阿里巴巴達摩院發佈2021十大科技趨勢

剛剛，阿里巴巴達摩院發佈2021十大科技趨勢，這是達摩院成立三年以來第三次發佈年度科技趨勢。

2020年是不平凡的一年，經歷疫情的洗禮，許多行業重啓向上而生的螺旋，但疫情並未阻擋科技前進的腳步，量子計算、基礎材料、生物醫療等領域的一系列重大科技突破紛至沓來。

後疫情時代，基礎技術及科技產業將如何發展，達摩院爲科技行業提供了全新預測。

趨勢一：以氮化鎵、碳化硅爲表明的 第三代半導體迎來應用大爆發

以氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）爲表明的第三代半導體，具有耐高溫、耐高壓、高頻率、大功率、抗輻射等優異特性，但受工藝、成本等因素限制，多年來僅限於小範圍應用。

近年來，隨着材料生長、器件製備等技術的不斷突破，第三代半導體的性價比優點逐漸顯現，並正在打開應用市場：SiC元件已用做汽車逆變器，GaN快速充電器也大量上市。

將來五年，基於第三代半導體材料的電子器件將普遍應用於5G基站、新能源汽車、特高壓、數據中心等場景。

趨勢二：後「量子霸權」時代，量子糾錯和實用優點成核心命題

2020年爲後「量子霸權」元年，世界對量子計算的投入持續上漲，技術和生態蓬勃發展，多個平臺異彩繽紛。

這一潮流將在2021年繼續推高社會的關注和期待，量子計算的研究須要證實自身的實用價值；業界須要聚焦「後霸權」時代的使命：協同創新，解決衆多的科學和工程難題，爲早日到達量子糾錯和實用優點兩座里程碑鋪路奠定。

趨勢三：碳基技術突破加速柔性電子發展

柔性電子是指經扭曲、摺疊、拉伸等形狀變化後仍保持原有性能的電子設備，可用做可穿戴設備、電子皮膚、柔性顯示屏等。

柔性電子發展的主要瓶頸在於材料——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」硅基電子。

近年來，碳基材料的技術突破爲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量已可知足大規模集成電路的製備要求，且在此材料上製備的電路性能超過同尺寸下的硅基電路；而另外一碳基柔性材料石墨烯的大面積製備也已實現。

趨勢四：AI提高藥物及疫苗研發效率

AI已普遍應用於醫療影像、病歷管理等輔助診斷場景，但AI在疫苗研發及藥物臨牀研究的應用依舊處於探索階段。

隨着新型AI算法的迭代及算力的突破，AI將有效解決疫苗/藥物研發週期長、成本高等難題，例如提高化合物篩選、創建疾病模型、發現新靶點、先導化合物發現及先導藥物優化等環節的效率。

AI與疫苗、藥物臨牀研究的結合能夠減小重複勞動與時間消耗，提高研發效率，極大地推進醫療服務和藥物的普惠化。

趨勢五：腦機接口幫助人類超越生物學極限

腦機接口是新一代人機交互和人機混合智能的關鍵核心技術。腦機接口對神經工程的發展起到了重要支撐與推進做用，幫助人類從更高維度空間進一步解析人類大腦的工做原理。

腦機接口這一新技術領域，探索性地將大腦與外部設備進行通訊，並藉由腦力意念控制機器。例如在控制機械臂等方面幫助提高應用精度，將爲神智清醒、思惟健全，但口不能言、手不能動的患者提供精準康復服務。

趨勢六：數據處理實現「自治與自我進化」

隨着雲計算的發展、數據規模持續指數級增加，傳統數據處理面臨存儲成本高、集羣管理複雜、計算任務多樣性等巨大挑戰；面對海量暴增的數據規模以及複雜多元的處理場景，人工管理和系統調優捉襟見肘。

所以，經過智能化方法實現數據管理系統的自動優化，成爲將來數據處理發展的必然選擇。

人工智能和機器學習手段逐漸被普遍應用於智能化的冷熱數據分層、異常檢測、智能建模、資源調動、參數調優、壓測生成、索引推薦等領域，有效下降數據計算、處理、存儲、運維的管理成本，實現數據管理系統的「自治與自我進化」。

趨勢七：雲原生重塑IT技術體系

在傳統IT開發環境裏，產品開發上線週期長、研發效能不高，雲原生架構充分利用了雲計算的分佈式、可擴展和靈活的特性，更高效地應用和管理異構硬件和環境下的各種雲計算資源。經過方法論工具集、最佳實踐和產品技術，開發人員可專一於應用開發過程自己。

將來，芯片、開發平臺、應用軟件乃至計算機等將誕生於雲上，可將網絡、服務器、操做系統等基礎架構層高度抽象化，下降計算成本、提高迭代效率，大幅下降雲計算使用門檻、拓展技術應用邊界。

趨勢八：農業邁入數據智能時代

傳統農業產業發展存在土地資源利用率低和從生產到零售鏈路脫節等瓶頸問題。以物聯網、人工智能、雲計算等爲表明的數字技術正在與農業產業深度融合，打通農業產業的全鏈路流程。

結合新一代傳感器技術，農田地面數據信息得以實時獲取和感知，並依靠大數據分析與人工智能技術快速處理海量領域農業數據，實現農做物監測、精細化育種和環境資源按需分配。

同時，經過5G、物聯網、區塊鏈等技術的應用，確保農產品物流運輸中的可控和可追溯，保障農產品總體供應鏈流程的安全可靠。農業將告別「靠天」吃飯，進入智慧農業時代。

趨勢九：工業互聯網從單點智能走向全局智能

受實施成本和複雜度較高、供給側數據難以打通、總體生態不夠完善等因素限制，目前的工業智能仍以解決碎片化需求爲主。

疫情中數字經濟所展示出來的韌性，讓企業更加劇視工業智能的價值，加之數字技術的進步普及、新基建的投資拉動，這些因素將共同推進工業智能從單點智能快速躍遷到全局智能。

特別是汽車、消費電子、品牌服飾、鋼鐵、水泥、化工等具有良好信息化基礎的製造業，貫穿供應鏈、生產、資產、物流、銷售等各環節在內的企業生產決策閉環的全局智能化應用，將大規模涌現。

趨勢十：智慧運營中心成爲將來城市標配

在過去十年時間裏，智慧城市藉助數字化手段切實提高了城市治理水平。但在新冠疫情防控中，一些所謂的智慧城市集中暴露問題，特別是因爲「重建設輕運營」所致使的業務應用不足。

在此背景下，城市管理者但願經過運營中心盤活數據資源，推進治理與服務的全局化、精細化和實時化。

而AIoT技術的日漸成熟和普及、空間計算技術的進步，將進一步提高運營中心的智慧化水平，在數字孿生基礎上把城市做爲統一系統並提供總體智慧治理能力，進而成爲將來城市的數字基礎設施。