电路行业总体趋于上

28、涨趋势。根据世界半导体贸易统计协会（WSTS）统计，全球集成电路行业市场规模由2013年的2，518亿美元增长至2021年的4，608亿美元，复合年均增长率达785%。六、 着力强化数字经济安全体系（一）增强网络安全防护能力强化落实网络安全技术措施同步规划、同步建设、同步使用的要求，确保重要系统和设施安全有序运行。加强网络安全基础设施建设，强化跨领域网络安全信息共享和工作协同，健全完善网络安全应急事件预警通报机制，提升网络安全态势感知、威胁发现、应急指挥、协同处置和攻击溯源能力。提升网络安全应急处置能力，加强电信、金融、能源、交通运输、水利等重要行业领域关键信息基础设施网络安全防护能力，支持开

29、展常态化安全风险评估，加强网络安全等级保护和密码应用安全性评估。支持网络安全保护技术和产品研发应用，推广使用安全可靠的信息产品、服务和解决方案。强化针对新技术、新应用的安全研究管理，为新产业新业态新模式健康发展提供保障。加快发展网络安全产业体系，促进拟态防御、数据加密等网络安全技术应用。加强网络安全宣传教育和人才培养，支持发展社会化网络安全服务。（二）提升数据安全保障水平建立健全数据安全治理体系，研究完善行业数据安全管理政策。建立数据分类分级保护制度，研究推进数据安全标准体系建设，规范数据采集、传输、存储、处理、共享、销毁全生命周期管理，推动数据使用者落实数据安全保护责任。依法依规做好网络安全

30、审查、云计算服务安全评估等，有效防范国家安全风险。健全完善数据跨境流动安全管理相关制度规范。推动提升重要设施设备的安全可靠水平，增强重点行业数据安全保障能力。进一步强化个人信息保护，规范身份信息、隐私信息、生物特征信息的采集、传输和使用，加强对收集使用个人信息的安全监管能力。（三）切实有效防范各类风险强化数字经济安全风险综合研判，防范各类风险叠加可能引发的经济风险、技术风险和社会稳定问题。引导社会资本投向原创性、引领性创新领域，避免低水平重复、同质化竞争、盲目跟风炒作等，支持可持续发展的业态和模式创新。坚持金融活动全部纳入金融监管，加强动态监测，规范数字金融有序创新，严防衍生业务风险。推动关键

31、产品多元化供给，着力提高产业链供应链韧性，增强产业体系抗冲击能力。引导企业在法律合规、数据管理、新技术应用等领域完善自律机制，防范数字技术应用风险。健全失业保险、社会救助制度，完善灵活就业的工伤保险制度。健全灵活就业人员参加社会保险制度和劳动者权益保障制度，推进灵活就业人员参加住房公积金制度试点。探索建立新业态企业劳动保障信用评价、守信激励和失信惩戒等制度。着力推动数字经济普惠共享发展，健全完善针对未成年人、老年人等各类特殊群体的网络保护机制。七、 加快数据要素市场化流通加快构建数据要素市场规则，培育市场主体、完善治理体系，促进数据要素市场流通。鼓励市场主体探索数据资产定价机制，推动形成数据资产目录，逐步完善数据定价体系。规范数据交易管理，培育规范的数据交易平台和市场主体，建立健全数据资产评估、登记结算、交易撮合、争议仲裁等市场运营体系，提升数据交易效率。严厉打击数据黑市交易，营造安全有序的市场环境。八、 坚持应用牵引、数据赋能坚持以数字化发展为导向，充分发挥我国海量数据、广阔市场空间和丰富应用场景优势，充分释放数据要素价值，激活数据要素潜能，以数据流促进生产、分配、流通、消费各个环节高效贯通，推动数据技术产品、应用范式、商业模式和体制机制协同创新。