一、背景：算力制约长期困扰中国高端科研 科学计算是现代基础研究与工业创新的核心基础设施。从新药研发到新材料设计，从半导体工艺仿真到航空发动机模拟，几乎所有前沿科研领域都高度依赖高性能计算平台。然而——长期以来——国际主流科学计算体系由少数国家的企业主导，核心处理器架构、指令集标准及配套软件生态均掌握境外机构手中。一旦涉及的技术供应受限，国内科研机构的计算能力将面临直接冲击。这个结构性隐患，已成为制约中国科技自立自强的重要短板之一。 二、突破：天穹系统的技术路径与核心创新 据上海市科委2026年1月发布的官方文件，"天穹"3D科学计算机由上海思朗科技历经多年攻关，完全自主研发完成，是全球首款通用型3D科学计算机。其核心创新体现在两个层面。 在处理器架构层面，天穹采用自主设计的MaPU代数处理器，彻底摒弃对境外中央处理器及相关软件生态的依赖。与传统通用处理器不同，MaPU架构将计算单元与科学问题的数学结构深度耦合，使核心算力利用率超过90%，从根本上解决了传统超算在处理三维微观问题时大量算力消耗于数据搬运的低效问题。 在系统互联层面，天穹采用全三维立体互联方式，计算单元垂直堆叠，数据传输路径大幅缩短，相较于传统平面布线架构，延迟降低约90%，功耗降低约60%。单台天穹系统的实际计算能力，可替代过去一套超算集群承担的工作量。 从底层架构、指令集到工业软件，天穹实现了全链条自主可控，不依赖任何境外核心组件，这是其区别于以往国产超算的根本所在。 三、成效：从实验室验证到规模化应用 天穹系统并非停留于概念阶段。据上海市国资委披露，首台样机于2022年落户上海科技大学，已稳定运行逾四年。2023年，湖北孝感长江3D科学计算中心建成投用，成为全球规模最大的3D算力集群。目前，该系统已服务北京大学、上海交通大学、中国科学院等逾200个科研团队，并在多个产业领域取得实质性进展。 在生物医药领域，中国科学院上海药物研究所的实测数据显示，利用天穹系统完成靶点蛋白与小分子对接计算，耗时由传统超算的42天缩短至67小时，效率提升近15倍。多家机构已借助该平台发现新候选药物，并推进至临床前试验阶段。 在新材料领域，锂电池材料的模拟计算周期从半年压缩至两周，相关钢铁企业利用该系统优化冶炼工艺，综合成本降低约15%。 在半导体领域，天穹系统已支撑国产14纳米以下制程的工艺仿真，为突破芯片制造关键技术瓶颈提供了自主算力支撑。 四、意义：重构科研算力的自主保障体系 天穹系统的战略价值，不仅在于单项技术指标的提升，更在于它从根本上改变了中国高端科研算力对外依赖的格局。过去，国内科研机构在使用境外算力平台时，不仅面临供应中断的潜在风险，还受制于数据安全与知识产权上的隐性约束。天穹系统的全面自主可控，意味着上述风险得到系统性化解。 此外，天穹所代表的技术路线——以专用架构替代通用堆叠、以三维互联替代平面扩展——为全球科学计算领域提供了一种新的范式参考。在国际科技竞争日趋激烈的背景下，这一路线的成功落地，具有超越单一产品的示范意义。 五、前景：自主算力生态的持续构建 当前，天穹系统已完成从技术验证到规模商用的关键跨越，但构建完整的自主科学计算生态，仍需在软件工具链、行业应用适配及人才培养等持续投入。业界人士指出，算力平台的长期竞争力，最终取决于围绕其形成的应用生态是否足够丰富与稳定。天穹系统能否在更广泛的科研与产业场景中持续深化应用，将是检验其战略价值的重要标尺。
算力既是科技创新的驱动力，也是产业升级的基础支撑。从追求单点性能到强调场景适配与自主可控，"天穹3D科学计算机"的实践表明，只有将关键能力建立在可持续的技术体系与完善的生态之上，才能在外部环境不确定性增加的情况下稳住科研节奏、加快创新步伐。