■ 文/鄭 奕
依托數(shù)字技術(shù)的發(fā)展積極搶占全球價(jià)值鏈制高點(diǎn),已成為各國戰(zhàn)略競爭的焦點(diǎn),由此引發(fā)的“科技戰(zhàn)”“產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)”“標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)”正沖擊全球。
數(shù)字技術(shù)正推動(dòng)新一輪的產(chǎn)業(yè)變革。國際數(shù)據(jù)公司(IDC)預(yù)測,2023 年全球企業(yè)在數(shù)字化技術(shù)上的支出將達(dá)到經(jīng)濟(jì)增長率的8 倍。依托數(shù)字技術(shù)的發(fā)展積極搶占全球價(jià)值鏈制高點(diǎn),已成為各國戰(zhàn)略競爭的焦點(diǎn),由此引發(fā)的“科技戰(zhàn)”“產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)”“標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)”正沖擊全球。國務(wù)院關(guān)于數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況的報(bào)告指出,要以國家戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向,瞄準(zhǔn)全球數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)前沿領(lǐng)域和關(guān)鍵核心技術(shù)重大問題,積聚力量進(jìn)行原創(chuàng)性、引領(lǐng)性數(shù)字技術(shù)攻關(guān)。總體來看,當(dāng)前數(shù)字技術(shù)有五大方向尤其需要關(guān)注,分別是:未來芯片、未來互聯(lián)網(wǎng)、未來通信、未來交互和未來智能。
未來芯片有望通過新材料、新器件、新架構(gòu)、新工藝、新集成、新工具等的創(chuàng)新,突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸,實(shí)現(xiàn)微型化、集成化、智能化、多功能化、高性能功耗比發(fā)展。
近4 年,美國對我國半導(dǎo)體尤其是芯片產(chǎn)業(yè)的打壓層層加碼。從限制華為、中芯國際等重點(diǎn)企業(yè)的芯片供應(yīng)到出臺(tái)《2021 年美國創(chuàng)新和競爭法案》《2022 年芯片與科學(xué)法案》等法案及《對向中國出口的先進(jìn)計(jì)算和半導(dǎo)體制造物項(xiàng)實(shí)施新的出口管制》系列規(guī)定,美國對華芯片管制持續(xù)收緊,范圍擴(kuò)大至對華投資、在華芯片制造及高性能芯片及先進(jìn)半導(dǎo)體制造設(shè)備的獲取,覆蓋設(shè)計(jì)、制造、設(shè)備、材料等多個(gè)領(lǐng)域。2023 年10 月,美國出口管制新規(guī)《加強(qiáng)對先進(jìn)計(jì)算半導(dǎo)體、半導(dǎo)體制造設(shè)備和超級計(jì)算物項(xiàng)出口到有關(guān)國家的限制》對高性能芯片管制范圍更是在原有基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)大。國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,2022 年中國進(jìn)口芯片金額達(dá)4 156 億美元,約占全球芯片規(guī)模的73%。面對日漸加劇的斷供風(fēng)險(xiǎn),國產(chǎn)替代在“空窗期”迎來新的發(fā)展機(jī)遇。
隨著應(yīng)用端需求的多樣化及新技術(shù)、新材料等方面的突破,芯片競爭新賽道正被逐漸開辟,市場空間有望被進(jìn)一步打開。針對前瞻技術(shù)和顛覆性技術(shù),各國都在積極布局搶下“先手棋”、搶占主導(dǎo)權(quán)。超導(dǎo)量子計(jì)算芯片、碳基芯片、光子芯片及并行探針陣列電子束光刻和定向自組裝(DSA)等新路徑光刻技術(shù)是近年來的研發(fā)熱點(diǎn)。
我國在這些領(lǐng)域也取得了重大突破。例如,在碳基芯片方面,中國科學(xué)院彭練矛院士團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了整套碳基芯片技術(shù),首次制備出性能接近理論極限,柵長僅5納米的碳納米管晶體管,實(shí)現(xiàn)了“從0 到1”的突破。在光芯片方面,清華大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)提出光電融合的全新芯片運(yùn)算框架,研發(fā)出國際首個(gè)全類比光電智能計(jì)算芯片(ACCEL)。該芯片在智能視覺目標(biāo)辨識(shí)任務(wù)的算力可達(dá)目前高性能商用芯片的3 000 多倍,為超高性能芯片研發(fā)開辟全新路徑。
在芯片研發(fā)環(huán)節(jié),通用/專用CPU、GPU、高端MCU、高速光通信芯片、高速高精度ADC/DAC、SiC 功率芯片、高能效存算芯片以及硅基光電融合芯片、超導(dǎo)量子計(jì)算芯片、碳基芯片等需要重點(diǎn)關(guān)注。在芯片設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),數(shù)字、模擬和晶圓制造全流程電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)自主體系建設(shè)尤為關(guān)鍵,14/7 納米先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)EDA 技術(shù)、工藝與設(shè)計(jì)協(xié)同優(yōu)化(DTCO)技術(shù)、基于人工智能的EDA 技術(shù)值得長期關(guān)注。在芯片制造環(huán)節(jié),極紫外(EUV)光刻光源關(guān)鍵部件及EUV 整機(jī)關(guān)鍵技術(shù)、并行探針陣列電子束光刻和定向自組裝(DSA)等新路徑光刻技術(shù)發(fā)展前景值得期待。在芯片封測環(huán)節(jié),以芯粒異構(gòu)集成為代表的先進(jìn)封裝技術(shù)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
Web 3.0 被用來描述互聯(lián)網(wǎng)潛在的下一階段,是一個(gè)運(yùn)行在區(qū)塊鏈技術(shù)之上的“去中心化”互聯(lián)網(wǎng)。
美歐國家加強(qiáng)政策支持力度,引領(lǐng)Web 3.0 創(chuàng)業(yè)和投資活動(dòng),爭奪產(chǎn)業(yè)發(fā)展話語權(quán)。日本將Web 3.0 視為互聯(lián)網(wǎng)彎道超車的戰(zhàn)略機(jī)遇,出臺(tái)了一系列關(guān)于Web 3.0的改革方針并在內(nèi)閣經(jīng)產(chǎn)省成立Web 3.0 政策推進(jìn)室。新加坡、阿聯(lián)酋、印度等國緊緊把握時(shí)機(jī),大規(guī)模延攬Web 3.0 研發(fā)和創(chuàng)業(yè)人才,已形成人才集聚效應(yīng)。中國信息通信研究院《全球Web 3.0產(chǎn)業(yè)技術(shù)生態(tài)發(fā)展報(bào)告(2022年)》顯示:2021 年Web 3.0 投資金額超過314 億美元,達(dá)2020 年的9 倍;2022 年投資金額保持穩(wěn)定增長趨勢,僅用5 個(gè)月時(shí)間已達(dá)到250 億美元,增速超過投資數(shù)量,平均單筆投資金額顯著增長。
從發(fā)展現(xiàn)狀來看,互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入瓶頸期,零工經(jīng)濟(jì)、個(gè)人創(chuàng)造等新業(yè)態(tài)的發(fā)展需要相適應(yīng)的互聯(lián)網(wǎng)能力升級。用戶行為應(yīng)當(dāng)不受大型科技企業(yè)的生態(tài)隔離,通過共建、共治、共享實(shí)現(xiàn)新經(jīng)濟(jì)價(jià)值。Web 3.0 迎來重要發(fā)展機(jī)遇期。全球市場研究機(jī)構(gòu)MarketsandMarkets 數(shù)據(jù)顯示,全球Web 3.0 市場規(guī)模預(yù)計(jì)將從2023 年的4 億美元增長到2030 年的55 億美元,復(fù)合年增長率達(dá)44.9%。與此同時(shí),IDC 預(yù)測2026 年全球2 000 強(qiáng)企業(yè)來自數(shù)字產(chǎn)品、服務(wù)和體驗(yàn)的收入占比將從20%提升至40%。華為云區(qū)塊鏈已在7 個(gè)主流行業(yè)構(gòu)建超過400個(gè)行業(yè)應(yīng)用場景,積累豐富行業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
Web 3.0 處在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初期,關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)將是未來很長一段時(shí)間內(nèi)發(fā)展的主旋律。在區(qū)塊鏈共識(shí)系統(tǒng)核心技術(shù)優(yōu)化升級方面,新型區(qū)塊鏈體系架構(gòu)和共識(shí)擴(kuò)容技術(shù)、促進(jìn)跨鏈互操作技術(shù)和預(yù)言機(jī)技術(shù)的迭代和應(yīng)用值得重點(diǎn)關(guān)注。在強(qiáng)化密碼學(xué)前沿技術(shù)研究與應(yīng)用方面,安全多方計(jì)算(MPC)技術(shù)、零知識(shí)證明(ZKP)等先進(jìn)密碼學(xué)技術(shù)發(fā)展空間較大。后量子密碼技術(shù)、不可區(qū)分混淆技術(shù)等密碼學(xué)前沿領(lǐng)域具備高發(fā)展?jié)摿ΑT诩訌?qiáng)網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)安全技術(shù)供給方面,面向Web 3.0 環(huán)境的安全技術(shù),如漏洞挖掘檢測、動(dòng)態(tài)訪問控制、安全態(tài)勢感知等核心技術(shù)賽道值得重點(diǎn)關(guān)注。在強(qiáng)化數(shù)據(jù)安全監(jiān)管方面,風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警和自動(dòng)化應(yīng)急處置技術(shù)及大數(shù)據(jù)、人工智能、密碼學(xué)、博弈論等在安全領(lǐng)域的應(yīng)用可持續(xù)關(guān)注。
6G 技術(shù)呈現(xiàn)更高性能、更強(qiáng)智能、更綠色低碳、更廣覆蓋、更加安全的主要特征。
目前,6G 尚未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),但已形成基本愿景目標(biāo)。各方普遍認(rèn)為,6G 將突破傳統(tǒng)移動(dòng)通信范疇,實(shí)現(xiàn)通信技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、數(shù)據(jù)技術(shù)、控制技術(shù)集成創(chuàng)新,達(dá)到5G 的10 倍以上通信能力,進(jìn)一步擴(kuò)展和深化物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景,助力人類社會(huì)步入虛擬與現(xiàn)實(shí)深度融合的全新時(shí)代,實(shí)現(xiàn)“萬物智聯(lián)、數(shù)字孿生”的美好愿景。
當(dāng)前,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織、主要發(fā)達(dá)國家和地區(qū)均已啟動(dòng)6G 研發(fā)布局。國際電信聯(lián)盟已于2023 年6 月完成6G 愿景需求建議書,明確6G典型產(chǎn)品和關(guān)鍵能力指標(biāo),包含我國提出的5 類6G 典型場景和14 個(gè)關(guān)鍵能力指標(biāo)。為贏得競爭優(yōu)勢,歐洲、美國、日本、韓國等紛紛出臺(tái)發(fā)展戰(zhàn)略,加速關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、搶占6G 發(fā)展制高點(diǎn)。德國2022 年提出新的數(shù)字化戰(zhàn)略,致力于開發(fā)6G 技術(shù)的潛能,并成立6G 研發(fā)行業(yè)聯(lián)盟,預(yù)計(jì)到2025 年,德國6G 研究計(jì)劃將獲得7 億歐元的資金。美國以確保6G 技術(shù)全球領(lǐng)先為戰(zhàn)略目標(biāo),先后開放95 GHz ~ 3THz頻段作為試驗(yàn)頻譜、成立“太赫茲與感知融合技術(shù)研究中心”及“Next G 聯(lián)盟”,邀請歐洲、日本、韓國等超過80 家移動(dòng)通信龍頭企業(yè)及高校參加,旨在確保美國在6G 時(shí)代的領(lǐng)導(dǎo)地位。韓國制定“K-Network 2030”計(jì)劃,目標(biāo)于2028 年推出第六代網(wǎng)絡(luò)服務(wù),力爭在未來網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施全球競爭中占據(jù)主導(dǎo)。我國6G 核心方案已于2023 年12 月公布,首次對外發(fā)布了《6G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)展望》和《6G 無線系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和典型特征》等技術(shù)方案,我國6G推進(jìn)組負(fù)責(zé)人王志勤表示,將于2030 年左右實(shí)現(xiàn)6G 技術(shù)商用。
針對當(dāng)前6G 國際競爭的嚴(yán)峻態(tài)勢以及我國網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大需求,面向6G 技術(shù)發(fā)展的短板及瓶頸,內(nèi)生智能網(wǎng)絡(luò)、星地融合組網(wǎng)等領(lǐng)域?qū)⒂瓉硇乱惠啺l(fā)展契機(jī)。聚焦內(nèi)生智能6G新型網(wǎng)絡(luò),新型網(wǎng)絡(luò)通信編址、路由、傳輸、安全防護(hù),以及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、智能邊緣計(jì)算、多模態(tài)連接與覆蓋等領(lǐng)域的新技術(shù)和新方法值得重點(diǎn)關(guān)注。聚焦6G 天地一體化融合信息網(wǎng)絡(luò),多樣化、多頻段星地融合組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù),面向星地融合系統(tǒng)的鏈路級或系統(tǒng)級仿真和衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)激光通信器件模塊和關(guān)鍵設(shè)備等領(lǐng)域發(fā)展空間較大。
元宇宙的關(guān)鍵在于面向虛實(shí)融合的價(jià)值創(chuàng)造,核心是推動(dòng)生產(chǎn)、生活、治理方式全維度變革。
市場對元宇宙的追捧逐漸趨于理性,在Meta、騰訊等大廠收縮元宇宙相關(guān)業(yè)務(wù)及投入的同時(shí),基于政策導(dǎo)向和牽引,元宇宙的發(fā)展重心逐漸向產(chǎn)業(yè)鏈后端轉(zhuǎn)移。速途元宇宙研究院預(yù)計(jì),中國產(chǎn)業(yè)元宇宙核心市場規(guī)模到2027 年將增至約6 010 億元。其中,工業(yè)元宇宙被認(rèn)為是2024年科技領(lǐng)域的熱門趨勢之一。德勤公司認(rèn)為,隨著空間技術(shù)從消費(fèi)級產(chǎn)品轉(zhuǎn)向企業(yè)工具,空間技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用中占據(jù)主導(dǎo)地位,企業(yè)專注于數(shù)字孿生、空間模擬、增強(qiáng)工作指令和協(xié)作數(shù)字空間,從而使工廠和企業(yè)更安全和更高效。工業(yè)元宇宙市場收入到2030年預(yù)計(jì)將達(dá)到1 000億美元。
數(shù)字空間和交互終端是元宇宙兩大核心賽道。數(shù)字空間產(chǎn)業(yè)逐漸步入發(fā)展深水區(qū)。歐盟預(yù)計(jì),全球虛擬世界市場規(guī)模將從2022 年的270 億歐元增長到2030 年的8 000 億歐元以上。其中,面向現(xiàn)實(shí)空間映射和虛擬空間搭建的消費(fèi)級應(yīng)用已進(jìn)入成熟推廣期,而面向系統(tǒng)關(guān)系映射的產(chǎn)業(yè)級應(yīng)用市場還有待進(jìn)一步打開。從工業(yè)領(lǐng)域來看,國內(nèi)正逐漸從設(shè)備級應(yīng)用突破向產(chǎn)線級、工廠級應(yīng)用延伸。德勤公司經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),92% 的制造業(yè)高管嘗試或?qū)嵤┻^一個(gè)或多個(gè)基于虛擬實(shí)境的用例。交互終端產(chǎn)業(yè)進(jìn)入發(fā)展攻堅(jiān)期。從消費(fèi)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展情況來看,交互終端發(fā)展正在跨越從量變到質(zhì)變的關(guān)鍵拐點(diǎn),實(shí)時(shí)性、沉浸性、互通性、規(guī)模性是現(xiàn)階段發(fā)展主流方向。
面向高逼真度現(xiàn)實(shí)場景重現(xiàn)需求,泛化多樣的虛擬場景重建技術(shù)、基于AIGC 的內(nèi)容設(shè)計(jì)和生成工具、實(shí)時(shí)渲染技術(shù)等領(lǐng)域值得重點(diǎn)關(guān)注,特別是新型渲染算法、云網(wǎng)端融合的高效高質(zhì)量渲染引擎等方向。面向智能交互終端多感知融合、高精度交互、高速數(shù)據(jù)傳輸、低功耗等發(fā)展實(shí)需,F(xiàn)ast-LCD、Micro-OLED、Micro-LED等新型近眼顯示技術(shù),觸覺反饋、眼動(dòng)追蹤、腦電交互等新型交互技術(shù),以及基于新型交互的創(chuàng)新型個(gè)人交互終端等領(lǐng)域值得重點(diǎn)關(guān)注。
通用人工智能是指具有像人類一樣的思考能力,可以從事多種工作的機(jī)器智能。
“理解和模仿大腦機(jī)制來支持智能體,使其學(xué)習(xí)和理解更接近于人類”等觀點(diǎn)早期已在《科學(xué)》(Science)和《自然》(Nature)上掀起思想浪潮。隨著人工智能大模型爆發(fā),邏輯推理、常識(shí)認(rèn)知等問題的突破,全球人工智能技術(shù)正在加速演進(jìn),呈現(xiàn)從感知走向認(rèn)知、從識(shí)別走向生成、從專用走向通用的新趨勢。2023 年4 月召開的中央政治局會(huì)議指出,要重視通用人工智能發(fā)展,營造創(chuàng)新生態(tài),重視防范風(fēng)險(xiǎn)。上海、北京、安徽、廣東等地也均已發(fā)布促進(jìn)通用人工智能發(fā)展的政策文件,積極搶抓通用人工智能發(fā)展機(jī)遇,開展變革性、顛覆性的前沿技術(shù)攻關(guān),營造適應(yīng)發(fā)展的創(chuàng)新生態(tài)。
在全球范圍內(nèi),各行各業(yè)都在擁抱人工智能,被其高度賦能、深度滲透。一方面,以ChatGPT 為代表的生成式人工智能實(shí)現(xiàn)了與自然語言的融合,通用性大大擴(kuò)展,在更深層次上廣泛賦能金融、制造、醫(yī)療、城市、教育等垂直行業(yè)領(lǐng)域。以醫(yī)療領(lǐng)域?yàn)槔④浧煜翹uance Communications 發(fā)布與OpenAI 的GPT-4 集成的支持語音的醫(yī)療病歷生成應(yīng)用程序DAX。傅利葉公司發(fā)布全球首個(gè)量產(chǎn)的人形機(jī)器人GR-1,有望廣泛應(yīng)用于醫(yī)療保健、護(hù)理、老年服務(wù)等服務(wù)領(lǐng)域。IDC 預(yù)測,隨著人工智能應(yīng)用規(guī)模逐漸擴(kuò)大,全球人工智能市場規(guī)模將從2019 年的160 億美元增長到2024 年的306 億美元,年復(fù)合增長率達(dá)到15.3%。
在人工智能大模型的發(fā)展帶動(dòng)下,多地密集發(fā)布人工智能利好政策,系統(tǒng)構(gòu)建通用人工智能技術(shù)體系及推動(dòng)通用人工智能創(chuàng)新場景應(yīng)用。從細(xì)分方向來看,面向通用人工智能的高效能學(xué)習(xí)、協(xié)同學(xué)習(xí)、具身智能、交互智能、可解釋學(xué)習(xí)、跨媒體生成技術(shù)、可持續(xù)分布式學(xué)習(xí)等前沿?zé)狳c(diǎn)方向的市場關(guān)注度將持續(xù)走高。跨分布高維數(shù)據(jù)生成算法、跨媒體通用高效協(xié)同學(xué)習(xí)、基于演化與學(xué)習(xí)的大規(guī)模實(shí)時(shí)高效優(yōu)化算法、基于進(jìn)化學(xué)習(xí)的具身智能、可解釋生成式人工智能等領(lǐng)域值得長期重點(diǎn)關(guān)注。
把握未來芯片、未來互聯(lián)網(wǎng)、未來通信、未來交互和未來智能等數(shù)字技術(shù)的發(fā)展趨勢與機(jī)遇,有以下3 個(gè)方面需要注意。
一是集成化技術(shù)創(chuàng)新。當(dāng)前,多學(xué)科交叉融合成為各領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展的源頭、活水,以交叉融合為特征的集成化創(chuàng)新漸成主流。隨著全球虛擬現(xiàn)實(shí)、超高清視頻、AI、區(qū)塊鏈等數(shù)字技術(shù)發(fā)展成熟度的逐步提升,以自動(dòng)駕駛、“遠(yuǎn)程+”為代表的新經(jīng)濟(jì)形態(tài)將不斷涌現(xiàn),如何推動(dòng)多種新興技術(shù)交叉集成,釋放更大社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值是推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)鍵。
二是新興技術(shù)治理。數(shù)字技術(shù)和數(shù)字生態(tài)的安全問題或安全隱患經(jīng)常難以被事前發(fā)現(xiàn),而目前新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)往往集成了多種數(shù)字技術(shù),其數(shù)據(jù)安全、隱私泄露等隱患可能更加突出、多元。面對新技術(shù)發(fā)展浪潮,如何筑牢安全堤是保障數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵。
三是場景驅(qū)動(dòng)型創(chuàng)新。順應(yīng)全球科技創(chuàng)新發(fā)展趨勢,現(xiàn)階段科技創(chuàng)新要超越傳統(tǒng)的技術(shù)驅(qū)動(dòng),把握場景驅(qū)動(dòng)的新范式、新機(jī)遇,從而保障數(shù)字經(jīng)濟(jì)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)的融合并進(jìn)。目前,在推動(dòng)過程中還存在著場景開放程度不夠、推廣應(yīng)用性不足、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、落地成本過高等突出問題,還需協(xié)調(diào)政府、產(chǎn)業(yè)、企業(yè)等各類主體協(xié)同合作,從供給側(cè)和需求側(cè)雙向發(fā)力,推動(dòng)數(shù)字技術(shù)高質(zhì)量發(fā)展。