2021达摩院十大科技趋势-达摩院.pptx

科技服务社会需求。从2020年疫情爆发开始，数字科技就迅速成为人类与 疫情抗争的重要力量，比如AI医疗影像辅助诊疗与提升药物研发的效率和 精度，再到健康码与智慧城市都有效地帮助我们实现对疫情的精准防控。 汛情期间，达摩院团队一周内就开发出防汛水体识别算法，让影像分析速 度提升百倍，显著提升防汛工作的智能与精准化。数字科技正在成为人类 与病毒灾害抗争新的卫士。 科技服务产业发展。疫情后全产业的数智化显著加速，从工业全局智能、 OCR无障碍购物、无人驾驶物流机器人都进入到了产业中的各个环节和生 活中的各个场景中。科技与人类正在形成一种新型协作关系，通过人机协 同方式把人类从原有的重复、繁琐、危险的工作解脱出来，更多的投入到 开创性、有思想、有创意的工作中。 科技探索未来。纵观人类历史，科技创新都是我们探索未知与寻求前进动 力的重要源泉。量子计算和新材料等方面的突破将从基础科学层面带来 “原子动能”；数据计算的进化与云原生等技术将重塑IT体系，形成“比特 跃迁”，并最终与各个产业集合带来“场景变革”。本次达摩院十大趋势 针对这三大方面解读，希望能让大家从更加全面、更加前沿的视角关注科 技创新带来的改变。 仰望星空，我们充满激情的去探索未知。着眼脚下，我们携手让科技服务 于产业社会的实际需求，实现科技普惠。;?@A%%B CDE;HIJ?K;;以氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）为代表的第三代半导体，具备耐高温、耐 高压、高频率、大功率、抗辐射等优异特性，但受工艺、成本等因素限制，多 年来仅限于小范围应用。近年来，随着材料生长、器件制备等技术的不断突 破，第三代半导体的性价比优势逐渐显现并正在打开应用市场：SiC元件已用 于汽车逆变器，GaN快速充电器也大量上市。未来5年，基于第三代半导体材 料的电子器件将广泛应用于5G基站、新能源汽车、特高压、数据中心等场 景。;*+üá 半导体产业发展到今天，主要建立在三代材料的基础上：兴起于20世纪50年代 的基于硅（Si）、锗（Ge）的第一代半导体；兴起于20世纪80年代的以砷化 镓（GaAs）、磷化铟（InP）为代表的???二代半导体；以及兴起于20世纪末的 以氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）为代表的第三代半导体。目前，第一代半 导体材料Si应用最为广泛，它构成了一切逻辑器件的基础，CPU、GPU所提供 的算力都离不开Si的功劳。第二代半导体主要用于高频高速场景，例如手机中 的射频电路。第三代半导体相比于前两代半导体具有更宽的禁带宽度，因此也 称作宽禁带半导体。更宽的禁带宽度允许材料在更高的温度、更强的电压、更 快的开关频率下运行，因此第三代半导体具备耐高温、耐高压、高频率、大功 率、抗辐射等优异特性，可以用作功率器件和射频器件，广泛应用于5G基站、 新能源汽车、特高压、消费电子、航空航天、数据中心等领域。此外，较宽的 禁带宽度使第三代半导体可用作制备短波长光电器件，例如可用于医疗消毒的 紫外光源。;由于制造设备、制备工艺特别是材料成本上的劣势，多年来第三代半导体材料 只是在小范围内应用。直至近几年这一局面才得以打破：一方面，在5G、新 能源汽车等新兴市场中，Si基半导体的性能已无法完全满足需求，第三代半导 体的性能优势被放大；另一方面，制备技术特别是大尺寸材料生长技术不断突 破，SiC和GaN两种材料均从4英寸换代到6英寸并已研发出8英寸样品，加之 器件制备技术逐步提升，使得第三代半导体器件性能日益稳定且成本不断下 降，性价比优势逐渐显现。 目前，第三代半导体已经出现在应用市场：一些新能源汽车在逆变器中应用 SiC功率器件提升电能转换效率，进而提升续航里程；不在少数的电子消费厂 商推出了GaN快速充电器，价格不贵，体积很小，一个快充头可以支撑手机、 电脑等多设备快速充电。未来5年，除现有的电动汽车和消费电子外，预计工 业充电、5G高频器件以及可再生能源和储能领域的电源应用都将从第三代半 导体的发展中受益，尤其是在高频高压应用中将竞争性取代原有的Si器件。;;;除了增量式进步外，2021年有望见证在这些维度上突破性的创新。比如基于新 型设计的超高精度超导比特和扬弃目前线性结构的可扩展的二维离子阱。超导 的另一场扬弃也可能在2021年播下种子：低温电子学的成熟将使得庞大和昂贵 的室温电子学开始走向末路。 实用优势的探索将继续以模拟物理为主流，借助模拟对错误的宽容。冷原子和 量子煺火系统等模拟量子计算平台有望连同数字平台一起，继续产生鼓舞人心 的进步。 2021量子计算开源项目将以广泛和深入的贡献，大大降低学习和研究的成本， 加速创新，并消减非科学因素撕裂量子社区的风险。量子计算还属于科学和工 程并重的研究阶段，各个地区的科学家需要继续开放性研究，相濡以沫，携手 合作。这是我们的信念，也是我