2022全球前沿科技热点研究报告-国际大都市科技创新评价中心_上海市前沿技术发展研究中心_上海科学技术情报研究所_科睿唯安_106页_15mb

2022全球前沿科技热点总结

核心内容

本报告由国际大都市科技创新评价中心、上海市前沿技术发展研究中心、上海科学技术情报研究所及科睿唯安联合发布，总结了2022年全球前沿科技热点，涵盖信息技术、生命与健康、材料、能源、空间及交通运输、气候与生态、先进制造等主要领域。

主要观点

1. 基础科学为技术创新提供支撑
   量子互联网和环状RNA等基础科学的进展，为未来的科技突破奠定了基础。量子互联网虽尚未完全实现，但其基础研究已取得显著进展；环状RNA因其在新药研发中的潜力，再次成为研究热点。

2. 信息技术与多领域融合
   信息技术正与生命科学、能源、制造等领域深度融合。例如，生物铸造厂是信息技术与生命科学结合的典型代表；虚拟电厂则是数字技术在能源领域的应用。

3. 智能化成为科技创新的重要方向
   人工智能在多领域广泛应用，推动传统产业智能化转型，催生新兴领域。生成式AI作为底层技术，推动内容生成、产品设计、药物研发等创新。

4. 科技创新以人类需求为导向
   能源、环境、粮食安全等人类面临的问题，成为科技创新的重要驱动力。绿色制氨、高效钙钛矿太阳能电池、闭环塑料等技术正逐步实现商业化。

5. 技术发展需兼顾安全与伦理
   生成式AI等新兴技术面临安全、隐私、版权等挑战，需通过技术发展与政策引导加以解决。

关键信息

一、信息技术领域

• 量子互联网

  • 量子互联网是未来量子技术发展的重要基础设施，由量子通道、量子中继器和终端节点组成。
  • 量子互联网不会取代经典互联网，而是其补充，支持量子信息的传输与处理。
  • 主要国家如美国、欧盟、中国、日本等均有相关研究与布局，其中美国的DARPA和DOE在量子互联网研发方面处于领先地位。

• 三维异质集成（3DHI）

  • 3DHI通过将不同材料、工艺的组件集成，实现更小、更高效、更灵活的芯片系统。
  • 目前，主要应用于异构芯片集成，如存储芯片、高性能计算芯片等。
  • 未来有望拓展至更广泛的领域，如与化合物半导体、光子芯片的集成，推动存算一体等前沿技术。

• 生成式AI

  • 生成式AI是无监督和半监督学习技术，可生成文本、图像、视频、音频等内容。
  • 生成式AI在多个领域展现出巨大潜力，如艺术创作、内容生成、药物研发、智能制造等。
  • 面临挑战包括安全性、版权、数据偏见、高能耗等问题。

• 元宇宙

  • 元宇宙是虚拟与现实融合的下一代互联网形态，具备八大关键特征和七层构成要素。
  • 元宇宙代表第三次生产力革命，其发展将经历萌芽、探索、基建、内容消费、终极演进等阶段。
  • 元宇宙技术包括AI、交互技术（AR/VR/MR）、区块链、网络与运算技术、物联网和游戏等。

二、生命与健康领域

• AI分子发现与合成

  • AI在药物研发中发挥重要作用，提升研发效率和准确性。
  • 国内企业如英矽智能科技公司已实现AI生成全新治疗靶点的分子。

• 生物铸造厂

  • 生物铸造厂是信息技术与生命科学融合的典范，推动高通量实验和自动化合成。

• 光免疫疗法

  • 光免疫疗法是一种利用光和免疫系统进行治疗的新方法，具有高度精准性。

• 环状RNA（circRNA）

  • circRNA在新药研发中展现潜力，其特性可规避mRNA的不足，成为新兴研究热点。

三、材料领域

• 石墨炔（Graphdiyne）

  • 石墨炔具有独特的电子和光学性能，被视为下一代材料的候选。

• 闭环塑料

  • 闭环塑料有助于减少环境污染，是可持续材料研发的重要方向。

• 储能纤维

  • 储能纤维是新型储能技术，可实现轻量化、高效能的储能系统。

四、能源领域

• 高效钙钛矿太阳能电池

  • 钙钛矿太阳能电池具有高光电转换效率，是未来清洁能源的重要方向。

• 虚拟电厂（VPP）

  • 虚拟电厂通过整合分布式能源，提高能源管理效率，是智能电网的重要组成部分。

• 绿色制氨

  • 绿色制氨技术是实现低碳经济的关键，有助于减少氮氧化物排放。

五、空间及交通运输领域

• 卫星通信（SatCom）
  • 卫星通信是未来空间信息传输的重要方式，为全球通信网络提供支持。

六、气候、生态与环境领域

• 零碳排放

  • 零碳排放是未来环境治理的重要方向，推动绿色能源和碳中和目标。

• 微塑料处理

  • 微塑料污染成为全球关注的焦点，相关处理技术成为研发热点。

七、先进制造及其他领域

• 软件定义汽车制造（SDV）

  • 软件定义汽车推动汽车产业向智能化、软件化方向发展。

• 柔性感知机器人

  • 柔性感知机器人具备高度灵活性，有望在工业自动化、医疗等领域广泛应用。

技术产业化前景

• 量子互联网：需克服技术难题，逐步实现从实验室到实际应用的过渡。
• 3DHI：将推动芯片制造与封装技术的融合，重塑产业模式。
• 生成式AI：将在内容生成、药物研发、智能制造等领域带来变革，需解决安全与伦理问题。
• 元宇宙：作为下一代互联网形态，将推动技术与产业的深度融合，成为数字经济的重要支撑。

总结

2022年全球前沿科技热点涵盖了信息技术、生命与健康、材料、能源、空间与交通运输、气候与环境、先进制造等多个领域。这些技术的发展趋势表明，科技创新正向更深层次和更广范围扩展，推动社会与经济的全面变革。