為深入貫徹黨的十九大和黨中央關(guān)于推進(jìn)我國新型數字基建相關(guān)精神，推動(dòng)我國電子信息工程科技領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展，助力數字基建科學(xué)發(fā)展驅動(dòng)壯大經(jīng)濟新動(dòng)能。4月26日，中國工程院信息與電子學(xué)部、中國信息與電子工程科技發(fā)展戰略研究中心在中國工程院發(fā)布“中國電子信息工程科技發(fā)展十六大技術(shù)挑戰（2020）”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“挑戰”）。

“挑戰”分析了我國電子信息工程科技16個(gè)領(lǐng)域方向所面臨的技術(shù)挑戰，具體如下：

1.微電子光電子

摩爾定律不斷逼近物理與工藝極限，新結構、新器件、新材料、新工藝和新封裝是該領(lǐng)域補短板、加長(cháng)板和可持續發(fā)展面臨的重要挑戰。當前圍繞通信用激光的收、發(fā)、調制、放大等光子集成和光電集成芯片技術(shù)的微小型化、高速率、低成本、低功耗、多功能、光電融合與智能化是該領(lǐng)域補短板、加長(cháng)板和可持續發(fā)展面臨的重要挑戰。

2.光學(xué)工程

自然界許多生物具有目前人工系統無(wú)法比擬的光學(xué)感知能力。圍繞“仿生光學(xué)如何模擬這些生物的可調諧、寬光譜、寬視野、抗反射和隱身的視覺(jué)系統，以及將這些生物及其群體智能感知的機理和功能賦予人工智能系統，提高仿生光學(xué)在強背景干擾下的動(dòng)態(tài)感知和處理能力”等是重要挑戰。

3.感知

遙感技術(shù)正向著(zhù)主動(dòng)與被動(dòng)相結合和小型化高重復周期觀(guān)測的方向發(fā)展，結合圖像信息的智能處理技術(shù)推進(jìn)遙感信息的廣泛應用；信息技術(shù)的快速發(fā)展正推動(dòng)著(zhù)數字化和智能化傳感器研發(fā)?！熬邆渥灾鞑杉?、數據處理、傳輸和安全管理等能力的智能傳感器”是該領(lǐng)域當前面臨的重要挑戰。

4.測量計量與儀器

通過(guò)實(shí)施基于”常數”重新定義的國際單位制，中國計量體系正在經(jīng)歷從多層金字塔架構向扁平化的歷史性變革，直接推動(dòng)國家測量體系向數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化方向跨越，支撐中國科技、產(chǎn)業(yè)、健康和國防的持續高質(zhì)量發(fā)展,特別是加快研制和生產(chǎn)服務(wù)生命安全和生物安全的計量標準和測量?jì)x器，滿(mǎn)足國家迫切急需，是該領(lǐng)域面臨的重要挑戰。

5.電磁空間

電磁頻譜已成為信息時(shí)代、智能時(shí)代人類(lèi)社會(huì )的主要活動(dòng)空間和競爭資源之一，用戶(hù)數量、類(lèi)型和頻次爆炸式增長(cháng)。電磁空間探測感知，通信傳輸和管制控制等系統形態(tài)和技術(shù)體制漸現一體化趨勢。實(shí)現智能全譜和多元一體的頻譜感知、高頻寬帶高效的頻譜利用、動(dòng)態(tài)精細的用頻管控以及系統設備的高集成、低成本，是該領(lǐng)域當前面臨的重要挑戰。

6.網(wǎng)絡(luò )與通信

受可用頻譜資源限制、關(guān)鍵光電器件指標等制約，移動(dòng)通信和光纖通信容量提升趨緩。伴隨網(wǎng)絡(luò )流量的爆發(fā)式增長(cháng)和天空海全覆蓋的重大需求，技術(shù)代際躍升急需突破性的理論和技術(shù)。在人網(wǎng)物三元萬(wàn)物互聯(lián)，以及網(wǎng)絡(luò )與各行業(yè)深度融合所帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò )極大復雜性、巨容量、大連接、廣覆蓋、高可靠、低能耗、低成本等壓力和驅動(dòng)下，網(wǎng)絡(luò )架構、服務(wù)質(zhì)量、用戶(hù)體驗、安全性和可靠性等是該領(lǐng)域當前面臨的重要挑戰。

7.網(wǎng)絡(luò )安全

面對各國激烈角逐制網(wǎng)權的變局，“維護網(wǎng)絡(luò )安全主權需創(chuàng )新主動(dòng)、自適應的多層聯(lián)動(dòng)技術(shù)體系，構建以快打快、以智對智的積極防御屏障，突破“御攻擊于外”的網(wǎng)絡(luò )邊防關(guān)鍵技術(shù)，形成以我為主的威脅感知和攻擊預判能力”是該領(lǐng)域當前面臨的重要挑戰。

8.水聲工程

針對復雜多變的海洋環(huán)境開(kāi)展水下網(wǎng)絡(luò )化的聲學(xué)觀(guān)測，獲取海洋水下聲學(xué)環(huán)境規律及水下目標聲學(xué)信息，以實(shí)時(shí)化的信息傳輸和大數據信息處理為手段，實(shí)現海洋水下信息自主掌控是該領(lǐng)域當前面臨的重要挑戰。

9.電磁場(chǎng)與電磁環(huán)境效應

隨著(zhù)5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數據及其在高速通信、無(wú)人系統、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、先進(jìn)能源、先進(jìn)空天等領(lǐng)域的廣泛應用，各類(lèi)裝備面臨嚴峻的電磁安全問(wèn)題。突破傳統思維和方法束縛，建立電磁環(huán)境效應與防護新理論，發(fā)展新技術(shù)、新材料和新器件，提升我國信息電子及其應用的電磁環(huán)境適應性和電磁制衡能力是該領(lǐng)域當前面臨的重要挑戰。

10.控制

“在智能制造、無(wú)人駕駛、深空深海等不確定復雜動(dòng)態(tài)環(huán)境下，如何采用自動(dòng)化與人工智能相融合的理論、技術(shù)和系統，針對重大裝備、自主運動(dòng)體和流程工業(yè)過(guò)程等機理不清及難以建立數學(xué)模型的被控對象，實(shí)現自主智能控制、人機協(xié)同優(yōu)化決策、決策與控制一體化”是該領(lǐng)域當前面臨的重要挑戰。

11.認知

腦認知與人工智能加速融合，在無(wú)人系統、類(lèi)腦芯片、智能視覺(jué)等領(lǐng)域廣泛應用。以腦認知機理為基礎創(chuàng )新的人工智能技術(shù)是國際熱點(diǎn)?！岸喑叨葎?dòng)態(tài)腦觀(guān)測、針對記憶、情緒、視覺(jué)等認知功能的機理揭示和易泛化、魯棒、低功耗的人工智能理論與模型的建立”是該領(lǐng)域當前面臨的重要挑戰。

12.計算機系統與軟件

隨著(zhù)人工智能應用的快速發(fā)展，數據爆炸式增長(cháng)和計算模型日趨復雜，人們對計算力的需求呈高速增長(cháng)態(tài)勢。面對后摩爾時(shí)代的物理制約，計算系統的體系結構、系統硬件、系統軟件、應用軟件等多個(gè)環(huán)節面臨著(zhù)高效能、高可靠、低能耗、敏捷設計、智能化及應用多樣性等重要挑戰。智能計算已經(jīng)成為傳統產(chǎn)業(yè)轉型和新興產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的基礎使能技術(shù)。

13.計算機應用

隨著(zhù)人機融合、區塊鏈、虛擬現實(shí)、數字孿生等為代表的計算機應用技術(shù)與各行各業(yè)融合程度的加深，支持各類(lèi)工業(yè)設備、信息系統、業(yè)務(wù)流程、企業(yè)產(chǎn)品與服務(wù)、人員之間的互操作技術(shù)也愈加復雜。構建一個(gè)更高效、更適人、更智能的互操作技術(shù)體系是該領(lǐng)域當前面臨的重要挑戰。

14.工業(yè)軟件系統

軟件運行固有的離散性和工業(yè)系統運行固有的連續性之間的適配成為操作系統和中間件等工業(yè)基礎軟件的首要難題，高穩定性三維幾何引擎、工程分析仿真求解器、電子設計自動(dòng)化等工業(yè)核心軟件，以及大型高可信嵌入式工業(yè)軟件和新型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統軟件是該領(lǐng)域當前面臨的重要挑戰。

15.應對重大突發(fā)事件（屬信息領(lǐng)域的部分）

“如何建立國家、省、市三級重大突發(fā)事件（比如新冠肺炎爆發(fā)等）信息化決策平臺，集思廣益，突破局限性，延伸到經(jīng)濟社會(huì )各領(lǐng)域；如何整合相關(guān)部門(mén)的數據資源，包括醫療衛生、公安、交通、建設、環(huán)保、教育、能源、民政、國企數據等，建設重大突發(fā)事件大數據平臺；如何建立平戰結合能支撐應急科研的計算環(huán)境和平臺，用于新藥、疫苗研發(fā)等”是應對重大突發(fā)事件、提升國家治理能力的重要挑戰。

16.新基建

以5G、數據中心、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等為代表的新型基礎設施建設步伐加快，正在發(fā)揮戰略性和先導性作用，支撐疫情期間及后期的經(jīng)濟社會(huì )高質(zhì)量發(fā)展。隨著(zhù)建設速度的加快和規模不斷擴大，新型基礎設施在技術(shù)協(xié)同、大規模組網(wǎng)、應用模式創(chuàng )新、光電芯片和關(guān)鍵軟件等核心技術(shù)支撐、網(wǎng)絡(luò )安全、高可靠綠色化低成本、與各行業(yè)融合的垂直整合等是該領(lǐng)域當前面臨的重要挑戰。

據了解，中國工程院信息與電子工程學(xué)部自2014年起持續開(kāi)展《中國電子信息工程科技發(fā)展研究》研究工作，并基于研究成果，每年上半年發(fā)布“中國電子信息工程科技發(fā)展最新挑戰”，下半年發(fā)布“中國電子信息工程科技發(fā)展最新趨勢”，旨在為我國科技人員把握電子信息工程領(lǐng)域的發(fā)展趨勢提供參考，為我國制定電子信息工程科技發(fā)展戰略提供支撐。

該項研究工作由中國工程院、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部、中國電子科技集團聯(lián)合成立的中國信息與電子工程科技發(fā)展戰略研究中心承擔。由余少華、陸軍兩位院士具體負責，有學(xué)部院士、各方面專(zhuān)家共300余人參加，在完成撰寫(xiě)《中國電子信息工程科技發(fā)展研究》綜合篇、專(zhuān)題篇和多個(gè)專(zhuān)題分冊的基礎上，凝練出中國電子信息工程科技發(fā)展的最新挑戰與趨勢。

中國工程院副院長(cháng)陳左寧院士表示，當前疫情正深刻改變全球政治經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展格局，信息科技作為關(guān)系國計民生的戰略性、基礎性、先導性行業(yè)，要走在前列，助力我國打造數字經(jīng)濟和信息治理“升級版”，特別要以數字基建為契機，聚焦發(fā)布的關(guān)鍵性、全局性、戰略性問(wèn)題和挑戰，加強協(xié)同融合和統籌發(fā)展，推動(dòng)我國信息科技更好發(fā)揮經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展中引擎與紐帶作用。

來(lái)源：中國電子報