2020年即将结束。疫情并没有阻止科技的进步。量子计算、基础材料、生物医药等领域一系列重大技术突破相继到来。面对即将到来的2021年，后疫情时代基础技术与科技产业将如何实现发展与突破？12月28日，阿里巴巴达摩院发布了2021年十大科技趋势，为科技行业提供了新的预测，涵盖领域包括材料科技、人工智能、人机交互、数据和云计算等，这也是第三次达摩院自成立三年以来每年都会发布年度技术趋势。新材料突破物理极限，降低整体能耗。据达摩院预测，材料技术将成为2021年技术发展的重要趋势之一。由于成本高、生产技术不成熟等问题，许多新材料尚未实现规模化应用。达摩院认为，未来几年，以氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）为代表的第三代半导体材料将在材料生长、器件制造等技术上取得突破。两者均具有耐高温、耐高压、高频、大功率、耐辐射等优点，但受制于工艺和成本因素，多年来仅限于小规模应用。近年来，随着材料生长和器件制备的不断突破，第三代半导体的性价比优势逐渐显现，并正在打开应用市场：SiC元器件已应用于汽车逆变器，GaN快速充电器也已应用被大量推出。因此，达摩院预计，第三代半导体材料将进一步突破，应用于5G基站、新能源汽车、特高压、数据中心等新基建场景，将大幅降低整体能耗。同时，新材料的价值远不止于提供更好的性能，它还可以突破传统材料的物理极限。达摩院预测，碳基材料作为制造柔性设备的核心材料，将走出实验室，生产出可以随意拉伸弯曲的柔性电子设备。柔性电子发展的主要瓶颈在于材料。目前的柔性材料“柔韧性不足”，容易出现故障，或者其电气性能不如“硬”硅基电子产品。近年来，碳基材料的技术突破为柔性电子产品提供了更好的材料选择。例如，用这种材料制成的电子皮肤不仅具有与真实皮肤相似的机械性能，而且还具有感知外界环境的能力。人工智能实现全球智能，提升医药研发效率过去几年，人工智能技术已经深度融入传统行业。例如，人工智能进入制造企业，提升质检效率。在医疗领域，AI已广泛应用于医学影像、病历管理等辅助诊断场景，但其在疫苗研发、药物临床研究等方面的应用尚处于探索阶段，利用AI研发药物并成功案例市场上它们极为罕见。达摩院认为，新AI算法的迭代和算力的突破，将解决药物分子靶点确认和药物成药性等问题。可以对数亿种不同的化合物进行比对筛选，最终快速找到高质量的疫苗候选化合物，将有效解决疫苗/药物研发周期长、成本高的问题。达摩院还指出，人工智能在生产过程中的应用只是一个开始，汽车、消费电子、服装、钢铁、化工等信息化基础较好的行业也将在供应链、生产、资产、物流、销售等，最终实现生产经营效率的大幅提升。后疫情时代，材料技术和人工智能医疗研发将取得突破。同时，达摩院预测，人机交互、云计算、智慧城市也将成为2021年科技发展的重点领域：趋势一：以氮化镓、碳化硅为代表的第三代半导体迎来大爆发应用爆发，以氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）为代表的第三代半导体在未来五年将广泛应用于5G基站、新能源汽车、特高压、数据中心等场景。趋势二：后“量子霸权”时代，量子纠错和实用优势成为核心命题。2020年将是后“量子霸权”元年。全球量子计算投资持续攀升，科技生态蓬勃发展，多平台异彩纷呈。.这一趋势将在2021年继续推高社会的关注度和期望值。量子计算研究需要证明其实用价值；业界需要聚焦“后霸权”时代的使命：协同创新，解决无数科学和工程问题，为量子纠错和实用优势两大里程碑的早日到来铺平道路。趋势三：碳基技术突破加速柔性电子发展柔性电子是指经过扭曲、折叠、拉伸等形状变化后仍能保持原有性能的电子设备，可作为可穿戴设备、电子皮肤、柔性电子等。近年来，碳基材料的技术突破为柔性电子提供了更好的材料选择：碳基柔性材料碳纳米管的质量可以满足大规模集成电路的制备要求，并且在这种材料上制备的电路性能超过同尺寸的硅基电路；另一种碳基柔性材料石墨烯的大面积制备也已实现。趋势四：人工智能提升药物疫苗研发效率人工智能在医学影像、病历管理等辅助诊断场景中得到广泛应用。未来，人工智能、疫苗和药物临床研究相结合，可以减少重复劳动和时间消耗，提高研发效率，极大促进医疗服务和药物的普惠。趋势五：脑机接口助力人类超越生物极限脑机接口是新一代人机交互和人机混合智能的关键核心技术。脑机接口这一新兴的技术领域，探索大脑与外部设备的交流，借助脑力控制机器。例如，有助于提高控制机械臂的应用准确度，为思维清醒但不能说话、手不能动的患者提供精准的康复服务。趋势六：数据处理实现“自主、自我进化”。传统的数据处理面临存储成本高、集群管理复杂、计算任务多样化等巨大挑战。因此，通过智能化的方法实现数据管理系统的自动优化，成为未来数据处理发展的必然选择。人工智能和机器学习方法正逐渐广泛应用于智能冷热数据分层、异常检测、智能建模、资源调动、参数调优、压力测试生成、指标推荐等领域，有效减少数据计算、处理和存储和运维的管理成本，实现了数据管理系统的“自治和自我进化”。趋势七：云原生重塑IT技术体系传统IT开发环境，产品开发周期长，研发效率不高。云原生架构充分利用了云计算分布式、可扩展、灵活的特点，在异构硬件和环境下更高效地应用和管理各种云计算资源。通过方法工具集、最佳实践和产品技术，开发人员可以专注于应用程序开发过程本身。未来，芯片、开发平台、应用软件甚至计算机都将诞生在云端，可以高度抽象网络、服务器、操作系统等基础设施层，降低计算成本，提高迭代效率，大大降低使用云计算的门槛。拓展技术应用边界。趋势八：农业进入数据智能时代。传统农业产业发展存在土地资源利用率低、产销环节脱节等瓶颈。以物联网、人工智能、云计算等为代表的科技与农业产业深度融合，打通农业产业全链路流程。结合新一代传感器技术，实时获取和感知农田地面数据信息，依托大数据分析和人工智能技术，快速处理海量农业数据，实现作物监测、精细化育种和按需生产环境资源配置。同时，通过5G、物联网、区块链等技术的应用，保障农产品物流运输的可控、可追溯，保障农产品全供应链过程的安全可靠。农业将告别“靠天吃饭”，进入智慧农业时代。趋势九：工业互联网正在从单点智能走向全球智能。受限于实施成本高、复杂度高、供给侧数据难以打通、整体生态不够完善等因素，当前的工业智能仍以解决碎片化需求为主。数字经济在疫情期间展现出的韧性，让企业更加关注工业智能的价值。再加上数字技术的进步和普及以及新基建的投入，这些因素将共同推动工业智能从单点智能向全局智能快速转变，尤其是汽车、消费等信息化基础较好的制造业。电子、品牌服装、钢铁、水泥、化工等，将在供应链、生产、资产、物流、销售等各个环节实现生产决策闭环的全球智能化应用。大规模出现。趋势十：智慧运营中心将成为未来城市的标配。近10年来，智慧城市借助数字化手段有效提升了城市治理水平。但在新冠疫情防控中，一些所谓的智慧城市集中暴露出问题，尤其是“重建设、轻运营”导致的业务应用缺失。在此背景下，城市管理者希望通过运营中心盘活数据资源，推动治理和服务全球化、精细化、实时化。AIoT技术的日益成熟和普及，空间计算技术的进步，将进一步提升运营中心的智能化水平。在数字孪生的基础上，将城市作为一个统一的系统，提供整体的智能化治理能力，成为未来城市的数字化基础设施。.
