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電子信息工程發(fā)展十四大趨勢與國產(chǎn)傳感器發(fā)展

來源：本站 作者：admin 時間：2021-06-25 03:03:15 點擊：1074
1月5日，中國信息與電子工程科技發(fā)展戰(zhàn)略研究中心在中國工程院召開發(fā)布會，發(fā)布“中國電子信息工程科技發(fā)展十四大趨勢(2021)”。此次發(fā)布的十四大趨勢是：
 
1. 信息化
 
以數(shù)字化、網(wǎng)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(chǎn)生活。信息技術與各行業(yè)不斷深度融合，深刻改變著全球的經(jīng)濟與政治格局、安全與競爭格局以及社會發(fā)展與治理體系格局。
 
2. 計算機系統(tǒng)與軟件
 
隨著社會信息化發(fā)展，算力成為人類生產(chǎn)力和國家競爭力的重要基礎。超級計算系統(tǒng)正從后P級時代向E級邁進，并成為世界各大國競相發(fā)展的下一個目標。領域專用軟硬件協(xié)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(fā)展期。超級計算正從科學工程計算向大數(shù)據(jù)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(yè)界的廣泛關注。
 
3. 網(wǎng)絡與通信
 
5G移動信息網(wǎng)絡加速構建，其推廣完善及與各行業(yè)的垂直整合仍存挑戰(zhàn)。6G研發(fā)加速布局?；ヂ?lián)網(wǎng)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(lián)、萬事互聯(lián)時代toB、toM、toX等多樣化應用需求帶來的前所未有挑戰(zhàn)。千兆接入、P比特級傳輸、E比特級轉發(fā)將帶來更高體驗，可支持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、天地一體化網(wǎng)絡、海洋網(wǎng)絡、數(shù)字孿生網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等人網(wǎng)物三元互聯(lián)的新型網(wǎng)絡環(huán)境將改變網(wǎng)絡技術的發(fā)展范式。
 
4. 計算機應用
 
面向人網(wǎng)物融合的“智能+”時代新需求，聚焦智能制造、在線協(xié)同辦公、智慧遠程醫(yī)療、數(shù)字抗疫等計算機應用產(chǎn)業(yè)發(fā)展，新一代人工智能技術引領下的大數(shù)據(jù)智能、群體智能、混合增強智能、跨媒體智能、自主無人系統(tǒng)、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(tài)創(chuàng)新發(fā)展。
 
5. 網(wǎng)絡安全
 
信息安全技術在“雙循環(huán)”戰(zhàn)略需求牽引下加速尋求發(fā)展新范式，推動安全賦能方式從外掛附加形態(tài)向內生構造形態(tài)轉變，從邊界防御模式向零信任架構轉變，從針對局域網(wǎng)到面向云化環(huán)境和內生構造轉變，從功能安全與網(wǎng)絡安全分離的傳統(tǒng)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(chuàng)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(chǎn)業(yè)遵循摩爾定律持續(xù)高速發(fā)展，現(xiàn)階段晶體管微小型化的平面布局逼近物理與工藝極限，產(chǎn)業(yè)技術演進趨勢放緩或變軌。三維晶體管結構技術發(fā)展，晶元級集成技術誕生，系統(tǒng)構造和新材料新工藝技術進步，以及光電技術的迅猛發(fā)展，將持續(xù)推動信息基礎設施創(chuàng)新和物理形態(tài)的變革。
 
7. 數(shù)據(jù)
 
大數(shù)據(jù)作為一種普遍存在，是信息社會最為龐大且以指數(shù)級增長的基礎資源。數(shù)據(jù)流動性已成為數(shù)據(jù)的基本特征，數(shù)據(jù)價值高，數(shù)據(jù)集合規(guī)模不斷擴大，類型繁多，產(chǎn)生速度快，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)總量正快速向EB、ZB、YB乃至BB級陡增，急需數(shù)據(jù)科學與工程技術的重大創(chuàng)新，以使巨大的數(shù)據(jù)產(chǎn)生巨大的價值。
 
8. 感知
 
智能化發(fā)展需求促進傳感器與前端智能處理呈集成發(fā)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(huán)境監(jiān)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(chuàng)新發(fā)展，國產(chǎn)傳感器進入快速發(fā)展階段。
 
9. 電磁場與電磁環(huán)境效應
 
隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、無人系統(tǒng)、人工智能等技術領域的快速發(fā)展和先進智能化裝備或系統(tǒng)的建設與應用，電磁環(huán)境適應性和電磁安全性成為研究熱點。電磁場及電磁環(huán)境效應學科建設與發(fā)展，以及其與數(shù)學、物理、信息、材料、生物等學科的深度交叉融合，將不斷涌現(xiàn)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(xù)發(fā)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(shù)據(jù)的變革，使得工業(yè)生產(chǎn)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(xiàn)決策優(yōu)化和協(xié)同控制。人工智能與控制技術融合發(fā)展，推動以工業(yè)人工智能為代表的基礎理論方法創(chuàng)新;5G和邊緣計算與控制技術融合，推動新一代控制系統(tǒng)的硬件、軟件和平臺向“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)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(tǒng)、智能成像、智能視覺、大數(shù)據(jù)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(shù)重新定義產(chǎn)生的影響持續(xù)深化，基于量子化和“數(shù)字化、網(wǎng)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(shù)字化、網(wǎng)絡化與智能化”為標志的工業(yè)測量儀器等新一代儀器形態(tài)開始顯現(xiàn);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(guī)劃和加強生命科學計量和醫(yī)學計量檢測的基礎研究，規(guī)劃和加強生命科學儀器，醫(yī)學檢驗、診斷、治療和護理儀器的研究、開發(fā)和生產(chǎn)成為刻不容緩的課題。
 
13. 區(qū)塊鏈
 
區(qū)塊鏈技術發(fā)展持續(xù)創(chuàng)新，鏈上鏈下數(shù)據(jù)協(xié)同、軟硬件一體化等方面取得技術突破。聯(lián)盟數(shù)據(jù)更協(xié)同、網(wǎng)絡規(guī)模更廣泛、技術運維更精細和平臺安全更可控是發(fā)展方向。城市級區(qū)塊鏈基礎設施網(wǎng)絡建設成為熱點，在服務實體經(jīng)濟、服務政務和民生等涌現(xiàn)出一批示范性應用。區(qū)塊鏈標準制定不斷加速，專利申請數(shù)量快速增長，監(jiān)管框架逐步成型。新型數(shù)字貨幣發(fā)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(fā)展的下一個目標。針對陸?？仗煨畔踩男枰_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(fā)展趨勢。

 
電子信息工程發(fā)展十四大趨勢與國產(chǎn)傳感器發(fā)展
傳感器在物聯(lián)網(wǎng)下的應用

在新的工業(yè)經(jīng)濟環(huán)境下，工業(yè)領域的結構演變和調整為經(jīng)濟增長提供了新的動力。特別“工業(yè)4.0”概念被提出后，“智能生產(chǎn)”、“智能工業(yè)”正成為產(chǎn)業(yè)轉型升級的重要推動力，其中信息技術和傳感技術是工業(yè)智能的重要支點。作為現(xiàn)代信息技術的重要支柱，工業(yè)傳感器技術及相關設備也成為各國在工業(yè)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(chǎn)保障和質量監(jiān)控。
 
　　隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，WIFI、藍牙等無線連接方式也在流行，這為無線傳感器的發(fā)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(fā)生器供電，形成無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點，由隨機分布的集成傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信模塊的微節(jié)點組成。
 
　　物聯(lián)網(wǎng)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(fā)展階段。顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)就是物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)利用局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)絡，實現(xiàn)信息化、遠程管控和智能化。
 
　　在無線傳感器網(wǎng)絡中，數(shù)百個傳感器節(jié)點排列在特定區(qū)域，形成監(jiān)控網(wǎng)絡。這些節(jié)點通過特定的協(xié)議被正確、高效、穩(wěn)定地組織起來，共同完成一個應用任務，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)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(wǎng)絡進行無線連接和數(shù)據(jù)跟蹤的地方。
 
　　眾所周知，在工業(yè)過程控制中，計算機技術已經(jīng)相對成熟，需要收集的信息量也在不斷增加。生產(chǎn)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(shù)轉化為電信號控制信息，以滿足各種工業(yè)過程智能化、自動化的發(fā)展需求。

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