作者 | 秦志偉 黃辛
《全球前沿技術發展趨勢報告》（以下簡稱《報告》）日前在2020年浦江創新論壇上發布。
《報告》包括重點技術發展趨勢深度解析和TOP1000技術熱點趨勢追蹤兩個部分。
前者由中國科學技術信息研究所完成，主要對腦機接口、軟體機器人、神經形態晶片、基因編輯和類石墨烯二維材料五個前沿技術展開深入分析。
後者由上海市科學學研究所完成，通過定量化比較得出10點結論，如腫瘤是關注度第一的重點疾病、量子成為物理領域的「豪門」等。
5項前沿技術深度分析
腦機接口技術爆發期已然到來，各國政府高度重視、提前布局腦機接口技術。例如，2013年美國和歐盟分別發布「尖端創新神經技術腦研究計劃」和「人類大腦計劃」；2014年，日本發布「大腦研究計劃」；2016年，韓國和澳大利亞分別發布「大腦科學發展戰略」和「澳大利腦計劃」；我國在2018年啟動「科技創新2030—腦科學與類腦研究」重大項目。
此外，國際合作格局初見端倪，具體表現在腦機接口全球Top10國家專利和論文合作上。
圖1 腦機接口技術發展主要事件
在軟體機器人方面，傳統氣動/線纜驅動、超彈性矽膠材料+3D列印技術和智能材料+外界物理場驅動三大技術方向同步發展，技術創新成果接連湧現。
國際合作網絡已經形成，全球研發成為新趨勢，哈佛大學、麻省理工學院、東京大學技術創新綜合競爭力強。
圖2 軟體機器人全球主要論文發表機構
神經形態芯片從早期概念到成熟產品，科研院所和巨頭企業合力推動技術創新，而企業已成為技術創新中堅力量。
技術創新逐步向中、美、韓、德、印等國家集中。
圖3 神經形態晶片全球排名前20機構專利申請數量
基因編輯技術雖然在爭議中前進，但其技術創新高度活躍，影響力輻射廣，入選多家頂級智庫年度榜單。
基因編輯技術創新競爭激烈，哈佛大學、中國科學院等機構實力突出。
圖4 全球基因編輯相關專利及論文數量的逐年分布
類石墨烯二維材料為半導體材料創新帶來更多可能。
分析顯示，其基礎研究主要來自大學和研究所，中國科學院基礎研究成果豐碩；應用研究主要來自企業，三星集團應用研究全球領先。
圖5 類石墨烯二維材料全球專利/論文數量趨勢圖
TOP1000技術熱點趨勢追蹤
TOP1000技術熱點趨勢追蹤篇使用最新開發完成的智能化決策諮詢工具「科技預見平臺」系統開展全領域橫向掃描，對包括科技項目及報告、科技媒體、政府政策、科技產業投資動態、民生報導等在內的多維度信息進行廣泛收集，在海量的異構、非格式化、自然語言的數據中實現了標準統一、可橫向比較的定量化評價，最終得出10點主要結論。
1、新冠疫情對科技熱點結構形成意外衝擊
突如其來的新冠疫情迅速成為全球科技界的關注焦點，在整個榜單佔據了15.6%，在各領域中僅次於生物醫藥領域位居第二。
其中包括SARS、H1N1、冠狀病毒OC43等相關病原體，刺突糖蛋白、核衣殼等病毒學內容，ACE2受體、ARDS（急性呼吸窘迫症候群）等病理學內容，IgM、移動DR、ECMO、多肽疫苗、中和抗體、N95等相關藥品、器械、裝備。
圖6 新冠疫情相關領域部分技術熱點
2、上海三大戰略性產業命中時代科技發展熱潮
集成電路、生物醫藥、人工智慧是上海科創中心建設重點聚焦的三大戰略性產業領域，同時在本次研究中也與新冠疫情相關領域一起成為了科技熱點數量最多的四大領域，合計佔比達到66.8%，代表了未來一段時期的科技浪潮主流發展熱點方向。
3、腫瘤是關注度第一的重點疾病
在生物醫藥領域的重點疾病及相關藥物方面，不僅「腫瘤」一次本身佔據了熱度榜首，肝癌、卵巢癌、細小細胞肺癌、胰腺癌、淋巴瘤、葡萄膜黑色素瘤、腦膜瘤等「家族成員」均榜上有名，陣容遠超其他疾病。
此外BTK抑制劑、EGFR抑制劑、奧貝膽酸、單線態氧等與腫瘤相關的藥物或機理都成出現在top1000的熱點榜單中。
科學家和醫生們正在廣闊的戰線上與腫瘤開展全面的鬥爭。
圖7 生物醫藥領域部分技術熱點
4、精神衛生不容忽視
在榜單中與各類腫瘤並列的疾病，除了糖尿病、糖尿病、愛滋病等身體疾病外，還多次出現了抑鬱症、阿爾茨海默病、神經退行性疾病、帕金森症候群等精神領域的疾病，以及硫西汀、阿戈美拉汀、伏硫西汀、賽洛西賓、富馬酸喹硫平等多種相關藥物。
這些精神性疾病已經對人類社會帶來了絲毫不亞於若干重大身體疾病的影響。
5、醫療系統的體系化升級呼聲漸高
在生物醫藥領域的醫學與醫技方面，除了免疫治療、膝關節置換、POCT等「正統」診療技術外，遠程醫療、分級診療、智慧醫院、IoMT（醫療物聯網）、網際網路+醫療等概念也成為了研究的熱點，相關研究將不斷推動醫療資源的高效利用和合理分配。
6、人工智慧在軍事領域的變革作用愈加顯現
在人工智慧及信息技術領域的人工智慧技術及應用方面的熱點技術，除了粒子群優化算法等熱點算法以及ADAS（高級駕駛輔助）、智能醫療等多種民用應用形式外，還密集出現了蜂群、馬賽克戰、飽和式攻擊等戰爭新模式，揭示了人工智慧的顛覆性影響或許會在非民用領域率先實現。
圖8 人工智慧及信息技術領域部分技術熱點
7、集成電路全產業鏈環節上榜
在人工智慧及信息技術領域的集成電路生產技術方面，集成電路產業鏈的裝備（如光刻機、EUV等）、設計（如EDA軟體等）、生產（如玻璃粉、四氟化碳等）、封裝測試（如封裝測試、PCB）四大環節全部有技術上榜。
圖9 集成電路及傳感器領域部分技術熱點
8、物理領域熱點技術展現基礎研究的引領性
物理領域相對偏向基礎研究。
溯源分析表明，物理領域某一熱點技術往往在不同資料來源中具有迥然不同的功能特性和應用潛力。
如金剛石氮可被用於石墨烯電流成像、金剛石量子傳感器電探測、構建多通道可控非馬爾可夫噪聲環境等用途；塞貝克效應則可用於中子散射技術表徵納米材料物性、熱電材料、輻射冷卻溫差發電等用途；低溫恆溫器則是託卡馬克、LSST 相機、ADS 加速器等不同大型科學裝置的重要組件。
這一潛在的普遍支撐性和廣泛應用性正是開展基礎研究的重要意義之一。
圖10 先進位造與機器人、交通與航空航天、物理、能源領域部分技術熱點
9、量子成為物理領域的「豪門」
在物理領域，量子通信、QRNG（量子隨機數發生器）、量子產率、量子通信、QRNG（量子隨機數發生器）、量子產率、量子比特數等量子科技相關熱點呈現集群式湧現的態勢，同物理領域其他單點型熱點技術產生了鮮明對比。
10、科技熱點折射社會現實問題
科技進展並不僅僅單方面推動社會的變化，也同樣會反過來受到社會問題的幹預。
在科技政策及社會話題領域，WTO爭端解決機制等科技戰、生物安全法等新修訂法規，以及人口老齡化等社會性問題，都成了科技界備受關注的熱點話題，顯示了社會環境對科技發展的重大影響。
2019年熱文TOP10
1. 逆轉2型糖尿病的大牛又發文了：2型糖尿病是簡單的疾病，減肥或逆轉病情！
2. 剛剛，Science發布2019十大科學突破！
3. Science重磅！西蘭花「喚醒」抗腫瘤基因
4. 讀者淚目！《柳葉刀》全中文發表中國醫學博士「家書」：給父親的一封信
5. 《Science》重磅！汝之「蜜糖」，吾之「砒霜...」
6. 喝酒，尤其還臉紅的人，或面臨更高的痴呆風險
7. Nature重磅！第一個完全合成且徹底改變DNA密碼的生物誕生了
8. 這不是一顆大榛子！Science發表新型口服胰島素，或將取代傳統注射
9. Science為防禿頂支招：先從不脫髮開始...
10. 改變精子速度，可以影響後代性別？