中国信息技术发展现状
微电子技术方面,几十年来其发展一直遵循摩尔定律,即集成度平均每18个月翻一番,30年内尺寸减小1000倍,性能增加1000倍。因为CMOS(金属氧化物半导体)的技术极限不断被突破,摩尔定律在可预见的十年内仍将继续发挥作用。中国经济长期快速发展,使中国成为全球第二大集成电路(IC)市场。但目前国内市场自给率不足25%,尤其是代表ic水平的计算机中央处理器(CPU),国内技术差距更大。近年来,我国微电子在关键技术上取得突破,成功研制出中智、龙芯等863 CPU。好在以64位通用高性能CPU为代表,以古德森为例,古德森-2的性能已经明显超越PII,古德森-2E在相同主频下相当于P4,但在自主产权的核心技术上仍落后国际先进水平数年。目前,微电子技术已经进入纳米级和片上系统时代,CPU时钟已经进入GHz。中国拥有强大的整体系统设计能力,SOC时代的到来是中国集成电路产业跨越式发展的契机。
我国在光电技术方面也取得了突破,自主提出并实现了优于现有其他结构的40Gb/sDFB+EA(电荷吸收分布反馈激光器)和SOA+EA(电荷吸收半导体光放大器)。开发了国际领先的可调谐长波长探测器,包括用于WDM(波分复用)光纤通信系统的硅基和GaAs基垂直腔RCE(***腔增强)和OMITMiC(一镜倾斜三镜腔)探测器。在全固态激光技术方面,中国在世界上首次成功研制出具有自主知识产权的深紫外六倍频全固态激光器和宽调谐全固态激光器。
计算机模型/仿真、理论研究和实验是分析复杂系统的三大支柱,高性能计算越来越受到重视。其技术发展有四大趋势,即大量采用商用现成(COTS)技术,同时开发定制化技术,高性能计算机和网格计算并存,从“高性能”到“高性能”,从高性能计算(HPC)到高性能服务(HPS)。目前代表国际水平的是IBM在2005年研发的每秒367万亿次的大型并行机“蓝色基因”。近年来,中国在高端计算机的发展方面取得了良好的成绩,出现了神威、银河、曙光、沈腾等知名产品。在世界超级计算机500强中,曙光4000A在2004年排名10,中国成为继美国和日本之后第三个制造和应用10万亿次商用高性能计算机的国家。
随着计算机的发展,软件变得越来越复杂。如果软件是1971中的65438+百万行代码,2001中的700万行代码,那么软件的高可信就成为了新环境下软件系统开发和运行的关键和重点。2002年全球软件产业7000亿美元,中国仅占1.91%。在中国市场的系统软件中,国外品牌占95.3%。目前,这种情况有所改变。中国加工软件保持世界领先。我们开发了自己的服务器操作系统,实现了桌面Linux操作系统的基本功能。国内办公软件产品有所进步,但应用软件的开发和移植不足。未来,电子政务和开源代码的推动将为中国软件发展带来前所未有的机遇。
互联网已经从数据服务转变为电话等实时服务。面对服务质量(QOS)、可扩展性和安全性的挑战,传统电信网络也面临着宽带业务的压力,网络技术正处于更新换代的前夜。近年来,下一代互联网(NGI)和下一代网络(NGN)成为网络发展的热点。中国还在NGI和NGN开展了研究和实验,其中最重要的是CNGI计划(中国下一代互联网示范项目),该项目建成了世界上最大的IPv6试验网。与国外的NGI实验不同,由于中国电信运营商的积极参与,CN-GI重视支持QOS的系统和技术的研究。关心无线和移动服务的支持;以商业应用为目标,关注网络和业务的可控性。CNGI项目在世界上首次提出,鼓励旨在促进NGI和NGN在技术发展方向上协调的研究和实验,开发支持NGI并可能发展到NGN的网络软件、硬件和应用程序。CNGI正在探索NGI和NGN的融合之路。
随着社会经济的发展,人们的生活越来越依赖于互联网,信息安全的重要性和紧迫性日益突出,密码学理论、密码算法、安全协议、网络安全和信息隐藏等技术发展迅速。我们的专家在这些领域取得了一些创新成就。比如被国际同行称为“肖-马西定理”的相关免疫布尔函数的谱特征。又如由环导出的二元伪随机序列,揭示了密码设计中一类新的非线性资源的密码性质。中国学者提出了一种分析Hash函数的新方法——位跟踪法,在国际上产生了很大的影响。在国内电子政务市场,国内PKI体系已经占据主流。
中国拥有世界上最大的移动通信网络,目前的普及率仅为世界平均水平,因此还有很大的发展空间。然而,互联网上使用的现有移动通信设备和终端的关键技术基本上依赖于国外。第三代移动通信(3G)时代的到来为我们提供了难得的机遇。由中国提出并被国际电信联盟(ITU)和3G标准化组织3GPP采用的TD-WCDMA(时分同步码分多址)已成为国际三大3G标准之一。它采用时分双工(TDD)模式和具有自主知识产权的智能天线技术。目前,正在进行的规模应用技术测试表明,其频谱效率优于频分双工(FDMA)。
互联网和移动通信的普及和应用推动了无线技术的发展,从WLAN到WMAN,WLAN/WMAN应用中值得关注的问题之一是认证和安全。我国提出的WAPI(wireless local area network authentic ation and security infra structure)标准很好地解决了这个问题,其性能优于国际标准802.11i。此外,我国提出的SCDMA技术因其优异的性价比领先于其他无线接入技术,成为我国农村“村村通”工程的首选。
进入新世纪,广播电视数字化兴起,有线电视、卫星电视、地面广播电视数字化发展迅速。有线数字电视的另一个发展趋势是采用IP技术的IPTV,数字电视地面广播技术的新应用领域是手机电视。我国数字电视地面无线广播系统技术研究较早,提出了很多方案。其中,伪随机序列(PN)的时域同步频域处理技术构成了基础发明专利,实现的性能优于按照ITU现有的三个国际标准实现的系统。我国不仅在信道处理技术上,而且在信源编码技术上都有可喜的创新。中国已经颁布了AVS音视频编码标准。其压缩效率与国际标准MPEG-4/AVC相当,但复杂度较低。AVS的一些技术已经被吸收到相应的国际标准中。
在信息技术应用方面,中国在CIMS(计算机集成制造系统)技术推广方面获得了国际大学奖和企业奖,农业信息示范系统及其应用获得了联合国奖。我国制定了《测控系统EPA系统结构和通信规范》,并被纳入国际标准,标志着我国在工业自动化现场总线领域拥有了国际公认的核心技术。信息技术在工业中的应用可以渗透到从设备控制、过程管理、制造到企业资源优化和决策支持的每一个环节,具有巨大的发展和应用空间。在这方面,鞍钢是应用信息技术改造老企业,提高市场竞争力的一个很好的例子。
作为现代科技革命的重要标志,信息技术的发展方兴未艾,正在渗透到社会、经济和人民生活的方方面面。信息技术已经成为新一轮竞争的重要手段,信息化也是中国难得的机遇。我们应该正视信息科技的差距,加大自主创新力度,大力发展信息产业,重视推动信息技术在产业中的应用,进一步提高我国的国际竞争力。