2022年信息领域前沿科技发展态势及2023年趋势展望

（一）世界信息领域2022年态势总结

网络与数据安全风险呈规模扩散、长期潜伏态势，多国加大防范力度。开源漏洞构成全球性持续风险，对各国网络韧性构成严峻挑战。美国国土安全部指出Log4j漏洞已形成持续性威胁，影响全球近半数企业；网络安全与基础设施安全局警告SAP应用程序存在严重安全漏洞“ICMAD”，或使全球各类机构面临广泛而严重的影响；CISA警告开源框架Spring的高危零日漏洞正被用于传播、部署恶意软件和僵尸网络。对此，各国加大网络安全保护力度，不断推出提升网络韧性的新举措。美国参议院通过《加强美国网络安全法案》，强化公私部门协调以应对网络安全事件；CISA成立专注于联邦机构网络安全的新部门“联邦企业改进小组”；白宫举办开源安全峰会，与开源组织及科技巨头共同推动一项1.5亿美元的投资计划，加强美国的开源安全。欧盟成员国签署加强网络安全能力的声明，旨在应对大规模网络攻击风险。日本通过《经济安全保障推进法案》，要求加强关键敏感行业及基础设施的网络安全防护。

高频通信技术趋于成熟，促进5G落地与6G研发。美国是德科技公司（Keysight）与韩国LG公司合作展示的6G射频前端，可实现TB级无线数据传输；德克萨斯农工大学通过波束管理改进5G毫米波通信，可减轻信号衰减；弗劳恩霍夫海因里希赫兹研究所和韩国LG电子公司成功将6G数据的传输距离提升至320米，较此前记录提升2倍。韩国三星网络公司改进5G毫米波网络设备，在10千米的距离实现1.75Gbps的平均下载速度，创下新记录。日本东京工业大学开发出一款毫米波相控阵高频收发器，可接入现有5G网络。

美国不断巩固半导体产业优势地位，并出台新规压制中国半导体产业发展。为加强自身能力建设，美国补贴本土研发制造并推进盟国合作。美国《芯片与科学法案》正式通过，拨款520亿美元用于芯片生产与供应链建设，提升美国半导体制造能力。美国与日本合作开发2nm芯片，该芯片最早将于2025年投产；与日本、韩国和中国台湾组建芯片四方联盟（CHIP4），加强半导体供应链控制；与欧盟在美欧贸易与技术委员会会议上提出设立半导体供应链早期预警机制，并避免产业补贴竞赛。为应对中国竞争，美国出台多项政策措施压制中国半导体行业发展。美国商务部工业与安全局将超宽带隙半导体基材和3nm以下芯片专用电子设计自动化等四项技术纳入出口管制；发布临时最终规则，修订《出口管制条例》，强化限制措施，并对未经核实清单管制措施进行更新，阻碍技术和人才向中国流动。

人工智能（AI）技术在军民场景拓展应用。民用方面，新一代生成式AI突破场景局限，不断步入文字、语音、图像、视频、3D模型等场景应用。美国OpenAI实验室发布DALL-E 2程序，可基于文本描述生成高度逼真的图像；谷歌公司推出DreamFusion模型，可基于文本生成全景3D模型；英伟达公司推出3D MoMa模型，可利用一系列静态照片合成物体或场景的3D模型；Meta公司推出Make-A-Video模型，可利用给定的词组与文本段落生成短视频。军用方面，各国军方大力推进人工智能技术在军事领域的应用，以实现智能化替代目标。美国国防部高级研究计划局（DARPA）拟在军事决策过程中引入人工智能技术，以减少人为失误；陆军开发“智能自动化平台”以取代其14个老旧系统，旨在为美国陆军提供军队数据的“整体视图”，提高风险感知和战场决策能力。英国启动国防人工智能研究中心，旨在推动人工智能技术在战场等场景下的应用。

量子计算机理论性能大幅提升，量子位增加及纠错能力提升，实用化进程加速。美国IBM公司推出量子计算机Osprey，量子比特数增至433位且具有强纠错功能。英国QuantrolOx公司使用机器学习控制量子位，可更快地调整、稳定和优化量子比特。德国马普量子光学研究所首次实现14个光子有效纠缠，为研发新型量子计算机奠定基础。加拿大Xanadu公司开发出光量子计算机，其对特定任务的处理速度高于中国“九章”计算机，且具有可拓展性。中国阿里巴巴达摩院量子实验室宣布成功研制2比特量子芯片，实现同类芯片最高精度。

主要经济体加快央行数字货币（CBDC）研发，积极实施数字资产监管政策。央行数字货币研发方面，主要经济体加速开发与测试。国际清算银行发布的《2021央行数字货币调查报告》称，全球开发CBDC的央行比例已升至九成，这表明全球CBDC研发进一步提速。欧盟委员会表示将在2023年年初出台《数字欧元法案》，并于2023年年底推出数字欧元原型。澳大利亚央行启动新的数字货币研究项目，重点研究数字货币的潜在经济效益。日本修订涉数字资产相关法律，并加速央行数字货币试验。数字资产监管方面，美国白宫发布首个加密货币综合监管框架，内容涵盖金融服务行业如何发展以促进跨国交易，以及如何打击数字资产中的欺诈行为等。欧盟议会经济和货币事务委员会召开会议审查监管数字资产的立法框架，并敦促欧盟委员会制定加密货币可持续投资指南。英国央行宣布起草该国首个数字资产监管框架，以挖掘数字资产潜力，维护金融稳定，并促进创新。二十国集团（G20）金融稳定委员会发布《国际加密货币监管框架》，旨在加强国际合作，确保加密货币在监管层面的一致性，防范金融风险。

先进制程与封装技术进步有望延续摩尔定律。先进制程方面，台积电、三星等企业进军3nm以下制程，挑战物理极限。韩国三星公司宣布3nm制程工艺正式量产，首次采用全环绕栅极晶体管技术，大幅提升性能、降低能耗。中国台湾台积电公司发布2nm制程工艺，并计划于2025年量产。比利时微电子研究中心发布研究报告，探讨全球半导体工艺与技术路线图，并认为CFET互补场效应晶体管和Atomic原子通道是关键技术，到2036年或达到0.2nm制程。封装技术方面，小芯片互连、3D封装、背面布线等开辟新的技术路线。美国英特尔、微软和中国台湾台积电等IT巨头宣布成立小芯片互连联盟，以建立小芯片生态系统、制定行业规范，这将有助于厂商实现高性能、低功耗的芯片设计；英特尔公司开发出新型全集成电压控制器，有效改善芯片3D封装，有助于小芯片互连技术进步。日本东京工业大学研究团队设计出小芯片硅桥互连结构，可有效降低芯片集成复杂度。韩国三星公司提出使用背面供电网络技术研发2nm芯片，可提高晶体管密度。

美国将持续推动抗量子加密标准采用与推广，延续先发势头。美国NIST公布首批四个抗量子加密算法，并邀请美法韩12家公司进行技术开发；CISA发布抗量子密码学指南，敦促美国的基础设施运营商尽早为抗量子密码安全做好准备；美国国家安全局发布《商业国家安全算法套件2.0》指南文件，计划推动国家安全系统的管理者和运营商在2035年之前采用抗量子密码；英特尔公司计划在2030年推出抗量子安全CPU。

全球6G研发与合作加速，6G技术竞争即将拉开序幕。美国参议院通过《下一代电信法案》，以创建新的委员会监督美联邦对下一代通信技术的投资和政策制定；联邦通信委员会向是德科技公司颁发首个频谱实验许可证，用于开发亚太赫兹频段的6G技术。日本成立超越“5G推广联盟”，将由政府机构、学术机构和企业共同制定业内首个技术提案，以推动日本6G技术的发展；与欧盟达成6G技术合作意向，在实用化方面开展联合研究。韩国计划在2026年推出6G通信原型机，并在2028-2030年实现商用。

多国央行联合推进央行数字货币跨区测试，央行数字货币外汇交易实用化加速推进。环球银行金融电信协会与全球14家央行及商业银行进行央行数字货币跨境支付试验，并制定了全球央行数字货币网络规划。瑞士央行与瑞士信贷银行、美国高盛公司及花旗银行等共同进行了将央行数字货币整合到支付系统的测试，试验项目涵盖银行同业业务、跨境交易系统、银行间清算系统及核心银行系统等交易测试，为央行数字货币的跨机构、跨境交易奠定了基础。法国、新加坡和瑞士进行了跨区域的央行数字货币首次联合测试，该测试使用自动做市商（AMM）机制进行虚拟的欧元、新加坡元和瑞士法郎数字货币跨境交易，是央行数字货币外汇交易的一项前瞻性探索。瑞典、挪威和以色列央行已与国际清算银行启动了央行数字货币测试项目，以测试使用央行数字货币进行的国际零售和汇款支付。预计2023年世界主要经济体的央行数字货币跨区、跨国测试将进一步展开，以加快部署进度。