艰难的2020年
艰难的2020年已经过去了，2020年我们也迎来了很多突破。最近达摩院发布了2021年十大科技趋势的报告，今天就来盘点一下2021年有可能会走入我们生活的黑科技。
趋势一 以氮化镓、碳化硅为代表的第三代半导体迎来应用大爆发
第三代半导体材料
所谓第三代半导体啊，就是指材料的更新换代。最初的第一代就是硅和锗。到第二代，就是砷化镓，磷化镓，再到如今的第三代新型半导体材料主要就是氮化镓、碳化硅，氧化锌和金刚石等。
这些材料之所以称作第三代，是因为这些半导体材料具备耐高压，耐高温，大功率等等这些优势。
第三代半导体现在主要有这几个应用方向，第一是光电子、半导体照明、可见光通信等领域都有用得到；第二是电力电子，在新能源汽车、轨道交通等领域也都有相应的应用。第三是微波射频，就是指用于遥感、雷达、卫星通信以及移动基站。
2020年，市面上出现了很多以氮化镓为基础的手机快冲头，一些新能源汽车也开始使用了碳化硅的功率器件来增加电能的转化效率。相信第三代半导体的快速的发展会给今后的生活带来更多的便利。
趋势二 后“量子霸权”时代，量子纠错和实用优势成为了核心命题
2019年，谷歌的量子计算机叫悬铃木在量子线路采样问题上，实现了量子霸权。
2020年，我国的量子原型机“九章”也问世了，在玻色子采样问题上呢，也实现了量子霸权，这些都是量子计算机领域的重要突破。
量子计算机要想真正的走入我们的生活，恐怕还需要很漫长的一段路。因为要想使一台量子计算机具备通用性，单单说集成更多的量子比特是不够的，我们还需要更多的纠错比特或者通过其他方法来实现高精度，同时也需要更多的量子算法的加持。
趋势三 碳基技术突破加速了柔性电子的发展，电路板可以打太极了。
所谓柔性电子指的是，我们把电子器件做在柔性材料或是可延展的基板上的技术。比如折叠屏手机，不管怎么折手机屏幕，它还是亮的，还是通电的状态，这就是柔性电子技术。
为什么碳基技术的突破会加速柔性电子的发展呢？因为，有一种材料是很好的柔性电子材料，就是石墨烯。
石墨烯就是一个碳原子厚度的二维网格材料，它的电子迁移率特别特别的高，电阻率又极低，是目前世界上最薄也是最坚硬的纳米材料，因此作为柔性电子材料那是再好不过了，而把石墨烯卷成卷，就成了碳纳米管。这两种材料都很好，但是大面积制备却特别困难，之前实验室制备的石墨烯都特别小，但是近年来碳机材料的制备取得了突破性的进展。
2020年，研究人员在8英寸的基底上成功制备了高纯度、高密度的半导体阵列碳纳米管材料。它的材料纯度可以达到99.9999%,突破了碳米管集成电路关键的材料瓶颈，并且同步开发了全自动的提纯和组装设备，具备了量产的技术积累。
另外，现在我们利用化学气象沉淀法也可以制备出大面积的石墨烯了，并且也具备了优异的电学性能。这都意味着碳基集成电路已经初步具备了工业化的基础，碳基时代即将要到来。
趋势四 AI提升药物及疫苗研发效率。
新冠疫情大大推动了药物研发和智能计算的交叉融合。
根据《nature》的一份数据报告显示，一款新药，它的平均研发成本是26亿美元，要耗时十年，成功率不到10%，而一款新药从研发到最后的上市，是需要很多个步骤的。
主要有药物发现、临床前研究，临床研究以及审批与上市四个阶段，其中，药物发现，是非常重要的环节，决定了一次研发的具体的目标，这个环节又分为了疾病的选择、靶点的发现和化合物的合成，其中仅仅是化合物合成，一种药品就需要对5000-1万种化合物进行筛选，最后，仅有五种左右会进入到研究阶段。
相当于说我们需要对庞大的数据进行甄别和筛选，由于工程量巨大，药品研发到临床前研究阶段一般就需要耗时3-6年左右的时间。
然而我们通过将AI与药物筛选相结合，利用虚拟药物筛选，模拟计算筛选出药物的高概率结构就可以大幅度减少化合物筛选的时间消耗。而且，AI的帮助还不仅仅是对新药的发现，我们通过匹配发掘疾病和现有药物时间数据的关联性，老药新用也能快速在其他适应证上给出有效的证明。因此，高效的算法再加上云计算强大的优势，相信很快会带来巨大的经济价值和社会效益。
趋势五 脑机接口帮助人类超越生物学极限，推动精准康复服务。
2020年8月，艾隆马斯克发布了脑机接口，记忆存储、记忆植入，似乎离我们已经是不远了。它的技术方向，大体可以分为么两类：嵌入式和非嵌入式。
马斯克走的是嵌入的方式，把芯片植入到我们的大脑皮层，它的优势是获取的脑电波会更加的精准，脑机接口它最大的突破是用在人类增强领域。
比如，我们通过人工耳蜗来帮助听障人士恢复听力，通过机械的假肢来帮助残障人士来恢复运动，通过脑电波来控制机械臂的运动。
我们可以大胆预测未来，我们最先进入的是类似电影《阿利塔》描绘的场景，人类与机器相互共存，通过各种机器来为我们的生活提供便利。
趋势六 数据处理实现自治与自我进化
数据管理系统以来是企业IT架构的重要组成部分，随着时间的积累，元数据的来源广泛，种类繁多，使其在管理上面临着数据的汇聚、集成、存储和检索成本高的问题，资源的繁多也会导致算力的不足，这时候就需要数据处理的自治与自我进化。
简单说就是，通过机器学习来实现动态系统参数的调整和系统优化，从而降低整体的运维的成本。
这项趋势，看起来离我们普通老百姓很遥远，但其实不是。比如，我们用到某些app的时候，肯定不希望出现经常的卡顿、报错、闪退等等，这就是人工智能和机器学习为我们社会带来的好处。
趋势七 IT技术全链路云原生化，让用户专注于快速应用构建
云原生化是意思呢？简单说，云原生就是指容器化、微服务、持续交付等技术的叠加，云原生架构是充分利用了云计算的分布式、可拓展性等特性可以更高效的应用和管理硬件和资源，从而来降低计算成本，提升技术服务，大幅度降低了云计算的使用门槛等。
趋势八 农业迈入数据智能时代
农业是第一级产业，也是我们人类最大最重要的经济活动之一。预计到2050年，世界人口总量有望接近百亿，人口的不断攀升，对粮食的需求也会不断的扩大，因此，我们如何扩大粮食的产能，提高粮食生产的效率，很重要的途径是让科技走进农业。
前面的很多趋势都可以应用到农业当中，比如说像物联网、人工智能、云计算、大数据等。这些新一代的科学技术和农业产业的深度结合，一定是未来的发展趋势，也必将会带来革命性的发展，无论从农作物的产量农业、劳动力的成本效率上都会有大幅度的提升。
趋势九 工业互联网从单点智能走向全局智能
现在，我们有很多智慧工厂、机器人组装，这些都是数字时代的象征。在机器、算法的辅助下，智慧工业不仅仅可以提高产能、增加效率，还可以更好地促进我们经济的发展。
趋势十 智慧运营中心成为未来城市的标配
这一点说的是智慧城市，所谓智慧运营中心，指的是现在很多业务我们都可以线上去办理了，很多城市也推出了“最多跑一次”，“一网通办”等创新实践。
2021年开始，北京也要实行线上购房交易了。通过无纸化办公，线上办公可以为业务的办理带来很多方便，大大提升了办事效率。
不仅如此，智慧城市运营中心最重要的功能，是将城市作为有机整体进行整体治理，这就意味着将从根本上把城市作为统一的巨系统，从而避免用传统的中心化思路去逐一解决单个问题，而是利用城市的数字化、智能化释放出来的数字生产力，从更高的纬度去解决问题、治理城市，来帮助政府更好的实现多目标的平衡。
以上就是达摩院总结出来的2021年的十大科技趋势了。小伙伴们觉的哪一条会为我们今后的生活带来最大的便利呢？欢迎在评论区留言。
