日本 1 350 亿美元的人工智能革命：量子 + GPU 基础设施
通过公共和私人投资的非凡融合，日本已崛起为亚洲的人工智能强国，到 2030 年，政府资金投入总额将超过 10万亿日元（650 亿美元），大型科技公司的投资将超过 700 亿美元。日本作为 "人工智能友好型 "监管环境的战略定位，加上世界一流的基础设施优势和大规模 GPU 部署，催化了首相石破茂所说的 2025 年 "量子工业化元年"。
这种转变所代表的不仅仅是原始的投资数字。日本拥有独特的抗震基础设施（最大可能损失率为 15%，而加利福尼亚为 19.8%）、海底电缆网络（有40 条运行中的电缆和8 条在建电缆）以及到 2040 年可再生能源占比达到40-50% 的目标，这些因素为人工智能的发展奠定了无与伦比的基础。这些因素与日本的人口需求--老龄化社会需要自动化，但又不担心失业--相融合，使日本成为全球采用人工智能的独特典范。
政府为人工智能主权作出 10 万亿日元的历史性承诺。
日本政府的人工智能投资战略集中在到 2030 年的 10万亿日元（650 亿美元）承诺上，其中 2万亿日元（132 亿美元）明确分配给 2024-2025 年。这笔资金通过多种渠道流动：其中 1.05 万亿日元用于下一代芯片和量子计算研究，4714 亿日元用于支持国内先进芯片生产，9200亿日元已提供给 Rapidus 用于其北海道半导体工厂，目标是在 2027 年实现量产。
经济产业省牵头实施，向五家公司拨款725 亿日元（4.7 亿美元），用于开发人工智能超级计算机。樱花互联网获得的拨款最多，为501 亿日元（3.24 亿美元），其次是 KDDI，为 102亿日元（6600 万美元）。该部的 2025 财年预算提案包括用于人工智能和半导体行业的 3300亿日元，其中 1000亿日元专门分配给 Rapidus。
通过 2025 年 5 月 28 日颁布的《人工智能促进法》，日本的监管方法与全球同行大相径庭。这项 "创新优先 "的立法强调自愿遵守，不设处罚，并在首相领导的内阁办公室内设立了人工智能战略总部。根据第30-4条，该框架允许对版权作品进行人工智能培训，无需事先授权，根据2025年2月的政府声明，日本被定位为 "对人工智能最友好的国家"。
随着 2.1 GW 管道和 GPU 的大规模部署，数据中心容量将爆炸式增长。
日本的数据中心基础设施正在急剧扩张，目前正在开发的电力容量超过2.1 千兆瓦。软银牵头实施了两个变革性项目：一个是位于北海道苫小牧的300 多兆瓦设施，占地 70 万平方米；另一个是由夏普堺工厂改建而成的大阪数据中心，最初可提供150 兆瓦电力，后可扩展至 400 兆瓦。这两个设施都强调 100% 使用可再生能源。
NTT Data 推进了多个项目，包括通过与东京电力电网公司（TEPCO Power Grid）的合资企业，在东京附近建设50 兆瓦的白井数据中心园区，第一期 24 兆瓦的项目将于 2027 年 4 月竣工。他们在京都附近的京阪那设施需要 400亿日元的投资，而枥木 Inter 工业园计划在 32 英亩的土地上建设约 100 兆瓦的容量。
GPU 部署达到前所未有的规模。软银运营着全球首个配备DGX B200系统的NVIDIA DGX SuperPOD，目标是部署10,000多个GPU，提供13.7 exaflops的总计算能力，最终达到25.7 exaflops。ABCI-Q超级计算机部署了2000个NVIDIA H100 GPU用于量子计算研究，而Highreso的香川设施截至2025年8月运行着1600个NVIDIA GPU。SAKURA Internet 在其石狩数据中心安装了英伟达™（NVIDIA®）HGX B200 基础设施，计划将GPU数量从 2,000 个扩展到10,800 个。
日本科技巨头为主权人工智能开发筹集 700 亿美元。
NTT 公司在截至 2027 年的五年内投资 590 亿美元（约合 8 万亿日元），其中包括以 164 亿美元收购 NTT Data，以巩固人工智能战略。该公司于 2025 年 5 月推出了智能人工智能代理生态系统，为医疗保健、汽车和金融行业提供特定行业解决方案，同时计划新增近1 千兆瓦的全球数据中心容量。
软银通过与 OpenAI 的星际之门项目合作，承诺投资超过 400 亿美元，其中包括潜在的 250 亿美元直接投资。该公司在 2025 年前投资 1500 亿日元（约合 9.6 亿美元 ）用于人工智能计算设施，并于 2026 年 3 月推出了Sarashina mini 700 亿参数 LLM。他们的 AI-RAN 技术可使 5G 网络同时运行人工智能工作负载，有望以每 1 美元的资本支出获得 5 美元的人工智能推理收入。
富士通保持着 3.7 万亿日元（约合 260 亿美元）的综合收入，同时将其 Kozuchi AI 平台和面向企业的 Takane LLM 商业化。日本电气（NEC）增强了其 Cotomi 平台，实现了世界级的日语准确性，并运行了配备928 个英伟达 A100 GPU 的日本最大的企业人工智能研究超级计算机。日立为 2024 财年的生成式人工智能投资 3000亿日元（约合 21 亿美元），推出了 R2O2.ai 框架，用于可靠、负责任地实施人工智能。
国际科技巨头向日本人工智能基础设施投入 260 多亿美元。
微软宣布在两年内（2024-2026 年）投资 29 亿美元，这是其在日本运营 46 年来最重要的投资。投资包括利用先进的人工智能半导体升级Azure日本东区和西区，开设东京首个微软亚洲研究院实验室，重点研究体现型人工智能和机器人技术，以及到2027年培训300万人掌握人工智能技能。
亚马逊网络服务承诺在 2027 年前投入 152 亿美元（约合 2.26 万亿日元），在 2011 年进入日本市场的基础上，为日本 GDP 贡献 5.57 万亿日元，同时平均每年支持30,500 个全职等效工作岗位。AWS 扩大了东京（4 个可用性区域）和大阪（3 个区域）地区，以满足激增的人工智能需求。
谷歌云在基础设施方面的投资将持续到2024年，投资额达7.3亿美元，其中包括位于千叶县仁斋市的日本首个自有数据中心。该公司推出了英伟达™（NVIDIA®）新一代Vera Rubin GPU，每个机架可提供高达15 exaflops的FP4推理性能，以及由B200和GB200 Blackwell GPU驱动的A4和A4X虚拟机。
英伟达™（NVIDIA®）的生态系统投资通过合作伙伴关系催化了整个市场。软银利用 Blackwell 平台构建了日本最强大的人工智能超级计算机，而 GMO 互联网集团则成为首家提供全栈英伟达 H200 Tensor Core GPU 的本地云提供商。政府通过经济产业省向六家本地云提供商拨款 7.4 亿美元（1,146 亿日元）提供支持，加速了国内能力建设。
世界一流的基础设施创造了无与伦比的竞争优势。
日本的数据中心基础设施通过多种技术优势实现了全球领先。日本数据中心委员会的设施标准根据当地条件调整了国际等级，利用99.99% 的商业电力可靠性，而美国为 99.96%。抗震技术的实施包括在 Colt Inzai 2 使用弹簧支撑每平方米 125 吨的基座隔离系统，而 WorkSafe Technologies 的 ISO-BASE 平台允许设备在地震中移动达 8 英寸。
电力使用效率 (PUE) 基准显示了卓越的效率。日本的《节能法》规定PUE 为 1.4 或更低，松江数据中心园区和白井园区的领先设施实现了~1.2-1.3 的 PUE。浸入式冷却系统的PUE 为1.02-1.04，KDDI 的集装箱式解决方案可降低 43% 的能耗。液体冷却市场预计将从 2.4757 亿美元（2024 年）增长到 14.8025 亿美元（2032 年），年复合增长率为 25.05%。
通过40 条运行中的海底光缆以及正在建设中的 2025-2027 年部署的另外 8 个系统，国际连接使日本成为亚洲的数据枢纽。JUNO 海缆提供350 Tbps 的容量，是日本与美国之间最重要的连接，而 Apricot 系统提供190 Tbps的容量，将新加坡与日本连接起来。政府提供的支持包括一笔 4.4 亿美元的资金，用于扩大海底光缆基础设施并加强安全措施。
投资 1.05 万亿日元的量子计算突破催化了人工智能的发展。
日本的量子计算计划获得了 1.05 万亿日元（约合 70 亿美元）的政府资助，这是更广泛的 10 万亿日元半导体和人工智能发展承诺的一部分。理化学研究所和富士通公司于 2025 年 4 月推出了世界领先的256 量子比特超导量子计算机，容量比之前的 64 量子比特系统增加了四倍，计划于 2026 年安装1000 量子比特系统。
2025 年 6 月，IBM 在日本理化学研究所部署了其在美国以外的首个量子系统二号，创造了世界上第一台与顶级经典超级计算机（Fugaku）相连的量子计算机。其他系统包括 Quantinuum 的 "Reimei "量子计算机（已于 2025 年 2 月开始运行），以及 QuEra Computing 通过一份价值 4100 万美元的合同在 AIST 安装的系统。
量子和人工智能技术的融合体现在G-QuAT研究中心的ABCI-Q超级计算机上，它由2,020个英伟达H100 GPU和Quantum-2 InfiniBand架构驱动。其应用领域涵盖药物发现、物流优化和气候建模，而 NTT 则开发了世界上首个使用量子退火机器模拟无线电波传播的算法，用于 6G 应用，实现了毫秒级的实时无线通信质量评估。
市场预测显示 2030 年前将持续高速增长
日本的人工智能市场估值因方法而异，但始终呈现爆炸式增长。TechSci Research 预计，市场规模将从 75.6 亿美元（2024 年）增长到 268.0 亿美元（2030年），年均复合增长率为 23.30%；而 Grand View Research 预计，市场规模将从 99.6 亿美元（2023 年）增长到 1258.9 亿美元（2030年），年均复合增长率为 43.7%。数据中心市场的年均复合增长率为 5.06%，从 99.3 亿美元（2024 年）增长到 133.5 亿美元（2030 年），增长较为平稳，但增幅较大。
根据 Mordor Intelligence 的数据，功率容量将从2.32 GW（2025 年）增至 3.66 GW（2030 年），年均复合增长率为 9.51%。GPU 的定价趋势表明成本大幅下降，H100 的小时费率从 8.00 美元/小时（2024 年初）降至目前的 2.85-3.50 美元/小时，而每个 H100 GPU 的硬件采购成本从 25,000-30,000 美元不等，H200 的溢价率为 20-25%。
市场应用加速，截至 2024 年，25.8% 的日本公司使用了生成式人工智能，高于 2023 年的 9.9%。然而，挑战依然存在，54.9% 的实施公司表示影响低于预期。在人工智能收入中，软件部分占据了64-65% 的市场份额，其次是硬件（25-30%）和服务（10-15%）。
在地区竞争中，人才危机需要 78.9 万名工程师。
日本面临着严重的人工智能人才短缺问题，预计到 2030 年，软件工程师缺口将达到 78.9 万，专业技术岗位缺口将达到 170 万。政府承诺在五年内（2022-2027 年）投入 1万亿日元（约合 75 亿美元）用于劳动力再培训，而97% 的日本公司将重点放在人工智能培训项目上。
地区比较显示了不同的定位。中国以 980 亿美元的人工智能投资（比 2024 年增长 48%）领先于日本的 91.5 亿美元市场，而韩国则承诺到 2027 年投资 490 亿美元。在数据中心容量方面，亚太地区预计在 2025-2030 年间新增31.4 千兆瓦，其中中国贡献了18.2 千 兆瓦 （占投资的 49%），而日本则将其每兆瓦人口比例提高了68%，达到每兆瓦 3 万人。
日本的企业人工智能采用率为78%，超过了许多同行，尽管只有25% 的人口声称对人工智能有一定了解--这在亚洲主要经济体中是最低的，而韩国和中国的这一比例分别为85%和82%。这一悖论反映了日本在组织实施方面的优势，而非个人技术素养，日本有8.5 万名外籍 IT 专业人士（在过去十年中增加了两倍），他们的年收入为 800万至 1200 万日元（7 万至 10 万美元）。
结论
日本的人工智能基础设施转型是对人口结构要求和全球技术竞争的精心应对。10万亿日元的政府资金、700 亿美元的国内企业投资和 260 多亿美元的国际科技巨头投资汇聚在一起，形成了前所未有的发展势头。日本正在开发的数据中心容量达2.1 千兆瓦，单个设施的GPU 超过 10,000 个，并拥有世界上首个商用量子-经典混合计算平台，日本已成为人工智能发展的独特典范。
日本 "创新第一 "的监管方针，加上世界一流的基础设施复原力和40-50% 的可再生能源目标，使日本在全球人工智能领域独树一帜。虽然人才短缺和区域竞争带来了挑战，但日本在组织人工智能应用方面的领先地位以及在东西方市场之间的战略性地理位置，创造了可持续的竞争优势。随着日本向2030 年 50万亿日元的量子驱动型经济目标迈进，日本展示了人口挑战如何催化而非限制技术转型。
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