工程院：我国电子信息领域面临“十三大挑战”

2024-07-15 17:28:35

　　米兰体育app下载人民网北京2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。

　　进入夏季后，天气变得炎热，人们倾向于前往游泳场所或待在有空调系统的公共场所内活动。专家提示，在这些场所要做好个人健康防护，避免相关疾病发生。

　　在最新一期《自然·材料》杂志上的一篇论文中，澳大利亚悉尼大学团队报告了一种解码“材料基因组”的新方法。至关重要的是，SRO提供了详细的原子级蓝图，增强了人们对材料行为的计算模拟、建模和最终预测的能力。

　　7月1日，载誉归来的李德仁院士在武汉大学作了名为《爱我中华，科技报国》的专题报告。报告会上，武汉大学黄泰岩号召全校师生以李德仁院士为榜样，把学术追求融入建设科技强国的伟大事业中。

　　随着人工智能技术的迭代发展，越来越多的高校学生开始尝试用AI查资料、润色句子，甚至用AI论文。作为国内第一批尝试“用AI检测AI”的高校，华北电力大学与知网合作，开发了“AIGC（生成式人工智能）检测服务系统”，专门用于检测本校2024届研究生的学位论文使用AI生成的情况。

　　海草床贮存碳的效率比森林高90倍，具有水质净化和调控功能，是保护海岸的天然屏障仲夏时节，漫步在黄渤海海域近岸，可见成片盛开着花朵的海草床。要想恢复“海底草原”，亟待加强保护，如建立保护区；也需开展生态修复，即“海底种草”。

　　海上风力发电装备与风能高效利用全国重点实验室是目前我国风电领域唯一的全国重点实验室，科研团队也因此有一个诗意的名字：“追风者”。

　　走进2024世界人工智能大会展览区，“人形机器人先锋阵列”令人眼前一亮。7月4日在2024世界人工智能大会拍摄的全尺寸通用人形机器人开源公版机“青龙”。

　　7月5日6时49分，我国在太原卫星发射中心使用长征六号改运载火箭，成功将天绘五号02组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得成功。

　　根据新路线图，ITER规划目标保持不变，但氘-氚聚变实验阶段开始时间将推迟到2039年，由此产生的额外成本达50亿欧元。

　　7月4日，记者从广西壮族自治区林业局获悉：近一年来，广西发现新物种48个。不断发现新物种，进一步丰富了我国生物多样性本底资源，为生物多样性研究拓展了新空间。

　　最终，“智慧应县木塔”体验应用还原复刻木塔一至五层五大探索场景，实现了模拟登塔、艺术还原、古今融合等突破。

　　一件出土于甘肃夏河白石崖溶洞的人肋骨化石，将丹尼索瓦人的最晚生存时间从距今约5.5万年刷新至距今约4万年。该研究由兰州大学、中国科学院青藏高原研究所和丹麦哥本哈根大学共同主导，

　　7月4日，2024世界人工智能大会暨人工智能全球治理高级别会议发表《人工智能全球治理上海宣言》。

　　7月1日，国家重大科技基础设施高能同步辐射光源（HEPS）的储存环完成全环真空闭环，标志着储存环全环贯通，进入联调阶段。

　　据介绍，嫦娥七号任务已经遴选了6台国际载荷；嫦娥八号任务向国际社会提供约200公斤的载荷搭载空间，已收到30余份合作申请。

　　自黄河站2004年建站以来，中国科研人员持续监测北极环境变化，收集冰川、陆地生态、海洋生态、空间物理等方面的数据。

　　专家提醒，对于一些气道高敏、有哮喘病史的孩子，这类刺激性气体可能会诱发气道痉挛，引发哮喘，严重的甚至会引起急性肺水肿。

　　连日来，我国北方持续受到大范围高温天气的影响。河北中部、山东西北部、新疆吐鲁番等地接连出现了40℃至43.3℃的极端高温，同时，我国山东、河北、天津、江苏等地的27个国家气象观测站的日最高气温也突破了6月上旬的极值

　　“极地”号是由我国自主设计、自主建造的新一代破冰调查船。“雪龙2”号是全球第一艘采用船艏、船艉双向破冰技术的极地科考破冰船。