中国电子信息工程科技发展研究（综合篇2018—2019）

定　　价：198 元

• 作者：中国信息与电子工程科技发展战略研究中心[编著]
• 出版时间：2019/10/1
• ISBN：9787030623355
• 出 版 社：科学出版社

• 中图法分类：G203 
• 页码：484
• 版次：01
• 开本：B5

内容简介

本书分"总论篇"和"专题篇"两部分。总论篇较宏观地讨论了电子信息领域科技全球发展态势、我国发展现状和展望；专题篇分别对"微电子光电子"、"光学工程"、"传感器与遥感"、"测试计量"、"电磁空间"、"网络与通信"、"信息安全"、"水声工程"、"电磁场与电磁环境效应"、"控制"、"认知"、"计算机系统"和"计算机应用"等13个专题方向在全球发展态势、我国发展现状、我国未来展望以及热点亮点工作等方面进行了具体探讨。

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目 录

目录
《中国电子信息工程科技发展研究》编写说明
总论
第一部分 全球发展态势 3
一、宏观态势 3
(一)电子信息工程科技深刻改变人类的生产生活方式，推动人类文明发展 3
(二)电子信息工程科技与各行业深度融合，加速带动现代产业变革 4
(三)电子信息工程科技孕育技术群体突破，迎来体系化创新时期 5
(四)世界各国不断强化电子信息工程科技发展，加快构建数字时代核心竞争力 6
二、相关态势 7
(一)微电子技术持续多元化演进，光电子正从分离器件加速向集成化方向发展 7
(二)光学技术融合量子技术共同发展，新型光学设备走进人们生活 8
(三)遥感信息的定量化、全球化及新技术应用，推动产业发展 8
(四)新型感知技术快速发展，人工智能助力传感技术变革 10
(五)国际单位制“从实物到量子”巨大变革，科学仪器和工程测量仪器发展迅速 11
(六)多样化任务需求催生新型装备涌现，雷达与对抗的技术体制正发生深刻变化 12
(七)人-网-物三元万物互联飞速演进，大融合大连接新智能引领未来 12
(八)海洋信息技术水平能力较高，多方协同广泛开展海洋信息基础设施建设 14
(九)国际网络安全对抗博弈持续升级，网络安全技术创新加速落地 14
(十)军用、民用需求显著，水声各领域快速发展 15
(十一)全球制电磁权争夺激烈，新型电磁材料和器件高速发展 16
(十二)大数据和人工智能等快速兴起，传统控制发生深刻变革 16
(十三)脑认知科学与人工智能快速发展，二者交叉成为热点 17
(十四)全球计算能力竞争持续升级，专用计算芯片发展持续升温 17
(十五)计算机应用技术持续突破，为产业发展模式创新注入新动力 18
第二部分 我国发展现状 19
一、发展环境 19
(一)优化战略布局，建设电子信息工程科技创新生态 19
(二)强化自主创新，完善电子信息工程科技创新环境 20
(三)深化体制改革，激发电子信息工程科技创新活力 22
(四)加强开放合作，提升电子信息工程科技创新位势 23
二、技术现状 23
(一)微电子和光电子技术仍处于跟跑阶段 23
(二)特种光源成就瞩目，材料、镜片、系统研制能力提高 24
(三)空间系统工程建设初具规模，商业遥感迅速发展，可持续的商业模式尚待探索 24
(四)我国智能传感技术快速发展，新产品获得市场认可 25
(五)基本单位定义领域技术全面追赶，科学和工程测量仪器稳步提高 25
(六)雷达和对抗装备与国际先进水平基本相当，仍有精细化提升的潜力 26
(七)网络通信成为我国自主创新典范，首要解决大而不强补短板问题 27
(八)海洋信息技术水平有了较大提升，国家层面逐步推进海洋信息基础设施建设 28
(九)网络安全向“长板式”防御模式转变，5G 和工业互联网安全架构逐渐成形 28
(十)水声工程紧密对接国家战略需求，不断加强技术研究与装备研发 29
(十一)电磁兼容及防护技术创新突破，电磁制衡能力大幅提升 30
(十二)机器学习等技术向控制领域快速渗透，智能化成为控制技术发展第一主线 30
(十三)人工智能技术逐步落地，脑科学促进理论新发展 31
(十四)国产计算芯片取得长足进步，国产基础软件的软硬件生态环境初步建立 31
(十五)计算机应用技术体系持续完善，产业化发展进程加快 32
三、产业现状 32
(一)电子信息制造业对工业增长贡献持续提升，产业周期性波动影响加大 32
(二)产业进入高质量发展初级阶段，国内布局持续优化 33
第三部分 我国发展展望 35
一、发展思路 35
二、发展重点 37
(一)加强集成电路创新和供给能力，夯实光电子产业基础助力高端升级 37
(二)促进信息系统全光化与量子化，发展人工智能急需新技术 38
(三)优化遥感技术顶层布局，创新引领空间信息产业链发展 38
(四)弥补产业生态链短板，面向重点行业领域推广新型感知技术 39
(五)推进基本单位新定义的复现能力和水平，提升科学仪器和工程测量仪器水平 39
(六)以电磁空间安全与防卫为战略定位，体系化发展雷达与对抗系统 40
(七)探索建立可持续发展的网络通信技术体系，建立新型信息基础设施 41
(八)加强海洋信息理论与技术研究突破，统筹推进海洋信息基础设施建设 42
(九)深耕网络安全细分领域创新突破，构建攻防同步的安全技术互动发展新局面 42
(十)需求驱动水声技术持续发展，装备、技术、产业谱性化发展 43
(十一)电磁环境效应机理与体系化防护研究并重，推进大型基础平台研制 44
(十二)新兴智能技术与控制技术快速融合，成为生产组织和资源配置方式变革的核心动力 44
(十三)持续推动脑认知科学与人工智能深度融合，促进理论研究与产业应用协调发展 45
(十四)紧抓新兴应用机遇，加快关键计算技术研发及生态建设 45
(十五)推动计算机应用关键技术自主可控，促进产业升级跨入新阶段 46
参考文献 46
专题
专题一 微电子光电子 51
编写说明 52
专家组和撰写组名单 53
专题研究 55
一、全球发展态势 55
二、我国发展现状 57
三、我国未来展望 59
四、我国热点亮点 60
(一)5G移动通信芯片 60
(二)RISC-V 第五代精简指令集架构 61
(三)高速光模块 62
(四)混合光子集成 63
(五)硅光子 65
(六)表面等离子体光子学 67
五、领域年度热词 68
参考文献 71
专题二 光学工程 73
编写说明 74
专家组和撰写组名单 75
专题研究 77
一、全球发展态势 77
(一)激光器性能不断提高，激光应用不断扩展 77
(二)量子产品丰富，量子技术发展加速 77
(三)量子计算优势显现，量子计算机诞生 77
(四)多种太赫兹元件被研发，太赫兹系统成本将降低 78
(五)红外隐身材料更薄，探测器发现更难 78
(六)光学新结构可实现光学成像，部分领域可替代传统镜片 78
二、我国发展现状 78
(一)国内激光技术成果显著 78
(二)多个波段光源取得突破性进展 79
(三)我国掌握多项光学玻璃、晶体与高端镜片生产关键技术 79
(四)我国太赫兹基础与应用持续取得丰硕成果 79
(五)新型光学材料不断被研制 80
(六)显微镜方向取得多项重要进展 80
(七)偏振光谱多维度成像研究取得进展 80
三、我国未来展望 81
(一)未来信息系统将向全光系统和量子化发展 81
(二)我国高分辨率多维度光学成像技术将促进生命科学和临床医学进步 81
(三)石墨烯在光电集成器件领域将大有作为 81
(四)光伏发电将为我国提供更多能源 81
(五)与人工智能相关的光学技术将快速发展 82
四、我国热点亮点 82
(一)激光光束数字化精密诊断 82
(二)人眼自适应光学成像技术 84
(三)超分辨成像光学技术及装备 88
(四)激光钠信标技术及应用 90
五、领域年度热词 92
参考文献 93
专题三(1)感知-遥感 95
编写说明 96
专家组和撰写组名单 97
专题研究 99
一、全球发展态势 99
(一)航天高分辨率可见光成像遥感军、民、商共同发展 99
(二)无人机光电/红外遥感成为航空侦察遥感的主力 101
(三)高光谱和多光谱成像/探测技术走向成熟，应用不断拓展 102
(四)激光遥感在空间多个领域得到应用 102
(五)微波遥感向微小化发展 105
(六)气象和气候监测应用的遥感新技术得到验证 105
(七)遥感海洋应用体系正在完善 106
(八)遥感陆表观测应用向全球化和定量化迈进 106
二、我国发展现状 107
三、我国未来展望 110
四、我国热点亮点 112
参考文献 114
专题三(2)感知-传感器 115
编写说明 116
专家组和撰写组名单 117
专题研究 119
一、全球发展态势 119
(一)全球智能传感器市场处于快速增长态势 119
(二)智能传感器的重要性在智能物联网时代更加凸显 120
(三)分布式智能传感网络进入快速发展阶段 120
(四)人工神经网络持续驱动智能图像传感技术革新 121
二、我国发展现状 121
(一)国家创新中心落地生根，中国产业发展稳步推进 121
(二)传感器市场的巨大需求与自主技术十分有限的矛盾亟待解决 122
(三)智能传感网络技术的研发投入有待提高 122
(四)智能图像传感技术得到快速发展 123
三、我国未来展望 123
四、我国热点亮点 124
(一)智能传感器项目融资成果喜人 124
(二)高端智能芯片产品不断涌现 125
(三)智能多层次神经调控与检测系统取得重要突破 126
参考文献 126
专题四 测量计量与仪器 129
编写说明 130
专家组和撰写组名单 131
专题研究 133
一、全球发展态势 133
(一)国际单位制基本单位重新定义 133
(二)计量基准、标准 135
(三)科学探测与仪器 136
(四)工程测量与仪器 138
二、我国发展现状 140
(一)国际单位制基本单位的重新定义 140
(二)计量基准、标准 142
(三)科学探测与仪器 143
(四)工程测量与仪器 145
三、我国未来展望 147
(一)计量基准、标准 147
(二)科学探测与仪器 148
(三)工程测量与仪器 150
四、我国热点亮点 152
(一)计量基准、标准 152
(二)科学探测与仪器 154
(三)工程测量与仪器 156
五、领域年度热词 159
参考文献 162
专题五 电磁空间 167
编写说明 168
专家组和撰写组名单 169
专题研究 171
一、全球发展态势 171
(一)在防空预警探测领域，新型防空雷达装备不断涌现，综合作战能力持续增强 171
(二)在反导预警探测领域，推进前沿部署，发展空基探测能力 172
(三)在空间目标监视领域，装备新研和部署并重，提高空间监视能力 172
(四)在天基雷达领域，呈现多样化任务需求，分布式、小型化成为发展方向 172
(五)在舰载雷达领域，向多功能、综合射频方向发展，海基反导力量逐步提升 173
(六)在机载雷达领域，重点推进智能化、分布式、网络化、无人化 173
(七)在地基电子对抗领域，新型装备大量涌现，着力发展电子战规划与管理能力 174
(八)在舰载电子对抗领域，升级换代稳步推进，积极发展舷外对抗装备 174
(九)在机载电子对抗领域，全面推动智能化、分布式、无人化发展 175
(十)在电磁空间管控领域，向着预测精细化、控制精准化、评估精确化方向发展，体系能力持续增强 175
(十一)在军民融合领域，“军转民”应用领域持续拓展 175
二、我国发展现状 176
(一)装备技术体制与国际先进水平基本相当、局部领跑 176
(二)雷达装备仍有精益改进的空间 176
(三)电子对抗装备仍有精细化提升的潜力 176
(四)积极探索新兴技术，引领装备形态变革 177
三、我国未来展望 177
(一)战略定位向电磁空间安全与防卫转变 177
(二)探测体系向网络化、有源无源协同感知方向发展 177
(三)硬件架构向多功能一体化方向发展 178
(四)雷达系统向探测攻击一体方向发展 178
(五)信息处理向智能化、精细化方向发展 178
(六)雷达实时处理技术向天基平台发展 179
(七)电子对抗技术向精细化、智能化方向发展 179
(八)电子对抗应用模式向协同化、体系化方向发展 180
(九)电子攻击向硬毁伤方向发展 180
(十)电磁空间管控向时-空-频综合管控方向发展 180
四、热点亮点 181
(一)防空预警雷达 181
(二)反导预警雷达 182
(三)空间目标监视雷达 185
(四)舰载雷达 187
(五)机载雷达 189
(六)天基雷达 192
(七)地基电子对抗 195
(八)舰载电子对抗 197
(九)机载电子对抗 199
(十)前沿技术的研究和应用 202
(十一)军民融合领域 205
五、领域年度热词 209
参考文献 212
专题六(1)网络与通信 215
编写说明 216
专家组和撰写组名单 217
专题研究 219
一、全球发展态势 220
(一)前沿创新 221
(二)技术创新 224
(三)产业发展 226
二、我国发展现状 227
(一)前沿创新 228
(二)技术创新 228
(三)产业发展 229
(四)机遇挑战 229
三、我国未来展望 230
(一)前沿创新 230
(二)技术创新 231
(三)产业发展 231
四、我国热点亮点 232
(一)移动通信 232
(二)数据通信 234
(三)光纤通信 236
(四)移动互联网 238
(五)物联网 240
(六)边缘计算 242
(七)量子通信 243
五、领域年度热词 246
参考文献 251
专题六(2)海洋网络信息体系 255
编写说明 256
专家组和撰写组名单 257
专题研究 259
一、全球发展态势 260
(一)基础理论方面 260
(二)关键技术方面 260
(三)基础设施方面 262
(四)政策法规方面 263
(五)产业能力方面 264
(六)人才培养方面 264
二、我国发展现状 265
(一)基础理论方面 265
(二)关键技术方面 265
(三)基础设施方面 266
(四)政策法规方面 267
(五)产业能力方面 267
(六)人才培养方面 268
三、我国未来展望 268
(一)发展思路 268
(二)发展目标 269
(三)发展举措 270
四、我国热点亮点 271
(一)基础理论方面 271
(二)关键技术方面 271
(三)基础设施方面 273
(四)政策法规方面 273
(五)产业能力方面 275
(六)人才培养方面 275
五、领域年度热词 276
参考文献 278
专题七 网络安全 279
编写说明 280
专家组和撰写组名单 281
专题研究 283
一、全球发展态势 283
(一)网络空间安全形势仍然严峻，网络安全创新技术加速落地 283
(二)5G 技术标准统一化局面基本成形，新架构新体系安全需求迫切 284
(三)工业互联网安全防护技术加快布局，顶层设计和应用实践同步推进 285
(四)人工智能加剧网络安全攻防对抗性，智能攻防触发深度安全威胁 286
(五)数据泄露滥用问题加剧，跨域防护技术难题浮出水面 287
二、我国发展现状 289
(一)数字经济发展新机遇驱动网络安全技术创新再上新台阶 289
(二)内生网络安全技术加快部署应用步伐，开始取得防御实效 290
(三)5G安全标准制定进入关键阶段，5G安全产业发展势头初现 292
(四)工业互联网安全防护能力不断强化，安全技术保障体系逐步成形 293
(五)人工智能安全研究逐渐升温，安全应用持续深化 295
(六)数据安全防护多措并施，应对数据流动新需求 295
三、我国未来展望 297
(一)聚焦网络安全核心技术细分领域创新突破 297
(二)继续推动体系化内生安全理论创新和技术应用 298
(三)加快突破5G网络安全核心技术 298
(四)加速构建工业互联网安全保障体系 299
(五)趋利避害，推进安全智能与智能安全同步发展 300
(六)积极推进数据安全防护关键技术研究 300
四、我国热点亮点 301
(一)网络安全试点示范 301
(二)内生安全 301
(三)5G 安全 302
(四)工业互联网攻防对抗 302
五、领域年度热词 302
参考文献 304
专题八 水声工程 305
编写说明 306
专家组和撰写组名单 307
专题研究 309
一、全球发展态势 309
(一)海洋声学研究领域向深海、极地声场特性研究拓展 309
(二)声隐身技术向低频方向发展，各方向合力推动声隐身能力 310
(三)水声目标探测与识别关键技术持续发展，新体制、新技术不断应用 310
(四)水声通信技术继续呈现理论研究与应用研究并重的局面 311
(五)换能器技术持续改进，低频、大功率、大水深、微型化等新型换能器涌现 313
(六)水声定位导航产业继续蓬勃发展 315
(七)声学测流测速技术向多频测量和小型化发展 316
二、我国发展现状 317
(一)海洋声学紧密结合国家需求，新的研究成果不断涌现 317
(二)声隐身技术快速发展 318
(三)水声目标探测与识别领域新技术、新方法不断涌现 319
(四)水声通信技术取得显著进展，但仍与欧美强国存在差距 319
(五)国产水声换能器创新发展，新型材料应用推动性能提升 321
(六)水声定位导航进入全海深实践，产业链雏形初现 323
(七)国产测流测速声呐逐渐成熟，进入市场化阶段 324
三、我国未来展望 325
(一)紧密结合国家需求，深入开展声场特性和应用研究 325
(二)加强基础理论与试验研究，积极探索实现我国潜艇安静化 326
(三)推动多信息相互交融的水声目标探测与识别技术发展 326
(四)基于需求的水声通信技术将迎来重要发展机遇 326
(五)全频段水声换能器均衡发展，光纤水听器将获大量应用 327
(六)水声定位导航研究领域拓展，产业化提速 327
(七)发展多频测流测速技术，提升装备智能化水平 328
四、我国热点亮点 328
(一)参与第九次北极科学考察，获得极地冰下水声试验数据 328
(二)轨道角动量水声通信技术 330
(三)国际上全海水声定位的试验性应用成功 331
(四)国产水声定位系统助力我国500m海底多金属结核集矿系统试验取得圆满成功 331
(五)低频率大功率深海换能器性能提升 332
参考文献 333
专题九 电磁场与电磁环境效应 335
编写说明 336
专家组和撰写组名单 337
专题研究 339
一、全球发展态势 339
(一)电磁场理论与其他学科交叉，新概念、新机理、新方法持续突破 339
(二)电磁环境效应被提升为国家战略安全的要素之一 339
(三)电磁环境效应成为技术垄断和贸易壁垒的利器 340
二、我国发展现状 340
(一)电磁环境效应作用机理研究有待加强 340
(二)新材料、新器件不能满足发展需求 341
(三)仿真、设计、预测技术手段不全 341
(四)电磁环境效应标准体系尚不完善 342
三、我国未来展望 342
(一)发展思路 342
(二)发展路径 343
四、我国热点亮点 343
(一)无线电全数字发信机技术 344
(二)先进碳基电磁防护材料技术 345
(三)电磁防护专用超材料技术 347
(四)短波监测定位技术 349
(五)瞬态强电磁场传感器校准技术 351
(六)特高压交流输电电磁环境效应 352
(七)电磁环境效应试验评估技术 353
五、领域年度热词 355
参考文献 358
专题十 控制/自动化 363
编写说明 364
专家组和撰写组名单 365
专题研究 367
一、全球发展态势 367
(一)新工业革命的核心——智能制造 368
(二)用于设计和生产新技术——“数字孪生” 368
(三)自主控制系统与平台——无人系统 369
二、我国发展现状 370
(一)流程工业 370
(二)离散工业 370
三、我国未来展望 371
四、我国热点亮点 372
(一)动态系统故障诊断取得重要进展，协同控制基础理论问题得到提升 372
(二)复杂电网控制关键技术与工程应用、城市污水处理过程控制关键技术及应用等获得巨大进步 372
五、领域年度热词 373
参考文献 375
专题十一 认知 377
编写说明 378
专家组和撰写组名单 379
专题研究 381
一、全球发展态势 381
(一)脑认知科学 381
(二)人工智能 386
二、我国发展现状 389
(一)脑认知科学 389
(二)人工智能 394
三、我国未来展望 399
(一)理论层面 399
(二)技术层面 403
四、我国热点亮点 405
五、领域年度热词 406
参考文献 408
专题十二 计算机系统与软件 411
编写说明 412
专家组和撰写组名单 413
专题研究 415
一、全球发展态势 415
(一)全球计算能力竞争持续升级，E 级计算系统进展迅速 415
(二)非传统计算整体仍处于探索阶段，量子计算呈现蓬勃发展态势 415
(三)RISC-V方兴未艾，相关产业巨头竞相布局 416
(四)5G网络将促进边缘计算和云计算融合发展，边云协同渐成趋势 416
(五)主流通用芯片逐步升级换代，AI 专用芯片热度持续升温 417
(六)主流存储器风云变幻，新型存储器尚待发力 418
二、我国发展现状 419
(一)国产计算芯片取得长足进步，开始形成批量应用 419
(二)国产存储器崭露头角，存储系统竞争力进一步加强 419
(三)国产基础软件的软硬件生态环境初步建立，需逐步从“能用”向“适用”过渡 420
(四)智能计算专用器件占据先机，人工智能系统软件初具规模 420
(五)我国智能终端产业逐步摆脱“大而不强”的困局，实现创新引领 421
三、我国未来展望 422
(一)加速支撑大数据、人工智能等新兴应用，优化国家高性能计算生态环境 422
(二)持续突破计算芯片核心技术，完善国内产业生态链 422
(三)紧抓人工智能发展机遇，加快智能软硬件产品研发 422
四、我国热点亮点 423
(一)计算芯片技术/应用 423
(二)存储系统技术/应用 424
(三)新型终端系统技术 425
(四)操作系统/基础软件 426
(五)高性能计算技术/应用 427
(六)计算安全 429
(七)计算模式 430
五、领域年度热词 431
专题十三 计算机应用 433
编写说明 434
专家组和撰写组名单 435
专题研究 437
一、全球发展态势 437
(一)计算机应用推动产业发展模式和生态重大变革 437
(二)计算机应用技术持续创新不断取得新突破 438
(三)计算机应用推动新产业、新业态快速孵化并成长 438
二、我国发展现状 439
(一)计算机应用正成为推动我国发展的“新动能” 439
(二)计算机应用技术快速发展，技术体系持续完善 439
(三)相关产业领域保持快速发展，智能化特征日益凸显 440
三、我国未来展望 441
四、我国热点亮点 442
(一)智能制造 442
(二)智慧教育和训练 444
(三)智慧空管 447
(四)数字政务 449
(五)数据互操作 451
(六)知识图谱 453
(七)云计算生态 455
五、领域年度热词 457
参考文献 458