9月25日，中國工程院信息與電子學部、中國信息與電子工程科技發展戰略研究中心在北京、香港同步發布“中國電子信息工程科技發展十四大技術挑戰（2023）”（下簡稱“挑戰”）。
中國工程院副院長吳曼青院士表示，當前世界之變、時代之變、科技之變正以前所未有速度和規模席卷而來，科學技術發展已進入由信息科技、生命科學、生物技術、新材料與先進制造、新能源與環保科技等構成的集群創新時代。據悉，中國工程院信息與電子工程學部自2014年啟動相關研究工作，至今已連續9年發布“趨勢”或“挑戰”等系列成就。
此次發布的“中國電子信息工程科技十四大挑戰（2023）”包括如下內容：
一、數字領域
全面落實《數字中國建設整體布局規劃》和“2522”整體框架布局，即夯實數字基礎設施和數據資源體系“兩大基礎”，推進數字技術與經濟、政治、文化、社會、生態文明建設“五位一體”深度融合，強化數字技術創新體系和數字安全屏障“兩大能力”，優化數字化發展國內國際“兩個環境”，急需解決系列關鍵核心技術挑戰。
二、信息化
以數字化、網絡化、智能化、無人化為特征的信息化浪潮方興未艾，全面賦能人類社會生產生活，深刻改變著全球經濟格局、文化格局、安全格局和競爭格局。如何組織和利用國內外優勢科技力量，構建高質量發展新型舉國體制，堅持創新跨越總方針，建立中國特色數字生態環境，確保核心能力自主可控、先進可靠是該領域面臨的重要挑戰。
三、微電子光電子
數字芯片3nm制程已規模量產，并繼續向2nm、1nm挺進，但日益逼近物理與工藝極限。三維集成、Chiplet、2.5D/3D封裝成為重要發展方向，多樣化系統集成，新器件、新結構、新材料探索不斷深化。光模塊速率向Tb/s演進。硅基光電融合成為重要路徑，我國在微電子、光電子先進制造能力與集成芯片設計方面面臨重要挑戰。
四、光學工程
在傳統光學工程逼近技術極限的背景下，時、空、頻多維矢量光場調控是突破光學信息和能量傳輸瓶頸的關鍵。如何實現跨尺度矢量光場的智能精準調控、高效數字光學器件和系統開發、實時精確健康評估的新型成像和傳感、低功耗高集成光子和高效綠色能源光子技術突破、面向戰略自主性的核心光學組件自主可控等面臨重要挑戰。
五、測量計量與儀器
新一代國家測量體系和儀器產業體系建設已啟動，重要場景下的關鍵測量技術亟待突破，特別是支撐超精密光刻機、高端航空發動機和高端工業母機等為代表的高精尖裝備研發制造中的超精密測量與儀器技術亟待率先突破，制造質量調控能力亟待提升；支撐數字化、網絡化與智能化測量的新形態精密儀器及傳感技術將面臨重要挑戰。
六、網絡與通信
人網物三元萬物智聯背景下網絡通信與大數據、人工智能、云計算等技術深度融合，滿足全行業、巨容量、大連接、強算力、強智能、全覆蓋、高可靠、高安全、低成本、綠色節能需求，新型網絡理論與技術架構、日益逼近物理極限下的傳輸能力提升、核心設備與器件、算力網等是該領域面臨的重要挑戰。6G面向通感算網融合、天地一體等更復雜多樣的應用場景，存在應用基礎理論突破、技術發展范式創新等重要挑戰。
七、網絡安全
如何有效應對海量存量威脅治理及其有效防護不足、網絡安全邊界的削弱，如何構建威脅畫像、威脅情報運營機制及安全知識體系；如何構建可應對“未知的未知”攻擊的“護衛+自衛”的防御體系；如何打造計算和防護融合新模式、形成運行和防御并行雙結構；如何應對生成式人工智能等新技術帶來的安全問題，都是該領域面臨的重要挑戰。
八、電磁場與電磁環境效應
數字化、網絡化、智能化、無人化對電磁環境效應基礎研究提出新需求，電磁學與計算機、光學、材料學、生物、復雜系統等交叉融合，在電磁場基礎理論、智能電磁計算、電磁防護材料、電磁場快速感知、電磁生物效應與防護仿生領域不斷發展，促進電磁環境適應性、電磁安全前沿技術廣泛應用，提升智能化裝備電磁安全能力是該領域面臨的重要挑戰。
九、控制
在智能制造、航空航天、無人系統等為代表的重大工程中，由于運行條件和被控對象動態特性頻繁變化,要求控制系統具有魯棒穩定性與最優動態性能。如何將建模、控制、優化和大數據驅動的人工智能、計算機軟件、網絡通信等計算資源與物理資源緊密協同,如何采用工業互聯網的端邊云協同實現控制系統網絡彈性/韌性、自適應、自主調控是該領域面臨的重要挑戰。
十、認知
以“大數據+大算力+大模型”為基礎的人工智能快速發展，并具備了一定的通用智能能力，但依然存在可解釋性差、能效比低、缺乏決策能力等瓶頸，在開放復雜環境中，難以實現可靠感知、理解和決策。突破腦智能與腦決策機制啟發的認知智能技術，研制多類型、可重構、高效、綠色節能的新型腦模型與軟硬件系統，是新一代人工智能理論與技術面臨的重要挑戰。
十一、計算機系統與軟件
當前計算機系統與軟件領域的基礎理論體系尚不完善，難以滿足大模型、網絡安全等前沿創新需求，在日益嚴峻的外部形勢下，亟需突破多元異構計算體系、通用人工智能軟件系統、計算安全等關鍵技術，積極探索類腦、量子等前沿技術，研發智能水平更高、能耗更低、更安全可信的計算機系統，以及新型基礎軟件和具有自主知識產權的工業軟件是當前面臨的重要挑戰。
十二、計算機應用
工業、交通、教育、醫療等領域數字化、網絡化、智能化、無人化等重大變革對計算機應用技術提出了嚴峻挑戰：一是以生成式人工智能、元宇宙為代表的新興技術與國民經濟、社會發展、國家安全融合發展推動計算機應用技術加速創新。二是“萬物智聯、智能引領、跨界融合、萬眾創新”新業態對智能感知、協同、學習、分析、決策、控制及安全等提出了更高要求。
十三、海洋網絡信息體系
海洋網絡信息體系建設在理論、技術與工程方面存在重要挑戰。理論方面需建立水下非線性聲場理論，實現水下聲場優化控制和利用；技術方面需突破海洋精細化遙感、非聲探測等新型感知、遠洋船舶氣象導航、跨域通信和水下信息處理；工程方面需深化新一代信息技術的海洋化應用，強化海洋戰略空間一體化管理，構建數字海洋新型基礎設施。
十四、應對重大突發事件
如何建立國家、省、市一體化重大突發事件智能化快速反應決策體系，如何整合相關部門的數據資源和科技力量，包括醫療衛生、公安、交通、建設、環保、教育、能源、民政、國企數據等，建立應對黑天鵝、灰犀牛等重大事件大數據智能化綜合平臺，形成預警能力和快速反應能力，把災害損失降到最小，是應對重大突發事件、提升國家綜合治理能力的重要挑戰。
作者丨徐恒
