深圳市科技创新“十三五”规划(D)

信息来源:深圳科技创新委员会
2017年10月31日

  四、重点技术领域布局

  根据“立足当前、着眼长远,需求牵引、重点跨越”的原则,面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求,结合深圳市科技与产业发展基础,以实施“十大行动计划”为抓手,聚焦新一代信息技术、智能制造、新材料、新能源、生命科学与生物技术、航空航天、海洋科技和节能环保等八大领域,规划建设十大重大科技基础设施、十大基础研究机构、十大诺贝尔奖科学家实验室和实施十大重大科技产业专项。重点在5G移动通信、石墨烯、虚拟现实与增强现实、机器人与智能装备、微纳米材料与器件、精准医疗、智能无人系统、新能源汽车、金融科技等方向,开展前沿科学探索、关键技术研发,集中资源全链条着力突破,掌握一批核心共性关键技术,提升城市的核心竞争力。到2020年,实施国家、省、市重大科技技术攻关1000项以上。

  (一)新一代信息技术 

  以建设信息经济为先导的智慧城市、打造国际一流信息港、推动信息基础产业高端化发展为目标,重点研究量子通信、未来网络、类脑计算、人工智能、全息显示等技术;重点突破虚拟现实/增强现实、5G通信、大数据、云计算、嵌入式软件、新型网络、物联网、区块链、集成电路设计及封装测试等核心关键技术;探索量子信息与控制技术、认知神经学、人类行为的计算机模型等技术。努力打造信息产业生态链。

专栏3 新一代信息技术

  1. 虚拟现实/增强现实技术。突破VR/AR显示驱动芯片和渲染芯片等技术;重点突破VR专用芯片、VR专用显示屏、VR专用传感器、3D内容制作及研发、VR沉浸式人机智能交互技术、VR可视计算技术。

  2. 通信技术。发展第五代移动通信、下一代高速光传输、下一代光接入、可见光通信、量子通信,太赫兹通信以及卫星宽带通信等方面技术;重点突破非正交接入技术、自干扰消除技术、信道编解码技术、毫米波通信融合雷达技术、量子保密通信技术等技术。

  3. 大数据技术。发展大数据的获取、清洗、存储、挖掘、展示和安全等关键技术,重点突破大数据获取与质量保证技术,大数据存储与管理技术,大数据处理与分析技术、大数据安全技术。

  4. 云计算技术。研究云操作系统体系结构以及云安全等方面理论和技术;重点突破异构设备的协同计算和虚拟化技术;突破能耗感知的综合调度技术、面向不同行业的高效云应用开发及相应云安全关键技术;研发面向典型关键任务领域的低延迟高可用云计算系统。

  5. 嵌入式软件。突破嵌入式操作系统轻量化、低功耗和构件组件化技术;强化嵌入式系统支撑开发环境集成、智能优化、仿真建模技术研究;支持系统能源管理、混成技术发展;研发以应用为中心的多功能、高可靠、低成本、小体积、和低功耗的嵌入式软件系统。

  6. 新型网络技术。发展新型网络核心技术和体系架构,突破内容中心网络、数据中心网络、天地一体化信息网络等网络关键技术;重点突破网络智能、网络虚拟化和可重构等关键技术;突破天地一体化融合信息网络核心技术。

  7. 物联网技术。研究物联网网络系统架构与传输机制、信息物理系统感知和控制等基础理论体系;突破物联网性能优化、物联网频谱资源精准投放、用户行为感知低耗通信、物联网与可穿戴设备融合、海量感知数据的智能分析与处理等核心关键技术。

  8. 区块链技术。研究模块化与插件化、高性能、数据一致性、互操作等区块链通用技术;突破包括通信、存储及共识机制等核心技术;突破区块链融合的跨数据库中间件、区块链存储平台及数字货币原型技术。

  9. 集成电路设计。力争在极低功耗电路设计技术、高性能多核异构SOC设计技术、面向5G通信的算法和实现技术、超大规模超高性能FPGA及其开发工具设计、高速AD/DA技术、高速硅基光电子技术等芯片实现核心技术方向取得突破。

  10. 集成电路封装与测试。重点支持高密度三维系统集成技术、芯片级封装(CSP)、系统级封装(SiP)、多芯片封装(MCP)、多芯片组件封装(MCM)、堆叠封装(PiP、PoP)等新型集成电路封装测试技术的研发。

  (二)智能制造技术 

  深入贯彻落实中国制造2025〔15〕战略和《深圳市机器人、可穿戴设备和智能装备产业发展规划(2014-2020年)》,重点突破微纳米超精密加工、高性能控制器、传感器、机器学习、无人控制、智慧工厂等关键技术;重点研发先进制造工艺及工业检测设备、精密制造装备及专用成套设备、智能机器人和无人飞行器、无人驾驶车、无人艇等智能无人系统,大力推进制造业向智能化发展。

专栏4 智能制造技术

  1. 先进制造工艺与工业检测技术。重点突破激光加工、3D打印、超精密加工等先进制造工艺技术,研发相关制造装备;突破高性能的位置、力觉、视觉等传感器技术以及工业精密检测技术,研发生产在线监测仪器,产品质量测试仪器。探索石墨烯等新材料的制造工艺与检测技术。

  2 .精密制造装备与专用成套设备。重点突破制造装备精度与可靠性技术。研发高档数控机床,以及主轴电机、数控系统、导轨、光栅尺等关键部件;研发面向光电器件、半导体芯片的成套装备,研发动力电池制造装备和新能源汽车生产线,研发自动化物流成套设备。探索生物制造专用成套装备。

  3. 网络协同制造。重点突破工业信息物理融合、工业大数据技术。研发智慧数据空间、智慧工厂异构集成等关键技术与大数据软件平台,面向3C等行业开展“互联网+”制造业的新型研发设计、智能工程、云服务、个性化定制等应用。探索智能协同制造的复杂网络基础理论。

  4. 智能机器人技术与系统。重点突破伺服电机、减速器、控制器、传感器等基础件技术,突破环境感知、人机交互、学习决策等共性关键技术。研发面向柔性装配、人机协作等生产环节的工业机器人;研发医疗手术和康复机器人以及生活服务机器人;研发面向抢险救灾、能源电力、海洋工程、微纳科学等领域的特种机器人。探索机器学习前沿理论、拟人机器人以及机器人群组协作技术。

  5. 智能无人控制技术与系统。重点突破多模态传感融合、自主控制、任务规划、故障诊断、遥操作等共性关键技术。研发无人飞行器、无人驾驶车、无人艇、无人潜航器、室内AGV等系列自主无人系统,面向城市安全、公共服务及防灾减灾等领域开展应用。探索自主无人控制系统的安全性可靠性关键技术。

  (三)新材料技术 

  围绕重点基础产业和战略性新兴产业对新材料的重大需求,加快新材料技术突破和应用。重点研究电子信息、新能源和生物医药等支撑领域新材料;重点突破先进碳材料、高分子材料和复合材料等优势领域新技术;探索材料基因工程关键技术和材料设计、筛选、应用全流程工艺技术,为深圳新材料产业迈向全球价值链中高端提供有力支撑。

专栏5 新材料技术

  1.电子信息材料。重点研究高端集成电路制造用电子材料、第三代半导体、平板显示和光电/电光转换等材料;重点突破绿色印刷电子材料、新一代透明导电、传感器和压电材料的制备及应用关键共性技术;重点研究大尺寸硅单晶16〕和碳化硅单晶17〕等半导体材料。重点研究电可控及智能超材料,探索曲面微结构超材料的仿真计算。

  2.新能源材料。重点研究锂离子电池正/负极材料、功能电解液及隔膜等关键材料和技术;重点突破基于纳米碳管、新型二维材料、导电高分子及其复合物的超级电容器关键技术;重点突破高效太阳能薄膜电池材料和技术;探索燃料电池、金属空气电池等高能量密度和功率密度的下一代动力与储能电池材料制备及应用技术。

  3.生物医用材料。重点研究可降解材料在心血管、骨科等领域的降解调控、降解产物的体内代谢及其生物安全性改良技术;重点突破可降解金属材料的精密管材超细晶加工、表面改性和可降解高分子材料的改性加工技术;探索激光加工、离子注入、3D打印、微弧氧化等新技术在医用材料领域的应用。

  4.先进碳材料。重点研究常规碳材料的高附加值改性加工和应用技术、单壁碳管批量生产和物性调控技术;重点突破高强度碳纤维材料和金刚石及类金刚石薄膜制备技术。重点研究高质量石墨烯绿色低成本制备技术,重点突破石墨烯在新能源领域及先进功能材料领域的应用技术,探索新型二维材料的前沿制备及应用技术。

  5.高分子材料。重点研究生物降解环境友好材料、低表面能防污材料、新型阻燃材料和发泡材料;重点突破超高分子量聚合物材料体系的核心技术;重点突破3D打印专用光敏树脂和工程塑料的研究。

  6.复合材料。重点研究树脂基、陶瓷基等非金属基复合材料和铝/钛/镁等金属基复合材料;重点突破以高性能纤维、碳纳米管、功能性颗粒为增强体的先进复合材料的核心技术;探索新型碳材料与传统材料的复合应用研究。

  7.材料基因工程。重点研究以材料基因芯片为核心的物化特性实时、高通量表征技术;重点突破机器学习在高通量实验及高通量计算产生的密集数据处理技术;探索超材料基因组研究;重点突破先进结构材料和功能材料从筛选至应用的全流程工艺技术。

  (四)新能源技术 

  围绕能源结构优化发展需求,促进新能源技术提升和应用。重点研究新能源汽车、核电、可再生能源等领域的关键点突破燃料电池和氢能关键技术;探索能源互联网先进理论和核心技术。

专栏6 新能源技术

  1.新能源汽车关键技术。重点研究整车集成和机电耦合系统控制技术;重点突破新能源汽车轻量化和电池热管理技术、高能量密度/高安全性动力电池技术和超级电容/动力电池协同互补技术;探索废旧动力电池的修复和回收、功率组件高密度集成、电池热-电耦合和智能辅助驾驶等技术。

  2.核电技术。重点研究先进核燃料组件、海上小型堆、核电站智能建造与智慧运营;重点突破加速器驱动先进核能系统、放射性废物减容与减害、核废料处理和乏燃料循环等关键技术;开发安全防护监测系统、实时保护系统等核电配套设备。

  3.太阳能、风能、生物质能利用技术。重点研究新型太阳能电池、中小型风机、生物质能等技术;重点突破新型高效率风电装备、大容量生活垃圾焚烧炉等关键技术;探索太阳能热电联用、风机智能化设计模拟、沼气发电及生物柴油技术的研发。

  4.燃料电池技术。重点研究燃料电池关键材料、电堆、系统集成技术和高效制氢技术;重点突破燃料电池诊断方法、过程机理模型和电池寿命预测及提高方法等技术;探索高压氢气加注、加氢站智能安全管理等技术。

  5.能源互联网。重点研究微网与大电网互联、智能电网按需供电运行和自我保护技术;重点突破分布式发电功率预测、电能质量控制、电能优化及调度控制技术;探索能源互联网路由器、智能电网实时检测、负荷需求预测和优化调度技术。

  (五)生命科学与生物技术 

  围绕健康中国建设需求,以提升全民健康水平为目标,力争在脑与认知科学、健康保障等重点方向上有所突破。重点研究重大疾病预防干预、生殖健康及出生缺陷防控、创新药物开发、医疗器械国产化等人口健康关键技术;重点突破数字生命、精准医疗等前沿交叉领域关键技术;加强生命科学研究、疾病防治技术及推广和临床新技术产品转化应用,为加快提升卫生与健康水平,实现生命经济新突破提供强有力的科技支撑。

专栏7 生命科学与生物技术

  1. 脑科学与类脑研究。重点分析模式动物和人类基因组信息,研究脑认知的基本规律和重大神经精神疾病发病机理。整合神经网络示踪技术、高时空精准的神经调控和脑功能读取技术,研发中枢神经再生和康复技术等新技术。

  2. 合成生物学技术。重点研究生命体系定量预测、合成再造和人工调控的技术,建立人工干预和调控途径;核心突破基因组人工合成新技术;促进合成生物学技术在诊断与治疗中的应用。

  3.生命信息技术。开展大规模队列研究,加快生命信息数字化,重点提升生命信息挖掘能力,建立覆盖全方位全周期的生命信息大数据,促进生命信息在健康管理和疾病诊疗中的应用。

  4. 基因检测分析。重点提升新一代基因测序能力与超大规模组学数据的计算与分析能力,核心突破下一代基因组测序技术,多组学的分析技术,推动构建完整的多组学数据库和生物样本库。

  5. 生物治疗技术。重点发展基因治疗、免疫细胞治疗、干细胞治疗等新型治疗技术。积极推进深圳综合细胞库、区域细胞制备中心、临床研究协同网络的建设。

  6. 医学影像技术。重点研究具有自主知识产权的新一代高场MRI、PET、CT以及多功能医学超声、生物光学、医学光声及内窥成像等关键部件和多模态医学成像仪器系统。重点突破静态X光源、高灵敏换能器/探测器、超声神经调控、PET-MR融合技术、快速高分辨磁共振成像、多通道并行发射射频等制约高端医学影像装备核心技术。探索多模态靶向分子影像、超分辨光学、人工智能影像等前沿技术。

  7. 生物医学传感与监护技术。重点研究生理参数监测新技术、新型低功耗高灵敏生物传感器及关键元器件;研发面向个人的健康监测、神经功能重建及感知关键技术等康复医疗器械。重点突破先进医学传感器核心技术。探索纳米发电机驱动植入传感器/起搏器技术、微纳米手术/给药智能化机器系统、类皮肤柔性生物电子等前沿技术。

  8. 体外检测、培养与诊断技术。重点研究液体活检、微纳流控技术及光电检测技术,研究快速、高灵敏的临床病理精准诊断技术,发展针对疾病诊断、干细胞、药物筛选、遗传病及环境、食品检测等的新型诊断试剂、技术和设备。重点突破高通量、微量、快速、低成本的生化分析仪、干细胞培养仪和基因检测仪等生物测量仪器。探索极微量生物检测技术、基因/标志物/影像/病理信息融合、全链条精准诊断与远期预警技术。

  9组织工程与植入介入性医疗器械。重点研究基于新型材料或制造工艺的组织工程产品以及介入医疗器械领域的核心关键技术;重点发展用于组织再生及替代的生物医用材料,促进组织修复、功能重建的生物材料的设计和开发;发展先进的激光/声波/太赫兹生物成像与治疗技术,开展相关仪器设备攻关。

  10生物育种技术。建立主要农作物及经济藻类植物特异种质资源安全保存、基因源分析与种质创新技术体系。重点突破杂种优势利用,分子设计育种等现代种业关键技术,定位高产、优质、抗逆、抗病虫等重要性状基因,获得可供育种利用的分子标记。

  (六)航空航天技术 

  在航空领域重点开展航空发动机关键部件制造技术、航空电子关键零组件及集成技术、微小卫星关键技术、深空测控与通信技术、空间环境能源供给技术、航天生态控制与健康监测技术和航空航天先进材料等核心技术研究,取得一批国际领先、填补国内空白的技术成果,为保障国家安全提供技术支撑。

专栏8 航空航天技术

  1. 航空发动机关键部件。围绕航空发动机材料、制备和工艺,重点研究高超纯净高温合金母合金制备技术、超细3D打印用粉末高温合金制备技术;重点突破高效气冷涡轮叶片精密铸造技术及修复工艺、双性能粉末冶金涡轮盘的设计与制备等关键技术;探索新一代发动机研制过程的新方法。

  2. 航空电子关键组件与集成技术。 重点突破关键机载电子设备系统集成、地空通信、人机智能交互、基础元器件材料及工艺等核心技术,布局陀螺仪、航空航天用微电机系统及核心零组件技术。

  3. 微小卫星关键技术。围绕微小卫星信息、轨控、导航、服务以及新型载荷机理,重点研究卫星重构技术、微小卫星离轨技术、新型X射线探测器机理研究及导航应用技术、天地一体化卫星智能服务技术等。重点突破低轨短数据通信卫星星座系统、脉冲星导航空间基准星座系统、光学遥感纳星星座系统等,探索可型谱化的新体制微小卫星、新型载荷及高品质服务新思路。

  4. 宇航空间机构及控制技术。重点研究适应宇航空间复杂操作任务的空间机构构型创新设计与在轨控制、空间机械臂可重构设计理论与方法,突破空间目标捕获的关键技术。

  5. 空间环境能源供给技术。围绕空间能源的获取、传输、配送研究方向,重点研究复杂天文环境下长时间飞行及巡视能源供给问题,重点解决适用于空间环境的高效率、高可靠、长寿命的功率变换技术以及空间新能源技术,探索极限环境下提供极致性能能源供给的新途径、新方法,并可辐射至高危环境下的生命保障等领域。

  6. 航天生态控制与健康监测技术。重点突破特殊环境大气调控、可再生能源、水质安全与深度净化等环境控制技术,重点解决穿戴式健康监测、微流控体液检测、个体化健康预警等健康监测技术,探索生态控制的新机理、新技术,为便实时便捷健康监测提供新的手段。

  7. 航空航天材料及应用技术。围绕航空航天领域对特殊材料的需求,重点研究高性能增强纤维、先进树脂基复合材料、高性能陶瓷基复合材料、功能涂层材料等高性能复合材料,以及高温合金材料、高端轻质高强度金属材料等先进高分子材料产品,推进新材料在关键零部件的应用,探索可在航空航天领域产生颠覆性创新的新材料新技术相关科学问题与应用研究。

  (七)海洋科技技术 

  围绕全国海洋经济科学发展示范市及深圳海洋综合管理示范区建设任务,实施国家海洋工程装备应用示范工程,重点研究海洋资源高效可持续利用适用技术,支持大型海洋工程装备的研发与制造,构建立体同步的海洋观测体系,加强海洋科技创新平台建设,为深入认知海洋、合理开发海洋、科学管理海洋提供有力的科技支撑。

专栏9 海洋科技技术

  1. 海洋环境监测技术重点研究海洋环境自动监测技术、近岸海域生态修复技术,重点突破近海环境质量监测传感器和自动化仪器装备、深远海自动化观测仪器装备,提升海洋环境灾害的监测和防治能力。

  2. 海洋资源高效开发利用技术重点研究渔业加工废弃产品再利用技术、海产品精深加工技术、海水淡化技术,探索天然气水合物开发、海洋矿产等新型资源开发利用关键技术。

  3. 海洋信息技术。重点研究海洋空间数据获取、多元数据复合与同化、海洋环境仿真技术。发展海洋探测传感技术,重点突破光纤水听器及其阵列技术、水下成像关键技术、采样和信息远程传输技术等。

  4. 海洋工程技术与装备。重点研究海洋油气开采与配套技术,深海资源勘探与水下作业技术,跟踪水下运载工具、高比能量动力装置等关键技术。

  5. 海洋生物产业。重点研究海洋天然生物材料技术、海洋微生物资源开发利用技术、海洋生物基因育种技术、海洋生物工厂化养殖及深加工技术、药源及高价值的海洋生物健康养殖技术、海洋生物贮运与保鲜技术,研发新型海洋药物及制品。

  (八)节能环保技术 

  围绕可持续发展和改善民生的迫切需求,突出深圳海绵城市建设及生态文明建设工作重点,重点研究清洁低碳、安全高效的节能环保技术,形成源头控制、清洁生产、末端治理和生态环境修复的成套技术;重点突破高效节能、环境治理、生态修复等重大共性关键技术,提高生态环境检测立体化、自动化、智能化水平,加大工业化建造、GIS和BIM、无线通信与监测、信息实时分析等技术在节能环保领域应用,为我市环境污染控制、环保产业竞争力提升提供科技支撑。

专栏10 节能环保技术

  1. 节能技术。重点研究高效节能变频调速控制、空气源热泵、稀土永磁电动机、节能风机等技术;开发新型节能建筑材料、LED光电等产品和高效节能电器、节能监测、余热余压利用、节能型锅炉窑炉等设备。

  2. 资源循环利用。重点研究汽车零部件和机电产品再制造、工业和建筑固体废弃物资源综合利用等技术,重点突破生物质废弃物和再生资源循环利用、海水淡化等技术。

  3. 水环境保护重点研究黑臭水体治理技术、废水深度处理技术、地下水污染修复技术、饮用水安全保障技术、污泥无害化资源化处理技术、重点污染源环境风险预警及应急处置技术、城市径流污染防治技术等。

  4. 大气污染防治。重点发展烟气减排与处理技术、挥发性有机物减排技术、机动车尾气治理技术,开展大气污染物迁移转化规律、源识别方法、大气污染与人体健康关系等研究。

  5. 土壤污染防治与修复。重点突破土壤典型污染物检测技术、土壤及地下水污染阻隔技术、污染场地安全利用技术,研制功能材料、土壤调理剂、修复药剂和土壤污染快速检测设备,开展土壤污染物迁移转化规律、污染生态效应等研究。

  6. 固体废弃物处理处置与资源化。重点研究建筑垃圾处置技术、新能源汽车废旧电池循环利用技术、餐厨垃圾处置技术、垃圾飞灰无害化处置技术、城市污泥与河道底泥利用技术等。

  7. 物理环境提升。重点研究改善城市通风和热环境技术方法、区域物理环境预测评估技术,研究室内环境与人体健康的关系,开发室内环境净化和在线监测技术等。

  8. 生态保护与修复。重点研究近岸海域生态修复技术、红树林湿地污染防治与生态保护技术、城市生态修复治理技术,研究海岸带生态系统退化机理、生态稳定维持理论、“海绵城市”建设开发规划设计方法等。