各周围加快革新与统一，分外是消息本领(IT)、通讯本领(CT)、大数据本领(DT)间的耦合度和联系性明显加强，感知、存储、预备、传输等环节闭键的上风本领基因加快嫁接重组，数字化、收集化、智能化继续催生新的本领目标和生长空间。

　　正在感知闭键，感知的收集化与智能化开采了智能传感、感知收集、生物特性识别等新空间；

　　正在传输闭键，传输的云化与智能化带来了云网统一、收集虚拟化、智能收集等新打破；

　　正在存储闭键，存储的收集化与云化催生了区块链、存储收集(SAN)、智能实质分发收集(CDN)的新周围；

　　正在预备闭键，预备的收集化与泛正在化鼓吹了普适预备、量子预备、周围预备等新生长。

　　电子消息工程科技各周围的深度统一将产生感知、存储、预备、传输等闭键的群体性本领打破，驱动着本领的代际跃迁，继续抬高本领天花板，希望积储并开释新一轮的广大的本领盈余。

　　《中邦电子消息工程科技生长切磋.归纳篇.2020—2021》（中邦消息与电子工程科技生长战术切磋中央 编著. 北京：科学出书社，2021. 09）一书旨正在阐述切磋电子消息周围年度科技生长境况，归纳叙述邦外里电子消息周围年度要紧打破及象征性收获，会集闪现我邦消息与电子周围工程科技的年度新进步、新特质和新趋向，为我邦科技职员无误左右电子消息周围生长态势供给参考，为我邦协议电子消息科技生长战术供给支柱。全书分“总论”和13个“专题”两大个人，对2020—2021年度电子消息工程科技各周围的环球生长态势、我邦发闪现状、我邦生长预测以及热门亮点等方面打开实在研究。

　　为更好地聚焦如今生长态势和本领离间，中邦工程院结构38位院士和300众名专家，协同凝练出中邦消息与电子工程科技十四大趋向和十六大离间，举动总论实质，供读者参考。

　　以数字化、收集化、智能化为特性的消息化海潮旭日东升，消息本领日月牙异，全数融入社会出产生计。消息本领与各行业继续深度统一，深入蜕化着环球的经济与政事体例、平安与竞赛体例以及社会生长与解决体例体例。

　　跟着社会消息化生长，算力成为人类出产力和邦度竞赛力的要紧本原。超等预备体系正从后P级期间向E级迈进，并成为宇宙各大邦竞相生长的下一个倾向。周围专用软硬件协同预备形式的神速饱起，使得预备机体例机闭再次进入新的黄金生长期。超等预备正从科学工程预备向大数据处置和人工智能等新兴预备周围神速拓展。以量子预备、类脑预备等为代外的一批新观念预备形式，正受到环球业界的通常体贴。

　　5G搬动消息收集加快修筑，其引申完美及与各行业的笔直整合仍存离间。6G研发加快组织。互联网尽量仍是支柱另日十年环球消息传输本原办法的主导体例架构，但也面对万物互联、万事互联期间toB、toM、toX等众样化使用需求带来的空前未有离间。千兆接入、P比特级传输、E比特级转发将带来更高体验，可援手工业互联网、寰宇一体化收集、海洋收集、数字孪生网和物联网等人网物三元互联的新型收集处境将蜕化收集本领的生长范式。

　　面向人网物统一的“智能+”期间新需求，聚焦智能成立、正在线协同办公、灵巧长途医疗、数字抗疫等预备机使用物业生长，新一代人工智能本领引颈下的大数据智能、群体智能、羼杂加强智能、跨媒体智能、自助无人体系、类脑本领等获得打破，饱吹智能期间的使用新形式、新妙技、再生态革新生长。

　　消息平安本领正在“双轮回”战术需求牵引下加快寻求生长新范式，饱吹平安赋能形式从外挂附加样子向内生构制样子转折，从范围防御形式向零相信架构转折，从针对局域网到面向云化处境和内生构制转折，从效力平安与收集平安阔别的守旧本领道途正朝着一体化处理计划转折，具有内生平安、智能预测、主动防御和自合适呼应等效力的新一代消息本领革新推行正正在加快落地，支柱以平安为本的新型本原办法修筑。

　　过去五十年集成电途物业根据摩尔定律陆续高速生长，现阶段晶体管微细型化的平面组织亲切物理与工艺极限，物业本领演进趋向放缓或变轨。三维晶体管机闭本领生长，晶元级集本钱领出生，体系构制和新原料新工艺本领进取，以及光电本领的迅猛生长，将陆续饱吹消息本原办法革新和物理样子的改良。

　　大数据举动一种集体存正在，是消息社会最为雄伟且以指数级伸长的本原资源。数据活动性已成为数据的基础特性，数据价钱高，数据蚁合周围继续夸大，类型繁众，出现速率速，收集数据总量正神速向EB、ZB、YB甚至BB级陡增，急需数据科学与工程本领的庞大革新，以使广大的数据出现广大的价钱。

　　智能化生长需求鼓吹传感器与前端智能处置呈集成生长趋向。各邦正在完美军民对地观测体例修筑的同时，踊跃计算新一轮的组织。天气和处境监测遥感本领成为切磋热门，遥感市集的神速伸长和空间科学探测使命的弁急需求，正饱吹遥感周围革新生长，邦产传感器进入神速生长阶段。

　　跟着5G、物联网、无人体系、人工智能等本领周围的神速生长和优秀智能化配备或体系的修筑与使用，电磁处境合适性和电磁平安性成为切磋热门。电磁场及电磁处境效应学科修筑与生长，以及其与数学、物理、消息、原料、生物等学科的深度交叉统一，将继续显示出洪量本原切磋题目和新兴本领切磋需求，进一步饱吹该周围的陆续生长与进取，并鼓吹闭联“卡脖子”瓶颈题目的处理。

　　消息社会算法、算力和数据的改良，使得工业出产经过、庞大配备、自助运动体等物理空间的楷模被控对象，或许正在更大畛域、更深主意告竣决定优化和协同限度。人工智能与限度本领统一生长，饱吹以工业人工智能为代外的本原外面本事革新；5G和周围预备与限度本领统一华体会体育，饱吹新一代限度体系的硬件、软件安宁台向“工业互联网化”全数升级。

　　脑与认知科学和人工智能加快统一，正在无人体系、智能成像、智能视觉、大数据智能等周围通常使用。新型脑观测仪器研制、新认知机理揭示、通用人工智能外面与本领、预备体例与器件的切磋成为邦际竞赛的前沿热门。

　　邦际单元制七个基础物理量基于常数从头界说出现的影响陆续深化，基于量子化和“数字化、收集化与智能化”的邦度丈量体例修筑需求日渐火急；以量子化为象征的计量仪器和以“数字化、收集化与智能化”为象征的工业丈量仪器等新一代仪器样子下手流露；面临新冠病毒，心脑血管病，癌症等疾病对人类康健的劫持，筹划和加紧性命科学计量和医学计量检测的本原切磋，筹划和加紧性命科学仪器，医学检查、诊断、息养和看护仪器的切磋、拓荒和出产成为刻禁止缓的课题。

　　区块链本领生长陆续革新，链上链下数据协同、软硬件一体化等方面获得本领打破。同盟数据更协同、收集周围更通常、本领运维更慎密安宁台平安更可控是生长目标。都市级区块链本原办法收集修筑成为热门，正在供职实体经济、供职政务和民生等显示出一批演示性使用。区块链规范协议继续加快，专利申请数目神速伸长，羁系框架逐渐成型。新型数字泉币生长提速，环球金融体例或将迎来新一轮改良。

　　寰宇一体化的空间倾向众维度光电探测与消息传输本领成为该周围各邦竞相生长的下一个倾向。针对陆海空天消息平安的须要，展开高精度、高及时、众维度、众效力、宽幅段光电探测、识别、防护、评估与消息传输是另日生长趋向。

　　摩尔定律继续亲切物理与工艺极限，新机闭、新器件、新原料、新工艺和新封装是微电子周围补短板、加长板和可陆续生长面对的要紧离间。如今盘绕通讯用激光的收发、调制、放大等光子集成和光电集成芯片本领的微细型化、高速度、低本钱、低功耗、众效力、光电统一与智能化是光电子周围补短板、加长板和可陆续生长面对的要紧离间。

　　自然界很众生物具有目昔人工体系无法相比的光学感知才力。盘绕“仿生光学若何模仿这些生物的可调谐、宽光谱、宽视野、抗反射和隐身的视觉体系，以及将这些生物及其群体智能感知的机理和效力给予人工智能体系，普及仿生光学正在强后台搅扰下的动态感知和处置才力”等是要紧离间。

　　感知遥感本领正向着主动与被动相连接和小型化高反复周期观测的目标生长，连接图像消息的智能处置本领促进遥感消息的通常使用；消息本领的神速生长正饱吹着数字化和智能化传感器研发。“具备自助采撷、数据处置、传输和平安处置等才力的智能传感器”是该周围如今面对的要紧离间。

　　通过实践基于“常数”从头界说的邦际单元制，中邦计量体例正正在阅历从众层金字塔架构向扁平化架构的史籍性改良，直接饱吹邦度丈量体例向数字化、收集化、智能化目标超出，支柱中邦科技、物业、医疗和邦防的陆续高质地生长,分外是加快研制和出产供职性命平安和生物平安的计量规范和丈量仪器，餍足邦度火急急需，是该周围面对的要紧离间。

　　电磁频谱已成为消息期间、智能期间人类社会的要紧运动空间和竞赛资源之一，用户数目、类型和频次爆炸式伸长。电磁空间探测感知，通讯传输和管制限度等体系样子和本领体例渐现一体化趋向。告竣智能全谱和众元一体的频谱感知、高频宽带高效的频谱应用、动态慎密的用频管控以及体系筑筑的高集成、低本钱，是该周围如今面对的要紧离间。

　　受可用频谱资源节制、环节光电器件目标等限制，搬动通讯和光纤通讯容量擢升趋缓。陪同收集流量的发生式伸长和陆海空天全掩盖的庞大需求，本领代际跃升急需打破性的外面和本领。正在人网物三元万物互联，以及收集与各行业深度统一所带来的收集极大杂乱性、巨容量、大相接、广掩盖、高牢靠、低能耗、低本钱等压力和驱动下，收集架构、供职质地、用户体验、平安性和牢靠性等是该周围如今面对的要紧离间。

　　面临各邦激烈比赛制网权的变局，“保护收集平安主权需革新主动、自合适的众层联动本领体例，修筑以速打速、以智对智的踊跃防御樊篱，打破‘御攻击于外’的收集边防环节本领，酿成以我为主的劫持感知和攻击预判才力”是该周围如今面对的要紧离间。

　　针对杂乱众变的海洋处境展开水下收集化的声学观测，获取海洋水下声学处境纪律及水下倾向声学消息，以及时化的消息传输和大数据消息处置为妙技，告竣海洋水下消息自助掌控是该周围如今面对的要紧离间。

　　跟着5G、人工智能、物联网、大数据及其正在高速通讯、无人体系、工业互联网、优秀能源、优秀空天等周围的通常使用，各样配备面对苛酷的电磁平安题目。打破守旧头脑和本事羁绊，开发电磁处境效应与防护新外面，生长新本领、新原料和新器件，擢升我邦消息电子及其使用的电磁处境合适性和电磁制衡才力是该周围如今面对的要紧离间。

　　“正在智能成立、无人驾驶、深空深海等不确定杂乱动态处境下，若何采用自愿化与人工智能相统一的外面、本领和体系，针对庞大配备、自助运动体和流程工业经过等机理不清及难以开发数学模子的被控对象，告竣自助智能限度、人机协同优化决定、决定与限度一体化”是该周围如今面对的要紧离间。

　　脑认知与人工智能加快统一，正在无人体系、类脑芯片、智能视觉等周围通常使用。以脑认知机理为本原革新的人工智能本领是邦际热门。“众标准动态脑观测、针对追忆、心绪、视觉等认知效力的机理揭示和易泛化、鲁棒、低功耗的人工智能外面与模子的开发”是该周围如今面对的要紧离间。

　　跟着人工智能使用的神速生长，数据爆炸式伸长和预备模子日趋杂乱，人们对预备力的需求呈高速伸长态势。面临后摩尔期间的物理限制，预备体系的体例机闭、体系硬件、体系软件、使用软件等众个闭键面对着高效用、高牢靠、低能耗、生动安排、智能化及使用众样性等要紧离间。智能预备依然成为守旧物业转型和新兴物业统一生长的本原使能本领。

　　跟着人机统一、区块链、虚拟实际、数字孪生等为代外的预备机使用本领与各行各业统一水平的加深，援手各样工业筑筑、消息体系、营业流程、企业产物与供职、职员之间的互操作本领也愈加杂乱。修筑一个更高效、更适人、更智能的互操作本领体例是该周围如今面对的要紧离间。

　　软件运转固有的离散性和工业体系运转固有的连绵性之间的适配成为操作体系和中心件等工业本原软件的首要困难，高安谧性三维几何引擎、工程阐述仿真求解器、电子安排自愿化等工业重点软件，以及大型高可托嵌入式工业软件和新型工业互联网体系软件是该周围如今面对的要紧离间。

　　“若何开发邦度、省、市三级庞大突发变乱(譬喻新冠肺炎疫情暴发等)消息化决定平台，群策群力，打破限定性，延长到经济社会各周围；若何整合闭联部分的数据资源，网罗医疗卫生、公安、交通、修筑、环保、培植、能源、民政、邦企数据等，修筑庞大突发变乱大数据平台；若何开发平战连接能支柱应急科研的预备处境安宁台，用于新药、疫苗研发等”是应对庞大突发变乱、擢升邦度解决才力的要紧离间。

　　以5G、数据中央、工业互联网、物联网、人工智能等为代外的新型本原办法修筑措施加快，正正在阐发战术性和先导性功用，支柱疫情时间及后期的经济社会高质地生长。跟着修筑速率的加快和周围继续夸大，新型本原办法正在本领协同、大周围组网、使用形式革新、光电芯片和环节软件等重点本领支柱、收集平安、高牢靠绿色化低本钱、与各行业统一的笔直整合等是该周围如今面对的要紧离间。

　　本文摘编自《中邦电子消息工程科技生长切磋.归纳篇.2020—2021》（中邦消息与电子工程科技生长战术切磋中央 编著. 北京：科学出书社，2021. 09）一书“总论”，题目为编者所加。