世界各国普遍认识到发展颠覆性技术的重要性，纷纷出台相关政策，推动颠覆性技术的突破。许多国家和机构通过撰写文章或报告，甚至编写期刊杂志对颠覆性技术进行预测。中国政府在过去数年高度重视颠覆性技术的发展。十九大报告提出了“突出关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术创新，为建设科技强国、质量强国、航天强国、网络强国、交通强国、数字中国、智慧社会提供有力支撑”，其重要性和迫切性可见一斑。信息与电子工程领域是当前全球创新最活跃、带动性最强的领域，信息技术的广泛渗透正在加速推进其他领域的工程科技发展。目前信息与电子工程领域疑似颠覆性技术众多，但并没有统一的说法。因此，如何在国际机构密切关注、国家层面高度重视的大背景下，从突破性技术中进行甄别、培育信息与电子工程领域的颠覆性技术，对国家在错综复杂的国际环境下赢得发展先机具有举足轻重的作用。
1 信息与电子工程领域颠覆性技术选项清单
在持续跟踪国内外信息与电子工程领域突破性技术发展动态，及时收集、研判其发展方向、趋势和重点，并在对这些突破性技术进行梳理的基础上，提出了“颠覆性技术选项清单”。颠覆性技术选项清单包含57项技术，在此基础上，从智能、效能和安全三个关注点再次筛选，选出5个领域20项技术，如表1所示。未来信息与电子工程领域的颠覆性技术极有可能从这些技术中诞生。
表1 信息与电子工程领域颠覆性技术选项清单
分领域 | 技术 | 来源 | 关注点 |
电子技术 | 三维集成电路 | 美、日、欧等多家机构开展研究 | 效能 |
计算机技术 | 云计算技术 | 德国《高技术2020战略》、美国麦肯锡报告、2015埃森哲《零售技术展望》、毕马威《2014技术创新调查》、高德纳《2015年十大战略性IT技术》、丹尼尔•伯勒斯《未来需要关注的技术领域》、《技术与创新未来：英国2030年的增长机会》 | 效能 |
大数据技术 | DARPA《未来30年技术愿景》、MIT技术评论、2015埃森哲《零售技术展望》、丹尼尔•伯勒斯《未来需要关注的技术领域》、高盛《八大颠覆性技术》、《技术与创新未来：英国2030年的增长机会》、日本2015《十大技术预测》、科尔尼报告、美2014《全球不稳定新时期的十大颠覆性技术》、《面向2035的信息与电子领域技术预见分析》、经合组织《2016科技创新展望》报告 | 效能 | |
量子技术 | 英2013《量子技术国家战略》、日本201《量子通信计划》 | 效能 | |
量子计算 | 兰德公司《49项未来技术》、DARPA《未来30年技术愿景》、《MIT科技评论2017》、美风投公司CB Insights发布颠覆性人工智能技术2016、《Gartner2016年度新兴技术成熟度曲线》、世界经济论坛2017年十大新兴技术、《Gartner2017年度新兴技术成熟度曲线》 | 效能 | |
计算机视觉 | 美风投公司CB Insights发布颠覆性人工智能技术2016、世界经济论坛2017年十大新兴技术 | 智能 | |
智能数据挖掘 | 《Gartner2016年度新兴技术成熟度曲线》 | 智能 | |
数字化技术 | 虚拟现实技术 （增强现实） | 《MIT技术评论2015》、2015硅谷银行《前沿科技报告》、英国移动咨询公司CCS Insight、利伯曼全球研究《虚拟现实变革市场研究报告》、德勤咨询公司《2017技术趋势》、《Gartner2016年度新兴技术成熟度曲线》、Gartner2017年十大战略科技发展趋势 | 智能 |
通信技术 | 5G技术 | 《Gartner2017年度新兴技术成熟度曲线》 | 智能 |
网络安全技术 | 德国《高技术2020战略》、《面向2035的信息与电子领域技术预见分析》、Gartner2017年十大战略科技发展趋势 | 安全 | |
高带宽保密通信 | 美国空军《技术地平线》 | 安全 | |
物联网技术 | 麦肯锡报告、《MIT技术评论2017》、《中国制造2025》、毕马威《2014技术创新调查》、丹尼尔•伯勒斯《未来需要关注的技术领域》、高德纳《2016年十大战略科技趋势》、高德纳《2015年十大战略性科技趋势》、美《颠覆性民用技术：至2025年潜在影响美国利益的六大技术》、美《企业家》杂志、《Gartner2016年度新兴技术成熟度曲线》、经合组织《2016科技创新展望》报告 | 智能 | |
太赫兹技术 | 欧洲《地平线2020》、美国国防部 | 效能 | |
智能自动化技术 | 人工智能 | 2015硅谷银行《前沿科技报告》、达沃斯世界经济论坛《2015年度十大新兴科技》、美《国防2045：为国防政策制定者评估未来的安全环境及影响》、联合国2015《未来展望》、毕马威2014《毕马威全球技术创新调查》、美银美林《机器人革命》、DARPA2015未来技术论坛、DARPA《未来30技术愿景》、《面向2035的信息与电子领域技术预见分析》、德勤咨询公司《2017技术趋势》、《Gartner2016年度新兴技术成熟度曲线》、经合组织《2016科技创新展望》报告、NASA“改变游戏规则”的十大航天技术、IBM预测未来5年改变人类生活的5大创新、Gartner2017年十大战略科技发展趋势、《Gartner2017年度新兴技术成熟度曲线》、Gartner2018年十大战略科技发展趋势 | 智能 |
智能传感器 | IBM预测未来5年改变人类生活的5大创新 | 智能 | |
神经形态芯片 | 达沃斯世界经济论坛《2015年度十大新兴科技》、《MIT技术评论2014》、《Gartner2017年度新兴技术成熟度曲线》 | 智能 | |
机器学习 | 《Gartner2016年度新兴技术成熟度曲线》、Gartner2017年十大战略科技发展趋势 | 智能 | |
自动驾驶 | 《MIT科技评论2017》、《Gartner2016年度新兴技术成熟度曲线》 | 智能 | |
刷脸支付 | 《MIT科技评论2017》 | 智能 | |
脑机接口 | 《Gartner2016年度新兴技术成熟度曲线》、《Gartner2017年度新兴技术成熟度曲线》 | 智能 |
2 信息与电子工程领域颠覆性技术发展趋势
信息与电子工程领域最近几年的突破性技术发展过程表明，未来颠覆性技术很有可能不再是某一项技术的颠覆，而是多项潜在突破性技术的深度融合和互联互通，从而产生颠覆性的效果。信息与电子工程领域突破性技术的一个发展趋势是：以5G技术支撑的物联网技术为基础，以基于量子技术的云计算和大数据分析为手段，实现人工智能和虚拟/增强现实等技术的深度融合和互联互通。
因此，需要从三个层次不断分析探索新机理和新需求：（1）智能芯片、深度学习等机器学习平台能力为代表的基础层；（2）语音识别、图像识别、视频理解、自然语言处理能力、增强现实和虚拟现实为代表的技术层；（3）专注于人工智能应用探索的应用层。从原理、技术和应用三个层次深度融合和互联互通过程中，促使信息与电子工程领域颠覆性技术的形成。
作者简介：
吴昌聚（1977—），副教授，博士生导师，主要从事微机电系统和小空间散热研究；Email：wuchangju@zju.edu.cn。
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