当前，新一轮科技革命和产业变革加速演进，以智能化为特征的前沿科技，以前所未有的广度和深度重塑全球创新版图。“极综合交叉”驱动科学研究向“极宏观—极微观—极端条件”多维度跃迁，学科交叉会聚成为重大科技突破的核心引擎，物质科学、信息科学和生物技术的深度协同催生脑机接口、合成生物、量子通信等颠覆性技术。以大模型为代表的前沿技术突破，不断挑战传统科技创新范式，实现对基础研究、技术开发和产业发展从“赋能”到“赋智”的质变飞跃。为此，我们必须全面把握全球科技发展趋势和创新发展规律，下好先手棋，抢占未来科技竞争制高点。
3月14日，由浙江大学中国科教战略研究院牵头完成的《重大领域交叉前沿方向2024》（以下简称“《报告》”）正式发布。《报告》瞄准当前全球科技领域热点话题，选取低碳能源系统、生物技术药物、数智社科、第三代半导体、量子科技及应用等五大领域，凝练形成52个交叉前沿方向。同时，深刻剖析各方向发展现状、技术瓶颈及破局重点，全面解读领域全球态势、国家布局及未来战略，较好地反映了相关领域发展概貌。
这份《报告》不仅为政府部门科技创新布局提供了科学依据，也为高校院所优化学科布局、创新资源配置、推动技术交叉融合提供了重要指引。同时，《报告》向社会传递了学科交叉融合的重要性和良好前景，有助于营造全社会关注和支持前沿科技探索的良好氛围，为我国在全球科技竞争中赢得主动、实现高质量发展提供了重要参考。
低碳能源系统领域以可再生能源与高效能源存储、传输和管理技术为核心，致力于构建多元能源技术深度融合的可持续发展体系，以应对能源转型与安全挑战。当前，能源系统正加速向清洁化、智能化转型，但高效长时储能、电网柔性稳定性、新能源开发扩容以及用能端的管理调配仍面临重大瓶颈。此领域交叉前沿方向聚焦储能材料革新、智能电网优化、多元能源技术融合，并通过跨学科协同推动能源生产-消费模式重构，加速能源科技产业生态迭代。
生物技术药物领域以基因编辑、细胞治疗与人工智能辅助诊疗为核心驱动力，结合基因组学与生物信息学的技术突破，致力于开发具有高特异性、低副作用的精准治疗药物。当前，研发范式正迅速向个体化、智能化转型，但免疫原性控制、疗效预测模型构建、复杂生产工艺优化及冷链运输稳定性仍面临技术瓶颈。此领域交叉前沿方向聚焦AI辅助药物设计、自动化生产控制及新型递送系统开发，通过多组学整合与数字孪生技术，推动个性化诊疗发展，从而重构生物医药研发、生产、应用的全链条生态。
数智社科领域以大数据和人工智能为核心引擎，构建“技术驱动-社会响应”的双向赋能体系，旨在实现从宏观治理到微观行为的全景式解析。当前，社科研究范式正经历从“数字赋能”向“数智融合”以及“数智驱动社科整体融合”的质变，但多源数据融合、算法伦理治理及数据鸿沟等问题亟待破解。此领域交叉前沿方向涵盖智能治理系统重构、人机协同创新、数字文化资产确权等重大问题，关注通过跨学科方法创新，重塑数字文明时代的社会科学方法论体系。
第三代半导体领域以宽禁带材料体系创新为核心，利用碳化硅、氮化镓、宽禁带氧化物等高性能半导体材料，突破传统硅基器件在高温、高频、高功率场景的性能极限。当前，产业生态正加速向新能源汽车、5G通信等战略领域渗透，但大尺寸晶体制备、异质集成工艺及器件可靠性验证等关键技术仍制约产业化进程。此领域前沿方向聚焦超宽禁带材料研发、智能功率模块设计、微波射频器件创新等，也关注AI赋能器件设计和机器人辅助制造，推动半导体技术在新能源、量子信息及深空探测等极端环境下的颠覆性应用。
量子科技及应用领域以应用牵引技术突破和场景需求倒逼技术迭代为基本发展路径，在突破经典物理极限、重构技术标准体系、开辟全新产业赛道等方面已经展现出革命性优势。当前，量子优越性已初步验证，但纠错能力、相干时间、工程化集成及应用场景适配性等核心问题仍需突破。此领域交叉前沿方向突出“量子+”融合创新，通过量超协同计算架构、生物兼容传感界面、抗量子密码体系构建，推动量子技术从实验室验证向能源、医疗、金融等产业级应用跨越。
相关负责人介绍，《报告》采取专家咨询、开源情报分析和文献计量相结合的方法，依托多学科领域专家集中讨论和工作组不断迭代撰写形成。100余位浙江大学校内外专家受邀，深度参与了前期咨询、领域研究、专题讨论、意见反馈、报告撰写等环节。主观和客观相结合，互为补充，不断迭代，较好地保障了分析结果的可靠性。
未来，浙江大学中国科教战略研究院将继续组织研究力量，从世界科技前沿、国家重大需求出发，以学科交叉为特色，研判重大科技领域发展趋势，持续发布年度《重大领域交叉前沿方向》报告，打造一流科技战略智库品牌。
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