《中国电子信息工程科技发展研究2017》是电子信息领域“蓝皮书”系列，每年一册公开出版，旨在通过对世界信息与电子领域年度科技发展现状及趋势研究，突出展现年度重要科技突破、重要产业成果以及发展动态，精准把握信息与电子领域综合发展形态趋势，为国家和社会科学技术创新发展提供助力。“蓝皮书”2017延续了“蓝皮书”2016研究内容和撰写风格，全书分“总论”和13个“专题”两大部分，并首次尝试在专题部分中新增领域年度热词，内容包含热词的基本定义和应用（影响）水平。《中国电子信息工程科技发展研究2017》全方面分析了信息与电子领域近期至2018年度的科技发展状况，综合阐述了世界信息与电子领域科技重要突破及标志性成果，为我们国家科技人员准确把握世界科技大势提供参考。

  过去半个多世纪全球科学技术发展步伐不断加快，尤其以“摩尔速度”发展的电子信息技术，与其他领域技术的交叉融合，使其更成为科学技术创新发展的密集区。电子信息领域作为当前全球研发投入最集中、创新最活跃、应用最广泛、辐射带动作用最强的科学技术创新领域，不仅是全球科学技术创新的竞争高地，更是世界各科技大国推动经济发展、谋求国家竞争优势的重要战略方向。当前电子信息领域的数字化、网络化、智能化特征愈发明显，其广泛渗透性正加速推动其他领域的创新发展，电子信息工程科学技术水平已成为一个国家现代科学技术发展水平的重要标志。

  当前，人类社会正经历着农业革命、工业革命之后的第三次技术革命。20世纪后半期，以电子计算机和互联网为代表的电子信息科技领域技术变革推动人类进入信息技术革命时代；21世纪以来，电子信息科技加速与各技术领域和产业融合，成为新一轮科技革命和产业变革的主要驱动力，推进全球技术、产业和分工格局深刻调整，正在重塑世界各国的创新能力和竞争实力。因此，世界各国纷纷把电子信息科技领域作为技术探讨研究和产业高质量发展重点，予以大力推动发展，力图抢占未来竞争制高点。

  电子信息工程科技成为重塑国家创造新兴事物的能力和竞争实力的关键要素。电子信息工程科技领域的创新能力慢慢的变成了国家和地区创造新兴事物的能力的重要标志；电子信息工程科技领域的研发和应用水平某些特定的程度上决定了国家和地区在国际产业分工中所处的地位；电子信息工程科技领域相关产业的发展正成为国家和地区经济稳步的增长的重要驱动。因此，世界各国、地区纷纷强化电子信息工程科技的顶层设计和战略部署，力图在新一轮科技和产业竞争中占据优势。美国着力保持其在全球电子信息工程科技领域的非常大的优势地位，政府不断通过发布相关发展计划或战略，及时引导电子信息工程科技发展趋势，全力支持相关的重点发展领域。美国政府提出的“网络和信息研发技术计划（ＮＩＴＲＤ）”持续支持技术创新，2017年将高容量计算系统的研发（ＥＨＣＳ）、高容量计算系统基础设施与应用（ＨＣＳＩＡ）、大规模数据管理与分析（ＬＳＤＭＡ）、机器人技术与智能系统（ＲＩＳ）、网络安全与信息保障（ＣＳＩＡ）、软件设计与生产（ＳＤＰ）等领域作为研发重点予以支持。《21世纪国家安全科技与创新战略》中重点围绕电子信息工程科技领域中的多个方向对国防科技的研发和组织提出了指导意见；2016年至2017年，接连发布《国家机器人计划2.0》《美国国家人工智能研究与发展策略规划》《人工智能、自动化及经济》等多项政策文件，提出了先进机器人、人工智能等领域的重点发展趋势。欧盟为保持欧洲在国际上科技和产业的竞争优势，积极布局大力推动电子信息工程科技领域创新发展。欧盟实施的“地平线年，强化信息技术的创新与应用，其中信息技术领域投资占到总投资的46％，关注重点包括下一代计算技术、未来网络技术和服务、内容的技术和信息管理、先进机器人以及机器人智能空间、信息与传播技术和关键使能技术。同时，欧盟还对量子信息等前沿科技领域进行了专门重点支持，欧盟委员会发布了《量子宣言》，提出2018年启动总额10亿欧元的“量子技术旗舰计划”。日本试图将其在电子信息工程科技领域的单点技术优势扩大到整个领域，发布《科学技术创新综合战略2016》聚焦超智能社会建设，综合部署人工智能技术、设备系统、应用的研发与产业化。首次提出“社会5.0”，以“产业互联”代替“工厂互联”，推进以电子信息制造业为核心的产业升级换代。

  电子信息工程科技领域对当前社会经济发展具备极其重大引领带动和基础支撑作用。电子信息工程科技的加快速度进行发展，带动了航空航天、新材料、人机一体化智能系统、生物技术等技术领域的加速演进，以信息网络和互联网为代表的技术发展和应用不断催生出新模式和新业态，全方面促进了数字化的经济和信息消费的迅速增加；电子信息工程科技与传统产业深层次地融合，为传统产业提质增效、转变发展方式与经济转型带来了新机遇新空间；信息网络技术的广泛应用已成为推进城市治理能力现代化和实现公共服务均等化的有力手段，这些都对当前的社会经济发展起到了重要的引领带动作用。同时，电子信息技术也对现代社会的发展起到了基础支撑作用，光纤通信网络的建设、4Ｇ 及5Ｇ技术的应用为现代社会提供了基础的信息高速公路，以工业互联网和物联网为代表的技术应用，推进基础设施智能化改造，形成万物互联、人机交互、天地一体的互联网空间，为新技术、新产业的不断涌现提供了必要的基础。

  电子信息工程科技领域技术发展和应用对保障国家战略安全具备极其重大意义。电子信息工程技术是关乎国家安全和经济命脉的基础性和先导性技术，是各国安全防御和主权博弈的重要决定因素之一。近年来，国际上利用电子信息、雷达、电磁等技术进行信息获取、利用、渗透和控制的争夺愈发激烈，各国对互联网空间和电磁空间的重视达到空前高度。美国、日本、英国、俄罗斯等国纷纷出台国家互联网空间安全战略，不断加大网络安全研发技术投入，发展网络安全软硬实力，将保障国家互联网空间安全上升到保障国家战略安全的主体地位。“没有网络安全就没有国家安全”，当前互联网空间已成为继海、陆、空、天之后的国家第五疆域。保障国家互联网空间安全的关键有赖于电子信息工程科技领域的技术自主创新和发展，建设自主、可控、安全的信息通信网络，构建信息网络自主产业体系和产业生态，对保障国家战略安全具备极其重大的意义。

  当今世界，电子信息工程科技是发展最迅速、创新最活跃、渗透最广泛的科技领域，各主要技术领域加速创新迭代，技术发展路线深刻调整，新技术新应用不断出现，在创新中孕育突破。基础制造方面，以石墨烯、ＩＩＩ-Ｖ／锗硅等化合物等为代表的新型信息功能材料加速发展，将对电子器件制造产生重大影响；集成电路技术进入10纳米时代，将开启超摩尔时代的技术发展和探索；应用软件方面，“Ｗｉｎｔｅｌ”平台逐步瓦解，以ＡＲＭ＋Ａｎｄｒｏｉｄ为代表的多开放体系架构和以开源社区为代表的技术产业新格局加速形成，虚容器、数据库与数据仓库、数据分析与深度挖掘等基础软件的重大创新，推动了以大数据为核心的信息技术开发与服务提供方式；信息网络方面，全球信息基础设施加速向高速率、全覆盖、广普及、智能化发展，传输网络向400Ｇｂ／ｓ光传送网（ＯＴＮ）演进，移动通信即将步入5Ｇ 时代，卫星通信、平流层通信等技术的发展将带来空天一体化的网络覆盖，软件定义网络（ＳＤＮ）、网络功能虚拟化（ＮＦＶ）技术的应用将加快网络智能化重构，量子保密通信网络的应用将极大提升网络安全性；先进计算方面，高性能计算处于由Ｐ级向Ｅ级（1000Ｐ）演进的重要阶段，大规模并行体系结构、高能效处理器、新型存储系统技术与器件、高速低功耗互联网络、大规模并行算法和编程模型等技术难点有望突破，而量子计算在基础研究领域的慢慢的提升，也为今后的发展和应用奠定基础；以ＮＢ-ＩｏＴ为代表的低功率广域网（ＬＰＷＡＮ）技术的发展，推动物联网向规模化、智能化和协同化发展；数据处理方面，云计算提供了海量计算能力，并推进了网络架构的重组和变革，多层次云连接塑造扁平化网络架，边缘计算技术的推进逐步提升了网络的数据处理能力；AI成为技术和应用发展的热点，随着计算能力和数据处理能力的不断突破，未来1—3年AI将进入认知智能的发展阶段，将催生出大量的新模式和新应用。所有这一切都表明，电子信息工程科技领域诸多主要技术正普遍在创新中孕育着突破，当前技术发展处于颠覆性变革的重大机遇期。

  当前，世界经济发展结构性问题依然突出，主要经济体增长乏力，以信息网络为核心的电子信息技术与各行业深层次地融合，推动实体经济向数据驱动型创新体系和发展模式转变，重塑产业高质量发展方式，推进社会治理和公共服务均等化，不断拓展经济社会持续健康发展新空间。

  电子信息工程科技与传统产业深层次地融合加速传统产业转型升级。将电子信息工程科技应用于农产品生产、加工、流通、消费所有的环节，将推动农业发展的规模化、集约化、产业化、智能化，极大提升农业生产效率，改变农业发展模式。电子信息工程科技与工业制造深层次地融合，生产设备智能化、生产方式柔性化、生产组织灵巧化重构制造业价值链，使得产业附加值的知识和信息含量不断的提高，加速了传统制造业向高端制造业转变。金融、能源、物流等传统产业通过与信息通信技术的全面融合，实现了要素数字化、流程网络化、决策智能化，极大地提升了产业效率和效能，实现了产业优化升级。电子信息工程科技的创新发展应用催生新模式、新应用、新业态。世界经济加速向以电子信息产业为重要内容的经济活动转变，电子信息工程科技的创新和发展，与社会生产和生活不断融合，推动着新模式、新应用、新业态的不断涌现。网络技术、大数据、云计算、人工智能、虚拟现实等新一代电子信息工程科技与工业制造创新融合，催生出的智能制造及工业互联网已成为国际制造业提质增效、创新发展的重要方向；电子信息技术与中高端消费领域融合发展，绿色低碳、共享经济、现代供应链等新的增长点和业务模式不断出现，电子商务、现代物流、软件和服务外包为代表的新型生产性服务业态迅猛发展。新模式、新应用、新业态的不断涌现和大范围的应用，带来了新的生产和生活方式，拓展了全球社会经济发展新空间。

  回顾人类发展历史上的科技革命，无不带来生产效率的提升和生活方式的改变，从而极大地推动了人类文明的发展。当前处于信息时代的人类社会，随着电子信息工程科技的慢慢的提升和在生产生活等领域的广泛应用，极大拓展了人类认识世界、改造世界的能力，加速了人类社会现代化进程，推动人类文明不断发展。

  电子信息工程科技的广泛深入应用，从根本上改变了人类生产生活方式。电子信息工程科技的发展进步，改变了人们的沟通、表达和生活方式，而最新技术的发展应用，为人类提供了丰富、高效的工具与平台，将全方位改变人类的生产生活，推动人类生产方式、商业模式、生活方式、学习方式和思维方法等发生深刻变革。

  例如人工智能丰富了人类认识世界、改造世界的方式和手段；无人驾驶、智能机器人、机器翻译、自然语言理解、智慧医疗等极大扩展了人的智力、感观、体力的能力和范畴。“人类增强”技术将试图通过电子信息工程科技带领人类突破身体极限，放大和强化了人的基本能力，推动人类文明进入加速发展的新阶段。

  电子信息技术加速推动社会服务和国家治理能力的现代化。一方面，电子信息技术深刻改变了社会公共服务提供方式，大幅度的提高了公共服务效率，促进了教育、医疗、养老、卫生等公共社会资源的优化配置，催生了远程教育、智慧医疗等服务新模式。通过建设基于信息网络的教育资源公共服务平台，为全社会提供了平等享受优质教育资源的重要方法；通过远程医疗系统的广泛应用，可在基层医疗机构实现对患者的诊断和救治服务；利用信息网络技术构建全国联网的信息系统，可使社会保障系统实现充分对接，做到社会保障体系的共享协同；而通过宽带及网络技术应用，将推动创新型社会化养老信息服务的发展，做到居家、社区、机构三位一体。另一方面，电子信息技术驱动国家治理体系与治理能力发生根本性改变，推动部门间、政府与民众之间信息互联，加速消除信息孤岛现象。借助大数据实现智慧治理、风险预警、智慧城市、智慧公安、舆情监测等，政府能轻松实现宏观调控科学化、政府治理精准化。

  创新应用驱动芯片技术加速创新，集成电路工艺技术同步快速升级。一方面，犐犆犜正由移动互联网进入万物互联与智能化时代，第五代移动通信（5G）、人工智能、物联网、工业互联网等新兴领域应用加速芯片技术创新。另一方面，芯片技术的持续创新推动工艺进一步升级，台积电公司（简称台积电）与三星集团（简称三星）相继量产10纳米制程产品，并且加快7纳米研发步伐，5Ｇ和物联网等新兴领域的应用发展需求驱动化合物半导体、锗硅、绝缘硅等特色工艺制造水平同步升级。

  激光技术一直是光学工程领域科研与产业化的主体，近年来激光器在功率、脉宽等性能上逐步的提升，另一方面也产生了多种诸如利用ＣＭＯＳ工艺制造的纳米激光器、分布反馈式激光器。激光的应用也在继续扩展，最典型的进步是在石墨烯制造工艺方面获得了多项新发现，为石墨烯的批量生产提供了多种技术途径。全球激光行业技术、产业、应用等持续迅猛发展，全年市场销售额度比上一年度增长近20％。

  遥感技术以其快速、准确、客观和宽覆盖的观测能力成为当前世界各国关注的重点之一，国际上欧美等空间技术强国十分重视部署成体系的地球观测计划以支撑面向全球环境变化的系统性科学问题研究，重视遥感数据的定量化应用及遥感数据质量控制技术探讨研究，持续推进遥感集成化应用及产业化发展，力求将遥感技术与遥感时空信息大数据结合，发展遥感信息服务技术。

  可见光固态图像传感器的传统关键参数不断的提高，面向AI时代和认知时代的需求，3Ｄ成像、智能传感等新功能得到关注，可见光固态图像传感器的市场规模持续扩大。

  电子信息产业质量的提升依赖于先进的计量测试技术，精密计量测试是提高信息电子产业核心竞争力的关键支撑手段。目前在全世界内，光电、传感、人工智能等信息技术的迅速发展带动了测试计量技术的进步。

  雷达技术历经八十多年发展，在体制、理论、方法、技术和应用方面取得长足进步。近十年间，雷达技术在目标、环境、任务和支撑技术方面发生深刻变化，随着雷达技术快速地发展和演变，衍生出许多新概念、体制、技术，积极适应未来全球竞争所提出的严峻挑战。

  当今世界正处于“网络信息世界与自然世界和人类社会”深层次地融合的数字化、网络化、智能化进程中，百年一遇，这是生产力又一次质的重大跨跃，像人类历史所经历过的农耕文明和工业文明一样影响深远、意义重大，这一进程正深刻改变着世界的竞争格局、安全格局、经济格局、社会格局、军事格局和文化格局，由此带来国家发展新机遇、百姓生活新空间、社会治理新领域、产业升级新动能和国际竞争新疆域。

  近年来，全球互联网空间安全威胁形势日趋严峻，全球性、重大网络安全事件频频发生，加剧了互联网空间风险指数。随世界各国对互联网空间的重视达到空前高度，各国不断加大网络安全研发技术投入，发展网络安全软硬实力，抢占国际主导权。

  在海洋科学、信号处理、工艺材料和人工智能等基础能力的推动下和深远海开发、水下信息透明、空天海一体化等需求的牵引下，水声工程近年来发展迅速、水声技术探讨研究领域快速拓展、水声设备和系统的能力不断提高。

  在信息技术突飞猛进和全球第四次工业革命浪潮的席卷之下，作为发展的原动力之一，电磁场和电磁环境效应技术迸发出勃勃生机，已成为制电磁权争夺的焦点领域。

  纵观2017年全球控制领域技术发展形态趋势，以AI、边缘计算、物联网、大数据、互联网等为代表的新一代信息通信技术对传统控制领域发展影响进一步加深，传统控制理论、技术和产业都发生了重要变化。

  人工智能与机器人技术、通信技术、控制技术进一步有机融合，已然拉开认知计算时代的大幕。产业变革、技术演进以及社会需求成为三大驱动因素。在产业变革的引领作用下，以人机一体化智能系统为代表的新一轮产业革命浪潮席卷全球，数字化、智能化成为核心发展趋势，制造业转变发展方式与经济转型的迫切需求释放了强大的市场潜力，AI行业自身慢慢的变成了认知计算中最引人注目的领域，行业规模迅速扩张，对全球电子信息产业激励作用显著。

  应用发展推动计算能力不断的提高，融合创新成为趋势。各领域新兴应用的不断涌现以及数值模拟等传统高性能计算应用的持续完善对计算能力提出更高要求。

  计算机应用技术加速融合创新、跨界创新，与产业高质量发展需求的结合更加紧密，为传统产业转型升级和新兴起的产业发展注入新动力。

  本文摘编自中国信息与电子工程科技发展战略研究中心编《中国电子信息工程科技发展研究2017》文前及第一章，内容有删节，题目为编者所加。