未來產業創新前沿盡顯“中國機遇”

▲ " 全球健康與發展論壇：創新技術的新應用和新市場加速促進全球健康與發展 " 舉行。

哪些產業最能代表未來科技發展和產業升級的新方向？哪些產業是科技創新大國的競爭新焦點？我國在未來新興產業中的布局如何？

由中國科學技術信息研究所、上海市科學學研究所聯合編撰的《未來產業創新的前沿領域》在 2023 浦江創新論壇上發布。報告基于對各國和地區科技政策與研發投入、論文與專利、專家觀點與學術會議資料等科技信息的多維度分析，遴選出未來產業創新的五大前沿領域——類腦芯片、量子信息、合成生物學、綠色制氫和區塊鏈，并探討了它們的發展態勢、區域研發優勢、技術研發方向和面臨的挑戰。報告還研判了中國在五大前沿領域的全球技術定位，并就未來產業發展提出策略建議。

五大前沿領域近十年呈爆發態勢

近十年來高速增長，是報告遴選出的五大前沿領域的發展共性。以類腦芯片為例，從 2001 年開始類腦芯片論文數量進入緩慢增長期，代表事件是 DARPA 啟動 syNAPSE 項目；2013 年至 2016 年進入快速增長期，代表事件是 2016 年 AlphaGo 擊敗李世石；2016 年后進入高速增長期，代表事件是 2022 年 OpenAI 發布 ChatGPT。

數據顯示，2013 年之前，類腦芯片的全球論文數量尚不足 500 篇，2016 年已經飆升至 1000 篇，2022 年更是達到了約 4000 篇。類腦芯片專利申請量在 2015 年后異軍突起，從 2015 年的不到 300 件升至 2021 年超 2600 件。

量子信息的基礎研究和技術研發成果近十年的高速增長，得益于量子信息 3 個子領域研發持續推進。其中，量子計算是量子信息領域的關注焦點，樣機研發與性能提升是其核心，超導和離子阱技術路線持續領跑，硬件技術仍處于多種方案并存發展階段；基于量子隱形傳態、存儲中繼和轉換等關鍵技術構建量子信息網絡，將是量子通信領域的未來方向；在量子測量領域，原子鐘、重力儀、磁力計、光量子雷達等多類型產品已逐步走進商業應用。

中國提前布局未來產業已顯成效

中國在五大未來產業前沿領域中表現不俗。報告顯示，中國的類腦芯片研究起步較晚，但在 2016 年與美國同步進入快速增長期，目前中國的相關論文和專利數量均居全球首位。其中專利以國內布局、側重于應用的研究居多，相關材料、器件、架構電路和算法等方面的基礎研究正引起高度重視。

同樣處于 " 第一梯隊 " 的還有區塊鏈。中國區塊鏈研究的啟動時間與美歐國家同步，中國論文發表、專利申請數量均居全球首位。在聯盟鏈、共識層的基礎研究，以及聯盟鏈、物流運輸、政法的技術研發中中國具有優勢。

▲ " 未來（科學）論壇：腦科學的數字化轉型 " 與會嘉賓進行交流。

在量子信息領域，中國目前的論文數量僅次于美國，專利數量居全球首位。美國在量子計算和量子測量上優勢明顯，中國在量子通信上占據主導地位。

中國在合成生物學領域與日本、英國同屬第二梯隊，美國屬于第一梯隊。值得注意的是，合成生物學的研究形成了比較固定的學術合作圈，如以倫敦帝國理工學院為首的歐洲合作圈、以東京大學為首的日本學術合作圈，我國則以中國科學院為首。

中國綠色制氫論文數量居全球首位，專利申請量僅次于日本，有 3 個機構入圍全球前 20 強研發機構。不過，日本企業在綠色制氫領域的技術研發中占有絕對優勢，中國還需提升企業參與度。

" 從 0 到 10" 還需更多交叉融合

五大未來產業前沿領域中，哪個距離成果轉化應用落地最近？報告提到，區塊鏈技術已在金融、物流運輸、政法、醫療保健等多個行業得到應用。未來，隨著技術的成熟和認知的提升，預計將有更多行業開始探索和采用區塊鏈技術，以提高效率、降低成本和增強安全性。

另外四大未來產業前沿領域距離廣泛應用階段還有漫長征途。類腦芯片在理論建模、功耗降低、融合感存算一體化等方面還存在技術瓶頸；量子信息需要進行深入的概念驗證；合成生物學在基因編輯工具和發酵技術的工業級量產過程中仍然面臨一系列問題；綠色制氫的各條技術路線均有挑戰。

誰能把握未來產業發展的主動權，誰就能構筑新的競爭優勢。如何加快未來產業 " 從 0 到 10" 的轉化，報告多次提到交叉融合。如類腦芯片需要調動腦科學、計算神經科學、認知科學、統計物理、材料化學等領域專家參與；量子信息需要學術界力量與產業界、資本方資源有機結合；合成生物學其學科天然就有交叉屬性，需要更多門類的研發機構和多種人才參與到研發之中，并加強政產學研合作以及國際合作。

作者：沈湫莎

攝影：邢千里

編輯：施薇

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