2021-2022年信息产业十大技术趋势洞察报告.pptx

2021-2022年信息产业十大技术 趋势 洞察报告 信息产业热点领域呈现新特点新趋势 一、集成电路：多元化、异构化设计提升芯片性能功耗与市场化潜力 随着摩尔定律和登纳德缩放定律的放缓和停滞、器件能效和速度需求的日益增长，探寻新物理原理的 基础器件、发展多元化、异构化芯片设计成为学术界和产业界关注的前沿热点。 芯片异构集成 芯片多元化设计 通过 Chiplet架构与先进封 装的 高密度互联 ，实现 更低 成本 提供相同等级效能表现， 提升 设计弹性、制造良率 、 是高性能芯片组打开 市场化 的有效捷径。 随着跨工艺单片集成技术 的发展，预期 微纳传感器 与 忆阻器存算一体单元 、 通信单元 等结合将催生出 广泛的应用空间，显著提 升智能设备、智能传感器 等终端设备的计算能力 在 Chiplet设计架构及高性 能芯片对各芯片间互联表现 愈发严格的趋势下， 3D堆叠 将成为下一代高性能运算芯 片不可或缺的解决方案。 感存算通一体芯片 Chiplet 二、传感器：基于 MEMS工艺的新型融合传感器成为主流 基于 MEMS工艺的新型传感器将 采集、存储、计算、传输 融为一体，凭借 数字化、网络化、系统集成、功能复合 等 优势，极大满足了市场对智能传感器的要求，在汽车电子、消费电子、工业控制等多个应用场景发展势头迅猛。 数字化 在传感器中内置微处理器 网络化 -实现互联互通 通过 有线传输或无线通讯 技 术，将大量单体传感器进行 集成； 实现传感器 互联互通和实时 数据交换 。 赋予新型传感器一定的 编程自动 化 能力，多功能传感器成为可能。 既具备传统传感器数据采集、 A/D转换的功能，又具有将采集 数据信息进行 处理、存储、无线 传输 的功能。 04 0 3 01 2 014-2020年中国传感器市场规模（单位：亿元） 3 2 000 500 功能复合 功能多样性扩展应用场景 系统集成 硬件与算法融合 应用场景需要同时测量多种变 量，实现 综合监测 ； 2 510.3 02 具有 自动检测、自动补偿、数据 存储、逻辑判断、功能计算 等功 能； 2188.8 1 942.3 2000 1 690.8 1 419.3 集成 压力、温度、适度、流量、 1500 1 152.8 982.6 进一步与人工智能结合，应用 微 处理器技术、计算机技术，赋予 实时感知、决策能力 。 加速度、化学 等不同功能敏感 1 000 元件； 实现多参数综合监测。 5 00 0 2 014 2015 2016 2017 2018 2019 2020E 三、先进计算：云边端协同拓展、灵活部署 云边端三驾马车齐头并进，成为推动先进计算产业发展的主要动力。 边缘算力部署大面积铺开，用于云端算力的芯片、功耗技术持续演进，支持端侧推理的颠覆性计算技术加速突破。 云端芯片方面，助力提升云计算效 能的 云专用芯片 将成为未来发展趋 势，用于云端训练和推断市场的 HBM技术也将实现广泛应用。 边缘资源整合水平提升 边缘托管服务将趋向成熟 ：针对各 个节点网络环境、机型及稳定性不 一致的资源形态统一建模提供服务。 云端架构方面， 无服务器计算 兴起， 使用 容器 和云托管的通用应用程序 为系统管理提供极大灵活性。 边缘自治 ：边缘节点的协同整合、 跨节点迁移、边缘伸缩等能力提升。 云服务方面，针对跨应用和服务的 互联复杂性问题， 自动化云编排和 优化技术 将成为重要发展方向。 底层网络统一 ：协议栈优化、私有 协议以及动态选路和组网技术升级 推动底层网络实现稳定可靠体验。 云端技术向高可拓展性演进 任务部署能力下沉至终端 终端虚拟化改造 ：通过 Hypervisor（虚拟机监视器）或 Container（容 器），使终端上同样大小存储空间支撑更多容器化的应用和业务，从而创 新应用分发方式，实现端侧复杂计算的卸载，实现资源动态共享和调度。 四、通信：智能互联释放数据要素，赋能行业发展潜力 智能互联将传统通信技术与云计算、大数据应用结合，释放数据要素潜力，赋能农业、工业、零售、医疗、金融等 众多行业应用，加速车联网、工业互联网、卫星互联网建设。 通信技术发展趋势 以数据为核心： 智能互 联网是互联网的演进形 态，其首要表征是互联 网的核心价值驱动力由 分散化： 智能互联网载体 分散并且将随着其渗透到 各个应用场景而呈现出 离 散化 的特征。 5 G： 升级用户体验，深化垂直行业应用融合将是 2021 年 5G技术发展的两个重要方向。以增强覆盖、小包传 输、 DC-CA等代表的技术，进一步提升网络基本能力。 光通信： 400Gbps全光网商用实验完成，产业链厂商 正积极研发 800Gbps技术。 连接到数据 的 发展。 工业互联网： 多维技术的融合加深与 5G R16标准的冻 结，使得 5G工业互联网融合作用实现 “ 加法 ” 向 “ 乘 法 ” 转变，融合应用落地加速实现。 大数据与小数据： 既包括 作用于产业与行业的横向 数据 ，也包括以某一具体 指向为单位的 纵向数据 ； 两者都属于超出人脑可处 理范围的数据。 智能价值： 智能互联网价 值链条的主要表现为 数据 输出决策 ，决策提高效率， 效率作用于资源利用和时 间成本。 卫星互联网： 我国在 卫星制造、火箭发射、卫星通信、 5G等方面有良好的技术积累和产业基础。 数据层 基础设施 技术设施 消费层 IoT 边缘计算、云计算 大数据、人工智能 行业应用： 数据的智能价 数据源与数据采集 数据存储与计算力 数据转换智能价值 值转换商业价值 /社会价值 五、新型显示：以 LCD为主， OLED为辅，多点演进 多种技术并行发展 LCD供不应求， OLED产能放量 随着三星、 LG等品牌相继退出液 晶市场，产量转移到国内，国内 厂商产能不足以弥补外企退出后 的市场需求， 2021年的液晶面板 市场仍然供不应求 。 2021年，大型庆祝活动及线下体育 /演艺 需求有望进一步刺激超大尺寸 Mini LED 显示市场上行 ，预计 2021年，全球 Mini LED 1.5 显示面板 市场规模将达到 亿美元 。 VR 智能可穿戴设备、 头显等设备的升级 迭代，中小尺寸 Micro LED面板的需求量 逐年增加 ，预计 2021年，全球 Micro LED 目前，我国 已建成 OLED产线 13 条 。据 WitsView预测， 2021年， 我国 OLED产线月产能将超过 45 万片， 占全球产能的 26%。 显示面板 市场规模将达到 亿美元 。 2.7 激光显示 产业链核心元器件成本降低， 激 光显示技术 瓶颈有望突破； 柔性显示技术 的发展，促进电子纸等柔性显示的普及。 2 021年，多种显示技术将齐头并进，为下 游终端差异化发展提供可能性。 六、人工智能：布局呈现算法、算力双重心演进态势 一方面，随着人工智能应用场景的复杂性和多元化，打造与硬件相匹配、面向特定应用 场景 算法优化体系 愈加重要；另一方面， 算力 是未来 AI应用取得突破的决定性因素，全国 各省市加速区域算力的培育与提升。 算法层面： （ 1） GPT-3等大规模自监督预训练方法 快速演进 ，未来基于大规模图像、语音、视频等多模态 数据及跨语言的自监督训练模型将进一步发展； （ 2）深 度学习算法向深度网络和全局性方向不断突破 ，并与统 计学、机器学习和数据科学等方法进一步结合； （ 3）基 于因果学习的信息检索成为重要方向 ，为海量数据检索 复杂问题提供解决方案。 算力层面： （ 1）据 IDC数据，预测到 2022年全球人工智能 市场用于计算力的投资将超过 176亿美元，复合增长率超过 30%。中国人工智能市场投资中， 70%以上为以计算力为核 心的基础架构硬件市场投资 。（ 2）各省出台的新基建专项政 策中纷纷提出建设 超算中心、高性能计算、新型数据中心 等算 力基础设施。山东表示 2022年前在用数据中心机柜数达到 25 万架 ，浙江表示要建成 25个 大型、超大型数据中心 。 算力建设 提速 软硬结合 七、软件：技术开源的应用服务成为发展重点 开源社区 汇集全球海量开发者的力量，共同攻克技术难点、优化开源应用。与此同时，加速 提升服务水平，完善运 营体系，健全保障机制 ，为企业和开发者提供一个自由创新的开源技术平台。 开源项目数量持续攀升 龙头企业、个人开发者共同推动开源社 区的建设，共享 技术、数据、代码、工 具和开发环境 。 全球开源项目数量呈指数级增长。 中国开发者 在 亚洲地区 具有较高 开源活跃度。 开 源 服 务 开源社区为开发者提供 技术孵化、项目 运作、法务咨询、标准研制、评价监测 等一体化服务。推动创新模式向开放化、 协作化演进。 全球最大开源代码库 GitHub全域 事件日志数量总计约 8.6亿条 ，活 跃项目数量约 5,421万个 ，活跃开 发者账号约 1,454万个 ，分别较 2019年增长了 36.4%与 21.8%。 开源应用集中全球力量实现技术突破，引 导前瞻性技术创新。 开 源 应 用 从 Linux、 Apache、 MySQL、 Firefox、 OpenOffice、 GCC在全球大范围的应用， 到 LibreOffice、 Dia、 Gimp、 FreeCAD 等众多成熟的开源软件在 制造、能源、金 融、政务 等领域得到推广应用。 我国也在加速融入国际开源生态，开源贡献度逐步提升，在国际开源创新中的影响力进一步提高。 在全球开源商业模式日益成熟的市场环境之下，建设和发展 开源基金会 ，打造共享互惠的 中国开源 生态体系 意义重大。 八、计算生态：基于 ARM架构的市场阵营将加速壮大 01 02 ARM生态日趋完备 03 市场规模庞大 ARM技术发展 ARM架构发布了 移动旗 舰核心 Cortex-A78和新 的 服务器核心 Cortex-X1。 ARM在软件方面制定了 SBBR规范标准 。广大厂 商加速合作开发， 基础软 件、应用软件、中间件等 已 实 现 多 领 域 覆 盖 。 Intel、谷歌、微软、华 为 等众多国内外厂商加大 投入共建 ARM生态。 2020年 第四季度 ，全球 基于 ARM IP的芯片出货 达到了 67亿颗 ，超越了 X86 、 ARC 和 Power 等 其他架构的总和，截至 A78相较于前代实现了 22%的性能提升。 X1更 2021年 2月，全球累积出 是打破了 功耗枷锁，专注 于获得最高性能 。 货 1800亿颗 ARM处理器 芯片。 企业布局 ARM生态建设加速 ARM架构服务器 生态应用 苹果 M1芯片推出后， ARM架构将突破 X86 亚马逊： Graviton2服务器芯片； 谷歌：与三星合作开发 ARM处理器； 华为：推出自主研发的麒麟芯片； 微软：联合芯片企业为 Surface打造 ARM架 构处理器。 架构对 PC整机市场的统治，为其赢得 PC市场 推广机会，吸引全球硬件、软件厂商齐力推 动 ARM生态建设。 华为 推出 ARM架构服务器，开展华为沃土计 划，联合行业合作伙伴、产业联盟、开发者 共同打造 ARM应用及生态。 苹果：推出 M1处理器，在部分领域实现性能 ARM架构 PC 反超。 九、信息安全：网络安全防护、威胁应对能力大幅提升 2 020年，新冠肺炎疫情加快了耗时数十年的数字化变革过程，数字技术的应用和发展加速产业数字化进程， 也导致了网络安全问题的泛在化和复杂化。 突破新兴领域数据安全技术 为加强车联网、工业互联网等融合业务 的数据安全检测和防护， 同态加密、多 方安全计算、差分隐私 等数据安全关键 技术将实现创新突破。 健全网络安全技术标准体系 新型网络安全技术的出现，促使我国健 全相对应的 安全防护、风险评估、检测 认证 等标准。 为加强人工智能、区块链等重点领域网 路安全防护，将出台 网络数据分类分级 指南、重要数据识别、网络数据安全评 估规范 等重点标准。 为保护行业关键信息基础设施，基于 边 缘计算、网络虚拟化、网络切片 等新技 术特性的网络安全防护技术将出现。 推进网络安全大数据资源汇聚整合 为提升对安全事件研判分析的基础数据支撑能力，将构建 网络信 息安全资源数据库 ，加强 态势感知、风险监测、应急响应 等网络 安全技术能力整合。 推进 网络安全指挥大脑 建设，实现网络安全领域信息 自动监测识 别、分析研判和预警处置 。 十、自主可控：部分领域底线保障能力初步形成 芯片制造 设备材料 14nm提升良率， 并降低成本。 28nm成熟工艺 拓展产品族 。 新型显示领域， 核心面板模组、光学 材料、导光板、偏光片、掩膜版、靶 材等配套体系继续完善。 集成电路领域， 高密度封装基板等材 料设备的配套能力将得到改善。 存储颗粒 提升现有 64层三维闪存颗粒性价比， 加快安防监控等行业应用，构建内 循环。 RISC-V 我国在 RISC-V的商业化参与度高， 正在获得良性化生态支持。开源、开 放、灵活的 RISC-V 架构，我国将有 机会 参与核心知识产权构建 ， 建立差 异化的竞争力 。 加快 192层 3D NAND闪存颗粒研发 ， 信创工程 推动试产。 随着产业链条逐渐完善，相关产品将在 金融、电力水力等重点行业领域推广应 用， 第二平面加速形成 。 谢谢聆听！