2020，这些前沿技术成全球关注热点

作者 |秦志伟 黄辛

《全球前沿技术发展趋势报告》（以下简称《报告》）日前在2020年浦江创新论坛上发布。

《报告》包括重点技术发展趋势深度解析和TOP1000技术热点趋势追踪两个部分。

前者由中国科学技术信息研究所完成，主要对脑机接口、软体机器人、神经形态芯片、基因编辑和类二维材料五个前沿技术展开深入分析。

后者由上海市科学学研究所完成，通过定量化比较得出10点结论，如肿瘤是关注度第一的重点疾并量子成为物理领域的“豪门”等。

5项前沿技术深度分析

脑机接口技术爆发期已然到来，各国政府高度重视、提前布局脑机接口技术。例如，2013年美国和欧盟分别发布“尖端创新神经技术脑研究计划”和“人类大脑计划”；2014年，日本发布“大脑研究计划”；2016年，韩国和澳大利亚分别发布“大脑科学发展战略”和“澳大利脑计划”；我国在2018年启动“科技创新2030脑科学与类脑研究”重大项目。

，国际合作格局初见端倪，具体表现在脑机接口全球Top10国家专利和论文合作上。

图1 脑机接口技术发展主要事件

在软体机器人方面，传统气动/线缆驱动、超弹性硅胶材料+技术和智能材料+外界物理场驱动三大技术方向同步发展，技术创新成果接连涌现。

国际合作网络已经形成，全球研发成为新趋势，哈佛大学、麻省理工学院、东京大学技术创新综合竞争力强。

图2 软体机器人全球主要论文发表机构

神经形态芯片从早期概念到成熟产品，科研院所和巨头企业合力推动技术创新，而企业已成为技术创新中坚力量。

技术创新逐步向中、美、韩、德、印等国家集中。

图3 神经形态芯片全球排名前20机构专利申请数量

基因编辑技术虽然在争议中前进，但其技术创新高度活跃，影响力辐射广，入选多家顶级智库年度榜单。

基因编辑技术创新竞争激烈，哈佛大学、中国科学院等机构实力突出。

图4 全球基因编辑相关专利及论文数量的逐年分布

类二维材料为半导体材料创新带来更多可能。

分析显示，其基础研究主要来自大学和研究所，中国科学院基础研究成果丰硕；应用研究主要来自企业，三星集团应用研究全球领先。

图5 类二维材料全球专利/论文数量趋势图

TOP1000技术热点趋势追踪

TOP1000技术热点趋势追踪篇使用最新开发完成的智能化决策咨询工具“科技预见平台”系统开展全领域横向扫描，对包括科技项目及报告、科技媒体、政府政策、科技产业投资动态、民生报道等在内的多维度信息进行广泛收集，在海量的异构、非格式化、自然语言的数据中实现了标准统一、可横向比较的定量化评价，最终得出10点主要结论。

1、新冠疫情对科技热点结构形成意外冲击

突如其来的新冠疫情迅速成为全球科技界的关注焦点，在整个榜单占据了15.6%，在各领域中仅次于生物医药领域位居第二。

其中包括SARS、H1N1、冠状病毒OC43等相关病原体，刺突糖蛋白、核衣壳等病毒学内容，ACE2受体、ARDS（急性呼吸窘迫综合征）等病理学内容，IgM、移动DR、ECMO、多肽疫苗、中和抗体、N95等相关药品、器械、装备。

图6 新冠疫情相关领域部分技术热点

2、上海三大战略性产业命中时代科技发展热潮

集成电路、生物医药、人工智能是上海科创中心建设重点聚焦的三大战略性产业领域，在本次研究中也与新冠疫情相关领域一起成为了科技热点数量最多的四大领域，合计占比达到66.8%，代表了未来一段时期的科技浪潮主流发展热点方向。

3、肿瘤是关注度第一的重点疾病

在生物医药领域的重点疾病及相关药物方面，不仅“肿瘤”一次本身占据了热度榜首，肝癌、卵巢癌、细小细胞肺癌、胰腺癌、淋巴瘤、葡萄膜黑色素瘤、脑膜瘤等“家族成员”均榜上有名，阵容远超其他疾玻

BTK抑制剂、EGFR抑制剂、奥贝胆酸、单线态氧等与肿瘤相关的药物或机理都成出现在1000的热点榜单中。

科学家和医生们正在广阔的战线上与肿瘤开展全面的斗争。

图7 生物医药领域部分技术热点

4、精神卫生不容忽视

在榜单中与各类肿瘤并列的疾病，除了糖尿并糖尿并艾滋病等身体疾病外，还多次出现了抑郁症、阿尔茨海默并神经退行性疾并帕金森综合征等精神领域的疾病，以及硫西廷阿戈美拉廷伏硫西廷赛洛西宾、富马酸喹硫平等多种相关药物。

这些精神性疾病已经对人类社会带来了丝毫不亚于若干重大身体疾病的影响。

5、医疗系统的体系化升级呼声渐高

在生物医药领域的医学与医技方面，除了免疫治疗、膝关节置换、POCT等“正统”诊疗技术外，远程医疗、分级诊疗、智慧医院、IoMT（医疗）、互联网+医疗等概念也成为了研究的热点，相关研究将不断推动医疗资源的高效利用和合理分配。

6、人工智能在军事领域的变革作用愈加显现

在人工智能及信息技术领域的人工智能技术及应用方面的热点技术，除了粒子群优化算法等热点算法以及ADAS（高级驾驶辅助）、智能医疗等多种民用应用形式外，还密集出现了蜂群、马赛克战、饱和式攻击等战争新模式，揭示了人工智能的颠覆性影响或许会在非民用领域率先实现。

图8 人工智能及信息技术领域部分技术热点

7、集成电路全产业链环节上榜

在人工智能及信息技术领域的集成电路生产技术方面，集成电路产业链的装备（如光刻机、EUV等）、设计（如EDA软件等）、生产（如玻璃粉、四氟化碳等）、封装测试（如封装测试、PCB）四大环节全部有技术上榜。

图9 集成电路及传感器领域部分技术热点

8、物理领域热点技术展现基础研究的引领性

物理领域相对偏向基础研究。

溯源分析表明，物理领域某一热点技术往往在不同资料来源中具有迥然不同的功能特性和应用潜力。

如金刚石氮可被用于电流成像、金刚石量子传感器电探测、构建多通道可控非马尔可夫噪声环境等用途；塞贝克效应则可用于中子散射技术表征纳米材料物性、热电材料、辐射冷却温差发电等用途；低温恒温器则是托卡马克、LSST 相机、ADS 加速器等不同大型科学装置的重要组件。

这一潜在的普遍支撑性和广泛应用性正是开展基础研究的重要意义之一。

图10 先进制造与机器人、交通与航空航天、物理、能源领域部分技术热点

9、量子成为物理领域的“豪门”

在物理领域，量子通信、QRNG（量子随机数发生器）、量子产率、量子通信、QRNG（量子随机数发生器）、量子产率、量子比特数等量子科技相关热点呈现集群式涌现的态势，同物理领域其他单点型热点技术产生了鲜明对比。

10、科技热点折射社会现实问题

科技进展并不仅仅单方面推动社会的变化，也同样会反过来受到社会问题的干预。

在科技政策及社会话题领域，WTO争端解决机制等科技战、生物安全法等新修订法规，以及人口老龄化等社会性问题，都成了科技界备受关注的热点话题，显示了社会环境对科技发展的重大影响。

编辑 | 宗华

排版 | 郭刚

方法如下

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