2020年前沿科技發(fā)展態(tài)勢及2021年趨勢展望——信息篇
世界信息領(lǐng)域2020年態(tài)勢總結(jié)
多國繼續(xù)強(qiáng)化人工智能戰(zhàn)略部署，同時重視人工智能的治理。加大投資力度，推動技術(shù)創(chuàng)新。美國白宮向國會提交2021財(cái)年聯(lián)邦政府預(yù)算報(bào)告，提議將聯(lián)邦研發(fā)支出增加到1422億美元，尤其計(jì)劃大幅增加人工智能和量子信息科學(xué)等未來產(chǎn)業(yè)的研發(fā)投資；白宮科技政策辦公室宣布，將在2020-2025年投資超過10億美元，在全美范圍內(nèi)設(shè)立12個新的人工智能和量子信息科學(xué)研究機(jī)構(gòu)，旨在讓美國在人工智能和量子技術(shù)方面保持全球競爭力。德國政府決定對2018年版的《人工智能戰(zhàn)略》做出修訂，計(jì)劃到2025年，通過經(jīng)濟(jì)刺激和未來“一攬子”計(jì)劃，把對人工智能的資助從30億歐元增加到50億歐元。歐盟擬為“數(shù)字歐洲”計(jì)劃撥付75億歐元，其中21億歐元用于人工智能，以提高歐洲數(shù)字經(jīng)濟(jì)的競爭力。
重視人工智能治理和數(shù)據(jù)可利用性。美國白宮科技政策辦公室發(fā)布美國人工智能監(jiān)管原則提案，敦促聯(lián)邦法規(guī)放寬對人工智能的限制，以推動創(chuàng)新并避免監(jiān)管過度；國防部正式采用國防創(chuàng)新委員會于2019年10月提出的人工智能倫理準(zhǔn)則；IBM公司宣布成立政策實(shí)驗(yàn)室，旨在為各國政策制定者就人工智能等技術(shù)問題提供建議；國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）提出四項(xiàng)原則，以確定人工智能的“可解釋”程度。歐盟委員會發(fā)布《人工智能白皮書》，旨在促進(jìn)歐洲在人工智能領(lǐng)域的創(chuàng)新，推動道德和可信賴人工智能的發(fā)展；宣布放棄為期5年的面部識別禁令，并鼓勵各成員國制定自己的面部識別法規(guī)；擬推出《數(shù)字治理法案》（Digital Governance Act），以促進(jìn)數(shù)據(jù)規(guī)范共享，為歐盟經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會治理提供支撐。
5G競爭進(jìn)入白熱化階段，同時美國聯(lián)合盟友加大打擊中國華為等高科技企業(yè)。截至2020年12月，全球5G用戶數(shù)量達(dá)到2.29億，5G商用網(wǎng)絡(luò)數(shù)量達(dá)到近180個。美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）通過97億美元的撥款計(jì)劃以收購中頻頻譜，并啟動5G中頻頻譜拍賣。日本三大運(yùn)營商N(yùn)TT DoCoMo、KDDI和軟銀先后啟動5G商用服務(wù)。南非成為非洲首個5G網(wǎng)絡(luò)商用的國家。法國政府啟動5G頻譜拍賣，以分配3.4~3.8GHz頻譜。英國通信辦公室（Ofcom）宣布釋放700MHz頻段，為2021年1月5G頻譜拍賣騰出容量。
歐、美、日對科技巨頭發(fā)起反壟斷調(diào)查，防止科技巨頭利用領(lǐng)先地位破壞市場競爭。美國司法部公布立法提案，擬削弱互聯(lián)網(wǎng)公司法律豁免權(quán)；眾議院司法委員會反壟斷小組舉辦反壟斷聽證會，對谷歌、Facebook、亞馬遜和蘋果公司進(jìn)行質(zhì)詢；司法部、聯(lián)邦貿(mào)易委員會及各州和地區(qū)檢察長對谷歌和Facebook提起5起反壟斷訴訟。歐盟發(fā)布《數(shù)字服務(wù)法案》和《數(shù)字市場法案》，遏制科技巨頭不正當(dāng)競爭。法國和荷蘭呼吁歐盟成立新機(jī)構(gòu)以監(jiān)管科技巨頭。英國政府計(jì)劃成立數(shù)字市場部門（DMU）以監(jiān)管科技巨頭，阻止這些公司利用它們的主導(dǎo)地位排擠較小型企業(yè)和弱勢消費(fèi)者。日本政府稱將與美歐共同加大對科技巨頭的反壟斷審查力度。
全球惡意網(wǎng)絡(luò)活動肆虐，醫(yī)藥研發(fā)機(jī)構(gòu)、商業(yè)公司及政府部門等成為黑客攻擊重點(diǎn)。黑客對醫(yī)療和醫(yī)藥研發(fā)機(jī)構(gòu)發(fā)起攻擊。中國醫(yī)療機(jī)構(gòu)遭印度黑客定向攻擊。美國聯(lián)邦調(diào)查局警告勒索軟件攻擊威脅美國醫(yī)療保健體系；微軟公司稱至少有7家新冠疫苗開發(fā)組織遭到黑客攻擊。對商業(yè)公司的攻擊。美國導(dǎo)航系統(tǒng)制造商佳明公司遭勒索軟件攻擊，服務(wù)器被迫關(guān)閉；社交媒體平臺Twitter遭大規(guī)模黑客攻擊，大量高影響力賬號被盜；雅詩蘭黛公司服務(wù)器遭黑客入侵，4.4億條數(shù)據(jù)泄露；頂級安全公司FireEye遭黑客入侵，敏感安全測試工具被盜；英特爾公司20GB內(nèi)部文檔被公開，大量芯片機(jī)密數(shù)據(jù)遭泄漏。印度雜貨電商BigBasket公司遭黑客攻擊，2000萬用戶信息泄露。對各國政府政府部門及軍事機(jī)構(gòu)的攻擊。美國聯(lián)邦儲存圖書館計(jì)劃網(wǎng)站遭伊朗黑客入侵，網(wǎng)站頁面被篡改；洲際彈道導(dǎo)彈部隊(duì)機(jī)密文件遭黑客竊?。簧虅?wù)部、財(cái)政部和國土安全部等6家政府機(jī)構(gòu)及多家美國公司遭俄羅斯黑客組織“Cozy Bear”入侵。波蘭在北約軍演期間遭俄羅斯黑客攻擊，多個網(wǎng)站被植入虛假信息。奧地利外交部計(jì)算機(jī)系統(tǒng)遭網(wǎng)絡(luò)攻擊，內(nèi)部系統(tǒng)受損。
各國持續(xù)加碼量子計(jì)算研究，量子計(jì)算機(jī)性能不斷增強(qiáng)。美國麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)河濱分校、中國香港科技大學(xué)和印度理工學(xué)院研究人員在金屬材料中觀察到馬約拉納費(fèi)米子，可推進(jìn)容錯量子計(jì)算開發(fā)。美國陸軍研究實(shí)驗(yàn)室與麻省理工學(xué)院研究人員合作證明了室溫下量子計(jì)算的可行性；IBM公司宣布將其量子計(jì)算機(jī)的量子比特?cái)?shù)提升至64位，相比于2019年的32位提升了一倍；量子計(jì)算初創(chuàng)企業(yè)IonQ宣布，其已推出“具有32個完美的量子比特、且門誤差相當(dāng)?shù)汀钡男滦土孔佑?jì)算機(jī)。量子通信領(lǐng)域突破性研究凸顯，長距離量子糾纏實(shí)驗(yàn)取得成功，量子網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提上日程。丹麥技術(shù)大學(xué)和哥本哈根大學(xué)成功使用糾纏量子網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)高精度分布式傳感。德國慕尼黑大學(xué)研究人員成功將量子糾纏態(tài)傳輸距離拓展至20公里。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)完成長距離量子糾纏實(shí)驗(yàn)，借助兩種實(shí)驗(yàn)方案分別實(shí)現(xiàn)22公里和50公里的量子糾纏，創(chuàng)長距離量子糾纏新紀(jì)錄。瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院創(chuàng)造出5米長的微波量子鏈路。美國發(fā)布量子互聯(lián)網(wǎng)藍(lán)圖，計(jì)劃在10年內(nèi)建成量子網(wǎng)絡(luò)。
全球半導(dǎo)體市場迎來并購熱潮，美、韓半導(dǎo)體企業(yè)通過并購壯大自身實(shí)力以應(yīng)對激烈競爭。美國英偉達(dá)公司宣布將斥資400億美元收購英國ARM公司；模擬芯片企業(yè)亞德諾半導(dǎo)體公司（ADI）宣布以210億美元全股票收購另一大模擬芯片公司美信（Maxim Integrated）；AMD公司宣布以350億美元全股票收購全球最大的現(xiàn)場可編程邏輯門陣列（FPGA）獨(dú)立供應(yīng)商賽靈思，以擴(kuò)大其日益增長的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)；美滿電子科技公司（Marvell）宣布將以100億美元收購Inphi公司。韓國SK海力士公司宣布將以90億美元價格收購英特爾NAND存儲芯片業(yè)務(wù)。
世界信息領(lǐng)域2021年趨勢展望
信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)化規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，數(shù)字經(jīng)濟(jì)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)融合發(fā)展。美國白宮勞動力政策咨詢委員會呼吁對數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行空前的投資，以支持新冠病毒大流行后的經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇；美國咨詢公司麥肯錫預(yù)測，2030年全5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資額將高達(dá)7000至9000億美元，中低頻5G網(wǎng)絡(luò)將覆蓋全球80%的人口（約70億人）；國際數(shù)據(jù)公司（IDC）預(yù)測，全球云計(jì)算市場將在2024年超過1萬億美元，復(fù)合年均增長率將達(dá)到15.7%。
網(wǎng)絡(luò)攻擊形式復(fù)雜化、目標(biāo)多元化，攻防手段多樣化。攻擊手段不局限于硬破解和漏洞利用，將更加隱秘、難以察覺。美國密歇根州立大學(xué)發(fā)現(xiàn)使用超聲波操縱語音助手的新方法。以色列本·古里安大學(xué)展示新的側(cè)信道攻擊方法，可通過燈泡振動進(jìn)行實(shí)時竊聽；本·古里安大學(xué)演示通過電腦存儲器的輻射信號發(fā)送數(shù)據(jù)的竊密方法。為應(yīng)對安全威脅，美英等國加強(qiáng)防御手段、設(shè)備和人才方面的網(wǎng)絡(luò)安全部署。美國芝加哥大學(xué)開發(fā)出超聲波手環(huán)，可干擾麥克風(fēng)、防止竊聽；德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校提出網(wǎng)絡(luò)防御新方法，可為黑客設(shè)置陷阱；陸軍發(fā)布8.5億美元的加密設(shè)備招標(biāo)書，計(jì)劃在2020~2030年間開發(fā)新型加密設(shè)備和加密算法；國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院公布抗量子密鑰第三輪競賽15種入圍算法名單，并計(jì)劃于2022年發(fā)布抗量子密鑰初始標(biāo)準(zhǔn)；國土安全部將啟動網(wǎng)絡(luò)人才管理系統(tǒng)，將于2021年春季末啟動意見征詢程序。英國國防部設(shè)立首個網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)軍團(tuán),為全球行動提供數(shù)字保護(hù)。
以量子計(jì)算機(jī)、超級計(jì)算機(jī)為代表的高性能計(jì)算技術(shù)持續(xù)發(fā)展，應(yīng)用面不斷拓展。超級計(jì)算機(jī)仍將是各國研發(fā)的重點(diǎn)，2021年將有更先進(jìn)的超級計(jì)算機(jī)推出。美國能源部橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室搭建的頂級超級計(jì)算機(jī)“Frontier”將于2021年面世，其峰值運(yùn)算能力將達(dá)到150億億次/秒；英偉達(dá)公司宣布將與佛羅里達(dá)大學(xué)聯(lián)合開發(fā)人工智能超級計(jì)算機(jī)。歐盟通過歐洲高性能計(jì)算機(jī)（EuroHPC）項(xiàng)目聯(lián)合承諾書，擬在2021~2033年間投資80億歐元研發(fā)新一代超級計(jì)算機(jī)，其中一部超級計(jì)算機(jī)“LUMI”將于2021年面世。日本理化學(xué)研究所和富士通公司共同研發(fā)的超級計(jì)算機(jī)“富岳”（Fugaku）將于2021年全面投入運(yùn)營。俄羅斯計(jì)劃在其境內(nèi)建設(shè)超級計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，以改善俄羅斯超級計(jì)算機(jī)研制水平落后于中國和美國的現(xiàn)狀。量子計(jì)算機(jī)研發(fā)將持續(xù)進(jìn)步，市場逐步擴(kuò)大。美國Hyperion Research公司預(yù)測，到2024年，私營部門在量子計(jì)算產(chǎn)品和服務(wù)的支出可能會增加兩倍以上，從2019年的2.5億美元增加到8.3億美元；哥倫比亞大學(xué)獲得美國國家科學(xué)基金會（NSF）撥款100萬美元，用于建造量子模擬器，推進(jìn)量子計(jì)算研究；麻省理工學(xué)院研究人員提出一種量子計(jì)算架構(gòu)，將可同時兼容量子計(jì)算與量子通信。
半導(dǎo)體行業(yè)迎來復(fù)蘇，銷售額將持續(xù)增長。5G、人工智能等行業(yè)的發(fā)展導(dǎo)致電子設(shè)備的需求量增大。世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織（WSTS）預(yù)測，2021年芯片銷售額將增長8.4%，達(dá)到4690億美元。歐美國家推進(jìn)半導(dǎo)體自主。歐盟17國決定投入1450億歐元，在2021~2023年間自主研發(fā)半導(dǎo)體。美國政府提出《2020美國晶圓代工法案》（AFA），擬投入250億美元推動半導(dǎo)體供應(yīng)鏈回流；邀請臺積電、英特爾在美建廠，提供高端半導(dǎo)體本土制造能力。
各國關(guān)注下一代移動通信技術(shù)，紛紛開始布局6G技術(shù)，以爭奪領(lǐng)跑地位。盡管6G技術(shù)尚未形成國際標(biāo)準(zhǔn)，但世界多國均意在搶跑以獲取主導(dǎo)權(quán)。國際電信聯(lián)盟啟動面向2030年及以后技術(shù)的研發(fā)，提出6G發(fā)展規(guī)劃、啟動6G技術(shù)研發(fā)。日本內(nèi)政和通信部發(fā)布“6G綜合戰(zhàn)略”計(jì)劃綱要，將通過財(cái)政支持和稅收優(yōu)惠等手段推動6G技術(shù)研發(fā)，力爭在2025年取得關(guān)鍵突破，在2030年實(shí)現(xiàn)6G商業(yè)化。法國原子能委員會電子與信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（CEA-Leti）研制出滿足6G應(yīng)用的D波段射頻架構(gòu)。韓國科學(xué)與信息通信技術(shù)部發(fā)布《引領(lǐng)6G時代的未來移動通信研發(fā)戰(zhàn)略》，計(jì)劃在2021~2026年內(nèi)投資2000億韓元（約合1.68億美元）研發(fā)6G技術(shù)，確保韓國在2029年前成為首個6G商用的國家。美國高通、微軟、Facebook、InterDigital、Verizon、AT&T和T-Mobile等公司宣布成立6G聯(lián)盟，致力于在未來10年內(nèi)推動美國的移動技術(shù)在6G及其后的行業(yè)領(lǐng)先地位。
全球數(shù)字稅問題懸而未決，亟待重啟談判。由于美國單方面退出世界經(jīng)合組織框架下的數(shù)字稅談判，全球范圍內(nèi)普遍適用的數(shù)字稅規(guī)則討論陷入停滯狀態(tài)。預(yù)計(jì)2021年各國將繼續(xù)圍繞數(shù)字稅問題展開多邊磋商談判。世界經(jīng)合組織警告，數(shù)字稅沖突會使全球GDP減損1%以上。法國財(cái)政部長表示，無論國際稅收協(xié)議進(jìn)展如何，法國將堅(jiān)持于2021年征收數(shù)字稅。根據(jù)歐盟此前的計(jì)劃，在2020年未達(dá)成全球數(shù)字稅的情況下，歐盟可能在2021年單獨(dú)對谷歌、亞馬遜、Facebook和蘋果等大型科技公司的數(shù)字服務(wù)征稅。加拿大計(jì)劃從2022年開始對提供數(shù)字服務(wù)的公司征稅，直至全球主要國家就數(shù)字稅問題達(dá)成一致解決方案。
作者簡介
唐乾琛 國務(wù)院發(fā)展研究中心國際技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所研究五室，研究助理
研究方向：信息領(lǐng)域戰(zhàn)略、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)前沿
聯(lián)系方式：tangqc@drciite.org
作者丨 唐乾琛
編輯丨 劉瑾
聯(lián)系客服
