2023 十大前沿科技趋势

Callejon

生成式 AI，急需「AI经济」

—— ChatGPT 上线五天，注册人数超过一百万

2022 年 8 月，人工智能公司 Stability AI 推出的文生图模型 Stable Diffusion，通过「去噪模式」，将 AI图像生成的效率和精度提升到全新的境界。

12 月，Open AI 的「聊天」软件 ChatGPT 通过「理解」对话者的语义，和人类进行有效、连续的反馈，几乎达到「以假乱真」的地步。

2022年以来，一系列 AI 工具包括 Disco Diffusion、Dall-E 2、MidJourney 等「学习能力」的爆发式进步，和较低的使用门槛——家用级 PC、交互简单，均令消费者切身感受到生成式 AI 的魅力和挑战。

它是技术积累和发展策略双重「进化」的产物，也急需进入商业化轨道来达成良性循环。

对话式 AI 的场景更为基础和广泛，有望尽快应用于 B 端的营销与服务环节。G 端有望将生成式 AI 使用在智慧城市、数字政务以及大数据平台等公共服务领域。面向 C 端消费者的商业化行动已经开展。

近日，微软公司拟向 ChatGPT 的开发者 OpenAI 投资 100 亿美元，一旦交易达成，OpenAI 的估值将达到 290 亿美元。据悉，微软可能会将 ChatGPT 整合到 Word、PowerPoint、Outlook 和其他应用程序中，以便客户用简单的提示自动生成文本。

此举将改变 10 亿人编写文档、PPT和电子邮件的方式。

韦布望远镜，引领「大科学」时代

—— 其观测到 138 亿年前发生的大爆炸，那是宇宙的童年

2021 年年底升空，韦布望远镜在 2022 年 7 月发布首批观测图像，包括：星系团 SMACS J0723.3-7327 所在天区的长时间曝光照片、系外行星 WASP-96b 的母恒星 WASP-96 的光变曲线与透射光谱图、南环状星云图像、5 个星系构成的「斯蒂芬五重奏」（Stephan's Quintet）图像、船底座星云的一片区域（NGC 3324）图像。

能取得上述图像，韦伯望远镜主要靠的是「地利」——其位于日地连线上、地球外侧约 150 万公里处的拉格朗日 L2 点，躲在一个网球场大小的遮阳罩里，挡住日、地、月的辐射，在极度深寒里收集遥远的微光和热源。

耗时 20 年，花费 100 亿美元，韦布望远镜的「登场」比原计划推迟 14 年，预算超 20 倍。

因为韦布的轨道高度比「哈勃」轨道高度高几千倍。从升空到开始工作，它必须在地面工程师的遥控下执行 344 个关键步骤，任何一个步骤出错都将「万劫不复」。

韦布的成功证明了大科学（Big Science）的价值。不同的国家都在思考大项目和小项目的选择，韦布的成功让政府对风险高收益大的大科学项目更有信心。

未来十年，韦布获得的数据，能够重塑人类对太阳系内天体和太阳系形成机制的认识，加深人类对系外行星、地外生命、各类天体形成以及宇宙自身的认识。

可控核聚变，军民两用

—— 近十年来，激光产生聚变能的效率提高了 6~12 倍

美国劳伦斯-利弗莫尔国家实验室的国家点火装置（NIF）于 12 月 5 日首次实现可控核聚变的能量增益，即输出能量与输入能量之比（Q 值）大于 1。

中国刚和沙特签署了三十多项协议，涉及信息技术、基因、矿业、氢能和制造业等领域，美国就曝光了核聚变能量已经取得净增益的「爆炸性新闻」。

2022 年的俄乌战争，使传统油气的重要性大大提高。全球减碳目标迫在眉睫，国家之间有关清洁能源的技术路径竞争，愈发激烈。

可控核聚变是否取得能量增益，有较大的解释空间。

以 Q 值来看，2013 年就已经实现了「能量增益」，只是当时没有宣传。利用可控核聚变产生清洁能源，路途尚远。清洁能源要看输出/输入能量比，即整个过程输出的电能与输入的总能量的比值，在电能到电能转化中实现增益，而不是看 Q 值。

核聚变的难点在于高温高压下的原子会变成高速的等离子，控制等离子体的办法有二，一是惯性约束核聚变，二是磁性约束核聚变。NIF 的办法属于惯性约束核聚变路线，更适合军事用途。

而磁约束核聚变更有潜力生产清洁能源。主流装置是 1954 年苏联库尔恰托夫原子能研究所提出的「托卡马克」，其依靠电流和环形线圈产生强磁场，将原子约束在「面包圈」式的容器里。它的整体能量转换效率更高。

芯片制造，由盛而衰

—— 2022 年，美国上市芯片企业总市值，蒸发了大约 1.5 万亿美元

经历了 2021 年的「芯片荒」之后，2022 年的芯片业「暗藏杀机」。

一方面，芯片市值跌去五分之二，企业要在通货膨胀、经济放缓、局部封锁和加密币熊市的环境下，既下调收入预测，又要裁员。另一方面，美国、欧盟、韩国、日本纷纷筑起「芯片围墙」，都计划在未来三年内给「自己的」芯片制造业补贴至少数百亿美元。从市场的角度看，供大于求，已经不可避免。

2022 年 8 月，美国颁布《芯片与科学法案》，限制芯片的出口地，人为地打压了美国芯片公司的收入「前景」。毕竟在 2021 年，进口超过 4000 亿美元的中国，是芯片消费的最大市场。

芯片制造商寄希望于新市场。高通把芯片卖给汽车公司。AMD、因特尔和英伟达在争夺云计算数据中心。因特尔还在进军「物联网」。

在美国补贴的「帮助」下，台积电、韩国三星以及其他「盟友」的晶圆工厂，正于美国本土动工。亚洲芯片制造商一边公开支持美国的「芯片围墙」，一边尽量控制支持的限度。从长时段看，芯片制造这一曾经最紧密的全球化业态，终将慢慢分裂。

另外，RISC-V 将打破大公司的「垄断」。它是规定了计算机芯片指令集的设计规范，开放给公众，任何人都可以免费用它设计芯片。之前的芯片设计所有权，被因特尔、Arm 等公司独占，定制费用更是高昂。

可以想见，像以太网、WiFI、蓝牙等开放标准一样，RISC-V 很快「无处不在」。

自动驾驶，冰火两重天

—— 中国 L2 级乘用车渗透率超过 23%

2022 年的「自动驾驶」，能够应用的还是高速公路和停车场两大「相对简单」的场景，技术的本质是高精地图导航，外加「视觉」或雷达感知。2022 年 1~9 月，中国乘用车 L2 和 L2+级别 ADAS 装配率达到 33.5%。

所有销售车型的「自动驾驶」功能，都具有同质化、标签膨胀化的特征，靠价格战而不是技术创新抢夺用户，终究不是长久之计。

包括特斯拉在内，很多车企的自动驾驶技术依然原地打转。马斯克多次谈到「汽车自动驾驶比想象中难。」

难就难在无法建立一个准确的向量空间，汽车周围的一切都需要形成数字信号，映射到向量空间之中。谷歌、英伟达、AWS 已经发起「数字地球」等数字孪生项目，未来会成为自动驾驶的重要基础设施。

指望消费者采用「订阅制」为自动驾驶买单，自动驾驶需要发挥最核心的「用处」——安全的效率工具，安全和效率缺一不可。

2023 年开始，L2 和 L2+级别的公司将进入全面竞争阶段，主机厂自研、传统 Tier1、市场风向和芯片周期，都是难以预计的变量。

自动驾驶核心单元是芯片，而每一个级别的自动驾驶，对算力到底需求多少？新一年也许会有更加理性的答案。

不同的车企配置不同，其中不乏「卷」和「高溢价」的成分。「造车新势力」认为 L2+车辆算力需求最低 200Tops，其采用 254Tops 算力的英伟达 Orin 芯片，价格超过 500 美元；然而也有车企用两颗 TDA4 芯片实现 L2+，其算力 16Tops，单颗成本 50 美元。

市场火热，技术停滞，自动驾驶需要「正本清源」。

动力电池，新能源主战场

—— 2022 年上半年，全球动力电池装机量同比大涨 76%

新能源汽车的竞争，很大程度体现在动力电池的竞争。

2021 年以来，动力电池市场最大的变化，就是磷酸铁锂电池装车比例超过三元锂电池。沿着磷酸铁锂技术路线，主要电池厂商都在 2022 年研发新产品磷酸锰铁锂电池。宁德时代、欣旺达、亿纬锂能和比亚迪旗下的弗迪电池，均已投入生产。

能量密度高，续航里程长。磷酸锰铁锂电池理论能量密度极值可达 230Wh/kg，比磷酸铁锂电池高出 15%~20%，而材料成本没有差异。

磷酸锰铁锂不算新技术，比亚迪在 2013 年就曾进行过测试，当时试验品循环寿命很低，2016 年终止开发。

目前的技术则是在磷酸锰铁锂中混入三元锂来解决寿命低、内阻大的问题。马斯克表示看好电池中加入锰元素这一技术路线。

动力电池行业判断，磷酸锰铁锂电池是磷酸铁锂路线下商业潜力最大的产品。

mRNA疫苗，加速「治愈」

—— 新冠病毒疫苗研发仅耗时 2 年，过去一款疫苗研发的平均时间为 48 年

疫苗开发的黄金时代正在开启。mRNA 疫苗成功投入使用，它是一种利用信使 RNA（mRNA）的分子副本产生免疫反应的疫苗。

过去，疫苗研发的过程很缓慢，据全球发展中心的数据，从发现致病微生物到疫苗研发的平均时间跨度约为 48 年（不包括天花和新冠病毒），且成功率不超过 39.6% 。

如今，新冠病毒疫苗研发仅耗时 2 年，且将 mRNA技术付诸实践；针对疟疾、流感和 HIV 等疾病的疫苗也取得了重大突破。

在不久的未来，许多致命公共卫生挑战的突破点将从治疗转向预防。

德国 BioNTech 开发的疟疾、结核病和生殖器疱疹等多种 mRNA 疫苗，预计将在未来数周内进行首次人体试验。该公司还正在和美国辉瑞公司合作，试验一款旨在降低带状疱疹发病率的 mRNA 候选疫苗。针对生殖器疱疹病毒和带状疱疹病毒，美国 Moderna 公司开发了多种 mRNA 候选疫苗。

BioNTech 和辉瑞联合开发的 COVID-19 和流感二联 mRNA 疫苗，于 2022 年 11 月开始了第一阶段试验。该疫苗所含 mRNA 株编入了针对 SARS-CoV-2 病毒、奥密克戎病毒 BA.4/BA.5 变异株和 4 种流感病毒变异株的结合蛋白。

区块链，监管临头

—— 2022 年投资家向加密币和区块链项目投资超 300 亿美元，仅次于 2021 年的 310 亿美元

2022 年，美联储持续加息，全球流动性紧缩，加密行业进入深熊。

Crypto 资产总市值缩水超过 2.2 万亿美元，CEFI 类机构业务规模下降约 71.4%。行业在连续经历 Terra 崩盘、3AC 和 FTX 破产事件后受到重创，包括 BlockFi、Genesis 等大型机构遭遇破产或清算危机。

同时，行业的建设并没有停止：一级市场的投融资总额超过 277 亿美元；以太坊开启了 PoS 新时代，Layer2 快速发展；X2E 唤醒了 GameFi 新业务模式等。

以太坊合并是该系列中的第二次网络升级，它将生态中现有的两条独立区块链以太坊主网与信标链相结合，在保留原有执行智能合约的功能和完整的历史数据及用户状态的同时，实现共识机制的切换。

以太坊合并是对加密货币市场具有里程碑意义的重大事件，未来 ETH 极可能进入通缩。对行业来说，合并意味着大规模显卡挖矿时代结束，矿工不得不涌向替代链或就此退出。随着以太坊慢慢补齐性能短板，未来势必挤压其它 PoS 公链生态。

合并也是以太坊响应全球减少碳足迹号召的重要改变。过渡为权益证明后，每年的全球能源消耗将因此减少约 0.4%。

2022 年，美国和欧盟先后颁布了有关「数字资产管理」的措施和法案，率先建立起统一的加密监管体系，既提升自己管辖区内的监管效率和执法力度，也可以为其他国家监管提供样板。

行星防御计划，地球「护盾」启动

—— 过去的 20 多年里，行星监测已识别了 98%以上对人类有灭绝威胁的小行星

2022 年 9 月，DART 计划的成功，是人类向行星防御迈出的关键第一步。

美国宇航局（NASA）成功用一艘宇宙飞船（Double Asteroid Redirection Test，DART）撞击了一颗直径 160 米的小天体 Dimorphos，并将其轨道缩短了 1%。

哈勃、韦伯等天基望远镜也集中观察了这一事件。

在过去的 20 多年里，行星监测已识别了 98%以上对人类有灭绝威胁的小行星。DART 是首个成功的偏转实验，是人类具有抵御生存性风险能力的一次重要进展。

根据 NASA 的研究，大约有 40%的大型小行星，直径达到 140 米以上，这些行星可能对地球构成威胁。

如果在预期撞击前五年或十年发现具有潜在危险的小行星，「动能撞击」的方法就能有效保护地球。

古DNA分析，揭开遗传之谜

—— 不需要牙齿或骨骼，在尼安德特人尿过的泥土中就能分析他们的DNA微观痕迹

2022 年，马克斯·普朗克进化人类学研究所的遗传学家斯万特·帕博（Svante Pääbo）因其相关的基础性研究工作获得了诺贝尔奖。

通过古 DNA 分析，我们发现了两种已灭绝的人种「吕宋人（Homo luzonensis）」和「丹尼索瓦人（Denisovans）」，还知道了现代人类携带大量丹尼索瓦人和尼安德特人的 DNA。

人类所知的、拥有全基因组数据的古代人类个体的数量迅速增加，从 2010 年的 5 个增加到了 2020 年的 5550个。新技术表明印度人的祖先是多种多样的，种姓制度的「合理性」受到冲击。西西里岛一个有 2500 年历史的战场中的 DNA 显示，古希腊军队成员比历史学家认为的更为多样化。

古老的样本也可以解开现代健康之谜。2021 年，科学家们发现一个基因的单一突变，该突变使人们在黑死病中存活的可能性提高了 40%，但它也可能导致克罗恩病等自身免疫疾病。

初涉池中

中国的生物医疗技术还需大量尖端人才和配套工作环境措施进行积累，颜宁回国就是当地政府的一大创举，个人觉得搞这类技术就让专业的人做专业的事情就行，现在国家也有钱，可以让多个团队进行研发，相互学习进步