中美科技博弈「卡脖子」的七大战场，从芯片、量子计算到脑机接口布局五年计划

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  新智元报道  

来源：Engadget

编辑：LRS、yaxin

中国在与美国科技竞赛中加大了赌注......

中国正关注着前沿技术的研究，十四五规划指出，未来五年，中国力争在芯片，人工智能，量子计算等先进技术领域取得领先的地位。

同时，2021年-2025年，中国将投入每年以7%增长的研发经费。

在2021年把基础研究的支出增加10.6% ，并制定一个为期10年的研究战略。

在人工智能、量子计算、半导体等研发方面处于领先地位的国家将塑造未来的发展。

未来五年，中国将重点发展以下七项前沿技术。

1.人工智能

中美正在争夺人工智能的主导地位。

信息技术和创新基金会的最新研究显示，中国在人工智能领域中多方面得到了发展。

2020年，中国拥有全球500个最强大的超级计算机，而美国是113个。而在2012年的500强中，中国仅有68台计算机，而美国为512台。

五年规划中，在AI领域计划将重点放在AI专用芯片的开发和开源算法上。此外，还要在决策领域重点关注机器学习。

过去的几年中，AI一直是我国企业特别关注的领域，像国内的阿里巴巴和百度等主要科技公司一直在对AI进行投资。

以谷歌前首席执行官Eric Schmidt为代表的专家团体认为，中国很快将取代美国成为世界「人工智能超级大国」。

2.量子计算

20世纪初建立的量子力学是人类历史上最伟大的科学革命之一，而量子计算是中美竞争的另一个领域。

全球首颗量子科学实验卫星「墨子号」成功发射，世界首条量子保密通信干线「京沪干线」正式开通，量子计算原型机「九章」实现量子计算优越性……

近年来，中国在量子科学计算领域也取得了令人瞩目的成绩。

中国科学技术大学常务副校长潘建伟院士表示，「当前，以量子信息为代表的量子科技正在不断形成新的科学前沿，激发革命性的科技创新，孕育对人类社会产生巨大影响的颠覆性技术。

该领域的迅猛发展标志着第二次量子革命的兴起。」

3.半导体

芯片的重要性不言而喻，它是支撑众多产业的发展基础。

由于缺乏尖端芯片的制造，过去的一年，国内企业，如华为、中芯国际等，不断地面临着美国政府的制裁。

美国已经将中国最大的芯片制造商中芯国际（SMIC）列入了实体清单，这使得中芯国际无法获得美国的技术支持。

据报道，美国已敦促阻止荷兰公司ASML交付可帮助中芯国际赶上竞争对手的关键设备。

在第十四个五年计划中，中国将专注于集成电路设计工具，关键设备和关键材料的研发。

4.脑科学

中国计划研究诸如如何预防脑部疾病。

同时，也计划研究「大脑启发式计算」以及「脑机接口」技术。不过，五年计划并未进行详细说明。

在美国，马斯克的Neuralink公司已经进行了此类工作，研究植入式脑机芯片接口，以连接人脑和计算机。

5.基因组和生物技术

随着新冠疫情的爆发，生物技术就越来越重要。在未来五年，将专注研究创新疫苗和生物安全性研究。

6.临床医学健康

研究将集中于了解癌症、心血管、呼吸道和代谢性疾病的进展。

规划指出，将研究一些「尖端」治疗技术，例如再生医学。这涉及可以再生或修复受损细胞、组织和器官的药物。

7.外太空、地球深层、深海和极地研究

太空探索一直是人类不断追寻的梦想。

去年12月，一架中国的航天器载着月球上的岩石返回地球。这是中国第一次从外星体发射飞船，也是第一次收集到月球样品。 

未来，我国将专注于宇宙起源与演化的研究，对火星的探索以及深海和极地研究。

如何认识中美科技竞争，是中国是否赢得这场战略博弈的重中之重。

曾经，中美之间的科技力量相差悬殊，一切都依靠进口。

清宣统三年（1911年），当IBM成立的时候，中国还处于内忧外患，起步晚。但如今中国已经有了和美国平等对话的科技实力，在多个领域已经取得了「中国优势」。

但这场中美科技竞争下，美国依然在基础研究领域「卡脖子」，仍然能随便贸易制裁我国企业。

一定要「知己知彼」，才能做到「以己之长，攻敌之短」。只有正确认识到中美之间的差距，未来才有可能在诸多领域赶上。

这里选取几个典型的科技领域竞争简要分析：

1、5G

中国企业在5G方面取得的专利冠绝全球，基站建设初具规模，已经取得绝对优势。下一步的方向就是应用探索，寻找市场落地，巩固5G优势。

2、人工智能产业

当外国的推荐系统、人脸识别受困于隐私困扰的时候，中国的人脸识别已经卖到了世界各地，这也反映了中国AI产业已经走到了前列。

但美国人工智能厂商较多，软硬实力兼具，大型厂商多综合布局 AI 产业，创业公司遍布基础层、技术层和应用层。而中国厂商大多集中在技术层和应用层。

AI方向的模型论文也是层出不穷，但质量和美国相比还有差距。

常言道「大牛挖坑，小牛填坑」，中国的AI研究大多是在修修补补，找一些应用领域。

就NLP领域而言，HMM、CRF、RNN、Transformer、 BERT等经典的基础架构模型，我们都在循着美国公司的脚步进行修补创新。

3、互联网业务

中国的互联网公司市值与美国的巨头还有一定差距。例如搜索领域、电子商务、旅游行业、支付领域、在线视频领域都落后美国许多，唯有社交领域腾讯和Facebook的市值始终胶着。

中国的企业家大多依托于中国庞大的市场，被中国的时代成就。人民日报曾点评，「从来没有什么马云的时代，只有时代中的马云」。

不能盯着「互联网+菜篮子」，要时刻想着「科技强国」。

4、生物技术

新冠疫苗的研发中国已经走在了世界前列，但是尖端医学的设备、治疗疾病的药还依赖进口。

电影《我不是药神》也说明了一些疾病的药严重依赖进口，外国借助垄断卖给中国市场高昂的价格。

当中国自己掌握技术，取得行业信任的时候，价格自然就降了。如心脏支架从四五万元一个到四五百元一个的原因，并不是外国人发善心。

5、航空航天

中国在航空领域取得数个突破性进展，例如月球背面登陆、发射量子通讯卫星、研制歼-20等战机。

但不可否认的是，我们在航天领域还存在短板。航空发动机的加工技术与全球顶尖水平还有一定差距。

美国已经探测火星近50年，而中国的“天问一号”刚刚进入火星轨道。

SpaceX已经可以低成本发射火箭，可回收火箭在运力上碾压传统发射方式。

6、尖端芯片制造

2019年全球半导体营收中美国占47%，中国大陆占5%; 美国企业平均研发投入为16.4%，中国大陆只有8.3%; 美国半导体出口460亿美元，中国大陆进口3056亿美元。

芯片领域还需要努力！

7、计算机系统相关基础设施

桌面操作系统被macOS和windows垄断，自由的Linux依然由美国基金赞助开发，移动端也被安卓系统、iOS等等而操纵，但黑暗中可以看到「鸿蒙」的一丝曙光。

底层数据库也多依赖外国，如MySQL、Oracle、Neo4j，Influxdb等等，目前中国也有一些自研数据库，在部分领域取得了全球顶尖的性能，国产数据库也在逐渐崛起。

开源网站GitHub、Gitlab也都不属于中国，各种常用的编程语言、IDE工具也大都来自于美国。

美国是第一代互联网的创立者，拥有13台中的9台IPv4互联网根域名解析服务器，而中国一台都没有，处于绝对劣势。即将迎来的IPv6时代，应当争做第二代互联网的参与者和领导者。

直面差距，关注创新，相信时间的力量。「天下难事，必作于易。」

参考资料：