我国科技前沿领域的战略支撑
行业动态   综合   产业动态   2023年01月04日
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内容摘要：在《“十四五”规划纲要和2035年远景目标纲要》中，量子信息、“三深一地”探测、脑科学研究等继续成为“十四五”期间的发展重点；而集成电路、基因与生物技术、临床医学与健康等则为新增的发展重点。

科技自立自强是国家发展的战略支撑。根据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》，“十四五”时期，我国将瞄准人工智能、量子信息、集成电路、脑科学、深空深地深海等前沿领域，实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。我国研发（R&D）经费支出、专利授权量不断增长，国家创新体系也不断完善。

 

在《“十四五”规划纲要和2035年远景目标纲要》中，量子信息、“三深一地”探测、脑科学研究等继续成为“十四五”期间的发展重点；而集成电路、基因与生物技术、临床医学与健康等则为新增的发展重点。

 

此外，《“十四五”规划纲要和2035年远景目标纲要》中提出：适度超前布局国家重大科技基础设施，提高共享水平和使用效率。国家重大科技基础设施的类型包括：战略导向型、应用支撑型、前瞻引领型和民生改善型。对“每万人高价值发明专利拥有量”和“全社会研发经费投入增速”提出了预期性的发展指标，且强调了“高价值”创新和“高强度”的研发投入。新一代人工智能是基于新一代信息技术的发展和人类智能活动规律的研究，用于模拟、延伸和扩展人类智能，其呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放和自主智能的新特点。

 

一、人工智能成为带动我国产业升级和经济转型的主要动力

 

我国人工智能领域在国际上的活跃度和影响力不断提升，在自动机器学习、神经网络可解释性方法、异构融合类脑计算等领域中都涌现了一批具有国际影响力的创新性成果。涌现了具有国际影响力的AI企业。据中国科学院大数据挖掘与知识管理重点实验室公布的“2019年全球人工智能企业TOP20榜单”中，中国有7家企业上榜，且中国有5家企业排名榜单前十。截至2019年末，我国约有797家人工智能企业，占全球人工智能企业总数的14.8%，数量仅次于美国。

 

“十四五”期间，我国新一代人工智能产业将着重构建开源算法平台、并在学习推理与决策、图像图形等重点领域进行创新。科大讯飞重点是加快人工智能在我国基层医疗的应用，以以及利用人工智能技术推广普及国家通用语言。联想运用信息技术切实解决老年人困难。根据《新一代人工智能发展规划》，到2025年，我国人工智能基础理论实现重大突破，部分技术与应用达到世界领先水平，人工智能成为带动我国产业升级和经济转型的主要动力，智能社会建设取得积极进展，人工智能核心产业规模将超过4000亿元，带动相关产业规模超过5万亿元；到2030年，我国人工智能理论、技术与应用总体达到世界领先水平。

 

二、量子信息积极布局重点领域和攻关科技任务

 

以量子计算、量子通信和量子测量为代表的量子信息技术已成为未来国家科技发展的重要领域之一。近年来，全球科技巨头纷纷布局量子计算领域；同时，在各国政府、投资机构的推动下，量子计算领域的初创企业大量涌现。根据《“十四五”规划纲要和2035年远景目标纲要》，“十四五”期间，我国量子信息领域的科技攻关任务围绕量子通信技术研发、量子测量技术突破和量子计算的产品研制。

全国两会代表建言建议：

1量子通信方面，构建完整的天地一体广域量子通信网络技术体系，率先推动量子通信技术在金融、政务和能源等领域广泛应用；?

2量子计算方面，将有效解决大尺度量子系统的效率问题，实现数百个量子比特的相干操纵，研制专用量子模拟机以解决若干经典计算机难以解决的具有重大实用价值的问题，并为实现通用量子计算机奠定基础；?

3量子精密测量方面，将突破与导航、医学检验、科学研究等领域密切相关的量子精密测量关键技术，研制一批重要量子精密测量设备。

 

在量子计算领域，我国科技巨头阿里巴巴、腾讯、百度和华为通过与科研机构合作等方式成立量子实验室，布局量子处理器硬件、量子计算云平台等领域；而初创公司-本源量子，则在量子处理器硬件、开源软件平台和量子计算云服务等方面进行探索。量子通信领域，纷纷布局，其中三大运营商一方面助力量子通信的应用落地，另一方面也不断创新应用技术、提升通信等行业的安全标准。

 

 

根据中国信通院公布的《量子信息技术发展与应用研究报告（2020年）》，“十四五”量子信息产业的发展方向，在量子测量领域，以五大技术路线为发展主线，这五大技术包括基于冷原子相干叠加，基于核磁共振或顺磁共振等。

图示

 

 

三、集成电路产业引领新一轮科技产业变革

 

集成电路产业信息产业的核心之一，是引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量。我国集成电路产业快速增长，2020年，集成电路产业销售额达8848亿元，平均增长率达到20%，为同期全球产业增速的3倍。但同时，我国集成电路的进出口贸易逆差总体扩大，2020年达2334.4亿美元。

 

在国家政策和市场需求的驱动下，国内涌现出一批龙头企业，在集成电路设计环节，有海思半导体、豪威集团、智芯微电子等企业；在集成电路的研发创新方面，2020年，浪潮智能、华虹集团和长江储存科技的专利公开量排名靠前。根据《“十四五”规划纲要和2035年远景目标纲要》，“十四五”期间，我国集成电路产业将围绕技术升级、工艺突破、产业发展和设备材料研发四个方面重点发展。

 

特色工艺突破：集成电路先进工艺和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、微机电系统（MEMS）等。

技术升级：先进存储技术。

产业发展：碳化硅、氮化嫁等宽禁带半导体发展。

研发重点：集成电路设计工具、重点装备和高纯靶材等关键材料

 

 

展望2030年，我国集成电路产业链主要环节达到国际先进水平，一批企业进入国际第一梯队，实现跨越发展。根据《国家集成电路产业发展推进纲要》中提出的发展目标，至2015年，集成电路产业销售收入超过3500亿元；至2020年，全行业销售收入年均增速超过20％，截至2021年3月末，这两项目标均已完成。另根据国家制造强国建设战略咨询委员会发布的《中国制造2025》重点领域技术路线图，其中针对集成电路产业的市场规模、产能规模等提出了具体的量化发展目标：

 

围集成电路产业的产业规模、龙头企业数量等内容，提出了“十四五”时期的发展目标：

 

 

四、中国脑科学计划推进中国脑计划事业的发展

 

大脑是人类最重要的器官，理解大脑的结构与功能是21世纪最具挑战性的前沿科学问题。脑科学研究既对有效诊断和治疗脑疾病有重要的临床意义，还可推动新一代人工智能技术和新型信息产业的发展。近年来，美国、欧盟、日本等国家（地区）纷纷宣布启动脑科学研究，即“脑计划”；经过多年的筹划，中国脑计划也于2016年正式启动。北京和上海成立了北京脑科学与类脑研究中心、上海脑科学与类脑研究中心，均已启动“脑科学与类脑智能”地区性计划，开始资助相关研究项目；各高校也纷纷成立类脑智能研究中心。同时，据科技部发布的《国家重点基础研究发展计划（含重大科学研究计划）结题项目验收结果（2016-2019年）》，其中有关中国“脑计划”的项目也陆续验收通过。

 

中国脑科学计划以“一体两翼”为结构，即以研究脑认知的神经原理为基础，用以研发重大脑疾病的治疗方法和推动新一代人工智能的发展。另据《“十四五”规划纲要和2035年远景目标纲要》，“十四五”期间，我国脑科学与类脑研究将围绕脑认知原理解析、脑介观神经联接图谱绘制、脑重大疾病机理与干预研究等五项重点。

 

根据科技部公布的《科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目2020年度项目申报指南（征求意见稿）》，脑科学与类脑研究重大项目2020年度围绕脑认知原理解析等5个方面部署研究任务，实施期限一般为5年。根据中国脑计划“一体两翼”的结构特征，中科院神经科学研究所所长、脑科学与智能技术卓越创新中心主任蒲慕明表明，中国脑计划在于推动我们对大脑基本规律的理解，同时利用神经科学的基础研究成果来满足一些紧迫的社会需求，比如人民脑健康的改善与新技术的发展。同时，2020年11月初，科技部召开了中国脑计划第一次中心专家会议，会议透露：未来国家将拿出540亿元，正式推进中国脑计划的发展。

 

五、临床医学研究建设围绕重点任务展开

 

临床医学研究一直是我国医学科技发展的薄弱环节。“十三五”以来，我国医学实验室、药物临床试验机构、国家临床医学研究中心等平台建设工作不断推进，截至2020年末，科技部共公布了四批国家临床医学研究中心，数量达51家。此外，中国的临床医学研究论文数量增长迅速，2018年以4.43万篇位居全球第二，占全球比重也从2009年的5.06%提升至13.57%。

国家临床医学研究中心（简称“中心”）的建设是有效强化我国医学创新能力的重要举措。根据《“十四五”规划纲要和2035年远景目标纲要》，“十四五”期间，我国临床医学和健康领域将重点聚焦癌症和心脑血管等发病机制基础研究、主动健康干预技术研发等四项任务；另根据《国家临床医学研究中心五年（2017-2021年）发展规划》、第一至第四批国家临床医学研究中心已布局领域分布，我国还有多类重点病种领域的研发平台仍待布局，这些未布局领域的平台建设也将成为“十四五”期间的重点任务。

 

 

 

六、深空探测领域将开展多项攻关任务和广泛合作

 

 

探索浩瀚宇宙是全人类的共同梦想。从全球深空探测的现状看，月球和火星是世界各国首要的探测目标。截至2020年3月，美国、俄罗斯（含苏联时期）、中国、日本、印度、欧洲等国家（地区）先后实施了240余次深空探测活动。其中，美国在深空探测活动中处于领先位置；而中国起步较晚，但成功率达100%。截至2020年末，全球在轨深空探测任务共计35个，其中中国在轨深空探测任务共有4个。同时，截至2020年末，中国大陆地区共有19家高校、研究机构、企业成为了国际宇航联合会的会员单位，大部分位于北京市，说明我国航天领域的国际影响力进一步加强。

“十四五”期间，我国深空探测领域将开展四项攻关任务，内容涉及基础科学研究、星级探测、探月工程四期建设和重要设备的研制。同时，2021年3月9日，中国国家航天局与俄罗斯国家航天集团公司签署《中华人民共和国政府和俄罗斯联邦政府关于合作建设国际月球科研站的谅解备忘录》，未来双方将在国际月球科研站建设方面开展广泛合作。

 

“十四五”规划任务，以及中国探月与深空探测网披露的信息显示，“十四五”期间，我国航天领域的发展目标主要包括以下六大方面：

 

 

七、深地深海、极地探测领域发展

 

在人类发展的4大战略空间（陆/海/空/天）中，海洋是第二大空间，也是生物资源、能源、水资源等资源的开发基地。随着深海工程技术的进步，深海探测正成为国际地球科学的研究前沿。深海探测技术体系包括深海运载器探测技术、深海传感探测技术和深海取样探测技术，我国深海装备项目取得重要进展。

 

深地探测是了解地球深部构造、物质成分分布及演化规律的重要手段。我国深地探测研究主要开展了深地资源勘查开采重点专项（2016年科技部）和深部探测地质调查项目（2016-2018年，原国土资源部和中国地质调查局），并取得了多项进展。同时，对比全球地球深部探测工作开展较先进的国家存在明显差距。我国深地深海、极地探测领域将围绕基础科学研究、关键装备和技术的研制等方面进行重点攻关。同时，根据“十四五”国家重点研发计划，“深海和极地关键技术与装备”共有11个重点任务。深海和极地关键技术与装备”重点专项将着眼于三大发展目标，专项的执行期从2021年至2025年，其中2021年拟针对拟针对11个重点任务方向，部署约15个项目

 

 

 

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