前沿技術(shù)與未來產(chǎn)業(yè)

前沿技術(shù)是指高技術(shù)領(lǐng)域中具有前瞻性、先導(dǎo)性和探索性的重大技術(shù)，是未來高技術(shù)更新?lián)Q代和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，是國家高技術(shù)創(chuàng)新能力的綜合體現(xiàn)?！秶抑虚L期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》明確指出，選擇前沿技術(shù)作為國家部署重點(diǎn)需要遵循四個(gè)方面的原則，一是代表世界高技術(shù)前沿的發(fā)展方向，二是對(duì)國家未來新興產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展具有引領(lǐng)作用，三是有利于產(chǎn)業(yè)技術(shù)的更新?lián)Q代和實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展，四是具備較好的人才隊(duì)伍和研究開發(fā)基礎(chǔ)。

                                                                                                前沿技術(shù)重點(diǎn)領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)

從前沿技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)來看，進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，全球科技創(chuàng)新進(jìn)入空前密集活躍時(shí)期，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在重構(gòu)全球創(chuàng)新版圖、重塑全球產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)。

新一代信息技術(shù)。以互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、微電子與光電子為代表的新一代信息技術(shù)作為通用目的技術(shù)，正在全球范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用迅速發(fā)展，并引發(fā)影響深遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)革命。新一代前沿信息技術(shù)加速應(yīng)用到社會(huì)經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，改變著人類世界的發(fā)展范式。信息技術(shù)的前沿創(chuàng)新，不斷推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化讓數(shù)字世界與物理世界的融合與協(xié)同更加緊密。新一代信息技術(shù)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)的深度融合創(chuàng)新，不斷催生出新研究、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式。當(dāng)前，新一代信息技術(shù)正呈現(xiàn)泛在化、網(wǎng)絡(luò)智慧化、內(nèi)生安全化、工藝集成多樣化的特征。

量子信息技術(shù)。量子信息技術(shù)是量子力學(xué)與信息技術(shù)相結(jié)合的前沿科技，主要包括量子計(jì)算、量子通信、量子精密測量等方向。目前，量子科技總體上還處于從基礎(chǔ)研究向應(yīng)用研究過渡的階段，雖然量子計(jì)算、量子通信等領(lǐng)域還有大量基礎(chǔ)原理性問題需要解決，但量子測量與傳感等一些相對(duì)獨(dú)立的細(xì)分領(lǐng)域短期內(nèi)已經(jīng)具備明確的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化價(jià)值。量子科技可以在保障信息安全、提高運(yùn)算能力、提升測量精度等方面突破經(jīng)典技術(shù)的瓶頸，成為信息、能源、材料和生命等領(lǐng)域重大技術(shù)創(chuàng)新的源泉，可為保障國家安全、支撐國民經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提供核心戰(zhàn)略力量。近幾年，量子科技正在從一種前沿科技逐步發(fā)展為一個(gè)對(duì)未來信息社會(huì)有顛覆性影響的重要產(chǎn)業(yè)。

人工智能技術(shù)。人工智能技術(shù)是引領(lǐng)未來的戰(zhàn)略性前沿技術(shù)，人工智能這一波熱潮的掀起，實(shí)現(xiàn)了一系列技術(shù)突破，機(jī)器智能在計(jì)算機(jī)視覺、語音識(shí)別、自然語言理解等專用領(lǐng)域，已經(jīng)達(dá)到甚至超越了人類智能的水平，并正以顛覆性姿態(tài)改變著各行各業(yè)。人工智能技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的深度融合，正廣泛應(yīng)用于交通、醫(yī)療、教育、金融和工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。ChatGPT、Sora等生成式大模型的出現(xiàn)，逐漸加速了應(yīng)用生態(tài)的繁榮。當(dāng)前，人工智能技術(shù)正從數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)向知識(shí)牽引、專用智能到通用智能方向發(fā)展，受腦啟發(fā)的類腦智能蓄勢(shì)待發(fā)，正呈現(xiàn)出深度學(xué)習(xí)、跨界融合、人機(jī)協(xié)同、群智開放和自主操控等特征。

前沿生物技術(shù)。在現(xiàn)代科技發(fā)展進(jìn)程中，前沿生物技術(shù)與人類自身關(guān)系最為密切，能夠?yàn)榻鉀Q發(fā)展中出現(xiàn)的生命健康挑戰(zhàn)、發(fā)展質(zhì)量低下、資源短缺與環(huán)境惡化等重大問題提供有力支撐，是繼信息技術(shù)之后新一輪科技革命的制高點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)變革的新引擎。目前，前沿生物技術(shù)已廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥和健康、生物農(nóng)業(yè)、生物能源、生物環(huán)保、生物制造等各領(lǐng)域，近年來取得了一系列重要進(jìn)展和重大突破，極大改變了人類生產(chǎn)生活方式。當(dāng)前，前沿生物技術(shù)正從破解生命密碼向利用、改造和創(chuàng)造生物體方向發(fā)展，并向醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)和工業(yè)等領(lǐng)域廣泛滲透。

現(xiàn)代能源技術(shù)。能源是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，能源科技是支撐能源發(fā)展和轉(zhuǎn)型的必要手段。進(jìn)入21世紀(jì)以來，世界能源發(fā)展進(jìn)入了新一輪的戰(zhàn)略調(diào)整階段，世界各國在大力發(fā)展可再生能源的同時(shí)，也在力爭提高化石能源利用效率，以減少有害物質(zhì)和溫室氣體排放。以低碳清潔高效可持續(xù)為目標(biāo)的現(xiàn)代能源技術(shù)，正加速發(fā)展并將引發(fā)全球能源變革。當(dāng)前，現(xiàn)代能源技術(shù)正從系統(tǒng)集成應(yīng)用向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與材料器件牽引、個(gè)體獨(dú)立控制向群體智能協(xié)同方向發(fā)展，并呈現(xiàn)狀態(tài)全息感知、多能協(xié)同互補(bǔ)、智能雙向互動(dòng)和區(qū)域分散自治等特征。

新材料技術(shù)。新材料是引領(lǐng)科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的基盤技術(shù)，新材料既是先進(jìn)制造業(yè)等高質(zhì)量發(fā)展的前提條件，又是催生高新技術(shù)和未來產(chǎn)業(yè)的物質(zhì)先導(dǎo)，其研發(fā)水平及產(chǎn)業(yè)化規(guī)模已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步的重要標(biāo)志。新材料既包括先進(jìn)基礎(chǔ)材料，也包括體系不斷完善并呈高速增長態(tài)勢(shì)的先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料、新型功能材料與智能材料、新型電子材料等主干新材料，還包括可能改變未來材料乃至經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展格局的前沿新材料。當(dāng)前，新材料正呈現(xiàn)制備、性能與服役極限化，結(jié)構(gòu)功能一體化，設(shè)計(jì)制備加工智能化等發(fā)展趨勢(shì)。

先進(jìn)制造技術(shù)。先進(jìn)制造技術(shù)是價(jià)值鏈上高利潤、高附加值的技術(shù)，先進(jìn)制造通過發(fā)掘新的制造資源、創(chuàng)造新的制造原理、構(gòu)架新的制造模式，可為創(chuàng)新提供源動(dòng)力，為保障國家安全、實(shí)施重大工程、支撐科學(xué)研究提供裝備和儀器技術(shù)支撐，為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)向節(jié)能、節(jié)資、高效、環(huán)境友好型產(chǎn)業(yè)變革、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供解決方案，可為增進(jìn)民生福祉創(chuàng)造人性化、智能化、時(shí)空高效化的產(chǎn)品。當(dāng)前，先進(jìn)制造技術(shù)與信息、材料、生物等深度融合，正呈現(xiàn)裝備智能化、工藝復(fù)合化、過程物聯(lián)化和性能極限化等特征。

空天技術(shù)?？仗旒夹g(shù)是地球科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)和材料科學(xué)等多學(xué)科交叉融合的領(lǐng)域，具有關(guān)聯(lián)技術(shù)廣、價(jià)值鏈路長、支撐行業(yè)多等綜合發(fā)展特征?？仗旒夹g(shù)研究聚焦基于新原理、新方法的載荷與平臺(tái)技術(shù)、高精度高可信的泛源導(dǎo)航定位技術(shù)、時(shí)空大數(shù)據(jù)及智能分析技術(shù)等發(fā)展方向。當(dāng)前，空天技術(shù)正從近地空間向星際空間拓展，從空間信息應(yīng)用向空間信息、資源綜合應(yīng)用方向發(fā)展，空天技術(shù)應(yīng)用也正在向精細(xì)化、智能化、專業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。

海洋技術(shù)。海洋科技集中了人類經(jīng)略新空間最先進(jìn)的科技能力，是國家綜合國力和科技創(chuàng)新能力的集中體現(xiàn)。習(xí)近平總書記多次強(qiáng)調(diào)要提高海洋資源開發(fā)能力，推動(dòng)海洋經(jīng)濟(jì)向質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變；要保護(hù)海洋生態(tài)與環(huán)境，推動(dòng)海洋開發(fā)方式向循環(huán)利用型轉(zhuǎn)變；要發(fā)展海洋科學(xué)技術(shù)，推動(dòng)海洋科技向創(chuàng)新引領(lǐng)型轉(zhuǎn)變。當(dāng)前，海洋技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)為深海和極地成為發(fā)展的新疆域，陸地和空天的高科技力量正在加速向海洋延伸。

各國以創(chuàng)新為導(dǎo)向的前沿技術(shù)戰(zhàn)略部署

美國：重視部署可保持技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)力的前沿技術(shù)。美國國家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)（NSTC）于2024年2月發(fā)布了新一版關(guān)鍵和新興技術(shù)CETs清單，重點(diǎn)部署的前沿技術(shù)領(lǐng)域包括了先進(jìn)計(jì)算、先進(jìn)制造、人工智能、清潔能源、半導(dǎo)體與微電子等共18類技術(shù)領(lǐng)域。從清單的具體技術(shù)內(nèi)容看，顯著加強(qiáng)了在人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、下一代通信技術(shù)、無人系統(tǒng)技術(shù)、定位導(dǎo)航技術(shù)、空間技術(shù)等方面的布局。這代表了美國聯(lián)邦政府對(duì)未來關(guān)鍵前沿技術(shù)的分析判斷，也體現(xiàn)了美國對(duì)當(dāng)前科技發(fā)展新趨勢(shì)和競爭態(tài)勢(shì)的快速響應(yīng)。該清單可以為美國政府和聯(lián)邦機(jī)構(gòu)指明前沿技術(shù)發(fā)展方向，并為未來技術(shù)發(fā)展的優(yōu)先順序提供信息，以利于保持美國的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)力和在關(guān)鍵領(lǐng)域的競爭優(yōu)勢(shì)。此外，美國近期還相繼推出了《量子互連路線圖》《人工智能研究和發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃：2023更新版》《“生物技術(shù)和制造目標(biāo)”時(shí)間表》《芯片與科學(xué)法案》等，引導(dǎo)社會(huì)在重點(diǎn)前沿技術(shù)方向加大研發(fā)力度。