大陸第三代半導體領軍企業的研究人員密切關注著機器的「一舉一動」。圖／新華社
成功構建76個光子的量子計算原型機「九章」。圖／新華社
因中風導致偏癱的董阿姨通過「想」，就能「指揮」無法動作的肢體「聽話」地完成相應動作。圖／新華社
技術人員在數字福建雲計算中心（商務雲）機房內進行日常維護。圖／新華社
在2020騰訊全球數字生態大會上，騰訊公司發布「雲原生安全」體系。圖／新華社
深圳富士康龍華科技園數控機床精密加工智造熄燈工廠內景。圖／新華社
工作人員展示海淀區智慧社區平台。圖／新華社
河北省故城縣農業農村局農技人員通過智能物聯網傳感器測試大棚土壤溫溼度。圖／新華社
西林瓶裝疫苗。圖／新華社
柔性電子書。圖／新華社
1 第三代半導體
迎來應用大爆發
以氮化鎵（GaN）和碳化矽（SiC）為代表的第三代半導體，具備耐高溫、耐高壓、高頻率、大功率、抗輻射等優異特性，但受工藝、成本等因素限制，多年來僅限於小範圍應用。近年來，隨著材料生長、器件製備等技術的不斷突破，第三代半導體的性價比優勢逐漸顯現並正在打開應用市場：SiC元件已用於汽車逆變器（電源轉換器），GaN快速充電器也大量上市。未來5年，基於第三代半導體材料的電子器件將廣泛應用於5G基站、新能源汽車、特高壓、數據中心等。
2 量子糾錯和實用優勢
成核心命題
2020年，世界對量子計算的投入持續上漲，技術和生態蓬勃發展，多個平台異采繽紛。這一潮流將在2021年繼續推高社會的關注和期待，量子計算的研究需要證明自身的實用價值；業界需要聚焦「量子計算」的使命：協同創新，解決眾多的科學和工程難題，為早日到達量子糾錯和實用優勢兩座里程碑鋪路奠基。
3 碳基技術突破
加速柔性電子發展
柔性電子是指經扭曲、折疊、拉伸等形狀變化後仍保持原有性能的電子設備，可用作可穿戴設備、電子皮膚、柔性顯示器等。柔性電子發展的主要瓶頸在於材料——目前的柔性材料，或者「柔性」不足容易失效，或者電性能遠不如「硬質」硅基（矽基）電子。近年來，碳基材料的技術突破為柔性電子提供了更好的材料選擇：碳納米管（奈米碳管）這一碳基柔性材料的質量已可滿足大規模積體電路的製備要求，且在此材料上製備的電路性能超過同尺寸下的硅基（矽基）電路；而另一碳基柔性材料石墨烯的大面積製備也已實現。
4 AI提升藥物
及疫苗研發效率
AI已廣泛應用於醫療影像、病歷管理等輔助診斷場景，但AI在疫苗研發及藥物臨床研究的應用依舊處於探索階段。隨著新型AI算法的 代及算力的突破，AI將有效解決疫苗／藥物研發周期長、成本高等難題，例如提升化合物篩選、建立疾病模型、發現新靶點、先導化合物發現及先導藥物優化等環節的效率。AI與疫苗、藥物臨床研究的結合可以減少重複勞動與時間消耗，提升研發效率，極大的推動醫療服務和藥物的普惠化。
5 腦機接口助人類
超越生物學極限
腦機接口指在人或動物大腦與外部設備之間創建的直接連接，從而實現腦與設備的訊息交換，是新一代人機交互和人機混合智能的關鍵核心技術。腦機接口對神經工程的發展發揮了重要支撐與推動作用，幫助人類從更高維度空間進一步解析人類大腦的工作原理。腦機接口這一新技術領域探索性的將大腦與外部設備進行通信，並藉由腦力意念控制機器。例如在控制機械臂等方面幫助提升應用精度，將為神智清醒，思惟健全，但口不能言、手不能動的患者提供精準康復服務。
6 數據處理
實現「自治與自我進化」
隨著雲計算的發展、數據規模持續增長，傳統數據處理面臨存儲成本高、集群管理複雜、計算任務多樣性等巨大挑戰；面對海量暴增的數據規模，以及複雜多元的處理場景，人工管理和系統調優捉襟見肘。因此，通過智能化方法實現數據管理系統的自動優化成為未來數據處理發展的必然選擇。人工智能和機器學習手段逐漸被廣泛應用於智能化的冷熱數據分層、異常檢測、智能建模、資源調動、參數調優、壓測生成、索引推薦等領域，有效降低數據計算、處理、存儲、運維的管理成本，實現數據管理系統的「自治與自我進化」。
7 雲原生重塑IT技術體係
在傳統IT開發環境裡，產品開發上線周期長、研發效能不高，雲原生架構充分利用了雲計算的分布式、可擴展和靈活的特性，更高效地應用和管理異構硬體和環境下的各類雲計算資源，通過方法論工具集、最佳實踐和產品技術，開發人員可專注於應用開發過程本身。未來，芯片、開發平台、應用軟體乃至計算機等將誕生於雲上，可將網路、服務器、操作系統等基礎架構層高度抽象化，降低計算成本、提升疊代效率，大幅降低雲計算使用門檻、拓展技術應用邊界。
8 農業邁入數據智能時代
以物聯網、人工智能、雲計算等為代表的科學技術正在與農業產業深度融合，打通農業產業的全鏈路流程。結合新一代傳感器技術，農田地面數據信息得以實時獲取和感知，並依靠大數據分析與人工智能技術快速處理海量數據，實現農作物監測、精細化育種和環境資源按需分配。同時，通過5G、物聯網、區塊鏈等技術的應用，確保農產品物流運輸中的可控和可追溯，保障農產品整體供應鏈流程的安全可靠。農業將告別靠天吃飯，進入智慧農業時代。
9 從單點智能走向全局智能
在新冠病毒疫情中數字經濟所展現出來的韌性讓企業更加重視工業智能的價值，加之數字技術的進步普及、新基建的投資拉動，這些因素將共同推動工業智能從單點智能快速躍遷到全局智能，特別是汽車、消費電子、品牌服飾、鋼鐵、水泥、化工等具備良好信息化基礎的製造業，貫穿供應鏈、生產、資產、物流、銷售等各環節的全局智能化應用將大規模湧現。
10 農業邁入數據智能時代
以物聯網、人工智能、雲計算等為代表的科學技術正在與農業產業深度融合，打通農業產業的全鏈路流程。結合新一代傳感器技術，農田地面數據信息得以實時獲取和感知，並依靠大數據分析與人工智能技術快速處理海量數據，實現農作物監測、精細化育種和環境資源按需分配。同時，通過5G、物聯網、區塊鏈等技術的應用，確保農產品物流運輸中的可控和可追溯，保障農產品整體供應鏈流程的安全可靠。農業將告別靠天吃飯，進入智慧農業時代。
從單點智能走向全局智能
在新冠病毒疫情中數字經濟所展現出來的韌性讓企業更加重視工業智能的價值，加之數字技術的進步普及、新基建的投資拉動，這些因素將共同推動工業智能從單點智能快速躍遷到全局智能，特別是汽車、消費電子、品牌服飾、鋼鐵、水泥、化工等具備良好信息化基礎的製造業，貫穿供應鏈、生產、資產、物流、銷售等各環節的全局智能化應用將大規模湧現。