2021世界前沿科技发展趋势综述及2022年趋势展望-资讯篇
数字经济快速发展，主要经济体加强顶层设计和市场监管。在数字经济的宏观战略上，美国和欧盟成立了美欧贸易和技术委员会，并就数字技术及其供应链的关键政策达成合作。基于欧洲数字化战略，欧盟发布了《数字罗盘2030》，在数字化人才培养、数字化基础设施建设、数字化升级等方面做出了具体安排。日本通过《数字化改革协会法》设立了数字化办公室，以推进政府机构的信息化和标准化。在加密货币市场，其“野蛮生长”得到了抑制。美国采取了一系列行动，包括制裁和立法，打击利用加密货币进行勒索攻击等非法行为。七国集团金融领导人共同发布了央行数字货币(CBDC)指引，提出了13公共政策原则，并对数字支付、普惠金融、反洗钱等做出了具体部署。印度颁布了《加密资产法案》，旨在禁止数字资产的交易。新加坡禁止全球最大的数字货币交易所币安在其境内开展未经授权的支付服务，这导致币安的新加密货币业务关闭。
网络和数据安全形势越来越严峻，各经济体不断加强监管。世界各地的黑客攻击往往是大规模和有组织的。比如勒索软件LockBit 2.0入侵全球11个国家的50多个组织。BlackMatter黑客组织宣布组建勒索软件生态联盟，使得黑客攻击呈现出全链条合作的趋势。日益猖獗的网络攻击给各国带来了巨大的风险和挑战。例如，美国约有4000万人的健康数据被泄露；以色列约650万选民的网上信息被泄露；阿根廷国家人口身份信息被泄露出售。对此，各经济体不断推出网络安全保护新举措。美国发布《国家安全战略临时指南》，将“网络安全和数字威胁”确定为美国和全球安全的重中之重；参议院通过了一项国土安全拨款法案，将网络安全和基础设施安全局(CISA)的预算增加了30%，达到26.38亿美元。欧盟理事会宣布成立“欧洲网络安全产业、技术和研究能力中心”，以协调欧盟成员国的网络安全行动，共享威胁信息。俄罗斯修改个人数据法，禁止任何企业向第三方传输数据。英国宣布成立国家网络部队总部，以对抗网络空间的潜在对手。我国实施了《个人信息保护法》、《数据安全法》、《汽车数据安全管理若干规定(试行)》等法律法规，加强信息安全的法律保护。
元宇宙元年引发热潮，一些国家政府和大型科技企业纷纷入局。美国脸书公司更名为Meta，宣布以全新面貌迎接超宇宙，并率先推出Horizon Worlds超宇宙体验空间；微软专注于开发协同办公的元宇宙业务；NVIDIA发布Omniverse元宇宙平台，为工程和艺术创作者提供协作基础设施。韩国首尔市政府发布“元宇宙首尔五年计划”，投资建设数字城市。日本多家密码资产公司成立了元宇宙协会(Meta-Universe Association)，作为探索虚拟资产与现实结合的非政府组织。巴巴多斯宣布在分散地建立大使馆，这是一个元宇宙平台，暂定于5438年6月+2022年10月开放。
对科技巨头的监管成为各国政府的重要任务，平台垄断、违禁内容泛滥等问题得到整治。美国将网络平台的监管纳入反恐范畴，承认网络平台在“将暴力思想带入主流社会”中发挥着关键作用。俄罗斯颁布了一项联邦法律，要求在俄罗斯和日本拥有超过50万活跃用户的外国互联网公司在俄罗斯设立办事处。日本经济产业省将亚马逊、谷歌、苹果三家美国公司和雅虎日本、乐天两家日本公司指定为《提高特定数字平台透明度和公正性法》的适用对象。韩国国会通过了《电气和通信商业法》修正案，禁止苹果和谷歌等应用商店提供商强迫软件开发商使用其支付系统并收取高额佣金。
半导体行业经历了“寒冬”，各经济体采取了很多措施应对芯荒的挑战。根据高盛的研究，将超过1%的产值投资在芯片上的行业受到芯片短缺的影响。为此，美日韩等国提出了多项激励政策，以防范半导体供应链断裂等风险。美国发布了《关键产品供应链百日审查报告》，为进一步加强半导体领域的投资、联盟合作和出口管制提供了政策依据。参议院通过《美国创新与竞争法案》，计划拨款520亿美元补贴美国国内芯片生产；美国得克萨斯州泰勒市宣布大幅降低韩国三星公司的财产税，以吸引其建厂。日本发布“半导体数字产业战略”，宣布拨款6000亿日元(约合52亿美元)，支持中国台湾省台积电、美国美光等公司在日本设厂。韩国召开“K半导体战略报告会”，公布了半导体战略计划。计划在未来10年内投资510万亿韩元(约合4287亿美元)建设芯片制造基地。
人工智能技术在许多方面都得到了发展，伦理和规范问题继续受到关注。2021人工智能在基础研究、模式识别、智能信息处理等特定技术领域取得显著进展。美国谷歌公司推出超级语言模型Switch Transformer。模型有1.6万亿个参数，在自然语言处理能力上非常优秀。Cerebras宣布开发出世界上第一个参数总数超过超人大脑突触总数的人工智能集群，大大提高了训练神经网络的速度。英伟达推出的GauGAN2人工智能系统可以根据文字描述合成风景图像。德国埃尔兰根-纽伦堡大学实现超高像素3D点云合成成像，有望为虚拟现实等应用拓展边界。与此同时，政策制定者越来越重视人工智能的伦理和规范。美国国防创新委员会发布了《负责任人工智能指南》，确保构建公平、负责、透明的人工智能体系。欧盟发布了《欧洲适应数字时代:人工智能监管框架》和《2021人工智能协调计划》的政策提案，寻求监管与发展的平衡。俄罗斯签署了其首个人工智能道德准则，作为俄罗斯2017-2030信息社会发展战略的一部分。英国发布国家人工智能战略，以期“巩固其在负责任人工智能领域的领先地位”。
量子技术亮点频出，突破性成果不断涌现。哈佛大学和麻省理工学院联合开发了一个256位量子模拟器，可以模拟比太阳系原子更多的量子态。谷歌在“Sycamore”量子计算机中成功实现了纠错能力的指数级增长；IBM推出了127位量子计算机Eagle。中科大实现500 km现场光纤量子通信，创世界新纪录；研制出量子计算机“祖冲之ⅱ”和“第九章ⅱ”，在超导和光量子计算机领域达到世界领先水平。英国苏塞克斯大学通过量子传感器实现对人脑神经元的高精度检测。德国马克斯·普朗克量子光学研究所实现了对纠缠光子的无损探测，两次无损探测到单个光子在光纤中的运动。
2022年世界信息领域趋势展望
多国央行和企业推动数字货币测试，法定数字货币实用化进程加速。韩国银行已建成数字货币实验平台，计划于2022年进入第二阶段实验。俄罗斯央行将在2022年测试“数字卢布”的原型，并起草监管规范。日本央行启动数字货币发行测试，将于2022年审查CBDC功能的可用性；三菱UFJ金融集团、瑞穗金融集团、三井住友金融集团等70多家企业成立了数字货币联盟，旗下数字货币DCJPY计划于2022年流通。印度央行预计将在2022财年第一季度启动数字货币试点项目，并检查相关技术是否是去中心化的，能否绕过中介机构。
半导体产业规模不断扩大，先进工艺的竞争向精细化方向发展。市场方面，由于消费电子、汽车、云计算等多个行业需求的扩大，半导体业务活动日趋频繁，产业规模不断扩大。世界半导体统计组织预测，2022年全球半导体市场产值将达到5734亿美元，同比增长8.8%。德勤全球预测，2022年全球风险投资机构对半导体初创企业的投资将超过60亿美元。美国咨询公司IC Insights预测，2022年全球半导体市场将增长22%。在先进技术方面，芯片制造工艺进一步小型化。美国英特尔公司发布的芯片工艺节点“20A”将在2025年成为世界领先。中国台湾省台积电公司已开始试产3 nm测试晶圆，预计2022年第四季度进入量产和产能提升阶段。韩国三星公司已成功布局3纳米芯片，并开发了相关设计工具和技术。它计划在2022年量产3纳米芯片，在2025年量产2纳米芯片。IBM与三星合作推出垂直传输场效应晶体管(VTFET)，在减少芯片制造工艺的同时，大大降低了芯片的功耗。比利时微电子研究中心联合东京电子、荷兰阿斯麦等公司制定了路线图，计划2027年量产1纳米芯片，2029年后量产0.7纳米芯片。
多经济体推动6G技术研发与合作，6G愿景和技术路线更加清晰。美韩决定通过“美韩峰会”达成6G领域的R&D合作，总投资35亿美元，形成专利和产业优势。欧盟在地平线2020框架下启动了为期两年半的Hexa-X项目，以开发6G生态系统。日本总务省发布“超越5G”综合战略，期望提升6G的市场份额；信息通信研究机构将投入200亿日元(约合6543.8+770亿美元)，计划2022年推进官民研究；NTT计划通过IOWN技术平台与全球100家企业合作，探索光电一体化等6G核心技术。韩国科学信息通信技术部公布了“6G R&D实施计划”，计划在未来5年内投入2200亿韩元(约合6543.8+870亿美元)，推动6个关键领域的十大战略技术研发。
各国加快量子技术布局，相关政策形成重要支撑。美国国会提出了多项量子信息科学法案，如量子用户扩展法案和量子网络基础设施法案，以增强美国在量子领域的领导力。法国宣布了价值18亿欧元的量子技术五年投资计划，旨在跻身“世界前三”。德国将在未来5年内斥资约20亿欧元研发量子计算机及相关应用技术，并在慕尼黑大力建设“量子谷”。英国政府和IBM宣布了一项价值21亿英镑的人工智能和量子计算五年合作研究计划，以促进生命科学和制造业等多个领域的研究。俄罗斯表示其量子通信线路将在10-15年后投入商业运营，其样机已经投入使用。澳大利亚宣布将量子信息技术列为事关国家利益的九大技术领域之一，并划拨6543.8亿澳元(约合7300万美元)的研发预算。
作者简介
itei研究第四室、三级分析师唐乾辰。
研究方向:信息领域的战略、技术和产业前沿。
联系人:tangqc@drciite.org。
翟，itei第四研究室，研究助理。
研究方向:信息领域的战略、技术和产业前沿。
联系人:zhaily@drciite.org。