面向2035的信息与电子领域技术预见分析

许守任,安　达,梁智昊

(中国电子科学研究院，北京　100041)



综述

面向2035的信息与电子领域技术预见分析

许守任,安达,梁智昊

(中国电子科学研究院，北京100041)

本研究采用基于德尔菲法的技术预见研究，通过形成技术清单、设计评价指标、开展问卷调研和统计分析，对信息与电子领域技术的重要性、实现时间、研发水平和制约因素进行分析，提出面向2035年信息与电子领域工程科技的关键领域和重要技术，为开展面向未来的信息与电子领域技术发展战略研究提供重要的参考。

信息与电子；技术预见；调查分析

0　引　言

技术预见(Technology Foresight)是“对科学、技术、经济、环境和社会的远期未来进行有步骤的探索过程,其目的是选定可能产生最大经济与社会效益的战略研究领域和通用新技术”[1]。20世纪90年代以来，技术预见日益受到各国政府和学术界乃至社会公众的广泛关注，并在实践中不断完善和发展，在制定科技发展战略、政策和规划中的作用日益显著[2]。技术预见包括德尔菲、文献计量、情景分析等多种研究方法，其中德尔菲调查又称专家规定程序调查法，是一种非见面形式的专家意见收集方法和“一种高效的、通过群体交流与沟通来解决复杂问题的方法”[4]，德尔菲方法具有匿名性、反馈性、收敛性和统计性等基本特征，通常以不记名的方式征询专家对某类问题的看法。基于德尔菲法的技术预见调查广泛应用于各国的技术预见研究，逐渐成为科技中长期发展战略研究的重要支撑[4]。

本文依托的“中国工程科技2035发展战略研究”项目是由中国工程院和国家自然基金委共同资助的重大战略咨询项目，涵盖信息与电子、先进材料、能源与矿产等11个领域，以满足经济社会发展对工程科技的重大需求、促进我国工程科技发展为出发点，对2035年我国工程科技发展战略进行系统谋划。信息与电子领域课题的技术预见包括前期研究与愿景分析、备选技术清单形成、德尔菲调查以及集成分析论证四个阶段。

1　技术预见调查过程

1.1形成技术项目清单

确定技术领域和备选技术清单是技术预见的第一步，本项目中形成信息与电子领域的备选技术清单包括划分子领域、提出技术清单、筛选技术清单、确认技术清单四个阶段。经过四阶段的技术清单征集工作后，本研究的德尔菲问卷调查共设立9个子领域方向：①测量技术、②使能技术、③应用光学、④感知技术、⑤通信与网络、⑥赛博安全、⑦计算技术、⑧应用软件技术、⑨智能与控制技术，最终形成共51项备选技术，各子领域技术项分布如图1所示(技术项因篇幅关系未全部列出)。

图1　各子领域技术方向个数

1.2评价指标体系设计

本研究的评价指标体系包括：①技术重要性；②应用重要性；③研发水平；④实现时间；⑤制约因素五个方面。问卷调查首先要求受调查者填写对技术的熟悉程度，再对重要性等评价指标做出判断[5]，评价得分的统计结果经过熟悉程度的加权计算可得到13单项指数和8个综合性指数(其中重要性指数关系如图2所示)。

图2　重要性指数与综合分析指数关系图

1.3德尔菲调查过程

采用专家邮件调查、专家研讨等形式开展技术预见调查。参与调查的专家由信息与电子领域的院士及专家推荐、国家自然基金委推荐等途径构成，主要来自政府、高校、科研院所以及企事业单位，有接近60%的专家表示很熟悉或熟悉相关领域。通过中国工程院网站调查系统和发放纸质问卷两个渠道开展调查，调查时间自2015年8月至11月，共邀请人数663人，填报人数210人，专家参与度为31.91%。共回收问卷1449份，平均每项技术约有29位专家作答。

2　技术预见调查结果分析

2.1技术重要性指数统计分析

首先进行技术重要性指数分析，其中技术重要性包括：①核心性；②带动性；③通用性高；④非连续性四个评价指标。本研究基于调查统计结果，根据专家判断剔除偏差项后得到指数统计分析结果。分析发现核心性指数最高的是“Z级高性能计算技术”，其次是“智能机器人技术”；通用性指数最高的是“智能泛在网络(SUN)技术”，其中计算技术子领域在前十项技术中占3项，表明该方向技术应用范围相对较广泛、技术交叉性较强，是多行业共性技术；带动性指数最高的技术项是“智能机器人技术”，明显高于包括第二位在内的其他技术方向；非连续性指数最高的是“新一代密码技术”，其次为“量子计算技术”。技术重要性得分前5的技术项见表1所示。

表1　信息与电子领域技术重要性前5的技术方向

2.2应用重要性分析

应用重要性分析包括：①经济发展重要性；②社会发展重要性；③保障国家与国防安全重要性三个指标。分析发现经济发展重要性指数最高的是“网络虚拟身份管理技术”，其次为“新型功能材料与器件”；社会发展重要性指数最高的是“环境和生态危害物质检测评估技术”，其次为“智能计算与智能化软件”；保障国家与国防安全重要性指数方最高的是 “新一代网络空间威胁感知技术”，其次是“目标综合识别技术”。根据分析结果可知，赛博安全是保障国家与国防安全重要性最高子领域，四项技术方向指数进入前10。计算技术子领域的“Z级高性能计算技术”和智能与控制子领域的“智能机器人技术”在经济、社会、国防三个方面均处于重要地位(结果见表2所示)。

表2　信息与电子领域技术应用重要性前5的技术方向

2.3信息与电子领域重要技术方向

综合“技术重要性”和“应用重要性”两方面得到综合重要性指数，据此提出信息与电子领域综合重要性最高的技术方向。其中“Z级高性能计算技术”的技术重要性综合指数最高，其次是“智能机器人技术”和“信息内容的理解和研制技术”。

通过技术通用性指数、技术应用重要性指数可以得出共性技术重要性指数，并提出信息与电子领域重要共性技术方向。其中共性技术重要性最高的是“大数据方法与技术”；通过技术非连续性指数、技术应用重要性指数可得出重要的颠覆性技术，其中“新一代密码技术”颠覆性指数最高。根据以上统计分析，本研究提出了信息与电子领域的重要技术方向，列出了前5位的重要关键技术、重要共性技术和重要颠覆性技术(具体技术项见表3所示)。

2.4实现时间分析

分析各技术项在世界范围内技术实现时间、中国范围内技术实现时间以及社会实现时间。信息与电子领域技术的预期实现时间(中国)集中在2022年到2031年，其中近一半的技术预期在2024年到2030年实现。技术实现时间(世界)集中在2022-2024年，其中2024年将有10项技术实现，有两项技术在2035年实现。调查的信息与电子领域51项技术国内实现时间均晚于世界技术实现时间，差距在1-6年。其中“智能机器人技术”与世界水平差距相对较大，达到6年时间，“Z级高性能计算技术”与国际实现时间相差较小，相差2年。其余技术相差多为3-4年。

表3　信息与电子领域重要技术方向

图3　技术项目实现时间的差异

2.5技术发展水平与约束条件

根据受调查专家对各技术项的研发水平、技术领先国家、发展制约因素三个方面的评价，对信息与电子领域的技术发展水平与约束条件进行分析。分析发现美国在信息与电子领域的所有子领域中都拥有绝对技术优势，其次为欧盟、日本和俄罗斯。本研究中的51项技术研发水平普遍较低，最高的“Z级高性能计算技术”指数为57.14。最低的“量子计算技术”研发指数为11.9，大部分的技术研发水平介于20-40之间。整体来看，人才与研发投入是信息与技术领域技术发展最主要制约因素。其次是研发投入，法律法规政策的限制影响较小。

3　信息与电子领域技术预见总体特征

根据对信息与电子领域各项技术调查统计分析结果，归纳总结本领域所提出的技术发展方向和特点。从信息与电子领域的技术发展总体来看，其技术重要性，应用重要性，实现时间，研发水平和制约因素等具有以下几个特征：

(1)信息与电子领域是未来20年最重要的技术领域之一。相较于其他领域的技术预见分析结果，信息与电子领域所有单项技术重要性均高于平均水平，51项技术的平均核心性指数为76.5，高于全部领域的技术平均值。其中“Z级高性能计算技术”是所有领域中核心性最高的技术方向。通用性指数、带动性指数和非连续性指数也均高于平均水平。

(2)保障国家国防安全重要性指数最高。除经济发展、社会发展安全重要性均高于平均水平外，安全重要性平均数达77.4，远高于整体平均，其中“新一代网络空间威胁感知技术”得分高达98.97，是所有领域技术方向中最高的，充分说明信息与电子领域技术发展在国防安全方面的重要性。

(3)技术与应用的综合性指数较高，重要性和渗透性显著。技术与应用重要性综合指数，以及技术与经济/社会/安全等所有的重要性综合指数均较高。充分说明信息与电子领域技术在经济社会发展中的渗透性和技术带动性。“Z级高性能计算技术”和“智能机器人技术”是所有领域中技术与应用重要性综合指数最高的前两项。

(4)信息与电子领域的技术研发水平低于国际水平，国内实现时间均晚于世界时间。信息与电子领域总体研发水平略微高于总体平均水平，在所有工程科技领域中处于中等(研发指数为29)，技术方向实现时间集中在2022年到2031年，其中近一半的技术预期在2024年到2030年实现。

4　结　语

本文基于德尔菲法对信息与电子领域技术方向开展预见分析，通过形成技术清单、问卷调研和统计分析，得出信息与电子领域51项技术的技术重要性、应用重要性、实现时间和研发水平等指标的评价，并提出了面向2035年信息与电子领域的重要技术、共性技术和颠覆性技术。基于本文调查统计结果，可根据研究需要进一步开展相关性分析和战略研究，将技术重要性与当前我国技术水平、约束条件进行综合分析，可筛选出重要性高但技术水平较低、约束条件多的技术，重点研究其实现可能性、必要性和促进措施等。

[1]Ben R Martin. Matching Social Needs and Technological Capabilities: Research Foresight and the Implications for Social Sciences (Paper presented at the OECD Workshop on Social Sciences and Innovation) [Z].Tokyo: United Nations University, 2000.

[2]Lin stone,H.A and Turoff,M. The Delphi Method-Techniques and App lications [M].New York:Addison-Wesley,2001:3.

[3]中国工程科技中长期发展战略研究项目组，中国工程科技中长期发展战略研究[M].中国科学技术出版社，2015.

[4]中国工程未来20年技术预见研究组，中国未来20年技术预见[M].科学出版社，2008.

[5]穆荣平等.中国未来20年技术预见德尔菲调查方法研究[J].科研管理,2016,27(1).

许守任(1979—),男，云南人，博士，工程师；E-mail:shouren@126.com

安达(1984—)，男，河南人，博士，工程师；

梁智昊(1985—)，女，黑龙江人，博士，工程师。

Research on Technology Foresight in the Field of Information and Electronics for 2035

XU Shou-ren, AN Da, LIANG Zhi-hao

(China Academy of Electronic and Information Technology, Beijing 100041, China)

This study implemented investigation using Delphi technology foresight analysis method through formatting the list of technologies, designing evaluation index systems and surveying, analyzed the importance, implementation time, the R & D level and restriction factor of key technologies in the field of information and electronic, proposed key areas and key technologies for 2035 Engineering Science and technology, provided important reference for the strategy research of information and electronic technology development for the future.

Information and Electronic; Technology Foresight; Investigation and Analysis

10.3969/j.issn.1673-5692.2016.04.006

2016-07-10

2016-08-10

中国工程院“中国工程科技2035发展战略研究”信息领域课题

F299.2

A

1673-5692(2016)04-366-05