2021年信息產(chǎn)業(yè)十大技術(shù)趨勢(shì)
隨著摩爾定律和登納德縮放定律的放緩和停滯、器件能效和速度需求的日益增長(zhǎng)，探尋新物理原理的基礎(chǔ)器件、發(fā)展多元化、異構(gòu)化芯片設(shè)計(jì)成為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的前沿?zé)狳c(diǎn)。
芯片多元化設(shè)計(jì)：隨著跨工藝單片集成技術(shù)網(wǎng)的發(fā)展，預(yù)期微納傳感器與憶阻器存算一體單元、通信單元等結(jié)合將催生出廣泛的應(yīng)用空間，顯著提升智能設(shè)備、智能傳感器等終端設(shè)備的計(jì)算能力。
芯片異構(gòu)集成：通過(guò)Chiplet架構(gòu)與先進(jìn)封裝的高密度互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)更低成本提供相同等級(jí)效能表現(xiàn)，提升設(shè)計(jì)彈性、制造良率、是高性能芯片組打開(kāi)市場(chǎng)化的有效捷徑。在Chiplet設(shè)計(jì)架構(gòu)及高性能芯片對(duì)各芯片間互聯(lián)表現(xiàn)愈發(fā)嚴(yán)格的趨勢(shì)下，3D堆疊將成為下一代高性能運(yùn)算芯片不可或缺的解決方案。
基于MEMS工藝的新型傳感器將采集、存儲(chǔ)、計(jì)算、傳輸融為一體，憑借數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)集成、功能復(fù)合等優(yōu)勢(shì)，極大滿足了市場(chǎng)對(duì)智能傳感器的要求，在汽車電子、消費(fèi)電子、工業(yè)控制等多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景發(fā)展勢(shì)頭迅猛。
云邊端三駕馬車齊頭并進(jìn)，成為推動(dòng)先進(jìn)計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要?jiǎng)恿Α＿吘壦懔Σ渴鸫竺娣e鋪開(kāi)，用于云端算力的芯片、功耗技術(shù)持續(xù)演進(jìn)，支持端側(cè)推理的顛覆性計(jì)算技術(shù)加速突破。
邊緣托管服務(wù)將趨向成熟∶針對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、機(jī)型及穩(wěn)定性不一致的資源形態(tài)統(tǒng)一建模提供服務(wù)。
邊緣自治∶邊緣節(jié)點(diǎn)的協(xié)同整合、跨節(jié)點(diǎn)遷移、邊緣伸縮等能力提升。
底層網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一∶協(xié)議棧優(yōu)化、私有協(xié)議以及動(dòng)態(tài)選路和組網(wǎng)技術(shù)升級(jí)推動(dòng)底層網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠體驗(yàn)。
終端虛擬化改造∶通過(guò)Hypervisor（虛擬機(jī)監(jiān)視器）或Container（容器），使終端上同樣大小存儲(chǔ)空間支撐更多容器化的應(yīng)用和業(yè)務(wù)，從而創(chuàng)新應(yīng)用分發(fā)方式，實(shí)現(xiàn)端側(cè)復(fù)雜計(jì)算的卸載，實(shí)現(xiàn)資源動(dòng)態(tài)共享和調(diào)度。
云端芯片方面，助力提升云計(jì)算效能的云專用芯片將成為未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，用于云端訓(xùn)練和推斷市場(chǎng)的 HBM技術(shù)也將實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用。
云端架構(gòu)方面，無(wú)服務(wù)器計(jì)算興起，使用容器和云托管的通用應(yīng)用程序?yàn)橄到y(tǒng)管理提供極大靈活性。
云服務(wù)方面，針對(duì)跨應(yīng)用和服務(wù)的互聯(lián)復(fù)雜性問(wèn)題，自動(dòng)化云編排和優(yōu)化技術(shù)將成為重要發(fā)展方向。
智能互聯(lián)將傳統(tǒng)通信技術(shù)與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)應(yīng)用結(jié)合，釋放數(shù)據(jù)要素潛力，賦能農(nóng)業(yè)、工業(yè)、零售、醫(yī)療、金融等眾多行業(yè)應(yīng)用，加速車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。
以數(shù)據(jù)為核心∶ 智能互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的演進(jìn)形態(tài)，其首要表征是互聯(lián)網(wǎng)的核心價(jià)值驅(qū)動(dòng)力由「連接」到「數(shù)據(jù)」的發(fā)展。
分散化∶智能互聯(lián)網(wǎng)載體分散并且將隨著其滲透到各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景而呈現(xiàn)出離散化的特征。
大數(shù)據(jù)與小數(shù)據(jù)∶ 既包括作用于產(chǎn)業(yè)與行業(yè)的橫向數(shù)據(jù)，也包括以某一具體指向?yàn)閱挝坏目v向數(shù)據(jù)，兩者都屬于超出人腦可處理范圍的數(shù)據(jù)。
LCD供不應(yīng)求，OLED產(chǎn)能放量：隨著三星、LG等品牌相繼退出液晶市場(chǎng)，產(chǎn)量轉(zhuǎn)移到國(guó)內(nèi)，國(guó)內(nèi)廠商產(chǎn)能不足以彌補(bǔ)外企退出后的市場(chǎng)需求，2021年的液晶面板市場(chǎng)仍然供不應(yīng)求。
目前，我國(guó)已建成OLED產(chǎn)線13條。據(jù)WitsView預(yù)測(cè)，2021年，我國(guó)OLED產(chǎn)線月產(chǎn)能將超過(guò)45萬(wàn)片，占全球產(chǎn)能的26%。
一方面，隨著人工智能應(yīng)用場(chǎng)景的復(fù)雜性和多元化，打造與硬件相匹配、面向特定應(yīng)用場(chǎng)景算法優(yōu)化體系愈加重要；另一方面，算力是未來(lái)Al應(yīng)用取得突破的決定性因素，全國(guó)各省市加速區(qū)域算力的培育與提升。
（1）GPT-3等大規(guī)模自監(jiān)督預(yù)訓(xùn)練方法快速演進(jìn)，未來(lái)基于大規(guī)模圖像、語(yǔ)音、視頻等多模態(tài)人工智能及跨語(yǔ)言的自監(jiān)督訓(xùn)練模型將進(jìn)一步發(fā)展；
（2）深度學(xué)習(xí)算法向深度網(wǎng)絡(luò)和全局性方向不斷突破，并與統(tǒng)計(jì)學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)科學(xué)等方法進(jìn)一步結(jié)合；
（3） 基于因果學(xué)習(xí)的信息檢索成為重要方向，為對(duì)子數(shù)據(jù)檢索復(fù)雜問(wèn)題提供解決方案。
開(kāi)源社區(qū)匯集全球海量開(kāi)發(fā)者的力量，共同攻克技術(shù)難點(diǎn)、優(yōu)化開(kāi)源應(yīng)用。與此同時(shí)，加速提升服務(wù)水平，完善運(yùn)營(yíng)體系，健全保障機(jī)制，為企業(yè)和開(kāi)發(fā)者提供一個(gè)自由創(chuàng)新的開(kāi)源技術(shù)平臺(tái)。
開(kāi)源應(yīng)用集中全球力量實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，引導(dǎo)前瞻性技術(shù)創(chuàng)新。從Linux、Apache、MySQL、Firefox、 OpenOffice、GCC在全球大范圍的應(yīng)用，到LibreOffice、Dia、Gimp、FreeCAD等眾多成熟的開(kāi)源軟件在制造、能源、金融、政務(wù)等領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用。
ARM技術(shù)發(fā)展：ARM架構(gòu)發(fā)布了移動(dòng)旗艦核心Cortex-A78和新的服務(wù)器核心Cortex-X1。A78相較于前代實(shí)現(xiàn) 了22%的性能提升。X1更是打破了功耗枷鎖，專注于獲得最高性能。
ARM生態(tài)日趨完備：ARM在軟件方面制定了SBBR規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。廣大廠商加速合作開(kāi)發(fā)，基礎(chǔ)軟件、應(yīng)用軟件、中間件等已實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域覆蓋。Intel、谷歌、障軟，華為等眾多國(guó)內(nèi)外廣商加大投入共建ARM生態(tài)。
市場(chǎng)規(guī)模龐大：2020年第四季度，全球基于ARM IP的芯片出貨，達(dá)到了67億顆，超越了X86、ARC和 Power 等其他架構(gòu)的總和，截至 2021年2月，全球累積出貨1800億顆ARM處理器芯片。
2020年，新冠肺炎疫情加快了耗時(shí)數(shù)十年的數(shù)字化變革過(guò)程，數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展加速產(chǎn)業(yè)數(shù)字化進(jìn)程，也導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題的泛在化和復(fù)雜化。
芯片制造：14nm提升良率，并降低成本。28nm成熟工藝拓展產(chǎn)品族。
存儲(chǔ)顆粒：提升現(xiàn)有64層三維閃存顆粒性價(jià)比，加快安防監(jiān)控等行業(yè)應(yīng)用，構(gòu)建內(nèi)循環(huán)。加快192層3D NAND閃存顆粒研發(fā)，推動(dòng)試產(chǎn)。
信創(chuàng)工程：隨著產(chǎn)業(yè)鏈條逐漸完善，相關(guān)產(chǎn)品將在金融、電力水力等重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用，第二平面加速形成。
設(shè)備材料：新型顯示領(lǐng)域，核心面板模組、光學(xué)材料、導(dǎo)光板、偏光片、掩膜版、靶材等配套體系繼續(xù)完善。集成電路領(lǐng)域，高密度封裝基板等材料設(shè)備的配套能力將得到改善。
RISC-V：我國(guó)在RISC-V的商業(yè)化參與度高，正在獲得良性化生態(tài)支持。開(kāi)源、開(kāi)放、靈活的RISC-V架構(gòu)，我國(guó)將有機(jī)會(huì)參與核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)構(gòu)建，建立差異化的競(jìng)爭(zhēng)力。
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