2021年信息产业十大技术趋势

在中国电子信息产业发展研究院主办的首届赛迪产业经济论坛上，中国电子信息产业发展研究院电子信息研究所所长温晓君发布了<2021年信息产业十大技术趋势>，涉及自主可控、集成电路、人工智能、软件、计算生态、信息安全等领域。

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一、集成电路∶ 多元化、异构化设计提升芯片性能功耗与市场化潜力

随着摩尔定律和登纳德缩放定律的放缓和停滞、器件能效和速度需求的日益增长，探寻新物理原理的基础器件、发展多元化、异构化芯片设计成为学术界和产业界关注的前沿热点。

芯片多元化设计：随着跨工艺单片集成技术网的发展，预期微纳传感器与忆阻器存算一体单元、通信单元等结合将催生出广泛的应用空间，显著提升智能设备、智能传感器等终端设备的计算能力。

芯片异构集成：通过Chiplet架构与先进封装的高密度互联，实现更低成本提供相同等级效能表现，提升设计弹性、制造良率、是高性能芯片组打开市场化的有效捷径。在Chiplet设计架构及高性能芯片对各芯片间互联表现愈发严格的趋势下，3D堆叠将成为下一代高性能运算芯片不可或缺的解决方案。

二、传感器∶基于MEMS工艺的新型融合传感器成为主流

基于MEMS工艺的新型传感器将采集、存储、计算、传输融为一体，凭借数字化、网络化、系统集成、功能复合等优势，极大满足了市场对智能传感器的要求，在汽车电子、消费电子、工业控制等多个应用场景发展势头迅猛。

三、先进计算∶云边端协同拓展、灵活部署

云边端三驾马车齐头并进，成为推动先进计算产业发展的主要动力。边缘算力部署大面积铺开，用于云端算力的芯片、功耗技术持续演进，支持端侧推理的颠覆性计算技术加速突破。

边缘托管服务将趋向成熟∶针对各个节点网络环境、机型及稳定性不一致的资源形态统一建模提供服务。

边缘自治∶边缘节点的协同整合、跨节点迁移、边缘伸缩等能力提升。

底层网络统一∶协议栈优化、私有协议以及动态选路和组网技术升级推动底层网络实现稳定可靠体验。

终端虚拟化改造∶通过Hypervisor（虚拟机监视器）或Container（容器），使终端上同样大小存储空间支撑更多容器化的应用和业务，从而创新应用分发方式，实现端侧复杂计算的卸载，实现资源动态共享和调度。

云端芯片方面，助力提升云计算效能的云专用芯片将成为未来发展趋势，用于云端训练和推断市场的 HBM技术也将实现广泛应用。

云端架构方面，无服务器计算兴起，使用容器和云托管的通用应用程序为系统管理提供极大灵活性。

云服务方面，针对跨应用和服务的互联复杂性问题，自动化云编排和优化技术将成为重要发展方向。

四、通信∶ 智能互联释放数据要素，赋能行业发展潜力

智能互联将传统通信技术与云计算、大数据应用结合，释放数据要素潜力，赋能农业、工业、零售、医疗、金融等众多行业应用，加速车联网、工业互联网、卫星互联网建设。

以数据为核心∶ 智能互联网是互联网的演进形态，其首要表征是互联网的核心价值驱动力由「连接」到「数据」的发展。

分散化∶智能互联网载体分散并且将随着其渗透到各个应用场景而呈现出离散化的特征。

大数据与小数据∶ 既包括作用于产业与行业的横向数据，也包括以某一具体指向为单位的纵向数据，两者都属于超出人脑可处理范围的数据。

五、新型显示：以LCD为主，OLED为辅，多点演进

LCD供不应求，OLED产能放量：随着三星、LG等品牌相继退出液晶市场，产量转移到国内，国内厂商产能不足以弥补外企退出后的市场需求，2021年的液晶面板市场仍然供不应求。

目前，我国已建成OLED产线13条。据WitsView预测，2021年，我国OLED产线月产能将超过45万片，占全球产能的26%。

六、人工智能∶布局呈现算法、算力双重心演进态势

一方面，随着人工智能应用场景的复杂性和多元化，打造与硬件相匹配、面向特定应用场景算法优化体系愈加重要；另一方面，算力是未来Al应用取得突破的决定性因素，全国各省市加速区域算力的培育与提升。

（1）GPT-3等大规模自监督预训练方法快速演进，未来基于大规模图像、语音、视频等多模态人工智能及跨语言的自监督训练模型将进一步发展；

（2）深度学习算法向深度网络和全局性方向不断突破，并与统计学、机器学习和数据科学等方法进一步结合；

（3） 基于因果学习的信息检索成为重要方向，为对子数据检索复杂问题提供解决方案。

七、软件∶ 技术开源的应用服务成为发展重点

开源社区汇集全球海量开发者的力量，共同攻克技术难点、优化开源应用。与此同时，加速提升服务水平，完善运营体系，健全保障机制，为企业和开发者提供一个自由创新的开源技术平台。

开源应用集中全球力量实现技术突破，引导前瞻性技术创新。从Linux、Apache、MySQL、Firefox、 OpenOffice、GCC在全球大范围的应用，到LibreOffice、Dia、Gimp、FreeCAD等众多成熟的开源软件在制造、能源、金融、政务等领域得到推广应用。

八、计算生态∶ 基于ARM架构的市场阵营将加速壮大

ARM技术发展：ARM架构发布了移动旗舰核心Cortex-A78和新的服务器核心Cortex-X1。A78相较于前代实现 了22%的性能提升。X1更是打破了功耗枷锁，专注于获得最高性能。

ARM生态日趋完备：ARM在软件方面制定了SBBR规范标准。广大厂商加速合作开发，基础软件、应用软件、中间件等已实现多领域覆盖。Intel、谷歌、障软，华为等众多国内外广商加大投入共建ARM生态。

市场规模庞大：2020年第四季度，全球基于ARM IP的芯片出货，达到了67亿颗，超越了X86、ARC和 Power 等其他架构的总和，截至 2021年2月，全球累积出货1800亿颗ARM处理器芯片。

九、信息安全∶网络安全防护、威胁应对能力大幅提升

2020年，新冠肺炎疫情加快了耗时数十年的数字化变革过程，数字技术的应用和发展加速产业数字化进程，也导致了网络安全问题的泛在化和复杂化。

十、自主可控∶ 部分领域底线保障能力初步形成

芯片制造：14nm提升良率，并降低成本。28nm成熟工艺拓展产品族。

存储颗粒：提升现有64层三维闪存颗粒性价比，加快安防监控等行业应用，构建内循环。加快192层3D NAND闪存颗粒研发，推动试产。

信创工程：随着产业链条逐渐完善，相关产品将在金融、电力水力等重点行业领域推广应用，第二平面加速形成。

设备材料：新型显示领域，核心面板模组、光学材料、导光板、偏光片、掩膜版、靶材等配套体系继续完善。集成电路领域，高密度封装基板等材料设备的配套能力将得到改善。

RISC-V：我国在RISC-V的商业化参与度高，正在获得良性化生态支持。开源、开放、灵活的RISC-V架构，我国将有机会参与核心知识产权构建，建立差异化的竞争力。