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达摩院2021十大科技趋势:第三代半导体材料将大规模应用

趋势五、脑机接口赞助人类超越生物学极限 脑机接口是新一代人机交互和人机混杂智能的关键核心技巧。通过5G、物联网、区块链等技巧的应用确保农产品物流运输中的

  中新网12月28日电 12月28日,阿里巴巴达摩院宣告2021十大科技趋势,这是达摩院成立三年以来第三次宣告年度科技趋势。

  2020年是不平凡的一年,经历疫情的洗礼,许多行业重启向上而生的螺旋,但疫情并未阻挡科技前进的脚步,量子盘算、基本材料、生物医疗等范畴的一系列重大科技突破纷至沓来,后疫情时代,基本技巧及科技产业将如何发展,达摩院为科技行业供给了全新预测。

  材料是一切科技发展的基本,新材料技巧已推动多轮科技革命。然而,受限于成本高昂、生产工艺不成熟等问题,诸多新型材料未能实现大规模应用。达摩院觉得,未来几年,以氮化镓和碳化硅为代表的第三代半导体材料将在材料生长、器件制备等技巧上实现突破,并应用于5G基站、新能源汽车、特高压、数据中心等新基建场景,大幅降低整体能耗。

  新材料的价值远不止供给更优的性能,它还能突破传统材料物理极限,达摩院预测,碳基材料作为制作柔性设备的核心材料,将走出实验室并制备可随意伸缩、曲折的柔性电子设备,例如用该材料制作的电子皮肤不仅机械特性与真实皮肤相似,还有外界环境感知功效。

  过去几年,AI技巧润物细无声渗透至传统产业,例如AI走进制造企业,提升质检工作效率。达摩院觉得,AI应用于生产环节只是开始,汽车、消耗电子、服装、钢铁、化工等信息化基本良好的行业将实现供应链、生产、资产、物流、销售等各环节的全局智能,最终实现生产及运营效率的大幅提升。

  在医疗范畴,业界公认AI与药物、疫苗研发结合是大势所趋,但用AI研发药物并成功上市的案例极为鲜见。达摩院指出,新型AI算法的迭代及算力突破将解决药物分子靶点确证、药物可成药性等难题,例如在疫苗研发历程中,AI可自动输入有效化合物模型,然后与电脑合成程序产生的数亿种不同的化学化合物对照筛选,最终快速找到疫苗的优质候选化合物。

  作为人机交互和人机混杂智能未来技巧,脑机接口在医疗范畴极具研究价值。达摩院在趋势中指出,学术界和工业界正在努力攻克脑信号的采集和处理难题,赞助人类更好地理解大脑工作原理,技巧的成熟将加速脑机接口的临床应用,未来将为口不能言、手不能动的患者供给精准康复服务。

  科学技巧的发展总是在不断发散与收敛的模式中跃迁。去年,达摩院曾预测“云将成为IT技巧的创新中心”,时隔一年,云原生成为云盘算范畴的新变量,达摩院提出,未来芯片、开发平台、应用软件乃至盘算机等将诞生于云上,AI、5G、区块链等技巧都将以云原生的法子落地,企业获取IT服务的路径再次被缩短。

  创新永无终点,但每一次技巧创新都必定沿着普惠的既定轨迹前行。达摩院觉得,AI、5G、云盘算及IoT等数字技巧正发生前所未有的化学反应,农业乃至城市都将因此发生新一轮变革。在农业范畴,自动监测农作物、精细化育种,农产品物流运输可追溯都将变成现实;城市将拥有一颗超级大脑,感知、通信、决策才能全面提升,为城市供给整体治理才能。

达摩院2021十大科技趋势:第三代半导体材料将大规模应用

  附:达摩院2021十大科技趋势

  趋势一、以氮化镓、碳化硅为代表的第三代半导体迎来应用大爆发

  以氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)为代表的第三代半导体,具备耐高温、耐高压、高频率、大功率、抗辐射等优异特性,但受工艺、成本等因素限制,多年来仅限于小范围应用。近年来,随着材料生长、器件制备等技巧的不断突破,第三代半导体的性价比优势逐渐显现并正在打开应用市场:SiC元件已用于汽车逆变器,GaN快速充电器也大量上市。未来5年,基于第三代半导体材料的电子器件将广泛应用于5G基站、新能源汽车、特高压、数据中心等场景。

  趋势二、后“量子霸权”时代,量子纠错和实用优势成核心命题

  2020年为后“量子霸权”元年,世界对量子盘算的投入继续上涨,技巧和生态蓬勃发展,多个平台异彩缤纷。这一潮流将在2021年持续推高社会的关注和等待,量子盘算的研究需要证明自身的实用价值;业界需要聚焦“后霸权”时代的使命:协同创新,解决众多的科学和工程难题,为早日到达量子纠错和实用优势两座里程碑铺路奠基。

  趋势三、碳基技巧突破加速柔性电子发展

  柔性电子是指经扭曲、折叠、拉伸等形状变更后仍维持原有性能的电子设备,可用作可穿戴设备、电子皮肤、柔性显示屏等。柔性电子发展的主要瓶颈在于材料——目前的柔性材料,或者“柔性”不足容易失效,或者电性能远不如“硬质”硅基电子。近年来,碳基材料的技巧突破为柔性电子供给了更好的材料选择:碳纳米管这一碳基柔性材料的质量已可满足大规模集成电路的制备要求,且在此材料上制备的电路性能超过同尺寸下的硅基电路;而另一碳基柔性材料石墨烯的大面积制备也已实现。

  趋势四、AI提升药物及疫苗研发效率

  AI已广泛应用于医疗影像、病历管理等帮助诊断场景,但AI在疫苗研发及药物临床研究的应用依旧处于探索阶段。随着新型AI算法的迭代及算力的突破,AI将有效解决疫苗/药物研发周期长、成本高等难题,例如提升化合物筛选、建立疾病模型、发明新靶点、先导化合物发明及先导药物优化等环节的效率。AI与疫苗、药物临床研究的结合可以减少重复劳动与时间耗损,提升研发效率,极大的推动医疗服务和药物的普惠化。

  趋势五、脑机接口赞助人类超越生物学极限

  脑机接口是新一代人机交互和人机混杂智能的关键核心技巧。脑机接口对神经工程的发展起到了重要支撑与推动作用,赞助人类从更高维度空间进一步解析人类大脑的工作原理。脑机接口这一新技巧范畴探索性的将大脑与外部设备进行通信,并借由脑力意念掌握机器。例如在掌握机械臂等方面赞助提升应用精度,将为神智清醒,思维健全,但口不能言、手不能动的患者供给精准康复服务。

  趋势六、数据处理实现“自治与自我进化”

  随着云盘算的发展、数据规模继续指数级增长,传统数据处理面临存储成本高、集群管理繁杂、盘算任务多样性等庞大挑战;面对海量暴增的数据规模以及繁杂多元的处理场景,人工管理和系统调优捉襟见肘。因此,通过智能化方式实现数据管理系统的自动优化成为未来数据处理发展的必定选择。人工智能和机器学习手法逐渐被广泛应用于智能化的冷热数据分层、异常检测、智能建模、资源调动、参数调优、压测生成、索引推荐等范畴,有效降低数据盘算、处理、存储、运维的管理成本,实现数据管理系统的“自治与自我进化”。

  趋势七、云原生重塑IT技巧体系


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