许晔｜前沿技术创新：未来产业发展的核心驱动力

前沿技术与未来产业

前沿技术是指高技术领域中具有前瞻性、先导性和探索性的重大技术，是未来高技术更新换代和新兴产业发展的重要基础，是国家高技术创新能力的综合体现。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》明确指出，选择前沿技术作为国家部署重点需要遵循四个方面的原则，一是代表世界高技术前沿的发展方向，二是对国家未来新兴产业的形成和发展具有引领作用，三是有利于产业技术的更新换代和实现跨越发展，四是具备较好的人才队伍和研究开发基础。

                                                                                                前沿技术重点领域发展趋势

从前沿技术发展态势来看，进入二十一世纪以来，全球科技创新进入空前密集活跃时期，新一轮科技革命和产业变革正在重构全球创新版图、重塑全球产业和经济结构。

新一代信息技术。以互联网、大数据、人工智能、微电子与光电子为代表的新一代信息技术作为通用目的技术，正在全球范围内广泛应用迅速发展，并引发影响深远的产业革命。新一代前沿信息技术加速应用到社会经济各个领域，改变着人类世界的发展范式。信息技术的前沿创新，不断推动技术进步与产业发展，数字化、网络化、智能化让数字世界与物理世界的融合与协同更加紧密。新一代信息技术与实体经济的深度融合创新，不断催生出新研究、新产业、新业态和新模式。当前，新一代信息技术正呈现泛在化、网络智慧化、内生安全化、工艺集成多样化的特征。

量子信息技术。量子信息技术是量子力学与信息技术相结合的前沿科技，主要包括量子计算、量子通信、量子精密测量等方向。目前，量子科技总体上还处于从基础研究向应用研究过渡的阶段，虽然量子计算、量子通信等领域还有大量基础原理性问题需要解决，但量子测量与传感等一些相对独立的细分领域短期内已经具备明确的应用和产业化价值。量子科技可以在保障信息安全、提高运算能力、提升测量精度等方面突破经典技术的瓶颈，成为信息、能源、材料和生命等领域重大技术创新的源泉，可为保障国家安全、支撑国民经济高质量发展提供核心战略力量。近几年，量子科技正在从一种前沿科技逐步发展为一个对未来信息社会有颠覆性影响的重要产业。

人工智能技术。人工智能技术是引领未来的战略性前沿技术，人工智能这一波热潮的掀起，实现了一系列技术突破，机器智能在计算机视觉、语音识别、自然语言理解等专用领域，已经达到甚至超越了人类智能的水平，并正以颠覆性姿态改变着各行各业。人工智能技术与传统产业的深度融合，正广泛应用于交通、医疗、教育、金融和工业等多个领域。ChatGPT、Sora等生成式大模型的出现，逐渐加速了应用生态的繁荣。当前，人工智能技术正从数据驱动向知识牵引、专用智能到通用智能方向发展，受脑启发的类脑智能蓄势待发，正呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放和自主操控等特征。

前沿生物技术。在现代科技发展进程中，前沿生物技术与人类自身关系最为密切，能够为解决发展中出现的生命健康挑战、发展质量低下、资源短缺与环境恶化等重大问题提供有力支撑，是继信息技术之后新一轮科技革命的制高点和产业变革的新引擎。目前，前沿生物技术已广泛应用于生物医药和健康、生物农业、生物能源、生物环保、生物制造等各领域，近年来取得了一系列重要进展和重大突破，极大改变了人类生产生活方式。当前，前沿生物技术正从破解生命密码向利用、改造和创造生物体方向发展，并向医学、农业和工业等领域广泛渗透。

现代能源技术。能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础，能源科技是支撑能源发展和转型的必要手段。进入21世纪以来，世界能源发展进入了新一轮的战略调整阶段，世界各国在大力发展可再生能源的同时，也在力争提高化石能源利用效率，以减少有害物质和温室气体排放。以低碳清洁高效可持续为目标的现代能源技术，正加速发展并将引发全球能源变革。当前，现代能源技术正从系统集成应用向数据驱动与材料器件牵引、个体独立控制向群体智能协同方向发展，并呈现状态全息感知、多能协同互补、智能双向互动和区域分散自治等特征。

新材料技术。新材料是引领科技革命和产业变革的基盘技术，新材料既是先进制造业等高质量发展的前提条件，又是催生高新技术和未来产业的物质先导，其研发水平及产业化规模已经成为衡量一个国家经济社会发展和科技进步的重要标志。新材料既包括先进基础材料，也包括体系不断完善并呈高速增长态势的先进结构与复合材料、新型功能材料与智能材料、新型电子材料等主干新材料，还包括可能改变未来材料乃至经济社会发展格局的前沿新材料。当前，新材料正呈现制备、性能与服役极限化，结构功能一体化，设计制备加工智能化等发展趋势。

先进制造技术。先进制造技术是价值链上高利润、高附加值的技术，先进制造通过发掘新的制造资源、创造新的制造原理、构架新的制造模式，可为创新提供源动力，为保障国家安全、实施重大工程、支撑科学研究提供装备和仪器技术支撑，为基础产业向节能、节资、高效、环境友好型产业变革、实现可持续发展提供解决方案，可为增进民生福祉创造人性化、智能化、时空高效化的产品。当前，先进制造技术与信息、材料、生物等深度融合，正呈现装备智能化、工艺复合化、过程物联化和性能极限化等特征。

空天技术。空天技术是地球科学、空间科学、信息科学和材料科学等多学科交叉融合的领域，具有关联技术广、价值链路长、支撑行业多等综合发展特征。空天技术研究聚焦基于新原理、新方法的载荷与平台技术、高精度高可信的泛源导航定位技术、时空大数据及智能分析技术等发展方向。当前，空天技术正从近地空间向星际空间拓展，从空间信息应用向空间信息、资源综合应用方向发展，空天技术应用也正在向精细化、智能化、专业化和产业化方向发展。

海洋技术。海洋科技集中了人类经略新空间最先进的科技能力，是国家综合国力和科技创新能力的集中体现。习近平总书记多次强调要提高海洋资源开发能力，推动海洋经济向质量效益型转变；要保护海洋生态与环境，推动海洋开发方式向循环利用型转变；要发展海洋科学技术，推动海洋科技向创新引领型转变。当前，海洋技术的发展趋势体现为深海和极地成为发展的新疆域，陆地和空天的高科技力量正在加速向海洋延伸。

各国以创新为导向的前沿技术战略部署

美国：重视部署可保持技术领导力的前沿技术。美国国家科学技术委员会（NSTC）于2024年2月发布了新一版关键和新兴技术CETs清单，重点部署的前沿技术领域包括了先进计算、先进制造、人工智能、清洁能源、半导体与微电子等共18类技术领域。从清单的具体技术内容看，显著加强了在人工智能技术、数据和网络安全技术、下一代通信技术、无人系统技术、定位导航技术、空间技术等方面的布局。这代表了美国联邦政府对未来关键前沿技术的分析判断，也体现了美国对当前科技发展新趋势和竞争态势的快速响应。该清单可以为美国政府和联邦机构指明前沿技术发展方向，并为未来技术发展的优先顺序提供信息，以利于保持美国的技术领导力和在关键领域的竞争优势。此外，美国近期还相继推出了《量子互连路线图》《人工智能研究和发展战略计划：2023更新版》《“生物技术和制造目标”时间表》《芯片与科学法案》等，引导社会在重点前沿技术方向加大研发力度。