隨著人工智能時代的到來，量子信息技術(shù)、5G技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、智慧醫(yī)療、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈……新技術(shù)層出不窮，不斷刷新我們的認(rèn)知視野。2018年4月21日至22日，由中國電子學(xué)會主辦的第十三屆中國電子信息技術(shù)年會在蘇州召開。年會重磅發(fā)布了一份權(quán)威報告——《中國電子學(xué)會會士觀點（2018）》，梳理了電子信息技術(shù)快速發(fā)展的十大重點領(lǐng)域和前沿技術(shù)，為學(xué)術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展指出了方向

1微電子技術(shù)

微電子技術(shù)基于現(xiàn)代物理學(xué)發(fā)展而來，涉及半導(dǎo)體物理、材料、集成電路設(shè)計、超精細(xì)制造、超精密與超高密度微納組裝，不斷延續(xù)和拓展摩爾定律。微電子技術(shù)的主流是集成電路。

更高密度、更高性能、更低功耗、更低成本和更加安全可靠是微電子技術(shù)追求的主題。集成電路一直按照摩爾定律發(fā)展，每代技術(shù)比上一代技術(shù)密度提升 100%，性能提升 40%，而功耗下降 50%。今天，集成電路工藝技術(shù)達到 10 納米，單個芯片集成250 億只晶體管，單片半導(dǎo)體存儲器容量超過 64Gb。預(yù)計到 2025 年，集成電路工藝技術(shù)將沿著摩爾定律繼續(xù)微縮，特征尺寸達到 5 納米；主流器件是 FinFET；單個芯片集成 500 億只晶體管；CPU 運算能力達到每秒 100 萬億次浮點運算；單片存儲器容量超過 512 Gb；但二維微縮（2D Scaling）技術(shù)潛力基本耗盡；多元件異質(zhì)封裝技術(shù)興起。到 2030 年，三維微縮（3D Scaling）成為集成電路制造技術(shù)主流，繼續(xù)推動摩爾定律前行；主流器件將發(fā)生根本性變化，圍柵晶體管、負(fù)電容晶體管是重要的候選技術(shù)；集成電路的概念將被集成系統(tǒng)替代；微納尺度異質(zhì)結(jié)構(gòu)的高精度、高密度組裝將成為基礎(chǔ)技術(shù)。

微電子技術(shù)是當(dāng)代信息領(lǐng)域的使能技術(shù)，全面支撐計算機、網(wǎng)絡(luò)、通信和各類電子整機的發(fā)展，正在興起的人工智能、類腦計算、量子通信、量子計算和自動駕駛等無一例外都離不開集成電路芯片，信息領(lǐng)域的科技發(fā)展在很大程度上有賴于微電子技術(shù)的突破和原始創(chuàng)新。

2量子信息技術(shù)

量子信息技術(shù)包括量子通信、量子計算、量子精密測量等。量子通信是迄今唯一安全性得到嚴(yán)格證明的通信方式，可從根本上解決信息安全傳輸問題；量子計算具有強大的并行計算和模擬能力，為某些大規(guī)模計算難題提供了解決方案；量子精密測量可實現(xiàn)超越經(jīng)典技術(shù)極限的測量精度，大幅提升導(dǎo)航、醫(yī)學(xué)檢測和引力波探測等的準(zhǔn)確性和精度。

量子通信技術(shù)的發(fā)展路線是通過光纖實現(xiàn)城域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)，通過可信中繼、量子中繼、衛(wèi)星中繼可實現(xiàn)廣域量子保密通信。量子計算技術(shù)通過新型量子結(jié)構(gòu)及量子計算原理的探索，規(guī)?；孔颖忍氐南喔刹倏v，可率先突破專用量子模擬機，在處理若干復(fù)雜物理問題方面有望超越經(jīng)典計算能力；如果突破可擴展的量子邏輯門等通用量子計算機關(guān)鍵技術(shù)，將有望實現(xiàn)可編程的通用量子計算機?；诹孔泳_操控的測量技術(shù)，可實現(xiàn)高精度、高穩(wěn)定度的精密測量。

通過 10 至 15年的努力，在量子通信方面，有望構(gòu)建全球化廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)和經(jīng)典通信網(wǎng)絡(luò)的無縫銜接；在量子計算方面，有望實現(xiàn) 100 個以上量子比特的相干操縱，對特定問題的求解能力超越經(jīng)典超級計算機，為新材料設(shè)計和新能源開發(fā)等重大問題提供支撐；在量子精密測量方面，有望實現(xiàn)超高精度的光頻標(biāo)與廣域時頻傳遞網(wǎng)，無需借助衛(wèi)星定位的高精度自主導(dǎo)航等重大技術(shù)突破。

3第五代移動通信（5G）技術(shù)

第五代移動通信（5G）是面向2020 年發(fā)展需求的新一代移動通信系統(tǒng)，為移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展提供無所不在的基礎(chǔ)性業(yè)務(wù)能力，其主要目標(biāo)可概括為“提高速率、增強寬帶、萬物互聯(lián)”。

5G 具有高速率、廣聯(lián)接、低時延、高可靠等特點，是新一代移動通信技術(shù)發(fā)展的主要方向，是未來新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。其關(guān)鍵技術(shù)主要涉及大規(guī)模天線陣列、超密集網(wǎng)絡(luò)、新型波形復(fù)用與信道編譯碼、全雙工通信、非正交多址技術(shù)、高頻段通信等。同時，為適應(yīng)未來5G 極為豐富的應(yīng)用場景，也需要研究網(wǎng)絡(luò)虛擬化與切片技術(shù)，將 5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建在云計算平臺上，通過計算與通信資源的隔離、動態(tài)調(diào)配與遷移，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的智能調(diào)配。

目前，許多政府和企業(yè)都在加速布局 5G 網(wǎng)絡(luò)，以迎接下一波科技浪潮。5G 目前還處于標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)研發(fā)和測試階段，運營牌照、技術(shù)互操作性開放標(biāo)準(zhǔn)等都可能成為制約發(fā)展的障礙，但5G 可以滿足未來移動互聯(lián)網(wǎng)流量迅猛增長的發(fā)展需求，使得移動通信更加具備通用技術(shù)和使能技術(shù)的特征，其應(yīng)用前景將非常廣闊。

5G 將大幅提升移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的整體水平，助推車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、無人機網(wǎng)絡(luò)等新興技術(shù)的發(fā)展, 為發(fā)展智能家居、建設(shè)智慧城市、構(gòu)建智慧地球提供強有力的支撐；5G 技術(shù)將進一步應(yīng)用到工業(yè)、醫(yī)療、安全等領(lǐng)域，能夠極大地創(chuàng)造新價值、催生新理念，加速經(jīng)濟社會的轉(zhuǎn)型升級，開啟人與物互聯(lián)、萬物互聯(lián)的新時代。

4大數(shù)據(jù)技術(shù)

大數(shù)據(jù)泛指無法在可容忍的時間內(nèi)用傳統(tǒng)信息技術(shù)和軟硬件工具對其進行獲取、管理和處理的巨量數(shù)據(jù)集合。大數(shù)據(jù)時代的到來，標(biāo)志著信息化在經(jīng)歷以單機應(yīng)用為主要特征的數(shù)字化階段和以聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為主要特征的網(wǎng)絡(luò)化階段之后，正在進入以數(shù)據(jù)深度挖掘與融合應(yīng)用為主要特征的智能化階段。

大數(shù)據(jù)對現(xiàn)有的信息技術(shù)體系提出了一系列挑戰(zhàn)，孕育著體系重構(gòu)和顛覆式發(fā)展的新機遇。例如，需要在新的計算模式和新型計算機體系結(jié)構(gòu)，通用大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)技術(shù)和定制化大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)使能技術(shù)，模式可定制的并行數(shù)據(jù)處理技術(shù)和平臺，支持高維、流式、語義化的數(shù)據(jù)分析方法和端到端的數(shù)據(jù)分析工具，以及數(shù)據(jù)安全和隱私保護等方面持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新；需要發(fā)展支持海量數(shù)據(jù)高速傳輸和網(wǎng)絡(luò)接入的寬帶、移動、泛在網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)；更需要發(fā)展新型基礎(chǔ)器件并構(gòu)建數(shù)據(jù)科學(xué)的理論基礎(chǔ)。另外，還需要主動適應(yīng)軟硬件開源開放所帶來的產(chǎn)業(yè)生態(tài)重構(gòu)；同時，配合數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源地位，亟需從法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、應(yīng)用實踐和支撐技術(shù)等方面多管齊下，探索并構(gòu)建完整的數(shù)據(jù)治理體系。

當(dāng)前，一種新的經(jīng)濟范式——“數(shù)字經(jīng)濟”，正在逐漸成型。構(gòu)建以數(shù)據(jù)為關(guān)鍵要素的數(shù)字經(jīng)濟，運用大數(shù)據(jù)提升國家治理現(xiàn)代化水平、促進保障和改善民生，以及保障國家數(shù)據(jù)安全，是發(fā)展大數(shù)據(jù)事業(yè)的重點。

5軟件定義

軟件定義是基于軟件的泛在性，利用數(shù)據(jù)時代軟件本身的算法、數(shù)據(jù)、認(rèn)知一體化的特性，對物理產(chǎn)品和信息系統(tǒng)賦予應(yīng)用功能和使用價值，是信息時代滿足多樣化需求的有效手段，也是軟件基礎(chǔ)設(shè)施化的重要技術(shù)途徑。軟件定義的本質(zhì)就是在基礎(chǔ)物理資源虛擬化的基礎(chǔ)上，通過管理任務(wù)可編程實現(xiàn)靈活、多樣和定制的系統(tǒng)功能，從而實現(xiàn)軟件對物理硬件設(shè)施與系統(tǒng)的“賦值”“賦能”和“賦智”。

軟件定義有三大特點：硬件資源虛擬化、系統(tǒng)軟件平臺化、應(yīng)用軟件多樣化。硬件資源虛擬化是指將各種硬件資源抽象化，打破其物理形態(tài)的不可分割性，以便通過靈活重組、重用發(fā)揮其最大效能。系統(tǒng)軟件平臺化，實現(xiàn)對硬件資源統(tǒng)一管控、按需配置與分配，支撐面向不同應(yīng)用需求和場景的多樣化、領(lǐng)域化、個性化的資源管理需求。在平臺化系統(tǒng)軟件解決方案的基礎(chǔ)上，應(yīng)用軟件不受硬件資源約束，系統(tǒng)將實現(xiàn)更多的功能、提供更為靈活高效和多樣化的服務(wù)。軟件定義概念正在“泛化”，正實現(xiàn)從單一資源的按需管控到全網(wǎng)資源的互連互通的躍變，支持縱向全棧式、橫向一體化的多維資源按需可編程，最終形成面向人機物融合應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)。

軟件定義加速了軟件與硬件、裝備制造、行業(yè)應(yīng)用的融合，催生了大量的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新模式、新業(yè)態(tài)，促進了信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)由單一技術(shù)、單一產(chǎn)品、單一模式向多技術(shù)、集成化、融合化、平臺系統(tǒng)、生態(tài)體系的持續(xù)演化升級。“一切皆可編程”，與數(shù)據(jù)科學(xué)和人工智能技術(shù)深度融合，軟件定義將迅速引發(fā)各個行業(yè)的變革。

6智慧醫(yī)療

智慧醫(yī)療是對傳統(tǒng)醫(yī)療的一種系統(tǒng)化改造，它利用先進的信息技術(shù)、人工智能、傳感器技術(shù)等實現(xiàn)醫(yī)療信息的智能化采集、轉(zhuǎn)換、存儲、傳輸、辯識，以及醫(yī)療業(yè)務(wù)流程的數(shù)字化，達到醫(yī)療的信息化與智能化。

智慧醫(yī)療的一個重要標(biāo)志是數(shù)據(jù)成為醫(yī)療的基礎(chǔ)性資源。近年來，利用大數(shù)據(jù)、人工智能、機器學(xué)習(xí)技術(shù)，充分挖掘醫(yī)療大數(shù)據(jù)（包括影像數(shù)據(jù)、體外診斷數(shù)據(jù)和病理生理數(shù)據(jù)等）中具有醫(yī)療價值的信息，支持臨床的智能診斷、輔助治療和健康狀態(tài)評估等，推動智慧醫(yī)療成為醫(yī)學(xué)與信息學(xué)交叉的一個熱點研究方向。例如，利用高精度傳感器，經(jīng)過智能計算處理提取出有醫(yī)療價值的信號，對人體健康狀況進行提前感知和預(yù)判；利用多模態(tài)影像數(shù)據(jù)獲取、融合和關(guān)聯(lián)分析，提供全面準(zhǔn)確的診斷依據(jù)，實現(xiàn)精準(zhǔn)治療和輔助干預(yù)等。另外，醫(yī)療資源的整合，容納各類疾病特征、病例、指標(biāo)的大數(shù)據(jù)共享平臺的建設(shè)，數(shù)據(jù)的共享和互聯(lián)互通，也是智慧醫(yī)療進一步發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)。

智慧醫(yī)療極大地促進了醫(yī)學(xué)、信息、生物、材料等多學(xué)科融合，將在疾病診斷、輔助決策、健康管理等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。特別是，智慧醫(yī)療的發(fā)展將改變病患健康觀念，提高診治水平，節(jié)省醫(yī)療社會成本，是醫(yī)療向全生命周期健康管理轉(zhuǎn)化的關(guān)健技術(shù)，成為全面提升醫(yī)療衛(wèi)生水平和大眾健康狀況的有效途徑。

7無人駕駛交通系統(tǒng)

無人駕駛交通系統(tǒng)是以無人潛航器、無人船、無人車以及無人航空器和航天器等新型載運工具為主體，具備駕駛操作無人化、運行管控自動化、載運平臺共享化、運輸模式定制化等特點的新型交通運輸系統(tǒng)。面向無人駕駛的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，無人駕駛交通系統(tǒng)有望實現(xiàn)“駕駛零事故、交通零延誤、行駛零排放、出行零差異”等顛覆性愿景。

無人駕駛交通系統(tǒng)融合了移動通信、導(dǎo)航定位、大數(shù)據(jù)、云計算、云控制、人工智能等先進技術(shù)，涉及“感、傳、知、控、安”五大核心技術(shù)要素。具體包括：“海-陸-空-天”多維縱深空間感知技術(shù)；載運工具之間以及載運工具和基礎(chǔ)設(shè)施之間高帶寬、低延時、多粒度、富信息、高可靠數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)；多源、多域、多態(tài)交通大數(shù)據(jù)的知識處理與動態(tài)決策技術(shù)；強非線性、強隨機性和高動態(tài)性條件下群體自組織控制技術(shù)；一體化交通信息安全檢測與主動防御技術(shù)。

無人駕駛交通系統(tǒng)不僅會打破傳統(tǒng)載運工具產(chǎn)業(yè)鏈、技術(shù)鏈和價值鏈，還將推動交通運輸領(lǐng)域新技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，促進軍事交通、物流運輸、工業(yè)制造、娛樂服務(wù)等上下游產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。

8

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過全球化的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，將傳統(tǒng)工業(yè)系統(tǒng)與先進傳感、高性能計算、數(shù)據(jù)分析以及控制技術(shù)融合，通過人機物的全面互聯(lián)，實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部從感知到?jīng)Q策的垂直集成、上下游企業(yè)間的橫向互聯(lián)和產(chǎn)品全生命周期的管理，推動工業(yè)智能化發(fā)展，是企業(yè)實現(xiàn)智能制造的關(guān)鍵使能技術(shù)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是落實“互聯(lián)網(wǎng)+先進制造業(yè)”戰(zhàn)略的重要抓手，其關(guān)鍵技術(shù)涉及網(wǎng)絡(luò)、傳感器、高性能計算、數(shù)據(jù)分析和智能控制等，主要發(fā)展趨勢是互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的深度融合。發(fā)展趨勢是采用云計算和邊緣計算協(xié)同系統(tǒng)架構(gòu)，感知和處理具有時空關(guān)聯(lián)特征的物理信息，支撐數(shù)據(jù)驅(qū)動的工業(yè)知識獲取、傳播和高效利用，實現(xiàn)智能化制造；同時要綜合考慮信息安全和物理安全的一體化安全理念，在保障工業(yè)系統(tǒng)可用性的前提下，實現(xiàn)系統(tǒng)的保密性。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，對傳統(tǒng)工業(yè)的升級換代具有革命性的影響，將會促進全球工業(yè)體系的重構(gòu)，激發(fā)生產(chǎn)力進步，形成新興業(yè)態(tài)和新的應(yīng)用模式。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)目前主要應(yīng)用是作為企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型重要抓手，通過對生產(chǎn)過程中各類數(shù)據(jù)的全面采集和分析，為各類工業(yè)設(shè)備提供生產(chǎn)效率優(yōu)化、能耗管理和排程優(yōu)化等方面的服務(wù)；未來將逐步向制造過程的智能互聯(lián)方向發(fā)展，支持個性化定制模式，實現(xiàn)制造產(chǎn)業(yè)鏈與價值鏈的重塑。

9區(qū)塊鏈

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N分布式賬簿技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)安全、可靠的分布式協(xié)同計算。它有機結(jié)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、對等網(wǎng)絡(luò)、共識算法和密碼學(xué)算法，形成對等節(jié)點的分布式存儲，并通過分布式的共識機制同步各節(jié)點數(shù)據(jù)。鏈上代碼（智能合約）是存儲與執(zhí)行在分布式賬簿節(jié)點上的計算機代碼，在約定條件下被多個節(jié)點獨立執(zhí)行并共識存儲執(zhí)行結(jié)果。

區(qū)塊鏈的核心特性是不可篡改性和共享數(shù)據(jù)，這可保證鏈上代碼執(zhí)行過程的可追溯，形成多方參與者之間的信任機制?；趨^(qū)塊鏈與鏈上代碼的可信共享機制，在無需中心化數(shù)據(jù)匯集的情況下，就可使多方數(shù)據(jù)的共享、互操作形成良性信用體系；同時，實現(xiàn)數(shù)據(jù)所有權(quán)、使用權(quán)與執(zhí)行權(quán)的分離，確保了數(shù)據(jù)擁有者對數(shù)據(jù)的控制。另外，鏈上代碼的編輯、驗證、執(zhí)行技術(shù)，可以充分利用可交換數(shù)據(jù)，形成可交易的鏈上代碼“服務(wù)庫”，有助于推動數(shù)字社會服務(wù)尤其是多樣性的政府公共服務(wù)。

區(qū)塊鏈可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)和價值跨平臺、地域、系統(tǒng)、部門、業(yè)務(wù)、國境的有序流通，也可支撐有效的協(xié)同管理和服務(wù)。作為推動供給側(cè)改革的利器之一，這一技術(shù)的推廣應(yīng)用將創(chuàng)造出全新的服務(wù)模式和商業(yè)模式，預(yù)計會在許多領(lǐng)域很快落地，并逐步探索出最優(yōu)的應(yīng)用模式。

10臨空信息網(wǎng)絡(luò)

臨空信息網(wǎng)絡(luò)以空間運動平臺（包括部署于 20 至100 公里高空的臨近空間飛行器、無人機）為載體，實時獲取、傳輸和處理空間信息，向上可增強天基衛(wèi)星系統(tǒng)，向下可補充陸基海基既有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實現(xiàn)空間信息網(wǎng)絡(luò)全域覆蓋能力與局部通信、導(dǎo)航、監(jiān)視增強能力的融合。

臨空信息網(wǎng)絡(luò)在傳統(tǒng)天基、地基、?；?jié)點之外，通過新的臨近空間飛行器和無人機節(jié)點的引入，其獨有的平臺運動特性、組網(wǎng)特性以及多業(yè)務(wù)接入組網(wǎng)需求的特殊性也對空間信息網(wǎng)絡(luò)的既有技術(shù)和運行體制帶來新的技術(shù)挑戰(zhàn)，需要解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的立體按需組網(wǎng)、空間信息的協(xié)同可靠傳輸、空間節(jié)點的多維復(fù)合運控等關(guān)鍵技術(shù)問題。

臨空信息網(wǎng)絡(luò)具有持久留空、廣域感知等特點，而且具備布設(shè)方便、機動靈活、使用可靠、成本低廉的突出優(yōu)勢，可以帶來空間信息網(wǎng)絡(luò)局部增強、能力保持和服務(wù)強度上的改善和提升。臨空信息網(wǎng)絡(luò)作為天空地一體化網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，在先進通信、導(dǎo)航、網(wǎng)格、下一代互聯(lián)網(wǎng)（IPv6）和云計算等技術(shù)的支持下，可支撐天臨空地海用戶的隨遇接入、可信傳輸、智能管理和按需服務(wù)，在科學(xué)觀測、應(yīng)急救援、通信覆蓋、作戰(zhàn)指揮、遠(yuǎn)洋航行等應(yīng)用領(lǐng)域，對國家安全、國民經(jīng)濟和人民生活有著積極深遠(yuǎn)的影響。