計(jì)算機(jī)行業(yè)報(bào)告：國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)百花齊放，搜索引擎數(shù)據(jù)庫(kù)風(fēng)口已至

時(shí)間：2023-03-19 23:26:01 | 來(lái)源：電子商務(wù)

時(shí)間：2023-03-19 23:26:01 來(lái)源：電子商務(wù)

報(bào)告出品/作者：東方證券、浦俊懿、陳超、謝忱

以下為報(bào)告原文節(jié)選


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一、數(shù)據(jù)庫(kù)是信創(chuàng)基礎(chǔ)軟件重要部分

1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的定義、分類與發(fā)展

數(shù)據(jù)庫(kù)是信創(chuàng)基礎(chǔ)軟件的重要部分，是信息系統(tǒng)的核心。我國(guó)信息技術(shù)軟硬件底層標(biāo)準(zhǔn)、架構(gòu)、產(chǎn)品、以及生態(tài)體系被外國(guó)把控，這些上游核心技術(shù)遭遇美國(guó)“卡脖子”嚴(yán)重影響了我國(guó)關(guān)鍵科技和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。近年來(lái)，中央出臺(tái)多項(xiàng)信創(chuàng)相關(guān)的支持政策、指導(dǎo)意見(jiàn)，大力支持信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展，努力實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。數(shù)據(jù)庫(kù)作為信息系統(tǒng)的核心，在計(jì)算機(jī)中承擔(dān)著承上啟下的重要作用，向下調(diào)用硬件基礎(chǔ)資源，向上是各種應(yīng)用軟件的重要支撐引擎。隨著我國(guó)數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)量的快速提升，作為信創(chuàng)基礎(chǔ)軟件重要環(huán)節(jié)的國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)將迎來(lái)重大機(jī)遇。

通常意義上的數(shù)據(jù)庫(kù)即指數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（Database System，簡(jiǎn)稱DBS），由數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、應(yīng)用程序、管理員四部分組成。數(shù)據(jù)庫(kù)是指長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)，有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)集合，包括數(shù)字、文字、圖像、音頻、視頻等數(shù)據(jù)形式。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（Database Management System，簡(jiǎn)稱DBMS）是位于用戶和操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行組織和存儲(chǔ)管理，以及獲取和維護(hù)數(shù)據(jù)。應(yīng)用程序是為了提高數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理能力的軟件補(bǔ)充，并可以使數(shù)據(jù)管理過(guò)程更加直觀和友好，它負(fù)責(zé)連接、訪問(wèn)和管理DBMS中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，允許用戶進(jìn)行增刪改減。管理員主要職責(zé)是運(yùn)維和管理數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。其中，DBMS是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心。

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)作為能夠使用戶定義、創(chuàng)建、維護(hù)和控制訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的軟件系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和技術(shù)架構(gòu)不斷發(fā)展，呈現(xiàn)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)并存、集中式與分布式并存的技術(shù)現(xiàn)狀。

1)按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分為關(guān)系型和非關(guān)系型：關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)又稱為SQL數(shù)據(jù)庫(kù)，它建立在關(guān)系模型基礎(chǔ)上，取代了層次模型和網(wǎng)絡(luò)模型，以行和列的形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，以便于用戶理解。常見(jiàn)的Oracle、MySQL等數(shù)據(jù)庫(kù)均為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)也稱作NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)，采用不同于關(guān)系數(shù)據(jù)“行列”組織的數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型復(fù)雜，是對(duì)傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的拓展與補(bǔ)充。搜索引擎數(shù)據(jù)庫(kù)就屬于非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。

2)按技術(shù)架構(gòu)分為集中式與分布式：集中式數(shù)據(jù)庫(kù)指將數(shù)據(jù)集中在一臺(tái)機(jī)器上進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)庫(kù)，分布式則可以通過(guò)多個(gè)中小機(jī)型聯(lián)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)大型集中數(shù)據(jù)庫(kù)類似的性能。隨著數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)以及高并發(fā)讀寫需求的提升，由于集中式數(shù)據(jù)庫(kù)的橫向擴(kuò)展能力受根本性的架構(gòu)限制，難以滿足業(yè)務(wù)瞬時(shí)高峰性能。因此，采用了分布式計(jì)算等新技術(shù)的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)將大規(guī)模負(fù)載分散到多個(gè)節(jié)點(diǎn)上，滿足了計(jì)算量大、數(shù)據(jù)量大、讀取數(shù)據(jù)和運(yùn)算數(shù)據(jù)更快的需求，相較于集中式數(shù)據(jù)庫(kù)具有更好的可擴(kuò)展性。

數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展歷經(jīng)前關(guān)系型、關(guān)系型和后關(guān)系型三大階段，現(xiàn)階段的技術(shù)路線更加多元化。前關(guān)系型階段數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型主要基于網(wǎng)狀模型和層次模型，該類產(chǎn)品在當(dāng)時(shí)較好地解決了數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)和共享的問(wèn)題，但在數(shù)據(jù)抽象程度和獨(dú)立性上存在明顯不足。1970年IBM公司提出關(guān)系模型，開(kāi)啟了數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系型階段，DB2、Oracle、MySQL等現(xiàn)今仍在廣泛應(yīng)用的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)都是在該階段誕生的，目前仍是數(shù)據(jù)庫(kù)市場(chǎng)的主流。進(jìn)入21世紀(jì)后不久，隨著數(shù)據(jù)規(guī)模的爆炸式增長(zhǎng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的靈活多變、數(shù)據(jù)應(yīng)用的不斷深化，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)逐漸無(wú)法滿足更豐富的應(yīng)用需求，出現(xiàn)了基于各種新興技術(shù)的新型數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)業(yè)迎來(lái)快速發(fā)展。

我國(guó)數(shù)據(jù)庫(kù)在海外巨頭壟斷中艱難發(fā)展。在2000年以前，我國(guó)的數(shù)據(jù)庫(kù)市場(chǎng)基本被海外產(chǎn)品Oracle、SQLServer和DB2壟斷。21世紀(jì)頭十年是我國(guó)第一批國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的萌芽期，人大金倉(cāng)、達(dá)夢(mèng)數(shù)據(jù)、南大通用和神舟通用等國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)依托科研院校成立，在21世紀(jì)初期海外巨頭的壟斷下艱難生長(zhǎng)。2009年后，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和去“IOE”浪潮的興起，拉開(kāi)了數(shù)據(jù)庫(kù)國(guó)產(chǎn)替代的序幕。2014年至今，國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)入了百花齊放的時(shí)代，伴隨著信創(chuàng)政策的推動(dòng)，國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)迎來(lái)了發(fā)展曙光。

1.2搜索引擎數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)介

搜索引擎數(shù)據(jù)庫(kù)是一類專門用于數(shù)據(jù)內(nèi)容搜索的NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)，是非結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)處理分析領(lǐng)域中重要的基礎(chǔ)支撐軟件。在數(shù)據(jù)爆炸式增長(zhǎng)的當(dāng)下，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)已經(jīng)成為了全球數(shù)據(jù)量的主要來(lái)源。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沒(méi)有預(yù)定義的數(shù)據(jù)模型，不方便用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)二維邏輯來(lái)表現(xiàn)，但卻蘊(yùn)含著巨量的價(jià)值信息，如何高效地處理分析非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。在這樣的時(shí)代背景下，搜索引擎數(shù)據(jù)庫(kù)的概念逐漸發(fā)展起來(lái)。它可以提供快速的數(shù)據(jù)檢索服務(wù)，是搜索引擎系統(tǒng)的底層支撐。而常見(jiàn)的谷歌、百度等是搜索引擎，它的概念更加寬泛，不僅涵蓋搜索引擎數(shù)據(jù)庫(kù)，還包含了爬蟲、網(wǎng)頁(yè)權(quán)重計(jì)算、檢索詞糾錯(cuò)、知識(shí)圖譜和個(gè)性化推薦等模塊。

搜索引擎數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用廣泛。搜索引擎數(shù)據(jù)庫(kù)早期又稱全文數(shù)據(jù)庫(kù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫(kù)等，因?yàn)樗阉饕鏀?shù)據(jù)庫(kù)誕生的初期主要是解決關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中長(zhǎng)文本檢索效率低下的問(wèn)題而誕生的，但是隨著技術(shù)的發(fā)展，目前的搜索引擎數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)不僅僅可以處理長(zhǎng)文本數(shù)據(jù)，也可以處理常見(jiàn)的數(shù)值、日期等結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，還可以處理IP、地理位置信息、圖片、音視頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。憑借在數(shù)據(jù)查詢效率方面的優(yōu)勢(shì)，搜索引擎數(shù)據(jù)庫(kù)在數(shù)據(jù)處理方面的地位越來(lái)越高，并在應(yīng)用程序搜索、網(wǎng)站搜索、企業(yè)搜索、智能問(wèn)答、圖像與語(yǔ)音搜索、語(yǔ)義搜索、業(yè)務(wù)分析和安全分析等方面有著廣泛的應(yīng)用。搜索引擎數(shù)據(jù)庫(kù)伴隨著搜索引擎的發(fā)展而發(fā)展。互聯(lián)網(wǎng)上第一個(gè)真正意義的搜索引擎是由蒙特利爾大學(xué)學(xué)生Alan Emtage于1990年開(kāi)發(fā)的Archie，開(kāi)創(chuàng)了現(xiàn)代搜索引擎領(lǐng)域。雖然當(dāng)時(shí)World Wide Web還未出現(xiàn)，但網(wǎng)絡(luò)中文件傳輸已經(jīng)相當(dāng)頻繁，而這一搜索引擎用于FTP服務(wù)器上的文件。1995年，全文檢索引擎AltaVista推出，迅速成為當(dāng)時(shí)最受歡迎的搜索引擎；同年，中國(guó)公司易寶北信推出了全文檢索數(shù)據(jù)庫(kù)TRSDatabaseServer，隨后獲得了國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。1997年Google、2001年百度搜索引擎相繼問(wèn)世，DougCutting開(kāi)發(fā)的開(kāi)源全文索引引擎Lucene加入了Apache基金會(huì)，為后續(xù)多個(gè)搜索引擎數(shù)據(jù)庫(kù)的誕生提供了基礎(chǔ)，Solr、Elasticsearch等常用的搜索引擎數(shù)據(jù)庫(kù)都是基于Lucene開(kāi)發(fā)的。Elastic公司于2011年成立，之后迅速成為全球領(lǐng)先的搜索引擎數(shù)據(jù)庫(kù)廠商，并于2018年上市。國(guó)內(nèi)廠商星環(huán)科技于2020年發(fā)布了新一代搜索引擎New Search，并在2021年更名為Scope。

搜索引擎數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)注度正在提升。2022年11月17日，中國(guó)信通院組織召開(kāi)了“搜索型數(shù)據(jù)庫(kù)”技術(shù)研討會(huì)，會(huì)議重點(diǎn)討論了搜索型數(shù)據(jù)庫(kù)的市場(chǎng)前景、技術(shù)趨勢(shì)、應(yīng)用場(chǎng)景、發(fā)展態(tài)勢(shì)等議題，專家們認(rèn)為我國(guó)在搜索型數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域存在取得全球領(lǐng)先地位的可能性，同時(shí)搜索型數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)安全問(wèn)題日益受到業(yè)界的關(guān)注。在信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大背景下，我國(guó)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展如火如荼，已有多款關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品入選了國(guó)家信創(chuàng)產(chǎn)品目錄，一些產(chǎn)品性能已經(jīng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，但是搜索引擎數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域的發(fā)展仍較為滯后。隨著信創(chuàng)政策不斷推進(jìn)，搜索引擎數(shù)據(jù)庫(kù)作為高效處理非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)軟件，關(guān)注度正在逐步提升。

二、搜索引擎數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)入發(fā)展期，有望迎來(lái)快速增長(zhǎng)

2.1數(shù)據(jù)庫(kù)市場(chǎng)方興未艾，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)仍為主流

關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)占據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)市場(chǎng)絕對(duì)主流，搜索引擎數(shù)據(jù)庫(kù)份額較低。從全球范圍來(lái)看，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)仍是目前的主流市場(chǎng)。根據(jù)DB-Engines統(tǒng)計(jì)，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)流行度占比高達(dá)71.3%，非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)僅為28.7%，其中搜索引擎數(shù)據(jù)庫(kù)占4.6%。所有數(shù)據(jù)庫(kù)綜合排名TOP10中有7家為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。從中國(guó)范圍來(lái)看，目前我國(guó)數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品數(shù)量分布呈現(xiàn)以關(guān)系型為主，非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)為輔的局面。根據(jù)墨天輪統(tǒng)計(jì)，截至2022年11月，我國(guó)數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品中有關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)159個(gè)，非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)87個(gè)，其中流行度排名前十的全部是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。國(guó)產(chǎn)搜索引擎數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品僅有兩款。

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)市場(chǎng)持續(xù)加快增長(zhǎng)。據(jù)Gartner報(bào)告顯示，2021年全球數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)市場(chǎng)收入接近800億美元，相比2020年增加了145億美元，同比增速達(dá)到22.3%，2020年這個(gè)數(shù)字是19%，市場(chǎng)規(guī)模正在加速增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)市場(chǎng)已連續(xù)六年實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)，自2017年以來(lái)，市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)翻了一倍，四年的年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到19.7%。

非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)市場(chǎng)規(guī)模增速顯著高于整體市場(chǎng)，收入占比逐年提升，互聯(lián)網(wǎng)廠商占據(jù)較大市場(chǎng)份額。據(jù)Gartner統(tǒng)計(jì)，2021年全球非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的收入達(dá)到148億美元，約占全球數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)總收入的19%，在2017年時(shí)該占比僅為8%，五年內(nèi)占比也翻了一倍。其中純非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)廠商（Aerospike，Couchbase，Neo4j，MongoDB等8家）的收入達(dá)到23億美元，大部分收入仍來(lái)自于互聯(lián)網(wǎng)廠商的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品，其中亞馬遜的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)收入達(dá)到64億美元，占據(jù)非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)總收入的43.2%，谷歌的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)收入達(dá)到28億美元，占非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)總收入的18.6%。

中國(guó)數(shù)據(jù)庫(kù)市場(chǎng)規(guī)模增速較快，國(guó)產(chǎn)化率有望提升。據(jù)中國(guó)信通院發(fā)布的《數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展研究報(bào)告2021》統(tǒng)計(jì)，2025年中國(guó)的數(shù)據(jù)庫(kù)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到688億元，5年年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)23.4%。目前，海外巨頭仍占據(jù)國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)庫(kù)市場(chǎng)較大份額，但國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)經(jīng)歷多年沉淀，已經(jīng)具備初步競(jìng)爭(zhēng)力。據(jù)《中國(guó)信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告2021》統(tǒng)計(jì)，2020年數(shù)據(jù)庫(kù)國(guó)產(chǎn)化率已達(dá)47.4%。根據(jù)IDC統(tǒng)計(jì)，目前華為、達(dá)夢(mèng)、人大金倉(cāng)、阿里云等國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件已經(jīng)在市場(chǎng)中占有一定份額，未來(lái)隨著國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)不斷提升，數(shù)據(jù)庫(kù)國(guó)產(chǎn)化率有望進(jìn)一步擴(kuò)張。從行業(yè)來(lái)看，2021年在國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)庫(kù)市場(chǎng)份額中占比最高的是金融行業(yè)，達(dá)到了20.2%，其辦公系統(tǒng)和一般系統(tǒng)使用我國(guó)數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品的機(jī)構(gòu)數(shù)量已經(jīng)超過(guò)40%。

2.2數(shù)據(jù)庫(kù)廠商競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈

從全球范圍來(lái)看，頭部數(shù)據(jù)庫(kù)廠商屹立不倒，中下游廠商競(jìng)爭(zhēng)激烈。根據(jù)Gartner發(fā)布的2011-2021年數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)市場(chǎng)份額統(tǒng)計(jì)顯示，Oracle、微軟、AWS、IBM、SAP等頭部傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)廠商的市場(chǎng)排名基本穩(wěn)定。近年來(lái)隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展和云技術(shù)的興起，華為、阿里、谷歌、騰訊等互聯(lián)網(wǎng)大廠也加入了數(shù)據(jù)庫(kù)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中，依靠自身的資源優(yōu)勢(shì)迅速進(jìn)入了排名前列。隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展以及數(shù)據(jù)量的爆發(fā)式增長(zhǎng)，新興數(shù)據(jù)庫(kù)廠商不斷涌現(xiàn)，中下游廠商之間的競(jìng)爭(zhēng)也愈發(fā)激烈，市場(chǎng)排名變動(dòng)較為明顯。

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