科学出版社

2016-10-12

导读：听听专家如是说高技术

近日，中国科学院重要年度报告系列《2016高技术发展报告》正式出版，中国科学院院长白春礼以“创造未来的科技发展新趋势”为题作序。《高技术发展报告》是中国科学院高端科技智库重要品牌报告产品，得到社会的广泛认可，产生了重要的社会影响。

2016高技术发展报告

（中国科学院年度报告系列）

中国科学院编

北京：科学出版社，2016.08

ISBN 978-7-03-048895-4

《2016高技术发展报告》以“信息技术”为主题，共6章45万字，收录文章37篇，由穆荣平研究员为组长的课题组组织编撰。报告综述了2015年世界范围内高技术发展的最新动态，着重介绍了信息技术领域及其产业化新进展，分析了中国高技术产业、中国计算机及办公设备制造国际竞争力及中国通信设备制造业创新能力，邀请国内知名专家提出了发展重大战略性新兴产业、知识产权强国建设、重大科技基础设施、大数据、集成电路产业等高技术发展领域的重大战略和政策建议。

《2016高技术发展报告》的主要内容有：聚焦信息技术发展新进展，围绕半导体材料与器件技术、有机光电材料与器件技术、传感器技术、量子信息技术、通信技术、软件技术、信息安全技术、未来网络技术、人工智能技术、机器人技术、虚拟现实技术、大数据技术、生物信息学与系统生物学等信息技术热点方向，对过去4年信息技术领域国内外取得的重大突破进行了全景展示；关注信息技术产业化新进展，对云计算、控制技术、可穿戴设备、移动通信技术、集成电路、医疗电子、显示技术、信息安全技术、物联网、高性能计算技术、软件等重点领域国内外产业化情况进行了深度解析；基于统计数据监测分析了我国高技术产业国际竞争力，对海洋碳汇、纳米技术、人类基因编辑技术、人工智能等社会公众普遍关心的热点问题从科学与社会的关系角度进行了探讨。

本期小编精选了众多专家学者从各个角度解读高技术发展报告的精彩文章奉献给读者。

郭光灿院士：量子信息技术代表了未来信息技术发展的战略方向，是世界各国展开激烈竞争的下一代安全通信体系的焦点

基于量子信息技术可以实现绝对安全的量子通信，也可以解决经典计算机难以完成的计算难题。量子信息技术代表了未来信息技术发展的战略方向，是世界各国展开激烈竞争的下一代安全通信体系的焦点，并极有可能对人类社会的经济发展产生难以估量的影响。量子通信网络的研究已走出实验室，正在迈向实用化。

中国科技大学郭光灿院士等在近日出版的《2016高技术发展报告》中撰文指出，量子信息的发展事关国家的政治、经济及军事命脉，从它诞生起就成为世界各国关注的焦点。近年来量子信息技术发展迅速，量子通信网络的研究已走出实验室，正在迈向实用化。

同时，量子信息在实用化的道路上仍然存在很多问题，只有解决了实用化道路上的各种“拦路虎”，量子信息的研究才能真正走向成熟，实现商用化。在国内，该领域的研究工作蓬勃开展起来，整体研究水平大幅度提高，不断涌现出具有国际领先水平和重要影响力的成果，可以说目前中国的量子信息研究处于国际领先水平。

智能化是信息科学技术发展的主流趋势，人工智能技术为此提供关键支撑

人工智能有点像高级仿生学，希望通过借鉴智能体的行为，使计算机在做事时能“聪明”一点。一般认为，人工智能从1956年夏天举行的美国达特茅斯会议开始正式成为一个学科领域，其主流技术的发展大致经过三个时期：推理期、知识期、学习期。在学习期，人类收集、存储、传输、处理数据的能力飞速提升，急需能有效地对数据进行分析利用的计算机算法，而机器学习顺应这个迫切需求，受到高度关注，并由此掀起了新一轮人工智能热潮。

南京大学周志华教授等在近日出版的《2016高技术发展报告》中撰文指出，人工智能在未来将呈现出如下的发展趋势：（1）机器学习仍将是技术发展的关健和核心；（2）在人工智能基础研究方面取得突破的国家，将直接在产业促进方面获得更大的收益；（3）随着人工智能技术对社会生活产生越来越大的影响，公众对人工智能有越来越多的兴趣和关注，期待与焦虑并存。因此，需冷静看待当前人工智能的发展，防止过大的起伏造成的不利影响。

梅宏院士：大数据是蕴涵着巨大价值的战略资源，直接影响着国家发展战略、经济文化进步、政府综合服务能力

北京大学梅宏院士等在近日出版的《2016高技术发展报告》中撰文指出，近年来，大数据蕴含的巨大价值逐渐被广泛认知，可概括为四个方面：为人类提供了认识复杂系统的新思维和新手段，成为促进经济转型和增长的新引擎，为政府提高治理能力提供了新途径，更是提升国家综合能力和保障国家安全的新利器。2012年奥巴马政府启动“大数据研究和发展计划”等事件，标志着大数据已成为学术界、产业界和政府共同关注的热点，也标志着大数据时代已到来。

国际上大数据研究热点集中在大数据存储与管理、大数据并行计算模型、大数据分析方法与技术、数据安全与隐私保护、面向大数据的计算技术、大数据应用、大数据基础理论等7个方面。针对上述问题国内外研究者投入了大量的热情和精力，然而尚未实现对大数据基础理论方面的重大突破，目前仍处于案例驱动的经验研究阶段。

梅宏院士等还认为，从信息技术发展的趋势来判断，数据体量和复杂性增长的速度显然会领先于技术能力的提升。这就意味着，大数据现象将长期存在，与大数据相关的科学探索和技术研发也将成为未来科研的长期主题。随着对大数据本质特征、机理理解的深入，大数据技术将加速发展。而大数据应用则将在更加广泛的领域、更加深入的知识层次中展开，对技术发展产生持续的驱动力。

许祖彦院士：中国显示产业初具规模，需构建全流程创新链，营造显示产业可持续发展环境

显示器是信息链（信息的获取、处理、传输、存储和显示）的终端人机界面，是信息产业的重要支柱之一，全球产值已达千亿美元/年以上，并以超过100亿美元/年的速度增长。

中国科学院理化技术研究所许祖彦院士在近日出版的《2016高技术发展报告》中撰文指出，我国每年生产的电视屏幕产品占全球50%左右，手机显示屏幕超过70%，电脑显示屏超过90%，显示产业已经初具规模并为电子信息产业的升级换代做出重要贡献，受到全球业界瞩目。国内企业自主建设的TFT-LCD高世代液晶面板生产线取得突破进展，新技术研发实力稳步增强。国内激光显示技术及产业基本与国外同步，中科院作为国内激光显示研究的代表单位，率先在国内实现了三基色激光投影显示。

未来几年中，随着市场需求的不断升级，显示产业也将迎来蓬勃发展的机遇，需要国家加大对显示产业发展的支持力度，打造支撑“中国制造2025”先进发展理念、贯穿显示产业材料和器件材料研发、生产、应用的全链条发展模式，全面提升原始创新能力。营造显示产业可持续发展环境，制定财政、金融、税收等政策，杜绝盲目建设和低水平重复建设，营造绿色、健康的显示产业可持续发展环境。

我国信息安全产业呈现出与世界同步的新趋势，未来应着力扶持自主可控的信息安全产业

随着网络空间战略地位的不断强化，世界各国对网络空间安全空前重视。网络空间的构建以信息技术为基础，网络空间的生存和发展则离不开信息安全技术与产业的强有力支撑。发展信息安全产业、掌控核心技术，成为各国争夺网络空间主动权的战略制高点。

中国科学院信息工程研究所孟丹研究员在近日出版的《2016高技术发展报告》中撰文指出，我国信息安全产业呈现出与世界同步的新趋势，安全服务化在我国信息安全产业界已体现的十分明显，随着信息服务向大型提供商的集中，我国信息安全产业也逐渐从提供单独产品向提供成套服务转变。信息安全产业与信息产业的融合正初现端倪，这种融合既符合国际信息安全产业发展的趋势，也是信息网络广泛互联所带来的必然结果。我国科技部于2016年发布了网络空间安全重点专项，明显体现了国家层面对信息安全与信息技术走向深入融合的预判。

2015年，全国人大就《网络安全法（草案）》向全社会公开征求意见，使中国网络安全的法治建设又向前迈进了一步。但我国信息安全研究领域和产业领域都还面临自主可控能力的欠缺、对“安全的信息技术”发展准备不足、产业化渠道不通畅等问题，需要国家着力扶持自主可控的信息安全产业，提前布局“安全的信息技术”产业，采取有效措施鼓励信息安全科技成果转化。

我国集成电路产业已经形成比较完整的产业链，但自主核心技术依然缺乏

集成电路产业是信息技术产业的核心，是现代高科技发展的基石。过去20年，集成电路技术和产业的飞速发展带动了各行各业的发展进步，加速了互联网和物联网时代的到来，使人类生产和生活智能化的梦想得以实现。目前，世界各国已经把集成电路技术发展水平和产业规模视为衡量国家竞争力和综合国力的重要指标。

中国科学院微电子研究所闫江研究员在近日出版的《2016高技术发展报告》中撰文指出，我国集成电路产业已经形成了比较完整的产业链，设计业发展最快，封装测试业占比最大，并购重组成为企业迅速壮大的捷径。我国成为全球芯片消费第一大国，具有自主知识产权的芯片相继研制成功，但国内产品依然无法满足内需，集成电路产品进出口贸易逆差状况没有改善，存储器领域产品匮乏，国内集成电路产品仍以中低端产品为主。

未来集成电路产业的发展将会沿着三条主线推进，一是遵循摩尔定律，继续在缩小尺寸、提高性能、降低功耗等方面进行完善。二是超越摩尔定律，开发全新的技术和产品，延续集成电路产业的生命力。三是充分利用已经非常成熟的硅基技术，开展交叉学科的融合创新研究，例如硅基光电子、硅基生物芯片、硅基化合物半导体器件等。从摩尔时代到后摩尔时代的路径转变给了我国弯道超车的机会，国家在政策、资金、人才、知识产权等层面的行动，促进了我国集成电路产业统筹发展。

物联网产业快速发展，未来应积极推进物联网产业生态系统布局

物联网是世界经济发展的原动力，是继互联网产业之后世界信息产业第三次浪潮的代表，是信息产业竞争和升级的制高点和核心驱动力。在国家政策的引导和广大企业的参与下，我国在物联网领域的自主创新能力不断增强，物联网产业发展卓有成效。

中国科学院微电子研究所叶甜春研究员在近日出版的《2016高技术发展报告》中撰文指出，我国物联网产业呈现强劲发展势头，以长江三角洲、珠江三角洲、环渤海地区和西部地区为核心的四大产业集聚区各具特色，各区域研发机构、公共服务等配套体系完备，企业分布密集，产业氛围良好。国内物联网热点应用“层出不穷”，物联网以泛在感知、精益控制、数据决策等能力要素集的形式向传统行业的上下游各个环节加速渗透、多维融合，促进产业升级和结构优化，推动新兴业态不断涌现。

我国物联网产业链虽基本完善，但产业链各环节发展不均，传感器、芯片、关键设备制造等高端市场多被发达国家抢占。在物联网3.0时代，我国将继续突破国家大力推动的感知技术、传输技术、信息处理技术、共性技术等关键技术，推进物联网产业生态系统布局；发挥市场主导作用，增强物联网内生发展力；加速物联网产业链协同创新，积极探索有效的商业模式；强化创新驱动，优化物联网发展的配套环境。

高性能计算机技术与产业化发展迅速，高通量计算系统将成为未来国产高性能计算机的重要产业化方向

利用大量处理单元的聚合计算能力来解决复杂问题，是高性能计算（HPC：HighPerformance Computing）最直观的定义，其核心技术是实现众多计算节点的大规模集成和高效协同计算。高性能计算已成为继理论科学和实验科学之后科学发现的第三范式，也被广泛应用到能源、金融、互联网服务、工业仿真等众多领域，其产业化水平侧面代表了一个国家的信息技术和经济发展的水平。

中国科学院计算技术研究所孙凝晖研究员等再近日出版的《2016高技术发展报告》中撰文指出，在国家863计划近25年的持续支持下，我国高性能计算机技术与产业化发展迅速，国内HPC主要应用在互联网服务、超算中心、大数据、电信、云计算和政府部门等十五个领域。基于自主可控处理器的高性能计算机还局限在国家科技项目范畴，尚没有开始产业化进程，在国家战略应用中进行推广是一条可行的发展道路。国产HPC应用软件是我国高性能计算的短板，与国际上的差距最大，具有代表性的国产商用应用软件仅有GeoEast（石油勘探领域）和Grape（大气科学领域）。

随着高性能计算技术在大数据领域的成功应用，大数据分析作为“数据密集型计算”归入广义的高性能计算范畴，以大数据应用为代表的高性能计算向高通量计算发展，高通量计算系统将迎来更为广阔的应用前景，成为未来国产高性能计算机的重要产业化方向。此外，HPC Cloud可能成为未来超算中心的重要运营模式之一，未来的中低端HPC计算机市场可能被云计算中心所主导。

焦念志院士：海洋碳汇关乎气候变化的应对与近海生态环境可持续发展

海洋在国际应对气候变化战略中的重要性日益凸显。2016年4月22日，《巴黎协定》在联合国总部正式签署，为2020年后全球应对气候变化行动作出安排，并首次强调了海洋的重要性。扎实有效推进海洋碳汇研发工作，不仅具有重要的科学意义，而且将更好地为我国应对气候变化、海洋生态文明建设和沿海经济社会可持续发展提供科技支撑，为我国“一带一路”战略添砖加瓦。

厦门大学焦念志院士等在近日出版的《2016高技术发展报告》中撰文指出，我国既有雄厚的海洋碳汇研发基础，也面临诸多挑战。未来我国海洋碳汇研发应在全球变化的大背景下，以海洋碳汇与环境关系为主线，以海洋碳汇过程与机制为突破口，聚焦海洋碳汇来龙去脉的关键环节，通过多学科交叉和协同创新，解析生物驱动的海洋碳汇形成过程和调控机制，厘清我国近海碳的源汇格局，盘点我国主要海区的碳汇家底，建立海洋碳汇与我国面临的主要海洋环境问题的定性定量关系；通过古今结合，反演古海洋碳库与古气候关系，综合解析和深入认知海洋碳汇的演化路径与驱动机制，力争在海洋碳汇对生态环境的调控、海洋碳汇对气候变化的响应与反馈等若干悬而未决的重大科学问题上实现突破，取得原创性成果，引领国际发展趋势；并将在此基础上，建立适合我国国情同时被国际认可的海洋增汇理论、方法和实现路径，抢占海洋碳汇国际制高点。

邬贺铨院士提出中国大数据发展思路与建议

大数据不仅是一种资源，也是一种认识世界的方法，图灵奖得主Jim Gray在2007年提出数据密集型科学发现，被称为是继实验科学、理论科学和计算科学之后的第四种科学研究模式。

中国工程院邬贺铨院士在日前出版的《2016高技术发展报告》中撰文指出，大数据技术覆盖数据获取、存储、过滤、变换、传送、挖掘、呈现、开放、交易和应用全过程，发展大数据是新时期国家竞争力的需要。

为推动中国大数据发展，文章从六个方面提出了相关思路和建议，包括：（1）加大政府开放数据力度，为大众创业万众创新开拓商机，带动企业的数据分享和将分析的结果开放。（2）鼓励合作共享，统一规划政府部门的数据采集与整合及开放的标准、数据中心的建设、部门间数据共享、对公众的数据开放服务等。（3）推动数据服务，建立非盈利大数据分析平台，面向中小企业提供数据分析服务，政府将通过买服务方式弥补该平台的运行费用。（4）理解数据思维，建立基于大数据的分析决策。（5）保障数据安全，包括承载数据的基础设施安全、数据内容安全和数据决策执行层面的安全。（6）培育数据人才尤其是深度分析人才，解决制约大数据发展的瓶颈问题。