达摩院发布的2020年十大技术趋势:多个技术领域将实现颠覆性突破

达摩院发布的2020年十大技术趋势：多个技术领域将实现颠覆性突破

2020年第一个工作日，“达摩院2020年十大技术趋势”发布。这是阿里巴巴达摩院继2019年后第二次预测年度技术趋势。

随着新的科技十年开启，达摩院持续提出AI、芯片、云计算、区块链、工业互联网、量子计算等领域的最新趋势，并表示将在多个领域出现颠覆性的技术突破。芯片技术推动了历次科技浪潮。然而，随着摩尔定律的放缓和高计算能力需求场景的井喷，传统芯片陷入了性能增长的瓶颈，业界试图从芯片产业链的各个环节寻找解决方案。达摩院认为，芯片领域的重大突破很可能在架构、基础材料和设计方法三个方面实现。

在架构方面，存储与计算分离的冯诺依曼架构难以满足日益复杂的计算任务。业界正在探索计算与存储一体化架构，突破芯片的计算能力和功耗瓶颈；基础材料方面，以硅为代表的半导体材料趋于性能极限，半导体产业的可持续发展需要拓扑绝缘体、二维超导材料等新材料；芯片设计方法也需要根据情况进行升级，基于小芯片的模块化设计方法可以替代传统方法，让芯片设计像积木一样快速。

芯片技术突破的背后是“算力爆炸”，人工智能无疑是未来最重要的算力需求者和技术引领者。目前语音、视觉、自然语言处理等感知AI技术的发展已经到了极限，但就导致“强人工智能”的认知智能而言，AI仍处于初级发展阶段。达摩院认为，在不久的将来，AI有望获得自主意识、推理能力和情绪感知能力，实现从感知智能向认知智能的进化。

AI的认知进化使得机器之间的“群体智能”成为可能。达摩院预测，未来AI不仅会知道“人机协同”，还会实现“机机协同”。当机器之间相互协作、相互竞争，像人类一样完成目标和任务时，不难想象大规模智能红绿灯调度、仓储机器人协同分拣货物、无人车自主感知全球路况等场景。

与人工智能技术范式转变同步的是IT技术范式的转变。传统的物理机器、网络和软件已经停滞不前，云计算正在整合软件、算法和硬件，加速各行各业的数字化转型。达摩院认为，所有的技术创新，无论是芯片、AI还是区块链，都将聚焦云平台，而为云定制的芯片、与云深度融合的AI以及云上的区块链应用将层出不穷。总之，云将成为所有IT技术创新的中心。

科研与应用的张力是科技进步的永恒动力。达摩院的科技预测既有前瞻性，又充分考虑落地。去年达摩院提出加快区块链的商业应用，得到了现实的验证。2019年，区块链科技上升为国家战略，逐步登陆数字金融、数字政府、智能制造等领域。达摩院认为，2020年，企业应用区块链技术的门槛将进一步降低，固化专为区块链设计的核心算法的端、云、链硬件芯片也将应运而生，日活千万的区块链应用将进入大众。

附件：达尔十大技术趋势

【趋势总结】基于冯诺依曼架构的存储与计算分离不再适合数据驱动的人工智能应用。频繁的数据处理导致的计算能力和功耗瓶颈已经成为探索更高级算法的限制因素。类似于大脑神经结构的内存计算架构集成了数据存储单元和计算单元，可以显著降低数据处理量，大幅提升计算并行性和能效。硬件架构中计算和存储集成的创新将突破AI计算能力的瓶颈。

趋势3。工业互联网的超集成

【趋势总结】5G、IoT设备、云计算、边缘计算的快速发展，将推动工业互联网的超融合，实现工业控制系统、通信系统、信息系统的智能融合。制造企业将实现设备自动化、运输自动化、调度自动化，进而实现柔性制造，同时工厂的上下游制造线可以实时调整协调。这将大大提高工厂的生产效率和企业的盈利能力。对于产值几十万亿甚至几十万亿的工业产业，如果效率提高5%-10%，就会产生几万亿人民币的价值。

趋势4。机器之间的大规模协作成为可能

【趋势总结】传统的单一智能无法满足大规模智能设备的实时感知和决策。物联网协同感知技术和5G通信技术的发展将实现多智能体之间的协同。——台机器相互配合，相互竞争完成目标任务。多智能体协同带来的群体智能将进一步放大智能系统的价值：大规模智能红绿灯调度将实现动态实时调整，仓库机器人协同完成货物分拣的高效协同，无人车可感知全局路况，群体无人机协同高效打通最后一公里配送。

趋势5。模块化降低了芯片设计的门槛

【趋势总结】传统芯片设计模式无法高效满足快速迭代、定制化、碎片化的需求。以RISC-V为代表的开放指令集及其对应的开源SoC芯片设计、先进的抽象硬件描述语言和基于ip的模板芯片设计方法，推动了芯片敏捷设计方法和开源芯片生态的快速发展。此外，基于小芯片的模块化设计方法以先进的封装方式将不同功能的“芯片模块”封装在一起，可以通过跳过流的方式快速定制出符合应用需求的芯片，进一步加速芯片的交付。

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趋势六、规模化生产级区块链应用将走入大众

【趋势概要】区块链BaaS(Blockchain as a Service)服务将进一步降低企业应用区块链技术的门槛，专为区块链设计的端、云、链各类固化核心算法的硬件芯片等也将应运而生，实现物理世界资产与链上资产的锚定，进一步拓展价值互联网的边界、实现万链互联。未来将涌现大批创新区块链应用场景以及跨行业、跨生态的多维协作，日活千万以上的规模化生产级区块链应用将会走入大众。

趋势七、量子计算进入攻坚期

【趋势概要】超导量子计算芯片的成果，增强了行业对超导路线及对大规模量子计算实现步伐的乐观预期。2020年量子计算领域将会经历投入进一步增大、竞争激化、产业化加速和生态更加丰富的阶段。作为两个最关键的技术里程碑，容错量子计算和演示实用量子优势将是量子计算实用化的转折点。未来几年内，真正达到其中任何一个都将是十分艰巨的任务，量子计算将进入技术攻坚期。

趋势八、新材料推动半导体器件革新

【趋势概要】在摩尔定律放缓以及算力和存储需求爆发的双重压力下，以硅为主体的经典晶体管很难维持半导体产业的持续发展，各大半导体厂商对于3纳米以下的芯片走向都没有明确的答案。新材料将通过全新物理机制实现全新的逻辑、存储及互联概念和器件，推动半导体产业的革新。例如，拓扑绝缘体、二维超导材料等能够实现无损耗的电子和自旋输运，可以成为全新的高性能逻辑和互联器件的基础;新型磁性材料和新型阻变材料能够带来高性能磁性存储器如SOT-MRAM和阻变存储器。

趋势九、保护数据隐私的AI技术将加速落地

【趋势概要】数据流通所产生的合规成本越来越高。使用AI技术保护数据隐私正在成为新的技术热点，其能够在保证各方数据安全和隐私的同时，联合使用方实现特定计算，解决数据孤岛以及数据共享可信程度低的问题，实现数据的价值。

趋势十、云成为IT技术创新的中心

【趋势概要】随着云技术的深入发展，云已经远远超过IT基础设施的范畴，渐渐演变成所有IT技术创新的中心。云已经贯穿新型芯片、新型数据库、自驱动自适应的网络、大数据、AI、物联网、区块链、量子计算整个IT技术链路，同时又衍生了无服务器计算、云原生软件架构、软硬一体化设计、智能自动化运维等全新的技术模式，云正在重新定义IT的一切。广义的云，正在源源不断地将新的IT技术变成触手可及的服务，成为整个数字经济的基础设施。

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