2021年，中國(guó)工程院信息與電子工程學(xué)部發(fā)布了《中國(guó)電子信息工程科技發(fā)展十四大趨勢(shì)（2021）》。這份報(bào)告全面分析了當(dāng)前電子信息領(lǐng)域的技術(shù)前沿與未來(lái)方向，為技術(shù)開發(fā)指明了路徑。本文將聚焦于報(bào)告中所揭示的技術(shù)開發(fā)層面的核心趨勢(shì)。

一、 體系架構(gòu)：從集中式走向分布式與異構(gòu)融合
傳統(tǒng)以CPU為中心的集中式計(jì)算架構(gòu)正面臨瓶頸。技術(shù)開發(fā)的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向以數(shù)據(jù)為中心的分布式體系架構(gòu)，以及CPU、GPU、FPGA、ASIC及各類新型計(jì)算單元（如存算一體、類腦計(jì)算芯片）的深度異構(gòu)融合。這種轉(zhuǎn)變旨在突破“內(nèi)存墻”、“功耗墻”，滿足人工智能、大數(shù)據(jù)等應(yīng)用對(duì)算力指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的需求。

二、 軟件定義：賦能萬(wàn)物，重塑系統(tǒng)邊界
“軟件定義一切”（SDx）的概念持續(xù)深化。技術(shù)開發(fā)不僅限于通過(guò)軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）、軟件定義存儲(chǔ)，更擴(kuò)展到軟件定義芯片、軟件定義汽車、軟件定義衛(wèi)星等廣闊領(lǐng)域。軟件成為系統(tǒng)功能與性能的核心定義者，使得硬件資源得以虛擬化、池化，實(shí)現(xiàn)更靈活的調(diào)度和更敏捷的迭代。

三、 感知技術(shù)：超越人類，邁向全域智能感知
感知技術(shù)的開發(fā)正從單一模態(tài)、有限維度向多模態(tài)、高維度、智能化演進(jìn)。結(jié)合人工智能，視覺、聽覺、觸覺、嗅覺乃至電磁感知等多源信息被深度融合與智能解析，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界和數(shù)字世界更精準(zhǔn)、更實(shí)時(shí)、更隱蔽的全域感知，為自動(dòng)駕駛、智慧城市、環(huán)境監(jiān)測(cè)等提供基石。

四、 存儲(chǔ)技術(shù)：追求極致密度與存算一體
數(shù)據(jù)爆炸式增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)技術(shù)向更高密度、更低功耗、更快速度、更長(zhǎng)壽命發(fā)展。三維閃存、新型相變存儲(chǔ)器（PCM）、磁阻存儲(chǔ)器（MRAM）等新型非易失存儲(chǔ)技術(shù)是開發(fā)熱點(diǎn)。更具革命性的是“存算一體”架構(gòu)的開發(fā)，旨在將計(jì)算單元嵌入存儲(chǔ)陣列，直接處理數(shù)據(jù)，極大減少數(shù)據(jù)搬運(yùn)開銷，是突破傳統(tǒng)馮·諾依曼架構(gòu)瓶頸的關(guān)鍵探索。

五、 通信技術(shù)：空天地海一體化與6G前瞻
在5G規(guī)模商用之際，技術(shù)開發(fā)已瞄準(zhǔn)“空天地海一體化”無(wú)縫覆蓋。低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、高空平臺(tái)、深海通信網(wǎng)絡(luò)與地面移動(dòng)通信的融合成為重點(diǎn)。面向2030的6G技術(shù)研發(fā)已啟動(dòng)，探索太赫茲通信、智能超表面、通信感知一體化、內(nèi)生AI等潛在革命性技術(shù)，愿景是實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物智聯(lián)、數(shù)字孿生、全息通信等極致體驗(yàn)。

六、 處理技術(shù)：AI專用化與類腦計(jì)算突破
通用處理器的性能提升放緩，針對(duì)人工智能（尤其是深度學(xué)習(xí)）的專用處理器（如NPU、DPU）成為開發(fā)主流。受生物腦啟發(fā)的類腦計(jì)算（神經(jīng)形態(tài)計(jì)算）從概念走向原型開發(fā)，利用脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和新型器件（如憶阻器）實(shí)現(xiàn)高能效、低功耗、自適應(yīng)的事件驅(qū)動(dòng)型信息處理，為下一代人工智能計(jì)算范式提供可能。

七、 安全技術(shù)：內(nèi)生安全與動(dòng)態(tài)主動(dòng)防御
面對(duì)日益復(fù)雜嚴(yán)峻的網(wǎng)絡(luò)空間威脅，安全技術(shù)的開發(fā)理念從“外掛式”、“補(bǔ)丁式”向“內(nèi)生安全”轉(zhuǎn)變。即將安全屬性內(nèi)置于硬件、操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā)全過(guò)程。利用人工智能、大數(shù)據(jù)、擬態(tài)防御等技術(shù)，構(gòu)建具備自我學(xué)習(xí)、進(jìn)化能力的動(dòng)態(tài)、主動(dòng)防御體系，實(shí)現(xiàn)從“靜態(tài)防護(hù)”到“動(dòng)態(tài)博弈”的升級(jí)。

八、 開發(fā)范式：AI賦能與高可信保障
人工智能正在改變傳統(tǒng)的技術(shù)開發(fā)流程本身。AI輔助芯片設(shè)計(jì)、AI自動(dòng)生成代碼、AI驅(qū)動(dòng)的軟件測(cè)試與漏洞挖掘等技術(shù)日趨成熟，大幅提升開發(fā)效率。與此隨著系統(tǒng)復(fù)雜性劇增，對(duì)高可信軟件/硬件的需求迫在眉睫，形式化驗(yàn)證、高可靠設(shè)計(jì)語(yǔ)言與工具鏈的開發(fā)受到高度重視，以確保關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施的絕對(duì)可靠。

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中國(guó)工程院發(fā)布的這十四大趨勢(shì)，深刻勾勒出電子信息工程科技發(fā)展的全景圖。在技術(shù)開發(fā)層面，呈現(xiàn)出一條清晰的主線：即通過(guò)架構(gòu)創(chuàng)新打破固有范式，通過(guò)軟硬協(xié)同釋放系統(tǒng)潛力，通過(guò)智能賦能提升技術(shù)層級(jí)，并始終將安全可信**作為發(fā)展的基石。對(duì)于廣大研發(fā)機(jī)構(gòu)和企業(yè)而言，把握這些趨勢(shì)，聚焦核心關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，是贏得未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵所在。