當前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速演進，以智能化為特征的前沿科技，以前所未有的廣度和深度重塑全球創(chuàng)新版圖。“極綜合交叉”驅動科學研究向“極宏觀—極微觀—極端條件”多維度躍遷，學科交叉會聚成為重大科技突破的核心引擎，物質科學、信息科學和生物技術的深度協(xié)同催生腦機接口、合成生物、量子通信等顛覆性技術。以大模型為代表的前沿技術突破，不斷挑戰(zhàn)傳統(tǒng)科技創(chuàng)新范式，實現(xiàn)對基礎研究、技術開發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展從“賦能”到“賦智”的質變飛躍。為此，我們必須全面把握全球科技發(fā)展趨勢和創(chuàng)新發(fā)展規(guī)律，下好先手棋，搶占未來科技競爭制高點。
3月14日，由浙江大學中國科教戰(zhàn)略研究院牽頭完成的《重大領域交叉前沿方向2024》（以下簡稱“《報告》”）正式發(fā)布。《報告》瞄準當前全球科技領域熱點話題，選取低碳能源系統(tǒng)、生物技術藥物、數(shù)智社科、第三代半導體、量子科技及應用等五大領域，凝練形成52個交叉前沿方向。同時，深刻剖析各方向發(fā)展現(xiàn)狀、技術瓶頸及破局重點，全面解讀領域全球態(tài)勢、國家布局及未來戰(zhàn)略，較好地反映了相關領域發(fā)展概貌。
這份《報告》不僅為政府部門科技創(chuàng)新布局提供了科學依據(jù)，也為高校院所優(yōu)化學科布局、創(chuàng)新資源配置、推動技術交叉融合提供了重要指引。同時，《報告》向社會傳遞了學科交叉融合的重要性和良好前景，有助于營造全社會關注和支持前沿科技探索的良好氛圍，為我國在全球科技競爭中贏得主動、實現(xiàn)高質量發(fā)展提供了重要參考。
低碳能源系統(tǒng)領域以可再生能源與高效能源存儲、傳輸和管理技術為核心，致力于構建多元能源技術深度融合的可持續(xù)發(fā)展體系，以應對能源轉型與安全挑戰(zhàn)。當前，能源系統(tǒng)正加速向清潔化、智能化轉型，但高效長時儲能、電網(wǎng)柔性穩(wěn)定性、新能源開發(fā)擴容以及用能端的管理調配仍面臨重大瓶頸。此領域交叉前沿方向聚焦儲能材料革新、智能電網(wǎng)優(yōu)化、多元能源技術融合，并通過跨學科協(xié)同推動能源生產(chǎn)-消費模式重構，加速能源科技產(chǎn)業(yè)生態(tài)迭代。
生物技術藥物領域以基因編輯、細胞治療與人工智能輔助診療為核心驅動力，結合基因組學與生物信息學的技術突破，致力于開發(fā)具有高特異性、低副作用的精準治療藥物。當前，研發(fā)范式正迅速向個體化、智能化轉型，但免疫原性控制、療效預測模型構建、復雜生產(chǎn)工藝優(yōu)化及冷鏈運輸穩(wěn)定性仍面臨技術瓶頸。此領域交叉前沿方向聚焦AI輔助藥物設計、自動化生產(chǎn)控制及新型遞送系統(tǒng)開發(fā)，通過多組學整合與數(shù)字孿生技術，推動個性化診療發(fā)展，從而重構生物醫(yī)藥研發(fā)、生產(chǎn)、應用的全鏈條生態(tài)。
數(shù)智社科領域以大數(shù)據(jù)和人工智能為核心引擎，構建“技術驅動-社會響應”的雙向賦能體系，旨在實現(xiàn)從宏觀治理到微觀行為的全景式解析。當前，社科研究范式正經(jīng)歷從“數(shù)字賦能”向“數(shù)智融合”以及“數(shù)智驅動社科整體融合”的質變，但多源數(shù)據(jù)融合、算法倫理治理及數(shù)據(jù)鴻溝等問題亟待破解。此領域交叉前沿方向涵蓋智能治理系統(tǒng)重構、人機協(xié)同創(chuàng)新、數(shù)字文化資產(chǎn)確權等重大問題，關注通過跨學科方法創(chuàng)新，重塑數(shù)字文明時代的社會科學方法論體系。
第三代半導體領域以寬禁帶材料體系創(chuàng)新為核心，利用碳化硅、氮化鎵、寬禁帶氧化物等高性能半導體材料，突破傳統(tǒng)硅基器件在高溫、高頻、高功率場景的性能極限。當前，產(chǎn)業(yè)生態(tài)正加速向新能源汽車、5G通信等戰(zhàn)略領域滲透，但大尺寸晶體制備、異質集成工藝及器件可靠性驗證等關鍵技術仍制約產(chǎn)業(yè)化進程。此領域前沿方向聚焦超寬禁帶材料研發(fā)、智能功率模塊設計、微波射頻器件創(chuàng)新等，也關注AI賦能器件設計和機器人輔助制造，推動半導體技術在新能源、量子信息及深空探測等極端環(huán)境下的顛覆性應用。
量子科技及應用領域以應用牽引技術突破和場景需求倒逼技術迭代為基本發(fā)展路徑，在突破經(jīng)典物理極限、重構技術標準體系、開辟全新產(chǎn)業(yè)賽道等方面已經(jīng)展現(xiàn)出革命性優(yōu)勢。當前，量子優(yōu)越性已初步驗證，但糾錯能力、相干時間、工程化集成及應用場景適配性等核心問題仍需突破。此領域交叉前沿方向突出“量子+”融合創(chuàng)新，通過量超協(xié)同計算架構、生物兼容傳感界面、抗量子密碼體系構建，推動量子技術從實驗室驗證向能源、醫(yī)療、金融等產(chǎn)業(yè)級應用跨越。
相關負責人介紹，《報告》采取專家咨詢、開源情報分析和文獻計量相結合的方法，依托多學科領域專家集中討論和工作組不斷迭代撰寫形成。100余位浙江大學校內外專家受邀，深度參與了前期咨詢、領域研究、專題討論、意見反饋、報告撰寫等環(huán)節(jié)。主觀和客觀相結合，互為補充，不斷迭代，較好地保障了分析結果的可靠性。
未來，浙江大學中國科教戰(zhàn)略研究院將繼續(xù)組織研究力量，從世界科技前沿、國家重大需求出發(fā)，以學科交叉為特色，研判重大科技領域發(fā)展趨勢，持續(xù)發(fā)布年度《重大領域交叉前沿方向》報告，打造一流科技戰(zhàn)略智庫品牌。
