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工程院:我国电子信息领域面临“十三大挑战”
人民网北京2月15日电 (记者赵竹青)记者从中国工程院获悉,2月15日,中国工程院信息与电子工程学部、中国信息与电子工程科技发展战略研究中心在京发布“中国电子信息工程科技发展十三大挑战(2022)”,总结提炼出中国电子信息工程科技当前的发展趋势和面临的重大挑战。这些挑战包括:信息领域的自主可控,实现超高速、高性能、低功耗、多功能、高密度光电子器件,研发出基于新一代信息技术的智能化管控系统和智能化工业软件,研发软件定义、软硬协同、场景驱动、应用感知、智能赋能的基础软件等。
中国工程院党组成员、副院长陈左宁院士表示,中国工程院作为中国工程科学技术界最高荣誉性、咨询性学术机构,要紧密围绕国家经济社会发展和科技创新的全局性、战略性问题,牢牢把握电子信息领域的发展态势,为国家相关决策提供准确、前瞻、及时的建议。在当前全球科技创新进入密集活跃期,信息与电子工程科技成为全球创新最活跃、应用最广泛、辐射带动作用最大的科技领域的背景下,及时把握电子信息领域的研究进展、发展趋势和面临的挑战,对我国建设科技强国、实现高水平科技自立自强、做强做优做大数字经济具有重要意义。
据悉,中国工程院信息与电子工程学部从2014年起开展《中国电子信息工程科技发展研究》系列研究工作,主要目标是分析研究电子信息领域年度科技发展情况,综合阐述国内外年度本领域重要突破及标志性成果。2015年11月,由中国工程院、中央网信办、工业和信息化部、中国电子科技集团联合成立了中国信息与电子工程科技发展战略研究中心,深入开展此项研究工作。2018年以来,项目由余少华、陆军两位院士负责,组织院士、专家300余人,充分发挥国家部委、企事业单位和高校科研院所中各层面专家学者的智力优势,完成了《中国电子信息工程科技发展研究》综合篇、专题篇和专题小册子等系列研究成果,并在此基础上凝练中国电子信息工程科技发展趋势和挑战,为我国科技人员准确把握电子信息领域发展趋势提供参考,同时也为我国制定电子信息科技发展战略提供支撑。
以数字化、网络化、智能化为特征的信息化浪潮方兴未艾,信息技术一日千里、欣欣向荣,全面融入人类社会生产生活,与各行业不断交叉融合,正深刻改变着世界的经济格局、文化格局、安全格局和竞争格局。在双循环战略下,如何快速有效组织国内外优势科技力量,构建新型体制机制,攻克系列关键核心技术,补短板,加长板,建立与新时代大国竞争力和经济社会可持续发展相适应的信息体系,确保国家在信息领域自主可控、安全可靠是该领域当前面临的重要挑战。
境外和国际上3nm制程有望今年推出,2nm制程也已列入研发计划。先进芯片工艺日益趋近物理极限,涉及设计到制造产业链关键环节,如设备、材料、EDA/IP核等基本被国际大企业垄断。国内企业创新能力提升面临重大挑战。新器件、新结构、新材料、新工艺、新封装等技术协同创新推进产业化,是应对微电子领域挑战的重要技术途径。实现超高速、高性能、低功耗、多功能、高密度光电子器件是信息光电子领域面临的重要挑战,发展光子集成、光电集成和光电融合等技术是应对信息光电子领域挑战的重要技术途径。
光学工程是融合光学、精密机械、电子学、材料、计算机等技术解决多种工程应用问题的交叉学科,重点研究光信息的获取、传输、处理、存储、显示以及激光技术应用,正向着紫外、可见光、红外等多频段,强度、光谱、偏振、相位等多维度,探测、成像、测距、通信等多功能,微纳、超快、超分辨、X射线及太赫兹光学等多种新技术方向发展。如何实现光学工程高质量的信息化、网络化、自动化、芯片化、数字化、智能化,提高复杂环境下的动态感知和处理能力是该领域当前面临的重要挑战。
新一代国家测量体系建设已经启动,国家仪器产业体系建设已开始布局,重要场景下的关键核心测量技术亟待突破,整体测量能力亟待提升,特别是支撑超精密光刻机、高端航空发动机和高端工业母机等为代表的高精尖装备研发制造中的超精密测量与仪器技术亟待率先突破,制造质量调控能力亟待提升;支撑数字化制造、数字化医疗、智慧城市建设等领域发展的数字化测量、网络化测量、精密仪器和传感器等共性核心技术突破是该领域当前面临的重要挑战。
随着5G移动信息网络的加速构建,5G网络与各行业应用的垂直整合面临较大挑战。6G研发加速布局。互联网作为支撑未来十年全球信息传输基础设施的主导体系架构,面临万物互联、万事互联时代toB、toM、toX、高速核心器件等多样化需求带来的前所未有挑战。在网络流量的爆发式增长、陆海空天全覆盖和“双碳”背景下,网络需满足巨容量、大连接、广覆盖、高可靠、绿色节能、低成本等需求,弹性智能网络架构、服务质量、用户体验、网络安全性和可靠性等是该领域当前面临的重要挑战。
新形势下的网络安全在于风险消减与赋能增值双轮驱动。在网络系统的缺陷管控与纵深防御中,如何应对海量存量威胁治理及其有效防护不足、网络安全边界的削弱,如何构建威胁画像、威胁情报运营机制及安全知识体系;在运行任务的威胁管控与时机防御中,如何应对动态环境下“未知的未知”攻击,如何构建威胁感知的时机防御形态,如何打造计算和防护融合新模式、形成运行和防御并行双结构;如何实施风险管理与量化评估手段以支撑网络安全保险;如何破解数据安全和隐私保护与数据流动和开发利用相悖等难题,都是该领域面临的主要挑战。
以实时化信息获取传输与大数据处理为手段,掌握与复杂多变海洋环境规律耦合的水下目标声学信息,实现海洋水下信息自主掌控是该领域当前面临的重要挑战。
随着5G、物联网、无人系统、人工智能等技术领域的快速发展、重大基础设施和先进智能化装备或系统的建设与应用,电磁环境适应性和电磁安全性成为各类智能装备系统可靠安全运行的重要制约因素。促进电磁场与电磁环境效应学科建设,开展电磁场基础问题研究,加强电磁环境主动感知、智能电磁防护、电磁防护仿生、高性能电磁综合仿真计算等自主原创性技术攻关,提升智能化装备电磁防护能力是该领域当前面临的重要挑战。
物理信息因果关系不清的复杂工业动态系统建模、控制与优化机理不清情况下的数学建模、开放环境下输入/输出相关信息处于开放环境且变化不确定、感知信息难以获取、控制与决策目标多尺度多冲突等控制理论与技术问题,为此需开展工业动态系统人工智能研究,并将工业互联网、工业自动化与信息化技术与制造业深度融合,研发出基于新一代信息技术的智能化管控系统和智能化工业软件,是该领域当前面临的重要挑战。
脑认知与人工智能加速融合,多尺度动态脑观测、针对记忆、情绪、视觉等认知功能的机理揭示,和易泛化、鲁棒性、低功耗的脑启发人工智能理论与模型的建立是当前技术难点;在边缘计算设备、可穿戴设备、高速设备等高速低功耗场景应用需求迫切,打破冯诺依曼计算架构,研制感存算一体、大带宽的新型智能计算器件与系统,是突破当前算力与能效核心瓶颈的重要挑战。
当前存在智能计算理论基础不坚实、人网物协同计算范式不成熟、内生安全计算机理不清晰等新型应用带来的对计算理论、机理和方法的挑战,后摩尔时代单位体积和能耗下算力提升困难、单一计算架构难以有效应对计算环境对全场景及不确定性支撑的挑战,以及新型泛在计算基础软件理论与技术的挑战。为此需开展多元计算架构形态研究,深耕量子、类脑、光子等前沿技术,将计算、存储、网络深度融合,在微体系结构、微纳结构、新材料新工艺新器件等方面持续创新,研发软件定义、软硬协同、场景驱动、应用感知、智能赋能的基础软件,这些都是该领域当前面临的重要挑战。
新时代、新态势、新征程背景下,计算机应用正在迈向新的阶段、催生新的理念、推向新的格局。随着万物互联与智能技术融合程度的不断加深,满足工业、农业、能源、金融、商务、交通、政务、教育、医疗、健康、养老等复杂场景应用需求成为计算机应用技术发展的内在驱动力。通过对复杂场景异构信息系统之间进行功能调用或者交换共享数据,实现系统间数据、信息、知识的互联互通,实现现实世界与虚拟世界的新型虚实相融,将越来越重要。技术发展如何与经济社会复杂场景应用相融合是该领域当前面临的重要挑战。
如何建立国家、省、市三级重大突发事件(比如新冠肺炎爆发、特大暴雨灾害等)信息化决策体系,集思广益,突破局限性,延伸到经济社会发展各领域;如何整合相关部门的数据资源和科技力量,包括医疗卫生、公安、交通、建设、环保、教育、能源、民政、国企数据等,建立重大突发事件大数据综合平台,形成预警能力和快速反应能力,把灾害损失降到最小,是应对重大突发事件、提升国家综合治理能力的重要挑战。
迄今最大、最全面的人类肺细胞图谱8日发表在《自然·医学》杂志上。研究发现了肺纤维化、癌症和新冠肺炎之间的共同细胞状态,为理解肺部疾病提供了新的途径,有助于确定新的治疗靶点。
有意识地培养可以与智能工具良好沟通的数字素养,掌握好驾驭这项新技术的本领,从而把握住人工智能带来的机遇,应对好人工智能带来的挑战回答问题、创作代码、翻唱歌曲……近期,被称为生成式人工智能的新技术被应用于许多新场景、新产品。
前不久,北斗三号工程的首颗备份卫星在西昌卫星发射中心成功发射。杨俊介绍,星间链路让北斗组成了一张网,卫星们“手拉手”,自动“保持队形”,从而使卫星定位精度大幅提升,确保了北斗系统全球范围内的服务精度。
记者张翼从国家电网公司获悉,沙漠、戈壁、荒漠地区首条外送特高压直流工程——国家电网有限公司宁夏—湖南±800千伏特高压直流输电工程及汨罗抽水蓄能电站11日同步举行开工仪式。两项工程投产后,宁夏电力外送规模将超过2000万千瓦,有力促进新能源开发外送和大范围优化配置,开启“沙戈荒”能源开发利用的新篇章。
日前,记者在浙江、北京、重庆、河北、天津等多地调研发现,一些高校和地方试点建立了创新概念验证中心,主动探索创新链、产业链、资金链、人才链“四链”深度融合的经验。创新概念验证中心是什么?能否成为“四链”深度融合的样本?能否成为促进科技成果转化的新动能?记者进行了深入调研,采访了有关专家。
近期,我国科技创新领域的大事、喜事不断。5月28日,由首架国产大飞机C919执飞的东航MU9191航班,从上海成功飞抵北京;5月30日上午,我国成功发射神舟十六号载人飞船,首次包含了“航天驾驶员、航天飞行工程师、载荷专家”等多个类型的航天员。
从个人生活角度看,电子证照正在不断深入异地就医报销、婚姻与生育登记、不动产登记、户籍迁移等应用场景。
科幻电影、科幻网络电影、科幻剧集、科幻微短剧和科幻中短视频等取得的成绩均可圈可点。
海西州共有大小不等的盐湖33个,各种无机盐探明储量达3709亿吨,钾、镁、锂资源储量均居中国首位。
以数字技术为支撑的工业互联网,促进了数据等生产要素的高效流动,为企业开展产品创新、商业模式创新和技术创新提供了更多支撑。
联合国政府间气候变化专门委员会最新一次评估报告认为,北冰洋预计最早在本世纪中叶前后出现夏季无冰的现象。
党的十八大以来,习多次强调科普的重要性。笔者认为,同其他行业和领域一样,做好科普工作必须立足我国国情,探索中国式科普新思维。
6月7日,国际学术期刊《自然》在线发表了中国科学院国家天文台赵刚研究员带领的国际团队的一项重要成果。
珠峰是地球感受全球气候变化的最高哨位,对该地区开展严格的生态保护,对中国和全世界意义都很重大。
自从进了研究所的大门,我一直做应用性很强的工作,从核武器到高能激光,其中的工程技术问题很多,这让我体会到了大量基础学科的问题,也尤感基础研究的重要。
受制于材料、工艺等原因,该水电站此前使用的大型冲击式机组核心部件转轮长期依赖进口,费用、时间成本高。
习在2022年12月召开的中央农村工作会议上系统论述农业强国的中国特色时,将“依靠自己力量端牢饭碗。14亿多人口的中国,任何时候都必须自力更生保自己的饭碗
健康快乐的童年是什么样?必不可少的,是拥有一双明亮的眼睛,一副茁壮的身板,一颗丰润的心灵……然而,近年来,青少年视力健康问题日益突出,一副副“小眼镜”,挡住了孩子们望向远方的清澈目光。
眼睛是心灵的窗户,每个人从出生开始就需要进行眼健康管理。我们在青少年时期可能会近视,成年后易于出现视疲劳,40岁之后随着调节力的生理性下降,会出现花眼,老年后由于光损害及自然衰老会出现眼睛机能减退甚至眼病损害等。