電子信息工程發展十四大趨勢與國產傳感器發展

來源：本站作者：admin 時間：2021-06-25 03:03:15 點擊：2037

1月5日，中國信息與電子工程科技發展戰略研究中心在中國工程院召開發布會，發布“中國電子信息工程科技發展十四大趨勢(2021)”。此次發布的十四大趨勢是：

1. 信息化

以數字化、網絡化、智能化為特征的信息化浪潮方興未艾，信息技術日新月異，全面融入社會生產生活。信息技術與各行業不斷深度融合，深刻改變著全球的經濟與政治格局、安全與競爭格局以及社會發展與治理體系格局。

2. 計算機系統與軟件

隨著社會信息化發展，算力成為人類生產力和國家競爭力的重要基礎。超級計算系統正從后P級時代向E級邁進，并成為世界各大國競相發展的下一個目標。領域專用軟硬件協同計算模式的快速興起，使得計算機體系結構再次進入新的黃金發展期。超級計算正從科學工程計算向大數據處理和人工智能等新興計算領域快速拓展。以量子計算、類腦計算等為代表的一批新概念計算模式，正受到全球業界的廣泛關注。

3. 網絡與通信

5G移動信息網絡加速構建，其推廣完善及與各行業的垂直整合仍存挑戰。6G研發加速布局。互聯網盡管仍是支撐未來十年全球信息傳輸基礎設施的主導體系架構，但也面臨萬物互聯、萬事互聯時代toB、toM、toX等多樣化應用需求帶來的前所未有挑戰。千兆接入、P比特級傳輸、E比特級轉發將帶來更高體驗，可支持工業互聯網、天地一體化網絡、海洋網絡、數字孿生網和物聯網等人網物三元互聯的新型網絡環境將改變網絡技術的發展范式。

4. 計算機應用

面向人網物融合的“智能+”時代新需求，聚焦智能制造、在線協同辦公、智慧遠程醫療、數字抗疫等計算機應用產業發展，新一代人工智能技術引領下的大數據智能、群體智能、混合增強智能、跨媒體智能、自主無人系統、類腦技術等取得突破，推動智能時代的應用新模式、新手段、新生態創新發展。

5. 網絡安全

信息安全技術在“雙循環”戰略需求牽引下加速尋求發展新范式，推動安全賦能方式從外掛附加形態向內生構造形態轉變，從邊界防御模式向零信任架構轉變，從針對局域網到面向云化環境和內生構造轉變，從功能安全與網絡安全分離的傳統技術路線正朝著一體化解決方案轉變，具有內生安全、智能預測、主動防御和自適應響應等功能的新一代信息技術創新實踐正在加速落地，支撐以安全為本的新型基礎設施建設。

6. 集成電路

過去五十年集成電路產業遵循摩爾定律持續高速發展，現階段晶體管微小型化的平面布局逼近物理與工藝極限，產業技術演進趨勢放緩或變軌。三維晶體管結構技術發展，晶元級集成技術誕生，系統構造和新材料新工藝技術進步，以及光電技術的迅猛發展，將持續推動信息基礎設施創新和物理形態的變革。

7. 數據

大數據作為一種普遍存在，是信息社會最為龐大且以指數級增長的基礎資源。數據流動性已成為數據的基本特征，數據價值高，數據集合規模不斷擴大，類型繁多，產生速度快，網絡數據總量正快速向EB、ZB、YB乃至BB級陡增，急需數據科學與工程技術的重大創新，以使巨大的數據產生巨大的價值。

8. 感知

智能化發展需求促進傳感器與前端智能處理呈集成發展趨勢。各國在完善軍民對地觀測體系建設的同時，積極謀劃新一輪的布局。氣候和環境監測遙感技術成為研究熱點，遙感市場的快速增長和空間科學探測任務的急迫需求，正推動遙感領域創新發展，國產傳感器進入快速發展階段。

9. 電磁場與電磁環境效應

隨著5G、物聯網、無人系統、人工智能等技術領域的快速發展和先進智能化裝備或系統的建設與應用，電磁環境適應性和電磁安全性成為研究熱點。電磁場及電磁環境效應學科建設與發展，以及其與數學、物理、信息、材料、生物等學科的深度交叉融合，將不斷涌現出大量基礎研究問題和新興技術研究需求，進一步推動該領域的持續發展與進步，并促進相關“卡脖子”瓶頸問題的解決。

10. 控制

信息社會算法、算力和數據的變革，使得工業生產過程、重大裝備、自主運動體等物理空間的典型被控對象，能夠在更大范圍、更深層次實現決策優化和協同控制。人工智能與控制技術融合發展，推動以工業人工智能為代表的基礎理論方法創新;5G和邊緣計算與控制技術融合，推動新一代控制系統的硬件、軟件和平臺向“工業互聯網化”全面升級。

11. 認知

腦與認知科學和人工智能加速融合，在無人系統、智能成像、智能視覺、大數據智能等領域廣泛應用。新型腦觀測儀器研制、新認知機理揭示、通用人工智能理論與技術、計算體系與器件的研究成為國際競爭的前沿熱點。

12. 測試計量與儀器

國際單位制七個基本物理量基于常數重新定義產生的影響持續深化，基于量子化和“數字化、網絡化與智能化”的國家測量體系建設需求日漸迫切;以量子化為標志的計量儀器和以“數字化、網絡化與智能化”為標志的工業測量儀器等新一代儀器形態開始顯現;面對新冠病毒，心腦血管病，癌癥等疾病對人類健康的威脅，規劃和加強生命科學計量和醫學計量檢測的基礎研究，規劃和加強生命科學儀器，醫學檢驗、診斷、治療和護理儀器的研究、開發和生產成為刻不容緩的課題。

13. 區塊鏈

區塊鏈技術發展持續創新，鏈上鏈下數據協同、軟硬件一體化等方面取得技術突破。聯盟數據更協同、網絡規模更廣泛、技術運維更精細和平臺安全更可控是發展方向。城市級區塊鏈基礎設施網絡建設成為熱點，在服務實體經濟、服務政務和民生等涌現出一批示范性應用。區塊鏈標準制定不斷加速，專利申請數量快速增長，監管框架逐步成型。新型數字貨幣發展提速，全球金融體系或將迎來新一輪變革。

14. 光學工程

天地一體化的空間目標多維度光電探測與信息傳輸技術成為該領域各國競相發展的下一個目標。針對陸海空天信息安全的需要，開展高精度、高實時、多維度、多功能、寬幅段光電探測、識別、防護、評估與信息傳輸是未來發展趨勢。

傳感器在物聯網下的應用

在新的工業經濟環境下，工業領域的結構演變和調整為經濟增長提供了新的動力。特別“工業4.0”概念被提出后，“智能生產”、“智能工業”正成為產業轉型升級的重要推動力，其中信息技術和傳感技術是工業智能的重要支點。作為現代信息技術的重要支柱，工業傳感器技術及相關設備也成為各國在工業領域的制高點。

　　比如智能制造和新制造就是讓機器通過各種傳感器與人對話。當然，一般慣性分析會結合空間算法檢測應用。通過空間算法檢測的應用，可以保證機器的安全性、預維護、量產保障和質量監控。

　　隨著物聯網的快速發展，WIFI、藍牙等無線連接方式也在流行，這為無線傳感器的發展帶來了重要的機遇，具有廣闊的前景。無線傳感器的組成模塊封裝在一個外殼中。工作時，它將由電池或振動發生器供電，形成無線傳感器網絡節點，由隨機分布的集成傳感器、數據處理單元和通信模塊的微節點組成。

　　物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，也是信息時代的重要發展階段。顧名思義，物聯網就是物聯網。物聯網利用局域網或互聯網等通信技術，以新的方式將傳感器、控制器、機器、人和物連接起來，形成人與物、物與物的網絡，實現信息化、遠程管控和智能化。

　　在無線傳感器網絡中，數百個傳感器節點排列在特定區域，形成監控網絡。這些節點通過特定的協議被正確、高效、穩定地組織起來，共同完成一個應用任務，從而實現數據采集、無線通信和信息處理的能力。無線傳感器可以用于許多需要自組織網絡進行無線連接和數據跟蹤的地方。

　　眾所周知，在工業過程控制中，計算機技術已經相對成熟，需要收集的信息量也在不斷增加。生產過程中需要壓力傳感器、氣體傳感器、濕度傳感器等傳感器，這是為了將大量的非電物理化學參數轉化為電信號控制信息，以滿足各種工業過程智能化、自動化的發展需求。

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