2020十大科技趨勢：多個領(lǐng)域或出現(xiàn)顛覆性技術(shù)突破

耿曉軍

摘 要：近日，阿里巴巴達摩院發(fā)布“達摩院2020十大科技趨勢”。這是繼2019年之后，阿里巴巴達摩院第二次預測年度科技趨勢?？萍祭顺毙率觊_啟，“達摩院2020十大科技趨勢”圍繞AI、芯片、云計算、區(qū)塊鏈、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、量子計算等領(lǐng)域提出最新趨勢，并斷言多個領(lǐng)域?qū)⒊霈F(xiàn)顛覆性技術(shù)突破。

關(guān)鍵詞：達摩院;科技趨勢

1 人工智能從感知智能向認知智能演進

人工智能已經(jīng)在“聽、說、看”等感知智能領(lǐng)域達到或超越了人類水準，但在需要外部知識、邏輯推理或者領(lǐng)域遷移的認知智能領(lǐng)域還處于初級階段。認知智能將從認知心理學、腦科學及人類社會歷史中汲取靈感，并結(jié)合跨領(lǐng)域知識圖譜、因果推理、持續(xù)學習等技術(shù)，建立穩(wěn)定獲取和表達知識的有效機制，讓知識能夠被機器理解和運用，實現(xiàn)從感知智能到認知智能的關(guān)鍵突破。

2 計算存儲一體化突破AI算力瓶頸

馮·諾伊曼架構(gòu)的存儲和計算分離，已經(jīng)不適合數(shù)據(jù)驅(qū)動的人工智能應用需求。頻繁的數(shù)據(jù)搬運導致的算力瓶頸以及功耗瓶頸已成為對更先進算法探索的限制因素。類似于腦神經(jīng)結(jié)構(gòu)的存內(nèi)計算架構(gòu)將數(shù)據(jù)存儲單元和計算單元融為一體，能顯著減少數(shù)據(jù)搬運，極大地提高計算并行度和能效。計算存儲一體化在硬件架構(gòu)方面的革新將突破AI算力瓶頸。

3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的超融合

5G、IoT設備、云計算、邊緣計算的迅速發(fā)展將推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的超融合，實現(xiàn)工控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和信息化系統(tǒng)的智能化融合。制造企業(yè)將實現(xiàn)設備自動化、搬送自動化和排產(chǎn)自動化，進而實現(xiàn)柔性制造，同時工廠上下游制造產(chǎn)線能實時調(diào)整和協(xié)同。這將大幅提升工廠的生產(chǎn)效率及企業(yè)盈利能力。對產(chǎn)值數(shù)十萬億乃至數(shù)百萬億的工業(yè)產(chǎn)業(yè)而言，提高5%～10%的效率，就會產(chǎn)生數(shù)萬億人民幣的價值。

4 機器間大規(guī)模協(xié)作成為可能

傳統(tǒng)單體智能無法滿足大規(guī)模智能設備的實時感知、決策。物聯(lián)網(wǎng)協(xié)同感知技術(shù)、5G通信技術(shù)的發(fā)展將實現(xiàn)多個智能體之間的協(xié)同—機器彼此合作、相互競爭共同完成目標任務。多智能體協(xié)同帶來的群體智能將進一步放大智能系統(tǒng)的價值：大規(guī)模智能交通燈調(diào)度將實現(xiàn)動態(tài)實時調(diào)整，倉儲機器人高效協(xié)作完成貨物分揀，無人駕駛車可以感知全局路況，群體無人機協(xié)同將打通最后一公里配送。

5 模塊化降低芯片設計門檻

傳統(tǒng)芯片設計模式無法高效應對快速迭代、定制化與碎片化的芯片需求。以RISC-V為代表的開放指令集及其相應的開源SoC芯片設計、高級抽象硬件描述語言和基于IP的模板化芯片設計方法，推動了芯片敏捷設計與開源芯片生態(tài)的快速發(fā)展。此外，基于芯粒（chiplet）的模塊化設計方法用先進封裝的方式將不同功能“芯片模塊”封裝在一起，可以跳過流片快速定制出一個符合應用需求的芯片，進一步加快了芯片交付。

6 規(guī)?；a(chǎn)級區(qū)塊鏈應用將走入大眾生活

區(qū)塊鏈BaaS（Blockchain as a Service）服務將進一步降低企業(yè)應用區(qū)塊鏈技術(shù)的門檻，專為區(qū)塊鏈設計的端、云、鏈等各類固化核心算法的硬件芯片應運而生，實現(xiàn)物理世界資產(chǎn)與鏈上資產(chǎn)的錨定，進一步拓展價值互聯(lián)網(wǎng)的邊界、實現(xiàn)萬鏈互聯(lián)。未來將涌現(xiàn)大批創(chuàng)新區(qū)塊鏈應用場景以及跨行業(yè)、跨生態(tài)的多維協(xié)作，日活千萬以上的規(guī)模化生產(chǎn)級區(qū)塊鏈應用將會走入大眾生活。

7 量子計算進入攻堅期

2019年“量子霸權(quán)”之爭讓量子計算再次成為世界科技的焦點。超導量子計算芯片的成果增強了行業(yè)對超導路線及對大規(guī)模量子計算實現(xiàn)樂觀預期。2020年量子計算領(lǐng)域?qū)?jīng)歷投入進一步增大、競爭激化、產(chǎn)業(yè)化加速和生態(tài)更加豐富的階段。作為兩個最關(guān)鍵的技術(shù)里程碑，容錯量子計算和演示實用量子優(yōu)勢將是量子計算實用化的轉(zhuǎn)折點。未來幾年，實現(xiàn)其中任何一個目標都是十分艱巨的任務，量子計算將進入技術(shù)攻堅期。

8 新材料推動半導體器件革新

在摩爾定律放緩以及算力和存儲需求爆發(fā)的雙重壓力下，以硅為主體的經(jīng)典晶體管很難維持半導體產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，各大半導體廠商對于3 nm以下的芯片走向都沒有明確的答案。新材料將通過全新物理機制實現(xiàn)全新的邏輯、存儲及互聯(lián)概念和器件，推動半導體產(chǎn)業(yè)的革新。例如，拓撲絕緣體、二維超導材料等能夠?qū)崿F(xiàn)無損耗的電子和自旋輸運，成為全新的高性能邏輯和互聯(lián)器件的基礎(chǔ);新型磁性材料和新型阻變材料能夠制成高性能磁性存儲器，如SOT-MRAM和阻變存儲器。

9 保護數(shù)據(jù)隱私的AI技術(shù)將加速落地

數(shù)據(jù)流通所產(chǎn)生的合規(guī)成本越來越高。使用AI技術(shù)保護數(shù)據(jù)隱私正在成為新的技術(shù)熱點，能夠在保證各方數(shù)據(jù)安全和隱私的同時，聯(lián)合使用方實現(xiàn)特定計算，解決數(shù)據(jù)孤島以及數(shù)據(jù)共享可信程度低等問題，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的價值。

10 云成為IT技術(shù)創(chuàng)新的中心

隨著云技術(shù)的深入發(fā)展，云已經(jīng)遠遠超過IT基礎(chǔ)設施的范疇，漸漸演變成所有IT技術(shù)創(chuàng)新的中心。云已經(jīng)貫穿新型芯片、新型數(shù)據(jù)庫、自驅(qū)動自適應網(wǎng)絡、大數(shù)據(jù)、AI、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、量子計算等IT技術(shù)鏈路，同時又衍生了無服務器計算、云原生軟件架構(gòu)、軟硬一體化設計、智能自動化運維等全新的技術(shù)模式，云正在重新定義IT的一切。廣義的云，正在源源不斷地將新的IT技術(shù)變成觸手可及的服務，成為數(shù)字經(jīng)濟的基礎(chǔ)。