阿里巴巴达摩院发佈2020十大科技趋势预测
文章目录
阿里巴巴达摩院发佈2020十大科技趋势预测
杭州，2020年1月2日 – 在新年代来临之际，阿里巴巴集团的基础科学和创新技术研究机构达摩院发佈2020十大科技趋势预测。
回望2019年的科技领域，AI芯片崛起、智能城市诞生、5G催生全新应用场景……科技浪潮新十年开启，围绕AI、芯片、云计算、区块链、工业互联网、量子计算等领域，达摩院继续提出最新趋势，并断言多个领域将出现颠覆性技术突破。
芯片技术推动了历次科技浪潮，但随著摩尔定律的放缓和高算力需求场景的井喷，传统芯片陷入性能增长瓶颈，业界试图从芯片产业链的各个环节寻找破解之道。达摩院认为，芯片领域的重大突破极有可能在体系架构、基础材料和设计方法三处实现。
芯片技术突破的背后是「算力爆炸」，而AI无疑是未来最重要的算力需求方和技术牵引者。目前，语音、视觉、自然语言处理等感知AI技术的发展已有极大进展，但在通向「强人工智能」的认知智能方面，AI还处在初级发展阶段。达摩院认为，在不久的将来，AI有望进一步发展自主意识、推理能力以及情绪感知能力，实现从感知智能向认知智能的演进。
AI的认知演进，使得机器间的「群体智能」成为可能。达摩院预测，今后AI不仅懂得「人机协同」，还能做到「机机协同」。当机器像人一样，彼此合作、相互竞争共同完成目标任务，大规模智能交通灯调度、仓储机器人协作分拣货物、无人驾驶车自主感知全域路况等场景便不难想像。
与人工智能技术范式转变同步的是资讯科技范式的转变。传统物理机、网络、软件等发展转慢，而云计算正在融合软件、算法和硬件，加速各行各业的数字化转型。达摩院指出，无论芯片、AI还是区块链，所有技术创新都将以云平台为中心，为云定制的芯片、与云深度融合的AI、云上的区块链应用将层出不穷。一言以蔽之，云将成所有资讯科技创新的中心。
科研与应用间的张力是科技进步的永恆动力。达摩院认为，2020年企业应用区块链技术的门槛将进一步降低，专为区块链设计的端、云、链各类固化核心算法的硬件芯片等也将应运而生，区块链应用将更趋普及。
十大趋势预测和概要分析如下：
1. AI从感知智能向认知智能演进
2. 计算存储一体化突破AI算力瓶颈
3. 工业互联网的超融合
4. 机器间大规模协作成为可能
5. 模块化降低芯片设计门槛
6. 规模化生产级区块链应用将走入大众
7. 量子计算进入攻坚期
8. 新材料推动半导体器件革新
9. 保护数据隐私的AI技术将加速落地
10. 云成为资讯科技创新的中心
趋势一：AI从感知智能向认知智能演进
人工智能已经在「听、说、看」等感知智能领域达到或超越了人类水准，但在需要外部知识、逻辑推理或者领域迁移的认知智能领域还处于初级阶段。认知智能将从认知心理学、脑科学及人类社会历史中汲取灵感，并结合跨领域知识图谱、因果推理、持续学习等技术，建立稳定获取和表达知识的有效机制，让知识能够被机器理解和运用，实现从感知智能到认知智能的关键突破。
趋势二：计算存储一体化突破AI算力瓶颈
冯诺伊曼架构的存储和计算分离，已经不适合数据驱动的人工智能应用需求。频繁的数据搬运导致的算力瓶颈以及功耗瓶颈已经成为对更先进算法探索的限制因素。类似于脑神经结构的存内计算架构（Processing-in-Memory, PIM) 将数据存储单元和计算单元融合为一体，能显著减少数据搬运，极大提高计算并行度和能效。计算存储一体化在硬件架构方面的革新，将突破AI算力瓶颈。
趋势三：工业互联网的超融合
5G、IoT设备、云计算、边缘计算的迅速发展将推动工业互联网的超融合，实现工控系统、通讯系统和讯息化系统的智能化融合。製造企业将实现设备自动化、搬送自动化和排产自动化，进而实现柔性製造，同时工厂上下游製造产线能实时调整和协同。这将大幅提升工厂的生产效率及企业的盈利能力。对产值数十万亿乃至数百万亿的工业产业而言，提高5%-10%的效率，就会产生数万亿人民币的价值。
趋势四：机器间大规模协作成为可能
传统单体智能无法满足大规模智能设备的实时感知和决策。IoT协同感知技术、5G通讯技术的发展将实现多个智能体之间的协同——机器彼此合作、相互竞争共同完成目标任务。多智能体协同带来的群体智能将进一步放大智能系统的价值：大规模智能交通灯调度将实现动态实时调整，仓储机器人协作完成货物分拣的高效协作，无人驾驶车可以感知全域路况，群体无人机协同将高效打通最后一公里配送。
趋势五：模块化降低芯片设计门槛
传统芯片设计模式无法高效应对快速迭代、定制化与碎片化的芯片需求。以RISC-V（五代精简指令集）为代表的开放指令集及其相应的开源SoC（系统单芯片设计）、高级抽象硬件描述语言和基于IP的模板化芯片设计方法，推动了芯片敏捷设计方法与开源芯片生态的快速发展。此外，基于芯粒（chiplet）的模块化设计方法用先进封装的方式将不同功能「芯片模块」封装在一起，可以跳过流片快速定制出一个符合应用需求的芯片，进一步加快了芯片的交付。
趋势六：规模化生产级区块链应用将走入大众
区块链即服务 (Blockchain as a Service，BaaS)将进一步降低企业应用区块链技术的门槛，专为区块链设计的端、云、链各类固化核心算法的硬件芯片等也将应运而生，实现物理世界资产与链上资产的锚定，进一步拓展价值互联网的边界、实现万链互联。未来将涌现大批创新区块链应用场景以及跨行业、跨生态的多维协作，日均活跃用户达千万以上的规模化生产级区块链应用将会走入大众。
趋势七：量子计算进入攻坚期
2019年，「量子霸权」之争让量子计算再次成为世界科技焦点。超导量子计算芯片的成果，增强了行业对超导路线及对大规模量子计算实现步伐的乐观预期。2020年量子计算领域将会经历投入进一步增大、竞争激化、产业化加速和生态更加丰富的阶段。作为两个最关键的技术里程碑，容错量子计算和演示实用量子优势将是量子计算实用化的转折点。未来几年内，真正达到其中任何一个都将是十分艰巨的任务，量子计算将进入技术攻坚期。
趋势八：新材料推动半导体器件革新
在摩尔定律放缓以及算力和存储需求爆发的双重压力下，以硅为主体的经典晶体管很难维持半导体产业的持续发展，各大半导体厂商对于三纳米以下的芯片走向都没有明确的答案。新材料将通过全新物理机制实现全新的逻辑、存储及互联概念和器件，推动半导体产业的革新。例如，拓扑绝缘体、二维超导材料等能够实现无损耗的电子和自旋输运，可以成为全新的高性能逻辑和互联器件的基础；新型磁性材料和新型阻变材料能够带来高性能磁性存储器如SOT-MRAM和阻变存储器。
趋势九：保护数据隐私的AI技术将加速落地
数据流通所产生的合规成本越来越高。使用AI技术保护数据隐私正在成为新的技术热点，其能够在保证各方数据安全和隐私的同时，联合使用方实现特定计算，解决数据孤岛以及数据共享可信程度低的问题，实现数据的价值。
趋势十：云成为资讯科技创新的中心
随著云技术的深入发展，云已经远远超过资讯科技基础设施的范畴，渐渐演变成所有资讯科技创新的中心。云已经贯穿新型芯片、新型数据库、自驱动自适应的网络、大数据、AI、IoT、区块链、量子计算整个资讯科技链路，同时又衍生了无服务器计算、云原生软件架构、软硬一体化设计、智能自动化运维等全新的技术模式，云正在重新定义资讯科技的一切。广义的云，正在源源不断地将新的资讯科技变成触手可及的服务，成为整个数字经济的基础设施。
