信息、生物、新材料是21世紀(jì)前30年發(fā)展*快、*熱門的三大領(lǐng)域,它們集結(jié)了當(dāng)今世界*強(qiáng)勢(shì)的研究力量。但在這些關(guān)系未來發(fā)展的關(guān)鍵領(lǐng)域中,我國許多核心技術(shù)仍依賴追蹤、模仿和引進(jìn)國外技術(shù),原始創(chuàng)新能力明顯不足。
從更寬的視野來看,不僅僅是這三個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展需要高揚(yáng)“自主創(chuàng)新”的信心與勇氣。實(shí)際上,整個(gè)中國科技正面臨著*的發(fā)展壓力:對(duì)外要適應(yīng)國際科技競爭的緊迫形勢(shì),對(duì)內(nèi)要滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中的重大戰(zhàn)略性需求。而原始創(chuàng)新能力和技術(shù)創(chuàng)新能力的薄弱,已成為當(dāng)前和未來相當(dāng)長時(shí)期內(nèi)影響我國整體競爭力的極大障礙。
面向未來15年的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》即將發(fā)布,科技部等有關(guān)部門正在著手制定科技“十一五規(guī)劃”——關(guān)于中國科技“未來”的探討與關(guān)注,在*近一年多來達(dá)到了*的程度。就是在這樣帶著幾分焦灼、幾分期待、幾分信心的探討氛圍中,“自主創(chuàng)新”成為人們關(guān)于中國科技發(fā)展的共識(shí)。
帶著這個(gè)共識(shí),再來看中國科技發(fā)展面臨的“壓力”,在很大程度上已經(jīng)變成了未來發(fā)展的重大機(jī)遇。未來10年,中國在這三大領(lǐng)域中*有可能實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新的關(guān)鍵技術(shù)群究竟有哪些?有限的科技經(jīng)費(fèi)究竟應(yīng)當(dāng)投入到哪些突破口?
下一代移動(dòng)通信技術(shù)
移動(dòng)通信是人類社會(huì)發(fā)展中的一大奇跡。2004年12月,全球(蜂窩)移動(dòng)通信用戶總數(shù)已達(dá)17億以上,超過已有百年發(fā)展歷史的固定通信用戶數(shù)。過去10年,移動(dòng)通信技術(shù)完成了由*代模擬通信技術(shù)向第二代數(shù)字通信技術(shù)的過渡,當(dāng)前正處于由其巔峰狀態(tài)向第三代(3G)移動(dòng)通信技術(shù)過渡的進(jìn)程中。
目前,世界發(fā)達(dá)國家紛紛投入力量進(jìn)行第三代及下一代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)和產(chǎn)品的開發(fā)。
——3G移動(dòng)通信:國際電信聯(lián)盟(ITU-T)批準(zhǔn)為3G的三大標(biāo)準(zhǔn)分別是歐洲的WCDMA,美國高通公司的CDMA2000和中國大唐電信的TD-SCDMA。3G已在全球30多個(gè)國家開始商用。
——增強(qiáng)型3G(Enhanced
。常牵簽榱丝朔常羌夹g(shù)不能很好支持流媒體等業(yè)務(wù)的不足,國際電信聯(lián)盟已在制定增強(qiáng)型3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。專家預(yù)測(cè),增強(qiáng)型3G技術(shù)將進(jìn)入商用。
——4G(或Beyond
3G):下一代移動(dòng)通信即所謂超3G(以下統(tǒng)稱Beyond
。常牵┘夹g(shù)的研究是國際上的熱點(diǎn)。Beyond
。常蔷哂懈叩乃俾逝c更好的頻譜利用率。歐盟、日本、韓國等國家已開始4G框架的研究,預(yù)期Beyond
。常羌夹g(shù)可望在2010年后開始商用。
中國移動(dòng)用戶總數(shù)已達(dá)3.34億,居世界*,總體技術(shù)水平與國際同步,處于由第二代向第三代的過渡時(shí)期。我國3G移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)具備了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的能力,我國大唐電信2000年5月提出的TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)已成為國際電信聯(lián)盟正式采納的三大標(biāo)準(zhǔn)之一。此外,在國家“863”計(jì)劃的支持下,開展了Beyond
3G技術(shù)的研究,預(yù)期該技術(shù)可望在2010年后開始商用。
。拢澹铮睿
。常羌夹g(shù)對(duì)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國防建設(shè)具有十分重要的意義。德爾菲專家調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,我國研發(fā)水平比*國家落后5年左右,通過自主開發(fā)或聯(lián)合開發(fā),在未來5年可能形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。以華為、中興為代表的一批高技術(shù)通信設(shè)備制造業(yè)公司,在第三代移動(dòng)通信設(shè)備(3G)等研發(fā)方面緊跟國際前沿,打破了國外公司對(duì)高技術(shù)通信設(shè)備的壟斷,開始參與國際通信標(biāo)準(zhǔn)的制定,開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù),具備了參與國際競爭的能力,具備實(shí)現(xiàn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展的契機(jī)。
中國下一代網(wǎng)絡(luò)體系
下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)泛指以IP為核心,同時(shí)可以支持語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的因特網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和固定電話通信網(wǎng)絡(luò)的融合網(wǎng)絡(luò)。
世界各國和國際通信標(biāo)準(zhǔn)化組織都在積極開展下一代網(wǎng)絡(luò)的研究開發(fā)工作。國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門(ITU-T)、歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)ETSI、互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)、第三代伙伴組織計(jì)劃(3GPP)等,都在致力于下一代網(wǎng)絡(luò)體系的研究。目前,美國、日本、韓國、新加坡以及歐盟都已啟動(dòng)了下一代互聯(lián)網(wǎng)研究計(jì)劃,全面開展各項(xiàng)核心技術(shù)的研究和開發(fā)。
我國在下一代網(wǎng)絡(luò)的研究方面已取得了較大進(jìn)展!熬盼濉逼陂g,863計(jì)劃建成了“中國高速信息示范網(wǎng)”(CAINONET)、國家自然科學(xué)基金委支持的“中國高速互連研究試驗(yàn)網(wǎng)NSFCNET”等重大項(xiàng)目,目前已開始基于NGN的軟交換技術(shù)在移動(dòng)和多媒體通信中的應(yīng)用研究。中興、華為等企業(yè)還推出了基于軟交換的NGN解決方案;在下一代互聯(lián)網(wǎng)研究上,中興、港灣網(wǎng)絡(luò)等推出的高端路由交換機(jī),可應(yīng)用于國家骨干IP網(wǎng)絡(luò)建設(shè),以及大中型寬帶IP城域網(wǎng)核心骨干和匯聚。國內(nèi)公司還開始自行設(shè)計(jì)高端分組交換定制ASIC芯片。我國已成為少數(shù)幾個(gè)能夠提供全系列數(shù)據(jù)通信設(shè)備的國家之一。
下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)促進(jìn)我國高新技術(shù)的發(fā)展,以及對(duì)改造和提升我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)具有舉足輕重的作用,對(duì)國家安全至關(guān)重要。從總體上看,我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)跟隨國外發(fā)展,在技術(shù)選擇上缺乏系統(tǒng)研究,走過一些彎路,至今與國外仍存在較大差距。無論網(wǎng)絡(luò)用戶規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品都尚有很大的發(fā)展空間。從全局著眼,應(yīng)不失時(shí)機(jī)地開展中國下一代網(wǎng)絡(luò)體系的研究、應(yīng)用試驗(yàn)、關(guān)鍵技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)。不能像*代互聯(lián)網(wǎng)那樣,技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)都是外國的,給國家安全造成隱患。
納米級(jí)芯片技術(shù)
當(dāng)前,集成電路的發(fā)展仍遵循“摩爾定律”,即其集成度和產(chǎn)品性能每18個(gè)月增加一倍,按照器件特征尺寸縮小、硅片尺寸增加、芯片集成度提高和設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)化的途徑繼續(xù)發(fā)展。
自上世紀(jì)90年代以來,全球集成電路制造技術(shù)升級(jí)換代速度加快。當(dāng)前國際上CMOS集成電路大規(guī)模生產(chǎn)的主流技術(shù)是130nm,英特爾等部分技術(shù)先進(jìn)的芯片制造公司已在用90nm進(jìn)行高性能芯片生產(chǎn)。2005年,美國AMD公司已開始量產(chǎn)90nm的高性能芯片,國際上對(duì)65nm技術(shù)的開發(fā)也已成功。伴隨130nm到90nm技術(shù)的升級(jí),考慮到擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模和降低成本,大多數(shù)公司將使用12英寸替代8英寸硅基片,這也必將帶來半導(dǎo)體設(shè)備的大量更新。
近年來我國一些先進(jìn)集成電路制造公司的崛起,使國內(nèi)集成電路制造工藝技術(shù)與國際先進(jìn)水平的差距有了顯著的縮小,但整體水平仍與先進(jìn)國家相差2~3代。目前,我國集成電路設(shè)計(jì)公司年設(shè)計(jì)能力已超過500種,主流設(shè)計(jì)水平達(dá)到180nm,130nm技術(shù)正在開發(fā)中,90nm技術(shù)的研發(fā)也開始著手進(jìn)行。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展看,我國集成電路已初步形成由十多家芯片生產(chǎn)骨干企業(yè)、十多家重點(diǎn)封裝廠、二十多家初具規(guī)模的設(shè)計(jì)公司、若干家關(guān)鍵材料及專用設(shè)備儀器制造廠組成的產(chǎn)業(yè)群體,設(shè)計(jì)、芯片制造、封裝三業(yè)并舉的蓬勃發(fā)展態(tài)勢(shì)。以中科院計(jì)算所為代表的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)在CPU研發(fā)方面所取得的新進(jìn)展,標(biāo)志著我國集成電路設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)能力,與國際先進(jìn)水平的差距進(jìn)一步縮小。目前我國芯片業(yè)大多集中在低端的交通、通信、銀行、信息管理、石油、勞動(dòng)保障、身份識(shí)別、防偽等領(lǐng)域,IC卡芯片所占比重一直占據(jù)芯片總體市場的20%左右。
今后的IC是納米制造技術(shù)的時(shí)代,而納米級(jí)芯片技術(shù)是我國趕超國際的關(guān)鍵,它的成功將會(huì)是我國IC工業(yè)發(fā)展史上的重要里程碑和持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力,專家認(rèn)為應(yīng)優(yōu)先發(fā)展。
中文信息處理技術(shù)
包括漢字和少數(shù)民族文字在內(nèi)的中文信息處理技術(shù),是漢語言學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的融合,是一門與語言學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、數(shù)學(xué)、控制論、信息論、聲學(xué)、自動(dòng)化技術(shù)等多種學(xué)科相聯(lián)系的邊緣交叉性學(xué)科。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,中文信息處理技術(shù)已滲透到社會(huì)生活的各個(gè)方面。1994年,微軟開始進(jìn)入中文軟件市場,微軟的WORD把國產(chǎn)WPS擠出了市場,繼而Windows中文版又把國產(chǎn)中文之星擠垮。微軟憑借其強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)地位,使國產(chǎn)的中文信息處理軟件舉步維艱。中文版的Windows、Office等占據(jù)了大部分的中文軟件市場,使中文信息處理逐漸喪失了其特殊地位。
經(jīng)過二三十年的努力,我國的中文信息處理,包括中文的編碼、字型、輸入、顯示、輸出等的基本處理技術(shù)已經(jīng)實(shí)用化,目前正在逐漸擺脫“字處理”階段,處于向更*階段快速發(fā)展的時(shí)期。包括中文的文字識(shí)別機(jī)和手寫文字識(shí)別、語音合成、語音識(shí)別、語言理解和智能接口等技術(shù)的研究已獲得進(jìn)展。中文的全文檢索、內(nèi)容管理、智能搜索、中文和其他文字之間的機(jī)器翻譯等技術(shù)也正在開發(fā)、研制,并取得了較大進(jìn)展,涌現(xiàn)了聯(lián)想、方正、四通、漢王、華建等公司。
隨著中國加入WTO與世界各國交流的逐漸擴(kuò)大以及網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代的來臨,中文信息處理技術(shù)越發(fā)顯得重要,其自動(dòng)化水平的提高,將大大促進(jìn)我國科技、國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展,同時(shí)使中華民族的文化在信息時(shí)代得到新的發(fā)展。未來無疑應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)中文信息處理技術(shù)的研發(fā)投入與政策傾斜。
人類功能基因組學(xué)研究
。玻笆兰o(jì)末啟動(dòng)的人類基因組計(jì)劃被公認(rèn)為生命科學(xué)發(fā)展史上的里程碑,其規(guī)模和意義超過了曼哈頓原子彈計(jì)劃和阿波羅登月計(jì)劃。隨著人類基因組、水稻基因組以及其它重要微生物等50多種生物基因組全序列測(cè)定工作的完成,國際基因組研究進(jìn)入到功能基因組學(xué)新階段。
功能基因組學(xué)已成為21世紀(jì)國際研究的前沿,代表基因分析的新