求生存也要仰望星空：華為勾勒邁向智能世界2030的9大技術挑戰與研究方向

4月13日哲學家黑格爾曾說：“一個民族只有有那些關注天空的人，這個民族才有希望。如果一個民族只是關心眼下腳下的事情，這個民族是沒有未來的?！?/p>

今天，就在外界都以為重壓之下的華為還在努力追求當下的生存之時，華為董事、戰略研究院院長徐文偉在2021華為全球分析師大會上的一個發布，向來自全球的400多名行業分析師、財經分析師、各行業意見領袖及媒體展示了一個“仰望星空”的華為。

在題為“邁向智能世界2030——技術挑戰與研究方向”的開場主題演講中，他從人類社會發展面臨的兩大根本主題出發，給出了華為心目中的三個可持續發展之道，并基于世界構成的三要素，洞察總結出未來十年人們需要突破的九大技術挑戰和研究方向，展示了華為心目中未來十年全產業需要努力到達的“詩與遠方”。

最后他呼吁產、學、研各界精誠合作，以開放包容、協同創新的機制，匯集全人類的智慧和創新能力滿足需求并解決問題——這與當下某些國家制造割裂、“逆全球化”的做法形成強烈反差，引發線上線下廣大與會者的熱烈反響！

人類社會發展的兩大根本主題，與華為眼中的三個可持續發展之道

徐文偉開篇明義指出，人口老年化與能源消耗加快是人類社會發展面臨的兩大主題挑戰。

聯合國報告顯示，2030年全球將有86億人口，其中65歲以上人口占比將超過12%，25歲以下的人口比例則持續下降，由此帶來的人口老齡化和勞動力不足將成為社會發展的巨大挑戰。

與此同時，全球能源消耗卻正以每年1.7%的速度在快速增長。報告統計自18世紀以來，人類能源消耗增長了22倍，其中不可再生的化石能源占比高達85%，而其他新興能源還沒做好擔當主力的準備。

面對這兩大根本挑戰，徐文偉認為低碳化、電氣化、智能化是可持續發展的必由之路，而且未來十年內就必須做出較大的成績。

華為預測，2030年以太陽能、風力發電為代表的可再生能源占比將超過50%；電動汽車銷量占比將超過50%，使得電氣出行成為主力；家用智能機器人使用率將超過18%，AI將大幅解放生產力和提高生產效率。

突破極限擁抱未來，需從世界構成的三要素理解未來挑戰與方向

同時需要注意的是，今天的努力不僅僅是為了解決過去的問題，不能忘記當下的世界也正在高速發展，人們對更強能力、更高效率、更佳體驗的追求越演越烈，永無止境，這要求產業各界立足當下做面向未來的規劃時必須不斷突破極限，擁抱未來。

徐文偉強調，人類以及人類通過使用當前科技手段而獲得的能力，與自然界的其他動物相比，并不總是領先。比如，雖然現在手機攝像頭的能力已經達到100倍變焦，但是離蜘蛛肉眼對物體輪廓和運動計算能力還有很大差距。如果能學到蜘蛛眼睛的能力，那么就可以制造出滿足自動駕駛需求的更好的攝像頭。

再比如，螞蟻僅用0.2毫瓦的功耗，就可以做包括打洞筑巢、交朋友、打架和養蚜蟲等很多事，其計算效率遠超現在AI領域的深度神經網絡訓練。如果可以深入學習和借鑒螞蟻大腦的運作方式，業界或可發現更低功耗、更高效率的新型計算。

如是種種，人們總是希望擺脫身體的限制，提升感知能力；超越生物的智慧，實現新的計算；跨越空間的障礙，實現身臨其境；拓展認知的極限，開發介觀（介于宏觀和微觀之間的狀態）器件……最終獲得能力、效率、體驗的不斷升級。

未來是廣袤無垠的星辰大海，那么如何開啟通往未來的道路呢？徐文偉認為可以從世界構成的三要素去理解未來的挑戰與方向。他指出，物質、能量、信息是世界構成的三要素，是人們把握未來挑戰和方向的出發點。物質是本源的存在，能量是運動的存在，信息是聯系的存在。

展望2030年，聯接數量將達到千億級，5G速度將達到10Gbps，算力將實現100倍提升，存儲能力將實現100倍提升，可再生能源的使用將超過50%……這要求，圍繞信息和能量產生、傳送、處理和使用的全流程，技術都需要不斷演進以提供支撐。

9大技術挑戰和發展方向，讓聯接更強、計算更快、體驗更好、能源更綠

基于上述邏輯與預測，徐文偉發布了華為眼中未來十年的9大技術挑戰和發展方向，包括：

挑戰1：定義5.5G，支撐未來千億規模的多樣性聯接；

挑戰2：在納米尺度上駕馭光、實現光纖容量指數級增長；

挑戰3：走向產業互聯，網絡協議必須優化；

挑戰4：通用算力遠遠跟不上智能世界的需求，必須打造超級算力；

挑戰5：從海量多模態的數據中高效地進行知識提取，實現行業AI的關鍵突破；

挑戰6：突破馮諾依曼限制，構建百倍密度增長的新型存儲；

挑戰7：將計算與感知結合，實現多模交互的超現實體驗；

挑戰8：通過連續性的健康監測實現主動健康管理；

挑戰9：構建智慧能源互聯網，實現綠色發電、綠色儲電和綠色用電。

歸納總結這9大技術挑戰和發展方向，不難發現其目的就是讓聯接更強、計算更快、體驗更好、能源更綠，滿足人們面向智能世界2030的訴求。

首先看聯接。挑戰1、2、3分別是從聯接數量、聯接容量、聯接協議三個層面去識別技術挑戰和探尋發展方向的。

數量的挑戰來自萬物互聯，這要求不僅要聯接所有的人，還要聯接海量的物，而連接物的需求是多種多樣的，需要多樣性的聯接。以5G為例，面向智能世界2030，當前5G定義的三大場景（對應三大能力）很難支撐多樣性的物聯場景需求，對那些同時需要兩種能力的場景（比如某些工業物聯應用既要海量聯接又要上行大帶寬），必須增加新的能力。華為倡導的應對方案是定義5.5G，把5G場景“三角形”變成5.5G場景“六邊形”，新增UCBC（上行超寬帶）、RTBC（實時寬帶交互）、HCS場景（通信感知融合），從而更好地支持多樣性聯接。

容量的挑戰來自大帶寬/超大帶寬應用的發展普及，包括4K/8K超高清視頻、VR/AR/MR等應用，它們對作為聯接骨干的光纖提出了挑戰。比如，當前一根光纖可承載100萬人觀看4K視頻，到2030年要承載100萬人欣賞MR，單纖容量要提升10倍，超越100T。對此華為倡導在納米尺度上駕馭光，端到端、多維度創新光纖通信技術，實現單纖容量十倍甚至百倍增長。

協議的挑戰來自產業互聯網的更高要求，包括確定性、安全性、靈活性等，網絡協議必須實現從消費互聯網時代的盡力而為升級到產業互聯網時代的端到端SLA、靈活定義IP地址長短等能力，才能聯接一切事物。

其次看計算。智能世界，如果說聯接決定了廣度，那么計算便決定了強度。挑戰4、5、6是正從計算所需的算力、AI、數據存儲角度去識別技術挑戰和找尋發展方向的。

算力層面，面向2030，算力需求將增長100倍，但當前單核CPU性能每年提升率已從50%下降到10%，并且通用計算在特定領域效率低下，無法提供超級算力以支撐智能世界的運算需求。為此華為倡導一方面在數字計算維度構建CPU、GPU、xPU共存的多樣性算力，另一方面也探索諸如光子計算等模擬計算在特定領域的應用。

AI層面，智能世界離不開AI， AI應用碎片性與AI的可信問題不可回避。華為倡導通過構建通用的AI系統、把AI與科學計算交匯、打造可信AI等方式，從海量多模態的數據中高效地進行知識提取，實現行業AI的關鍵突破。

數據存儲層面，面對智能世界2030的數據大爆炸，存儲需要存得下、用得好，這要求當前存儲系統單位空間和能耗下的存儲密度要提升100倍，PB級數據訪問帶寬的訪問時延要從ms級降到us級，性能密度提升百倍。為此華為倡導通過存儲介質和存儲架構創新，打破容量墻、性能強，構建百倍密度增長的新型存儲系統。

再次看用戶體驗。挑戰7、8分別從極致用戶體驗和生命健康關懷的角度識別了技術挑戰和發展方向。

極致用戶體驗層面，毫無疑問，智能世界的體驗將更上一層樓，超現實體驗將成為現實。所謂超現實體驗，就是虛擬世界與真實世界的無縫融合，打通聽覺、視覺、觸覺、嗅覺，實現人與數百種邊緣設備之間的多模交互，準確地感知和還原世界，并在虛實結合的世界中理解用戶的意圖。為實現目標，華為倡導將用戶所處的環境整體作為一個超級計算機對待，依托語言、觸覺、光感、腦機等多模傳感器進行信息采集和傳輸，識別用戶意圖，并通過裸眼3D、全息投影、AR隱形眼鏡、數字嗅覺和數字觸覺等技術呈現給用戶。

生命健康關懷層面，人口老齡化帶來了更多慢性病。據統計，85%的死亡是由于慢性病，而慢性病必須進行實時檢測。必須攻克需要醫療級水平的可穿戴設備，如無創血糖、連續血壓、連續心電等測量。為此華為倡導結合云服務和人工智能技術，為個人打造一個完整個人健康大數據平臺，實現主動健康管理；通過腦機接口、肌電接口、可穿戴機器人等，實現從被照顧到自主管理，提升老年人的幸福感。

最后看能源。當前在“碳達峰、碳中和”的引領下，全球能源供給加速向新能源轉型，同時也帶來了發電、儲能以及用電的新挑戰。這其中，發電從集中式向分布式演進，新能源電力須配備儲能的緩沖池，用電場景處處需要向零碳看齊……這些都需要一張雙向交互、智能調度、實時監測的智慧能源互聯網給予支撐。為此華為倡導以比特賦能瓦特，通過管理技術、控制技術、儲能技術、電力電子基礎技術的創新與應用，實現綠色發電、綠色儲能和綠色用電。

當然，人口老年化與能源消耗加快是人類社會發展面臨的共同挑戰，智能世界2030也就不是某一國某一企的2030，因而突破極限擁抱未來需要全世界產業各界一起努力。正如徐文偉最后強調，“為了滿足人類發展的需求以及解決所面臨的問題，我們需要匯集全人類的智慧和創新能力，必須以開放包容、協同創新的機制，跨越挑戰。想象未來靠科幻，創見未來靠科技，我們必須把工業界的問題、學術界的思想、風險資本的信念，整合起來，協同創新，共同打造智能世界2030。”

求生存也要“仰望星空”，華為相信科技、投入科技的定力令人動容

回到開篇黑格爾關于民族未來的論斷，其實對企業、行業、產業乃至整個人類經濟社會來說，又何嘗不是如此！過去100多年來，正是人類持續“仰望星空”，從未停止對未知世界的探索，方才有了三次工業革命塑造下現代社會的偉大與輝煌。

當前正處在第四次工業革命的關鍵時刻，然而芯片短缺已開始影響各行各業。分裂之下人人自危，主要經濟體被迫走向獨自構建供應鏈閉環的逆行之路，帶來重復投資、資源浪費、能耗增加、環境污染等一系列問題，與進行中的第四次工業革命以及聯合國制定的可持續發展目標背道而馳。此時此景，艱難求生存的華為站出來重申人類面臨的根本問題，識別技術挑戰并提出解決之道，呼吁全人類聯合起來邁向智能世界2030，意義深遠！

數據顯示，在最艱難的2020年，盡管營收增速降到較低水平，但華為絲毫沒有停下投資技術的步伐，全年研發支出高達1419億元，占年收入的比例達到15.9%。過去十年，華為總體研發支出已超過7200億元，技術專利高居全球前列。這份相信科技、投入科技的定力，令人動容！

燈塔倒塌了，總得有人舉起火把，為萬千個人、家庭和企業組織邁向智能世界，為人類社會可持續發展照亮前行之路。“想象未來靠科幻，創見未來靠科技”，面向未來，無論是深入行業的數字化轉型與智能化升級，還是仰望星空的前沿技術研究與科學探索，很慶幸我們還有華為這樣的樂觀派在筑基、在耕耘、在牽引，也殷切期待更多企業和組織加入進來，腳踏實地又“仰望星空”，充分相信并發揮技術對社會的推動作用，共創人類命運共同體的美好未來！

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