阿里达摩院发布2020十大科技趋势

下一个十年，这些技术会迎来颠覆性的突破吗？

1月2日，阿里达摩院发布了2020年十大科技趋势，在科技浪潮新十年开启之日，阿里围绕人工智能、芯片、云计算、量子计算、区块链等技术领域，做出了新的预判和发展方向预测。

具体十大科技趋势如下：

1、人工智能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IT技术创新的中心

趋势一：人工智能从感知智能向认知智能演进

AI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，实现认知智能成为当下AI研究的核心。

大规模图神经网络是推动认知智能发展的推理方法，图神经网络指的是将深度神经网络从处理传统非结构化的数据，比如图像、文字和语音，推广到更深层的结构化数据（如图结构）。

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，算力以及功耗瓶颈成为对更先进、复杂度更高的AI模型研究产生了限制。

AI的进一步突破必须要采用新的计算架构，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。

具体可以通过芯片设计、集成、封装技术，架构方面的创新以及器件层面的创新，来一步步推进计算存储一体化的发展。

达摩院认为，计算存储一体化会重构现在处理器和存储器的相对垄断的产业格局。在此过程中，可以帮助更多芯片行业中小企业发展，更为国产芯片弯道超车创造了机会。

趋势三：工业互联网的超融合

5G、IoT设备、云计算、边缘计算将推动工业互联网的超融合，实现工控系统、通信系统和信息化系统的智能化融合，可以为工业产业提高 5％－10％的效率。

首先是5G技术的成熟，可以满足工业系统对于高可靠低时延的需求；其次 IoT PaaS让云端与传统IT系统打通，实现IT（信息化）和OT（工控软件）；区块链的分布式账本解决了信任问题，将价值网络中的上下游企业工厂的制造系统连接起来。

趋势四：机器间大规模协作成为可能

物联网协同感知技术、5G通信技术的发展将实现多个智能体之间的协同。机器间的大规模协作，可以让大规模智能交通灯调度实现动态实时调整，仓储机器人高效协作完成货物分拣，无人驾驶车可以感知全局路况，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

在应用驱动的趋势下，谁能快速推出专用芯片，就能抢占市场先机。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 为代表的开放指令集及其相应的开源SoC芯片设计、以Chisel为代表的高级抽象硬件描述语言和基于IP的模块化芯片设计方法，推动了芯片敏捷设计方法与开源芯片生态的快速发展。

同时，一种名为“芯粒”（Chiplet）的模块化设计方法正在成为新的行业趋势，它通过对复杂功能进行分解，开发出多种具有单一特定功能的“芯粒”，再进行模块化组装。

趋势六：规模化生产级区块链应用将走入大众

2020年，区块链BaaS（Blockchain as a Service）服务将进一步降低企业应用区块链技术的门槛。在商业应用大规模落地的同时，区块链网络的“局域网”和“数据孤岛”问题将被新型的通用跨链技术所解决，自主可控的安全与隐私保护算法及固化硬件芯片将会成为区块链核心技术中的热点领域。

趋势七：量子计算进入攻坚期

2020年量子计算领域的技术进展主要还是基础技术的突破，并且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

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。

从近期来看，新材料如锗和 III－V 族材料可能会代替传统的硅作为晶体管的通道材料以提升晶体管的速度，二维材料或外延生长的纳米层材料可能会导致3D堆集的架构以增加芯片的密度……

新材料和新机制将会对传统的半导体产业进行全面洗牌，包括材料的生长、器件的制备以及电路的工作原理都会发生根本性的变化。

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。

在AI安全技术的保障下，组织或个人不必转让数据的拥有权，而是通过出租数据的使用权参与价值分配。以联邦学习为代表的安全多方计算应用，能解决行业大数据聚合过程中遇到的挑战。

趋势十：云成为IT技术创新的中心

云已经远远超过IT基础设施的范畴，渐渐演变成所有IT技术创新的中心。

云贯穿了新型芯片、新型数据库、自驱动自适应的网络、大数据、AI、物联网、区块链、量子计算整个IT技术链路，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。

阿里巴巴云智能总裁、阿里巴巴达摩院院长张建峰在序言中提到，企业上云迎来拐点，全球云上IT基础设施占比超过传统数据中心，阿里巴巴率先实现核心系统100％上云。

最后：

中国科学学院院士、清华大学校长薛其坤在卷首语中表示，我国想要在这轮科技革新中占得先机，就需要加强技术预判，找准方向，提早部署，特别是在一些基础性、突破性的领域精准布局。

作者：巫盼