集微網(wǎng)消息，9月25日，中國工程院信息與電子學部、中國信息與電子工程科技發(fā)展戰(zhàn)略研究中心在北京、香港發(fā)布“中國電子信息工程科技發(fā)展十四大技術挑戰(zhàn)（2023）”。
中國工程院副院長吳曼青院士表示，當前世界之變、時代之變、科技之變正以前所未有速度和規(guī)模席卷而來，科學技術發(fā)展已進入由信息科技、生命科學、生物技術、新材料與先進制造、新能源與環(huán)?？萍嫉葮嫵傻募簞?chuàng)新時代。
此次發(fā)布的“中國電子信息工程科技十四大挑戰(zhàn)（2023）”包括以下內容：
數(shù)字領域。全面落實《數(shù)字中國建設整體布局規(guī)劃》和“2522”整體框架布局，即夯實數(shù)字基礎設施和數(shù)據(jù)資源體系“兩大基礎”，推進數(shù)字技術與經(jīng)濟、政治、文化、社會、生態(tài)文明建設“五位一體”深度融合，強化數(shù)字技術創(chuàng)新體系和數(shù)字安全屏障“兩大能力”，優(yōu)化數(shù)字化發(fā)展國內國際“兩個環(huán)境”，急需解決系列關鍵核心技術挑戰(zhàn)。
信息化。以數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化、無人化為特征的信息化浪潮方興未艾，全面賦能人類社會生產生活，深刻改變著全球經(jīng)濟格局、文化格局、安全格局和競爭格局。如何組織和利用國內外優(yōu)勢科技力量，構建高質量發(fā)展新型舉國體制，堅持創(chuàng)新跨越總方針，建立中國特色數(shù)字生態(tài)環(huán)境，確保核心能力自主可控、先進可靠是該領域面臨的重要挑戰(zhàn)。
微電子光電子。數(shù)字芯片3nm制程已規(guī)模量產，并繼續(xù)向2nm、1nm挺進，但日益逼近物理與工藝極限。三維集成、Chiplet、2.5D/3D封裝成為重要發(fā)展方向，多樣化系統(tǒng)集成，新器件、新結構、新材料探索不斷深化。光模塊速率向Tb/s演進。硅基光電融合成為重要路徑，我國在微電子、光電子先進制造能力與集成芯片設計方面面臨重要挑戰(zhàn)。
光學工程。在傳統(tǒng)光學工程逼近技術極限的背景下，時、空、頻多維矢量光場調控是突破光學信息和能量傳輸瓶頸的關鍵。如何實現(xiàn)跨尺度矢量光場的智能精準調控、高效數(shù)字光學器件和系統(tǒng)開發(fā)、實時精確健康評估的新型成像和傳感、低功耗高集成光子和高效綠色能源光子技術突破、面向戰(zhàn)略自主性的核心光學組件自主可控等面臨重要挑戰(zhàn)。
測量計量與儀器。新一代國家測量體系和儀器產業(yè)體系建設已啟動，重要場景下的關鍵測量技術亟待突破，特別是支撐超精密光刻機、高端航空發(fā)動機和高端工業(yè)母機等為代表的高精尖裝備研發(fā)制造中的超精密測量與儀器技術亟待率先突破，制造質量調控能力亟待提升；支撐數(shù)字化、網(wǎng)絡化與智能化測量的新形態(tài)精密儀器及傳感技術將面臨重要挑戰(zhàn)。
網(wǎng)絡與通信。人網(wǎng)物三元萬物智聯(lián)背景下網(wǎng)絡通信與大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算等技術深度融合，滿足全行業(yè)、巨容量、大連接、強算力、強智能、全覆蓋、高可靠、高安全、低成本、綠色節(jié)能需求，新型網(wǎng)絡理論與技術架構、日益逼近物理極限下的傳輸能力提升、核心設備與器件、算力網(wǎng)等是該領域面臨的重要挑戰(zhàn)。6G面向通感算網(wǎng)融合、天地一體等更復雜多樣的應用場景，存在應用基礎理論突破、技術發(fā)展范式創(chuàng)新等重要挑戰(zhàn)。
網(wǎng)絡安全。如何有效應對海量存量威脅治理及其有效防護不足、網(wǎng)絡安全邊界的削弱，如何構建威脅畫像、威脅情報運營機制及安全知識體系；如何構建可應對“未知的未知”攻擊的“護衛(wèi)+自衛(wèi)”的防御體系；如何打造計算和防護融合新模式、形成運行和防御并行雙結構；如何應對生成式人工智能等新技術帶來的安全問題，都是該領域面臨的重要挑戰(zhàn)。
電磁場與電磁環(huán)境效應。數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化、無人化對電磁環(huán)境效應基礎研究提出新需求，電磁學與計算機、光學、材料學、生物、復雜系統(tǒng)等交叉融合，在電磁場基礎理論、智能電磁計算、電磁防護材料、電磁場快速感知、電磁生物效應與防護仿生領域不斷發(fā)展，促進電磁環(huán)境適應性、電磁安全前沿技術廣泛應用，提升智能化裝備電磁安全能力是該領域面臨的重要挑戰(zhàn)。
控制。在智能制造、航空航天、無人系統(tǒng)等為代表的重大工程中，由于運行條件和被控對象動態(tài)特性頻繁變化,要求控制系統(tǒng)具有魯棒穩(wěn)定性與最優(yōu)動態(tài)性能。如何將建模、控制、優(yōu)化和大數(shù)據(jù)驅動的人工智能、計算機軟件、網(wǎng)絡通信等計算資源與物理資源緊密協(xié)同,如何采用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的端邊云協(xié)同實現(xiàn)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡彈性/韌性、自適應、自主調控是該領域面臨的重要挑戰(zhàn)。
認知。以“大數(shù)據(jù)+大算力+大模型”為基礎的人工智能快速發(fā)展，并具備了一定的通用智能能力，但依然存在可解釋性差、能效比低、缺乏決策能力等瓶頸，在開放復雜環(huán)境中，難以實現(xiàn)可靠感知、理解和決策。突破腦智能與腦決策機制啟發(fā)的認知智能技術，研制多類型、可重構、高效、綠色節(jié)能的新型腦模型與軟硬件系統(tǒng)，是新一代人工智能理論與技術面臨的重要挑戰(zhàn)。
計算機系統(tǒng)與軟件。當前計算機系統(tǒng)與軟件領域的基礎理論體系尚不完善，難以滿足大模型、網(wǎng)絡安全等前沿創(chuàng)新需求，在日益嚴峻的外部形勢下，亟需突破多元異構計算體系、通用人工智能軟件系統(tǒng)、計算安全等關鍵技術，積極探索類腦、量子等前沿技術，研發(fā)智能水平更高、能耗更低、更安全可信的計算機系統(tǒng)，以及新型基礎軟件和具有自主知識產權的工業(yè)軟件是當前面臨的重要挑戰(zhàn)。
計算機應用。工業(yè)、交通、教育、醫(yī)療等領域數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化、無人化等重大變革對計算機應用技術提出了嚴峻挑戰(zhàn)：一是以生成式人工智能、元宇宙為代表的新興技術與國民經(jīng)濟、社會發(fā)展、國家安全融合發(fā)展推動計算機應用技術加速創(chuàng)新。二是“萬物智聯(lián)、智能引領、跨界融合、萬眾創(chuàng)新”新業(yè)態(tài)對智能感知、協(xié)同、學習、分析、決策、控制及安全等提出了更高要求。
海洋網(wǎng)絡信息體系。海洋網(wǎng)絡信息體系建設在理論、技術與工程方面存在重要挑戰(zhàn)。理論方面需建立水下非線性聲場理論，實現(xiàn)水下聲場優(yōu)化控制和利用；技術方面需突破海洋精細化遙感、非聲探測等新型感知、遠洋船舶氣象導航、跨域通信和水下信息處理；工程方面需深化新一代信息技術的海洋化應用，強化海洋戰(zhàn)略空間一體化管理，構建數(shù)字海洋新型基礎設施。
應對重大突發(fā)事件。如何建立國家、省、市一體化重大突發(fā)事件智能化快速反應決策體系，如何整合相關部門的數(shù)據(jù)資源和科技力量，包括醫(yī)療衛(wèi)生、公安、交通、建設、環(huán)保、教育、能源、民政、國企數(shù)據(jù)等，建立應對黑天鵝、灰犀牛等重大事件大數(shù)據(jù)智能化綜合平臺，形成預警能力和快速反應能力，把災害損失降到最小，是應對重大突發(fā)事件、提升國家綜合治理能力的重要挑戰(zhàn)。
中國工程院信息與電子工程學部自2014年啟動相關研究工作，至今已連續(xù)9年發(fā)布“趨勢”或“挑戰(zhàn)”等系列成就。（校對/趙碧瑩）
