前沿技術與未來產業(yè)

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

                                                                                                前沿技術重點領域發(fā)展趨勢

從前沿技術發(fā)展態(tài)勢來看，進入二十一世紀以來，全球科技創(chuàng)新進入空前密集活躍時期，新一輪科技革命和產業(yè)變革正在重構全球創(chuàng)新版圖、重塑全球產業(yè)和經濟結構。

新一代信息技術。以互聯(lián)網、大數據、人工智能、微電子與光電子為代表的新一代信息技術作為通用目的技術，正在全球范圍內廣泛應用迅速發(fā)展，并引發(fā)影響深遠的產業(yè)革命。新一代前沿信息技術加速應用到社會經濟各個領域，改變著人類世界的發(fā)展范式。信息技術的前沿創(chuàng)新，不斷推動技術進步與產業(yè)發(fā)展，數字化、網絡化、智能化讓數字世界與物理世界的融合與協(xié)同更加緊密。新一代信息技術與實體經濟的深度融合創(chuàng)新，不斷催生出新研究、新產業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式。當前，新一代信息技術正呈現(xiàn)泛在化、網絡智慧化、內生安全化、工藝集成多樣化的特征。

量子信息技術。量子信息技術是量子力學與信息技術相結合的前沿科技，主要包括量子計算、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研究向應用研究過渡的階段，雖然量子計算、量子通信等領域還有大量基礎原理性問題需要解決，但量子測量與傳感等一些相對獨立的細分領域短期內已經具備明確的應用和產業(yè)化價值。量子科技可以在保障信息安全、提高運算能力、提升測量精度等方面突破經典技術的瓶頸，成為信息、能源、材料和生命等領域重大技術創(chuàng)新的源泉，可為保障國家安全、支撐國民經濟高質量發(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)展為一個對未來信息社會有顛覆性影響的重要產業(yè)。

人工智能技術。人工智能技術是引領未來的戰(zhàn)略性前沿技術，人工智能這一波熱潮的掀起，實現(xiàn)了一系列技術突破，機器智能在計算機視覺、語音識別、自然語言理解等專用領域，已經達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)。人工智能技術與傳統(tǒng)產業(yè)的深度融合，正廣泛應用于交通、醫(yī)療、教育、金融和工業(yè)等多個領域。ChatGPT、Sora等生成式大模型的出現(xiàn)，逐漸加速了應用生態(tài)的繁榮。當前，人工智能技術正從數據驅動向知識牽引、專用智能到通用智能方向發(fā)展，受腦啟發(fā)的類腦智能蓄勢待發(fā)，正呈現(xiàn)出深度學習、跨界融合、人機協(xié)同、群智開放和自主操控等特征。

前沿生物技術。在現(xiàn)代科技發(fā)展進程中，前沿生物技術與人類自身關系最為密切，能夠為解決發(fā)展中出現(xiàn)的生命健康挑戰(zhàn)、發(fā)展質量低下、資源短缺與環(huán)境惡化等重大問題提供有力支撐，是繼信息技術之后新一輪科技革命的制高點和產業(yè)變革的新引擎。目前，前沿生物技術已廣泛應用于生物醫(yī)藥和健康、生物農業(yè)、生物能源、生物環(huán)保、生物制造等各領域，近年來取得了一系列重要進展和重大突破，極大改變了人類生產生活方式。當前，前沿生物技術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、農業(yè)和工業(yè)等領域廣泛滲透。

現(xiàn)代能源技術。能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的重要物質基礎，能源科技是支撐能源發(fā)展和轉型的必要手段。進入21世紀以來，世界能源發(fā)展進入了新一輪的戰(zhàn)略調整階段，世界各國在大力發(fā)展可再生能源的同時，也在力爭提高化石能源利用效率，以減少有害物質和溫室氣體排放。以低碳清潔高效可持續(xù)為目標的現(xiàn)代能源技術，正加速發(fā)展并將引發(fā)全球能源變革。當前，現(xiàn)代能源技術正從系統(tǒng)集成應用向數據驅動與材料器件牽引、個體獨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、智能雙向互動和區(qū)域分散自治等特征。

新材料技術。新材料是引領科技革命和產業(yè)變革的基盤技術，新材料既是先進制造業(yè)等高質量發(fā)展的前提條件，又是催生高新技術和未來產業(yè)的物質先導，其研發(fā)水平及產業(yè)化規(guī)模已經成為衡量一個國家經濟社會發(fā)展和科技進步的重要標志。新材料既包括先進基礎材料，也包括體系不斷完善并呈高速增長態(tài)勢的先進結構與復合材料、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濟社會發(fā)展格局的前沿新材料。當前，新材料正呈現(xiàn)制備、性能與服役極限化，結構功能一體化，設計制備加工智能化等發(fā)展趨勢。

先進制造技術。先進制造技術是價值鏈上高利潤、高附加值的技術，先進制造通過發(fā)掘新的制造資源、創(chuàng)造新的制造原理、構架新的制造模式，可為創(chuàng)新提供源動力，為保障國家安全、實施重大工程、支撐科學研究提供裝備和儀器技術支撐，為基礎產業(yè)向節(jié)能、節(jié)資、高效、環(huán)境友好型產業(yè)變革、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供解決方案，可為增進民生福祉創(chuàng)造人性化、智能化、時空高效化的產品。當前，先進制造技術與信息、材料、生物等深度融合，正呈現(xiàn)裝備智能化、工藝復合化、過程物聯(lián)化和性能極限化等特征。

空天技術。空天技術是地球科學、空間科學、信息科學和材料科學等多學科交叉融合的領域，具有關聯(lián)技術廣、價值鏈路長、支撐行業(yè)多等綜合發(fā)展特征?？仗旒夹g研究聚焦基于新原理、新方法的載荷與平臺技術、高精度高可信的泛源導航定位技術、時空大數據及智能分析技術等發(fā)展方向。當前，空天技術正從近地空間向星際空間拓展，從空間信息應用向空間信息、資源綜合應用方向發(fā)展，空天技術應用也正在向精細化、智能化、專業(yè)化和產業(yè)化方向發(fā)展。

海洋技術。海洋科技集中了人類經略新空間最先進的科技能力，是國家綜合國力和科技創(chuàng)新能力的集中體現(xiàn)。習近平總書記多次強調要提高海洋資源開發(fā)能力，推動海洋經濟向質量效益型轉變；要保護海洋生態(tài)與環(huán)境，推動海洋開發(fā)方式向循環(huán)利用型轉變；要發(fā)展海洋科學技術，推動海洋科技向創(chuàng)新引領型轉變。當前，海洋技術的發(fā)展趨勢體現(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)新為導向的前沿技術戰(zhàn)略部署

美國：重視部署可保持技術領導力的前沿技術。美國國家科學技術委員會（NSTC）于2024年2月發(fā)布了新一版關鍵和新興技術CETs清單，重點部署的前沿技術領域包括了先進計算、先進制造、人工智能、清潔能源、半導體與微電子等共18類技術領域。從清單的具體技術內容看，顯著加強了在人工智能技術、數據和網絡安全技術、下一代通信技術、無人系統(tǒng)技術、定位導航技術、空間技術等方面的布局。這代表了美國聯(lián)邦政府對未來關鍵前沿技術的分析判斷，也體現(xiàn)了美國對當前科技發(fā)展新趨勢和競爭態(tài)勢的快速響應。該清單可以為美國政府和聯(lián)邦機構指明前沿技術發(fā)展方向，并為未來技術發(fā)展的優(yōu)先順序提供信息，以利于保持美國的技術領導力和在關鍵領域的競爭優(yōu)勢。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)略計劃：2023更新版》《“生物技術和制造目標”時間表》《芯片與科學法案》等，引導社會在重點前沿技術方向加大研發(fā)力度。