2020年注定是被历史镌刻的一年。新冠肺炎疫情已经席卷全球，许多行业已经重新开始上升螺旋。物理壁垒加速了数字世界的跨越式发展:新技术新应用不断涌现，量子计算、基础材料、生物医学等领域一系列重大科技突破接踵而至。我们仰望星空空，看科技前沿动态。也可以扎扎实实地规划科技普及的路径。科技自强从来不是空一句话，它取决于我们对未来的直觉和对社会的态度。相信在后疫情时代，即将到来的2021年注定会在科技史上留下浓墨重彩的一笔。
年底，阿里巴巴达摩院发布了2021年十大技术趋势。这是达摩院成立三年来第三次发布科技趋势年度报告。阿里云智能研究中心联合达摩院的科学家和行业专家，历经三个月的大量采访交流，碰撞彼此观点，进行深入探讨，对人工智能、物联网、量子计算、云计算、区块链、新材料等热点技术做出判断和预测，解读未来科技趋势。
达摩院基础科技创新研究中的科技顶尖，阿里云研究中心以科技为己任，探索“新商业”边界，研究前沿科技驱动下的零售、数字政务、智慧城市、金融、制造、能源等行业的数字化智能转型路径和商业实践。成为政府和企业数字化转型的“战略加速器”，基于数字化转型案例库、产业数字化转型白皮书、科技与产业发展报告、首席增长官、阿里巴巴波特知识智能机器人。
两年前，很多关于语音AI、图形神经网络、芯片等等的趋势预测已经成为现实。今年达摩院从原子动能、比特跃迁、场景变化三个角度发布了十大科技趋势。让我们快速浏览一下。
材料是一切科技发展的基础，新材料技术推动了许多科技革命。然而，由于成本高、生产技术不成熟等问题，许多新材料未能实现大规模应用。大元认为，未来几年，以氮化镓、碳化硅为代表的第三代半导体材料将在材料生长、器件制备等技术上实现突破，应用于5G基站、新能源汽车、UHV、数据中心等新型基础设施场景。，大大降低了整体能耗。
新材料的价值远不止提供更好的性能，它还能突破传统材料的物理极限。Tatsuya研究所预测，碳基材料作为制造柔性器件的核心材料，将走出实验室，制造出可以随意拉伸和弯曲的柔性电子器件。比如用这种材料制成的电子皮肤，不仅具有与真实皮肤相似的力学性能，还具有对外界环境的感知功能。
过去几年，AI技术悄然渗透传统行业，比如AI进入制造企业，提高质检效率。大元认为，AI在生产中的应用只是一个开始。汽车、消费电子、服装、钢铁、化工等信息化基础较好的行业，将实现供应链、生产、资产、物流、销售的全球智能化，最终实现生产运营效率的大幅提升。
在医疗领域，AI与药物、疫苗研发相结合是业界公认的大势所趋，但用AI进行药物研发并成功上市的案例极为罕见。大元指出，新AI算法的迭代和突破，将解决药物分子靶点确认和药物可制造性问题。例如，在疫苗研发过程中，AI可以自动输入有效的化合物模型，然后对计算机合成程序生成的数以亿计的不同化学化合物进行对比筛选，最终快速找到高质量的疫苗候选化合物。
脑-机接口作为人机交互和人机混合智能的未来技术，在医学领域具有巨大的研究价值。达摩院在《趋势》中指出，学术界和产业界正在努力攻克大脑信号采集和处理的难题，帮助人类更好地理解大脑的工作原理。技术的成熟将加速脑机接口的临床应用，未来将为不能说话、不能动手的患者提供精准的康复服务。
科学技术的发展总是在不断发散和收敛的模式中跳跃。创新永无止境，但每一次技术创新都必须遵循普惠的既定轨迹。AI、5G、云计算、IoT等数字技术正在发生前所未有的化学反应，将引发农业乃至城市的新一轮变革。在农业领域，农作物的自动监控、精细养殖、农产品物流运输的可追溯都将成为现实；城市将拥有超级大脑，感知、沟通、决策能力全面提升，从而为城市提供整体治理能力。
期待在达摩院十大科技趋势的影响下，有更多的人关注甚至投身到科技创新事业中来，将热情转化为动力，将动力转化为科技，推动科技转化为现实。
联系达摩院:
kimmy.zzm@alibaba-inc.com朱志民
联系阿里云研究中心:
peijie.wpj@alibaba-inc.com王培杰
附:达摩院2021十大技术趋势
一是以氮化镓、碳化硅为代表的第三代半导体在应用上正在经历大爆发。
以氮化镓、碳化硅为代表的第三代半导体，具有耐高温、耐高压、高频、大功率、抗辐射等优良特性。但受限于技术、成本等因素，多年来只在小范围内使用。近年来，随着材料生长、器件制备等技术的不断突破，第三代半导体的性价比优势正在逐步显现，并正在打开应用市场:SiC元器件已用于汽车逆变器，GaN快速充电器也在大量上市。未来五年，基于第三代半导体材料的电子器件将广泛应用于5G基站、新能源汽车、UHV、数据中心等场景。
第二，后“量子霸权”时代，量子纠错和实用优势成为核心命题。
2020年是后“量子霸权”元年。世界对量子计算的投入持续上升，技术和生态蓬勃发展，许多平台多姿多彩。这种趋势将继续推高2021年社会的关注度和期待度，量子计算的研究需要证明其实用价值；业界需要聚焦“后霸权”时代的使命:协同创新，解决众多科学和工程问题，为早日达到量子纠错和实用优势两个里程碑奠定基础。
第三，碳基技术的突破加速了柔性电子的发展。
柔性电子是指经过扭曲、折叠、拉伸等形状变化后仍保持原有性能的电子设备，可用作可穿戴设备、电子皮肤、柔性显示屏等。柔性电子发展的主要瓶颈在于目前的柔性材料，要么柔性不够容易失效，要么电学性能远不如“硬”硅基电子。近年来，碳基材料的技术突破为柔性电子提供了更好的材料选择:碳纳米管这种柔性碳基材料的质量已经可以满足大规模集成电路制备的要求，在这种材料上制备的电路性能超过同尺寸的硅基电路；另一种碳基柔性材料石墨烯的大规模制备也已实现。
第四，人工智能提高了药物和疫苗研发的效率
AI已广泛应用于医学影像、病历管理等辅助诊断场景，但在疫苗研发和药物临床研究中的应用仍处于探索阶段。随着AI新算法的迭代和计算能力的突破，AI将有效解决疫苗/药物研发周期长、成本高等问题，如提高化合物筛选效率、建立疾病模型、寻找新靶点、先导化合物发现、先导药物优化等。将AI疫苗与药物临床研究相结合，可以减少重复性工作和时间消耗，提高RD效率，极大地促进医疗服务和药物的普及。
趋势，脑机接口帮助人类超越生物极限
脑机接口(BCI)是新一代人机交互和人机混合智能的关键核心技术。脑机接口(Brain-computer interface，BCI)在支持和推动神经工程的发展中发挥着重要作用，帮助人类从更高维度空进一步分析人脑的工作原理。脑-机接口(Brain-computer interface，BCI)是一个新的技术领域，它是大脑与外部设备之间进行通信的一种探索性方式，并通过思维控制机器。例如，帮助提高在控制机械臂方面的应用准确性，将为思维健全但无法说话或移动双手的患者提供准确的康复服务。
不及物动词趋势:数据处理实现“自主和自我进化”
随着云计算的发展和数据规模的指数级增长，传统的数据处理面临着存储成本高、集群管理复杂、计算任务多样等巨大挑战。面对海量的数据规模和复杂多样的处理场景，人工管理和系统调优捉襟见肘。因此，通过智能方法实现数据管理系统的自动优化是未来数据处理发展的必然选择。人工和机器学习方法逐渐广泛应用于智能冷热数据分层、异常检测、智能建模、资源动员、参数优化、压力测量生成、指标推荐等领域，有效降低了数据计算、处理、存储、运维的管理成本，实现了数据管理系统的“自治和自我进化”。
七。趋势:云原生重塑IT技术体系
在传统的IT开发环境下，产品开发上线周期长，RD效率不高。云原生架构充分利用了云计算的分布式、可扩展、灵活的特点，更加高效地应用和管理异构硬件和环境中的各类云计算资源。通过方法工具集、最佳实践和产品技术，开发人员可以专注于应用程序开发过程本身。未来，芯片、开发平台、应用软件甚至计算机都将诞生在云上，可以高度抽象网络、服务器、操作系统等基础设施层，降低计算成本，提高迭代效率，显著降低云计算的门槛，拓展技术应用的边界。
八、农业进入数据智能时代的趋势。
传统农业产业发展存在土地资源利用率低、从生产到零售环节脱节等瓶颈。以物联网、人工智能、云计算等为代表的科技。正在与农业产业深度融合，打通农业产业全链路流程。结合新一代传感器技术，实时获取和感知农田地面数据信息，依托大数据分析和人工智能技术快速处理海量农业数据，实现作物监测、精细养殖和环境资源按需分配。同时，通过5G、物联网、区块链等技术的应用，保证农产品物流运输的可控性和可追溯性，保障农产品整体供应链流程的安全可靠。农业将告别“靠天吃饭”，进入智能农业时代。
9.趋势:工业互联网从单点智能走向全局智能
受限于实施成本和复杂程度高、供给侧数据获取困难、整体生态不完善等因素，目前的工业智能化仍以解决碎片化需求为主。数字经济在疫情中的韧性，让企业更加重视工业智能的价值。加上数字技术的进步和普及以及新基础设施的投入，这些因素将共同推动工业智能从单点智能向全局智能的快速转变，尤其是在汽车、消费电子、品牌服装、钢铁、水泥、化工等信息化基础较好的制造业。，以及贯穿包括供应链、生产、资产、物流、销售等企业生产决策闭环的全局智能应用。会大规模涌现。
10.趋势:智慧运营中心成为未来城市标配。
10年来，智慧城市通过数字化手段有效提升了城市治理水平。但在新冠肺炎疫情防控中，一些所谓的智慧城市集中出现了问题，尤其是“重建设轻运营”导致的业务应用不足。在此背景下，城市管理者希望通过运营中心盘活数据资源，推动治理和服务的全球化、精细化、实时化。随着AIoT技术的日益成熟和普及，以及空之间计算技术的进步，运营中心的智能化水平将进一步提高。在数字孪生的基础上，城市将被视为一个统一的系统，并提供整体的智能治理能力，从而成为未来城市的数字基础设施。
附:专家解读
围绕十大技术趋势，外部专家也纷纷发表了自己的看法和评论，如图:
一是以氮化镓、碳化硅为代表的第三代半导体在应用上正在经历大爆发。
中国科学院半导体研究所研究员王俊喜
-第三代半导体将成为显示照明、电力电子和微波射频器件的“核心”。
第二，后“量子霸权”时代，量子纠错和实用优势成为核心命题。
章昊，清华大学物理系副教授
——量子计算的硬件实现有两种思路。一是提高单个量子位的质量或寿命，二是更有效地整合和表征更多的物理量子位并纠正错误。
IDC中国区副总裁兼首席分析师吴连峰
——量子计算未来应用场景广泛，是科技市场的必争之地。
第三，碳基技术的突破加速了柔性电子的发展。
中国科学院院士彭练矛
——碳基材料，尤其是碳纳米管，不仅具有比硅基材料更好的电学性能，还具有优异的延展性和柔韧性。它们不仅可以用于柔性电子产品，还可以在芯片领域发挥重要作用。
第四，人工智能提高了药物和疫苗研发的效率
樊晓辉，浙江大学药学院副院长，浙江大学药物信息学研究所副所长
——发展AI药学，首先要尽快开展应用方法学研究，其次要尽快培养既有药学背景又有AI算法的跨学科人才。
许婧，阿斯利康中国副总裁
——人工智能在药物分子筛选、提高临床实验效率、疾病早期筛查和诊断等方面正在发挥重要作用。
邓岳，北京航空航天大学航天学院教授[/k0/]
——用AI进行药物和疫苗研发的难点在于保证算法的鲁棒性，激发决策的创造性，增强过程的可解释性。
趋势，脑机接口帮助人类超越生物极限
乔春明南洋理工大学计算机科学学院教授关存泰
-未来十年，脑机接口的技术和应用将有更多突破，它将成为脑科学研究的重要平台。新的应用领域将包括老年痴呆症、精神疾病、双向脑机接口、人机增强系统等。
张，清华大学电子工程系副教授，脑与智能实验室研究员。
——研发能效和体积效率更高的脑机接口硬件设备是分析大脑的重要途径。
不及物动词趋势:数据处理实现“自主和自我进化”
Gartner副总裁孙志勇
-中国企业未来3-5年的数字化转型将在数据领域取得突破。
七。趋势:云原生重塑IT技术体系
何洪堡，中国信息通信研究院云计算与大数据研究所所长
——之前先说云，现在说云智能。云原生应用才能真正发挥云的效率和价值。
陈泉，上海交通大学计算机科学系副教授
——云原生仍面临微服务高效调度、无服务器计算、高密度低开销系统等挑战，但必将是云计算的主要方向。
八、农业进入数据智能时代的趋势。
农业部农业农村信息化专家咨询委员会副理事长、中国农业大学国际学院院长李道亮
——物联网、云计算、智能终端将成为新的农业基础设施，但在落地过程中要有耐心和恒心。
9.趋势:工业互联网从单点智能走向全局智能
中国企业联合会中国企业家协会副会长、工业和信息化部原总工程师朱。
——新一代信息技术与制造业的深度融合，将对产业发展乃至经济社会发展产生全方位、深层次、革命性的影响。
中国工业互联网研究院副院长冯旭
——工业企业数字化转型，呈现出从被动到主动、从碎片到持续、从垂直到协同的新趋势。
安波，副教授，新加坡南洋理工大学主席委员会
——新冠肺炎疫情按下了工业互联网发展的“加速键”。
10.趋势:智慧运营中心成为未来城市标配。
苗春燕，新加坡南洋理工大学计算机科学学院院长
——全方位的AI应用将彻底改变城市面貌；智慧运营中心将基于广泛的信息收集，同时保证隐私和安全；智慧城市需要为老龄化人口提供便利。
上海交通大学计算机系教授过敏
——未来城市将以智慧城市基础设施为躯干和四肢，以智慧运营中心为大脑。
总评:清华大学计算机科学与技术系副主任唐杰
理工发布的十大技术趋势很有前瞻性。量子计算将是未来10-20年计算机取得重大突破的关键领域。AI的发展也将开始进入人机共存的新时代。在可预见的5-10年内，一方面，数据本身将在AI的帮助下从支持搜索查询升级为自主和进化，另一方面，人与计算机在物理世界和虚拟世界的强强联合将重塑我们生活的方方面面。
免责声明：本平台仅供信息发布交流之途，请谨慎判断信息真伪。如遇虚假诈骗信息，请立即举报
举报
