《张江科技评论》是由上海科学技术出版社与上海市张江高科技园区管理委员联合创办的一本科技评论类杂志。该刊报道评价国内外创新性科学技术的发展趋势及其商业价值，介绍上海在建设全球领先科创中心进程中的制度成果、技术成果、创业成果，推动产学研密切协作，促进科技成果转化，服务经济转型发展。
集成电路与人工智能是必争的战略高地，是高科技决战的主战场，将对我国新基建起到驱动与引领作用。我国应抢抓机遇，做好顶层设计，谋划未来发展。
近代以来人类社会已经历了3次技术革命，第一次是以蒸汽机发明、使用为标志的机械化革命，第二次是以电力使用为标志的电气化革命，第三次是以计算机、互联网和移动通信技术为核心的信息化革命。一个国家或城市如果能够抓住技术革命机遇，就会乘势而上，反之则反。国内深圳、杭州等城市发展得如此之好，原因之一就是很好地抓住了信息技术革命的机遇。阿根廷曾经是富裕国家，人均GDP位居全球前十名，但因为过于依赖资源，不太重视技术革命，现在相对落后了。
我们正处在第三次技术革命即信息化时代的鼎盛期，并即将迎来第四次技术革命。虽然第四次技术革命的形态仍不清晰，但有一点比较明确，就是将以人工智能和5G移动通信技术为核心。人工智能可以理解为信息技术的升级甚至升华，信息技术是人工智能乃至第四次技术革命的基础。我国信息技术发展正面临3个新的机遇：一是我国经济社会发展迅速，信息基础设施不断完善，信息技术使用不断渗透，为信息技术进一步发展打下了坚实基础;二是5G商业化应用将进一步拓展信息技术的深度与广度;三是人工智能将把信息技术提升到新的高度。当然，机遇与挑战并存，我国信息技术发展也面临4个挑战。第一，我国信息化的许多核心技术受制于人，主要体现在“缺心少魂”，即高端芯片与大型软件的缺失。第二，信息安全与运行掌控难度激增，互联网的使用给我们的生活、工作带来了很大方便，但也增加了个人隐私乃至国家机密泄露的风险。这是全球普遍性问题，但在我国尤其突出。第三，我国信息化基础设施，特别是信息化理念的城乡差距较大。第四，信息技术的基础理论需要新的突破，信息技术的发展必须建立在科学原理的基础之上，但近50年乃至100年基础科学鲜有重大突破，给技术进步的延续带来严峻挑战，如香农定理(单信道)、摩尔定律所描述的通信技术、微电子技术正逼近极限。有人说中国科学家对现代科学技术的发展贡献小，这应该是事实。然而，其主要原因之一是现代科学大厦的基础早在100年前就奠基好了，大多数颠覆性技术在几十年前也已发明，而我国科学家真正能够拥有较充足经费静下心来进行科技攻关是近30年才有的事情，但可惜这段时间是世界科技发展的低谷期，西方国家也鲜有重大科学发现和技术突破。
我国新基建的概念在几年前就提出来了，2020年3月被提升到国家战略高度。新基建的内涵丰富、覆盖范围非常广，包括移动通信、云计算、物联网、无人驾驶、大数据、人工智能、新能源、医疗健康、科技教育基础设施等，而它的主要内容和核心都是信息技术。综合来看，新基建要以集成电路驱动、人工智能牵引，要以集成电路为根、人工智能为本。集成电路是驱动力、是根，这比较好理解，因为集成电路是现代高新技术、高新装备的基础与灵魂。但是，为什么说新基建需要人工智能牵引、以人工智能为本?这是因为人工智能能够加速、放大已有的能力，在已有技术的传统发展路径面临挑战的情况下，利用人工智能可能使某项技术能力提升、效率提高、成本下降，从而实现超越和引领。下面就围绕新基建的这个“根本”，谈些个人看法，主要包括集成电路、人工智能发展的一些挑战和思考。
据统计，2019年我国进口集成电路4 443亿块，价值3 041亿美元，超过全球销售的70%，这个数字十分惊人。更令人不安的是，2020年5月15日，美国商务部宣布将全面限制华为公司购买采用美国软件和技术生产的半导体产品，这意味着以后即使有钱也买不到高性能的半导体产品了。集成电路是信息技术的基础，是国家的重大战略需求，现在几乎所有的高新技术和装备都离不开集成电路芯片，但必须面对的现实是，我国集成电路电子设计自动化(EDA)工具、工艺装备、材料器件与电路产品全面落后。这些认识是非常清楚的。因此，一个很自然的问题是，集成电路如此重要，为什么我国发展不理想，进而成为我国高科技、“新基建”被卡脖子的一个痛点?
答案是比较复杂的。首先，集成电路技术与产业的发展需要综合运用物理、化学、数学、材料、机械、电子、计算机、仪器、人工智能等多学科技术，投资巨大，需要尖端的人才，需要很大的市场，兼具技术密集、资金密集、市场风险大的特点，是一个国家综合科技实力乃至综合国力的反映，是富国、强国才玩得起的游戏。其次，集成电路技术与产业链超长，即使美国也只掌握了整个链条不足50%的核心技术，还有超过50%的核心技术需要依靠盟国的支持帮助。例如，一台先进的极紫外(EUV)光刻机有20万个零件，完全靠一个国家是很难研制出来的。我国许多敏感的高新技术发展长期受到国外制约，美国不仅封锁自己的高新技术，而且逼迫其盟国也对我国封锁，导致我国缺乏国际合作，基本靠自力更生，难度自然就更大。此外，还有一些具体的原因。例如：虽然我国研究电磁场算法、电路分析设计算法的科研人员较多，但很零散，没有规划、集成，没有形成能力，大型软件工程能力较弱，经验较少，国内用户不愿意用国产软件工具，恶性循环，导致我国EDA十分落后;集成电路制造装备落后是我国高端装备整体能力落后的一个表现;集成电路材料与器件的落后与我们缺乏工匠精神、缺少工艺大师、产学研脱节等因素密切相关。
因为集成电路如此重要，所以我国需要走国产化这条路，虽然艰辛，但必须要走。过去我国集成电路发展之路比较坎坷，原因较多，其中之一是纠结于计划经济模式还是市场驱动模式。我的个人看法是：在发展的初期、在比较落后的阶段，应该是计划模式为主、市场模式为辅;发展到了一定阶段，可以倒过来，即以市场模式为主。当前我国还处在前面的阶段，而且美国又要跟我们脱钩，要封锁我们，所以必须像当年研制“两弹一星”一样，要执行国家意志，利用制，全国一盘棋进行统筹规划和集中投入。
集成电路发展的现状也给我国带来了难得的机遇。一方面，传统主流的互补金属氧化物半导体(CMOS)集成电路技术正面临摩尔定律接近极限的挑战，发展速度可能变缓，发达国家被迫放慢脚步，这一时段我们可以追赶。另一方面，我国绕道摩尔定律的集成电路技术发展水平差距相对较小，对设备、设计工具的要求可能相对较低，我国变道超车成为可能。
现在人工智能虽然如火如荼，但目前还没有大家都认同的严格定义，大致可以描述为能够模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技术及应用系统。人工智能的形成过程其实并不复杂。目前，人工智能必须依靠计算机，而计算机只能存储和处理数据，所以首先要根据应用场景提取相关数据，如在图像识别中可将黑白图像用一个0到255之间的数字表示，然后利用所谓机器学习算法，让计算机从这些数据中分析归纳出一些规律(往往是统计规律)。这些规律就是人工智能，如果将其物化，就得到各种具有智能的软、硬件设施，如机器人。这里硬件设施实现的关键之一就是前面介绍的集成电路芯片。从人工智能的形成过程看，数据的数量与质量、机器学习的模型与效率、计算机的内存与速度是决定人工智能能力与质量的主要因素。当然，最根本的前提是数据之间的确要存在一些内在关联和规律。
虽然人工智能概念的提出才60多年，但人类利用人工智能解决问题的现象早已有之。例如我国民间的看相，就是面相师在分析总结人的长相与健康、婚姻、事业之间关系的大量案例的前提下，根据一个人的面相预测其各方面前程。这实际上就是一种朴素的大数据分析应用、一种朴素的人工智能，并不完全是一种迷信。正如人工智能目前只是一种统计规律，民间看相也是一样的道理。
从形成人工智能的3个要素即数据、算法、算力来看，我国发展人工智能是有优势的。在数据方面，人口众多、地大物博，经济、社会发展迅速,金融数据、交通数据特别是医疗数据很丰富。在算法方面，尽管已在使用的人工智能主流算法都是欧美国家发明的，但这些算法都早在几十年前就提出来了，近几年我国学者发表的有关人工智能算法的论文占了全世界30%，相信假以时日，一定会出现从数量向质量的蜕变。算力指的是计算机，由于人工智能处理的数据量往往很大，对计算机的能力要求很高，而我国的超算水平很高，在国际上有一定优势。再加上我国具有丰富的应用场景，扎实的工业基础，所以我国人工智能的发展前景看好。
目前的人工智能还只是一门技术，没有上升到科学的高度，只知其然而不知其所以然，只知道好用，但不是很清楚为何好用。人工智能还处于初级阶段，还有许多问题有待解决。目前，智能的主要来源是数学，是算法，人工智能算法种类繁多，这些算法之间有没有关联?有没有统一的特征?从物理学角度来看，人工智能有没有物理本质和规律?有没有极限?能力大小与消耗的资源是何种关系?人工智能的高级境界是类人智能，机器像人类一样思考和工作，所以现在脑科学受到特别重视。然而，从哲学角度来看，存在一个自循环的问题，就是说人类用自己的大脑研究自己的大脑，到底能够研究到何种程度?还有一个伦理问题，即随着科技的进步，将来机器会越来越像人，甚至能够有人类的思维和意识，而人则越来越依赖机器，甚至越来越像机器，那么人与机器之间的本质区别是什么?
尽管这样，人工智能已经展现出它的强大能力和无限潜力，一定会在新基建中发挥引领性作用。人工智能将系统地应用于医疗、金融、通信、零售、媒体、交通、能源、物流、教育、法律等领域，如人工智能将促使教育从目前的以教师为主的工业化教育全面转型为以学习者为主的智能化教育。除了这些传统领域的应用外，我个人提出以下3个方面新的应用。
一是智慧科学。基于已有的海量科学数据、科学知识以及已经掌握的科学规律，利用人工智能发现新的科学规律。
二是智慧宇宙学。浩瀚的宇宙隐藏着多少秘密?宇宙从哪儿来，又将走向何方?星球的数量十分庞大，意味着丰富的大数据。相信利用人工智能，一定能够帮助加深对宇宙的认识。
三是智慧人类学。人类历史上有那么多种族、国家、文明，为什么有的种族、国家、文明能够得到发展，有的不断走向衰败或只是昙花一现?这里有没有什么内在规律，如与地理、气候、饮食、风俗、文化、信仰等因素有没有关联?可以利用大数据、人工智能进行一些分析。
有数据和规则的地方，人工智能一定会有用武之地。有人说世界高科技之战如果有决战的话，主战场一定是人工智能，这是有道理的。当然人工智能不是万能的，永远只是人类的一个工具。回到前面机器与人的关系的问题，有一点我很相信，即人是机器的极限。
总之，新基建是我国为了应对百年未有之大变局而实施的重要战略举措，其意义重大。新基建的核心内容是信息技术，集成电路是根、是驱动力，人工智能是本、是牵引力。当然，新基建的推进也会反哺、促进集成电路与人工智能的发展。根据各自的内涵与特点，发展集成电路更需要制，发展人工智能则更需要市场机制。既不要错失机遇，也不要追赶泡沫，这是考验决策者的一个重要难题。
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