12月28日，阿里巴巴達摩院發(fā)布2021十大科技趨勢，這是達摩院成立三年以來(lái)第三次發(fā)布年度科技趨勢。

2020年是不平凡的一年，經(jīng)歷疫情的洗禮，許多行業(yè)重啟向上而生的螺旋，但疫情并未阻擋科技前進(jìn)的腳步，量子計算、基礎材料、生物醫療等領(lǐng)域的一系列重大科技突破紛至沓來(lái)，后疫情時(shí)代，基礎技術(shù)及科技產(chǎn)業(yè)將如何發(fā)展，達摩院為科技行業(yè)提供了全新預測。

材料是一切科技發(fā)展的基礎，新材料技術(shù)已推動(dòng)多輪科技革命。然而，受限于成本高昂、生產(chǎn)工藝不成熟等問(wèn)題，諸多新型材料未能實(shí)現大規模應用。達摩院認為，未來(lái)幾年，以氮化鎵和碳化硅為代表的第三代半導體材料將在材料生長(cháng)、器件制備等技術(shù)上實(shí)現突破，并應用于5G基站、新能源汽車(chē)、特高壓、數據中心等新基建場(chǎng)景，大幅降低整體能耗。

新材料的價(jià)值遠不止提供更優(yōu)的性能，它還能突破傳統材料物理極限，達摩院預測，碳基材料作為制作柔性設備的核心材料，將走出實(shí)驗室并制備可隨意伸縮、彎曲的柔性電子設備，例如用該材料制作的電子皮膚不僅機械特性與真實(shí)皮膚相似，還有外界環(huán)境感知功能。

過(guò)去幾年，AI技術(shù)潤物細無(wú)聲滲透至傳統產(chǎn)業(yè)，例如AI走進(jìn)制造企業(yè)，提升質(zhì)檢工作效率。達摩院認為，AI應用于生產(chǎn)環(huán)節只是開(kāi)始，汽車(chē)、消費電子、服裝、鋼鐵、化工等信息化基礎良好的行業(yè)將實(shí)現供應鏈、生產(chǎn)、資產(chǎn)、物流、銷(xiāo)售等各環(huán)節的全局智能，最終實(shí)現生產(chǎn)及運營(yíng)效率的大幅提升。

在醫療領(lǐng)域，業(yè)界公認AI與藥物、疫苗研發(fā)結合是大勢所趨，但用AI研發(fā)藥物并成功上市的案例極為鮮見(jiàn)。達摩院指出，新型AI算法的迭代及算力突破將解決藥物分子靶點(diǎn)確證、藥物可成藥性等難題，例如在疫苗研發(fā)過(guò)程中，AI可自動(dòng)輸入有效化合物模型，然后與電腦合成程序產(chǎn)生的數億種不同的化學(xué)化合物對比篩選，最終快速找到疫苗的優(yōu)質(zhì)候選化合物。

作為人機交互和人機混合智能未來(lái)技術(shù)，腦機接口在醫療領(lǐng)域極具研究?jì)r(jià)值。達摩院在趨勢中指出，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界正在努力攻克腦信號的采集和處理難題，幫助人類(lèi)更好地理解大腦工作原理，技術(shù)的成熟將加速腦機接口的臨床應用，未來(lái)將為口不能言、手不能動(dòng)的患者提供精準康復服務(wù)。

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展總是在不斷發(fā)散與收斂的模式中躍遷。去年，達摩院曾預測“云將成為IT技術(shù)的創(chuàng )新中心”，時(shí)隔一年，云原生成為云計算領(lǐng)域的新變量，達摩院提出，未來(lái)芯片、開(kāi)發(fā)平臺、應用軟件乃至計算機等將誕生于云上，AI、5G、區塊鏈等技術(shù)都將以云原生的方式落地，企業(yè)獲取IT服務(wù)的路徑再次被縮短。

創(chuàng )新永無(wú)終點(diǎn)，但每一次技術(shù)創(chuàng )新都必然沿著(zhù)普惠的既定軌跡前行。達摩院認為，AI、5G、云計算及IoT等數字技術(shù)正發(fā)生前所未有的化學(xué)反應，農業(yè)乃至城市都將因此發(fā)生新一輪變革。在農業(yè)領(lǐng)域，自動(dòng)監測農作物、精細化育種，農產(chǎn)品物流運輸可追溯都將變成現實(shí)；城市將擁有一顆超級大腦，感知、通信、決策能力全面提升，為城市提供整體治理能力。

附：達摩院2021十大科技趨勢

趨勢一、以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導體迎來(lái)應用大爆發(fā)

以氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）為代表的第三代半導體，具備耐高溫、耐高壓、高頻率、大功率、抗輻射等優(yōu)異特性，但受工藝、成本等因素限制，多年來(lái)僅限于小范圍應用。近年來(lái)，隨著(zhù)材料生長(cháng)、器件制備等技術(shù)的不斷突破，第三代半導體的性?xún)r(jià)比優(yōu)勢逐漸顯現并正在打開(kāi)應用市場(chǎng)：SiC元件已用于汽車(chē)逆變器，GaN快速充電器也大量上市。未來(lái)5年，基于第三代半導體材料的電子器件將廣泛應用于5G基站、新能源汽車(chē)、特高壓、數據中心等場(chǎng)景。

趨勢二、后“量子霸權”時(shí)代，量子糾錯和實(shí)用優(yōu)勢成核心命題

2020年為后“量子霸權”元年，世界對量子計算的投入持續上漲，技術(shù)和生態(tài)蓬勃發(fā)展，多個(gè)平臺異彩繽紛。這一潮流將在2021年繼續推高社會(huì )的關(guān)注和期待，量子計算的研究需要證明自身的實(shí)用價(jià)值；業(yè)界需要聚焦“后霸權”時(shí)代的使命：協(xié)同創(chuàng )新，解決眾多的科學(xué)和工程難題，為早日到達量子糾錯和實(shí)用優(yōu)勢兩座里程碑鋪路奠基。

趨勢三、碳基技術(shù)突破加速柔性電子發(fā)展

柔性電子是指經(jīng)扭曲、折疊、拉伸等形狀變化后仍保持原有性能的電子設備，可用作可穿戴設備、電子皮膚、柔性顯示屏等。柔性電子發(fā)展的主要瓶頸在于材料——目前的柔性材料，或者“柔性”不足容易失效，或者電性能遠不如“硬質(zhì)”硅基電子。近年來(lái)，碳基材料的技術(shù)突破為柔性電子提供了更好的材料選擇：碳納米管這一碳基柔性材料的質(zhì)量已可滿(mǎn)足大規模集成電路的制備要求，且在此材料上制備的電路性能超過(guò)同尺寸下的硅基電路；而另一碳基柔性材料石墨烯的大面積制備也已實(shí)現。

趨勢四、AI提升藥物及疫苗研發(fā)效率

AI已廣泛應用于醫療影像、病歷管理等輔助診斷場(chǎng)景，但AI在疫苗研發(fā)及藥物臨床研究的應用依舊處于探索階段。隨著(zhù)新型AI算法的迭代及算力的突破，AI將有效解決疫苗/藥物研發(fā)周期長(cháng)、成本高等難題，例如提升化合物篩選、建立疾病模型、發(fā)現新靶點(diǎn)、先導化合物發(fā)現及先導藥物優(yōu)化等環(huán)節的效率。AI與疫苗、藥物臨床研究的結合可以減少重復勞動(dòng)與時(shí)間消耗，提升研發(fā)效率，極大的推動(dòng)醫療服務(wù)和藥物的普惠化。

趨勢五、腦機接口幫助人類(lèi)超越生物學(xué)極限

腦機接口是新一代人機交互和人機混合智能的關(guān)鍵核心技術(shù)。腦機接口對神經(jīng)工程的發(fā)展起到了重要支撐與推動(dòng)作用，幫助人類(lèi)從更高維度空間進(jìn)一步解析人類(lèi)大腦的工作原理。腦機接口這一新技術(shù)領(lǐng)域探索性的將大腦與外部設備進(jìn)行通信，并借由腦力意念控制機器。例如在控制機械臂等方面幫助提升應用精度，將為神智清醒，思維健全，但口不能言、手不能動(dòng)的患者提供精準康復服務(wù)。

趨勢六、數據處理實(shí)現“自治與自我進(jìn)化”

隨著(zhù)云計算的發(fā)展、數據規模持續指數級增長(cháng)，傳統數據處理面臨存儲成本高、集群管理復雜、計算任務(wù)多樣性等巨大挑戰；面對海量暴增的數據規模以及復雜多元的處理場(chǎng)景，人工管理和系統調優(yōu)捉襟見(jiàn)肘。因此，通過(guò)智能化方法實(shí)現數據管理系統的自動(dòng)優(yōu)化成為未來(lái)數據處理發(fā)展的必然選擇。人工智能和機器學(xué)習手段逐漸被廣泛應用于智能化的冷熱數據分層、異常檢測、智能建模、資源調動(dòng)、參數調優(yōu)、壓測生成、索引推薦等領(lǐng)域，有效降低數據計算、處理、存儲、運維的管理成本，實(shí)現數據管理系統的“自治與自我進(jìn)化”。

趨勢七、云原生重塑IT技術(shù)體系

在傳統IT開(kāi)發(fā)環(huán)境里，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上線(xiàn)周期長(cháng)、研發(fā)效能不高，云原生架構充分利用了云計算的分布式、可擴展和靈活的特性，更高效地應用和管理異構硬件和環(huán)境下的各類(lèi)云計算資源，通過(guò)方法論工具集、最佳實(shí)踐和產(chǎn)品技術(shù)，開(kāi)發(fā)人員可專(zhuān)注于應用開(kāi)發(fā)過(guò)程本身。未來(lái)，芯片、開(kāi)發(fā)平臺、應用軟件乃至計算機等將誕生于云上，可將網(wǎng)絡(luò )、服務(wù)器、操作系統等基礎架構層高度抽象化，降低計算成本、提升迭代效率，大幅降低云計算使用門(mén)檻、拓展技術(shù)應用邊界。

趨勢八、農業(yè)邁入數據智能時(shí)代

傳統農業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在土地資源利用率低和從生產(chǎn)到零售鏈路脫節等瓶頸問(wèn)題。以物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算等為代表的科學(xué)技術(shù)正在與農業(yè)產(chǎn)業(yè)深度融合，打通農業(yè)產(chǎn)業(yè)的全鏈路流程。結合新一代傳感器技術(shù)，農田地面數據信息得以實(shí)時(shí)獲取和感知，并依靠大數據分析與人工智能技術(shù)快速處理海量領(lǐng)域農業(yè)數據，實(shí)現農作物監測、精細化育種和環(huán)境資源按需分配。同時(shí)，通過(guò)5G、物聯(lián)網(wǎng)、區塊鏈等技術(shù)的應用確保農產(chǎn)品物流運輸中的可控和可追溯，保障農產(chǎn)品整體供應鏈流程的安全可靠。農業(yè)將告別“靠天”吃飯進(jìn)入智慧農業(yè)時(shí)代。

趨勢九、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)從單點(diǎn)智能走向全局智能

受實(shí)施成本和復雜度較高、供給側數據難以打通、整體生態(tài)不夠完善等因素限制，目前的工業(yè)智能仍以解決碎片化需求為主。疫情中數字經(jīng)濟所展現出來(lái)的韌性讓企業(yè)更加重視工業(yè)智能的價(jià)值，加之數字技術(shù)的進(jìn)步普及、新基建的投資拉動(dòng)，這些因素將共同推動(dòng)工業(yè)智能從單點(diǎn)智能快速躍遷到全局智能，特別是汽車(chē)、消費電子、品牌服飾、鋼鐵、水泥、化工等具備良好信息化基礎的制造業(yè)，貫穿供應鏈、生產(chǎn)、資產(chǎn)、物流、銷(xiāo)售等各環(huán)節在內的企業(yè)生產(chǎn)決策閉環(huán)的全局智能化應用將大規模涌現。

趨勢十、智慧運營(yíng)中心成為未來(lái)城市標配

在過(guò)去10年時(shí)間里，智慧城市借助數字化手段切實(shí)提升了城市治理水平。但在新冠疫情防控中，一些所謂的智慧城市集中暴露問(wèn)題，特別是由于“重建設輕運營(yíng)”所導致的業(yè)務(wù)應用不足。在此背景下，城市管理者希望通過(guò)運營(yíng)中心盤(pán)活數據資源、推動(dòng)治理與服務(wù)的全局化、精細化和實(shí)時(shí)化。而AIoT技術(shù)的日漸成熟和普及、空間計算技術(shù)的進(jìn)步，將進(jìn)一步提升運營(yíng)中心的智慧化水平，在數字孿生基礎上把城市作為統一系統并提供整體智慧治理能力，進(jìn)而成為未來(lái)城市的數字基礎設施。