來源:盤古論今2021
據美國《華爾街日報》網站3月7日報道，中國制定計劃，要在今后5年里加快從芯片、人工智能到量子計算等先進技術的研發。
報道援引經濟學家和業內分析人士的話說，中國“十四五”規劃引人注目的一點是對先進技術和創新的強調。它還提到了中國對2035年的設想，屆時該國有望在核心技術上取得重大突破，并設法躋身全球最具創新能力的國家之列。
報道指出，“十四五”規劃綱要草案列出了被認為對中國的國家安全和整體發展至關重要的七大科技前沿領域，其中包括：新一代人工智能、量子信息、集成電路、基因與生物技術、腦科學與類腦研究、臨床醫學與健康、深空深地深海和極地探測等。中國計劃通過創建國家實驗室并支持學術項目等來孵化和扶持其中一些技術。所謂七大領域具體有哪些呢？
一、新一代人工智能
Facebook認為，決定未來三大支柱其中一個就是AI，另外兩個我們看到也很精彩就是AR/VR。
IBM的watson醫療診斷系統已經在中國開始進行實踐。美國五大科技巨頭之前宣布成立一個AI聯盟，進行AI方面的計算研究和推廣。事實上，中國的公司百度早在AI進行了專業布局。阿里也在AI方面轉向非常快。再比如杭州的海康威視作為全世界最大生產攝像頭的公司，已經開始推出智能化攝像頭，把深度學習的芯片和攝像頭連在一起，華為公司也在AI布局，特別是在自然語言理解方面。
美國國家科技委設立了AI和機器學習專業委員會，來指導全美各界的行動。此后，美國聯邦再次出臺了一個政府報告，國家AI研發戰略規劃，并且認為AI現在正處于新浪潮的初始階段。
在歐洲，英國發布了《AI未來的決策，制定的機遇和影響》；法國制定了《國家人工智能戰略》；德國頒布了全國第一部自動駕駛的法律。日本準備在未來10年投入100億日元，用于4個領域的AI的發展，其中包括基礎設施、人才培養、醫療保健和農業等4個領域。英國媒體報紙顯示，美國斯坦福、MIT、CMU、伯克利等4所名校AI的博士起薪已達到200萬美元以上，遠遠超過互聯網精英人才的起薪20萬美元，充分說明AI的人才的重要性。
引人注目的中國科技部《新一代人工智能發展規劃》確立了“三步走”目標到2020年，人工智能總體技術和應用與世界先進水平同步;
到2025年，人工智能基礎理論實現重大突破、技術與應用部分達到世界領先水平;
到2030年人工智能理論、技術與應用總體達到世界領先水平，成為世界主要人工智能創新中心。
人工智能（英語：Artificial Intelligence，縮寫為AI）也稱機器智能，指由人制造出來的機器所表現出來的智能。通常人工智能是指通過普通計算機程序來呈現人類智能的技術。
AI的核心問題包括構建能夠和人類似甚至超越的推理、知識、規劃、學習、交流、感知、移物、使用工具和操控機械的能力等。當前有大量的工具應用了人工智能，其中包括搜索和數學優化、邏輯推演。而基于仿生學、認知心理學，以及基于概率論和經濟學的算法等等也在逐步探索當中。
思維來源于大腦，而思維控制行為，行為需要意志去實現，而思維又是對所有數據采集的整理，相當于數據庫，所以人工智能最后會演變為機器替換人類。
美國麻省理工學院的溫斯頓教授關于人工智能的說法簡單明了：“人工智能就是研究如何使計算機去做過去只有人才能做的智能工作。”人工智能是研究人類智能活動的規律，構造具有一定智能的人工系統，研究如何讓計算機去完成以往需要人的智力才能勝任的工作，也就是研究如何應用計算機的軟硬件來模擬人類某些智能行為的基本理論、方法和技術。
人工智能是計算機學科的一個分支，二十世紀七十年代以來被稱為世界三大尖端技術之一（空間技術、能源技術、人工智能）。人工智能也被認為是二十一世紀三大尖端技術（基因工程、納米科學、人工智能）之一。這是因為近三十年來人工智能獲得了快速發展，在很多學科領域都獲得了廣泛應用，并獲得了豐碩的成果，人工智能已逐步成為一個獨立的分支，無論在理論和實踐上都已自成一個系統。
國際上普遍認為人工智能劃分為三類：弱人工智能、強人工智能及超級人工智能。弱人工智能：就是利用現有智能化技術，來改善一些技術條件和發展功能。強人工智能階段十分接近于人的智能，因為需要腦科學的突破，國際上普遍認為這個階段要到2050年左右才能最終實現。超級人工智能，是腦科學和類腦智能有了極大發展后，人工智能就成為一個超強的智能系統。
從技術發展看，從腦科學突破角度發展人工智能，目前還具有很大的局限性。《規劃》中的新一代人工智能，是建立在大數據基礎上的，受腦科學啟發的類腦智能機理綜合起來的理論、技術、方法形成的智能系統。
跟之前相比，新一代人工智能不但能夠以更高水平接近人的智能形態，而且還能以提高人的智力能力為主要目標來融入人們的日常生活。比如跨媒體智能、大數據智能、自主智能系統等。在越來越多的一些專門領域，人工智能的博弈、識別、控制、預測甚至超過人腦的能力，比如人臉識別技術，新一代人工智能技術正在引發鏈式突破，推動經濟社會從數字化、網絡化向智能化加速躍進。
中國在人工智能領域取得重要進步，比如國際科技論文發表量和發明專利授權量已位居全球第二，在部分領域核心的關鍵技術上實現了重要突破。在語音識別、視覺識別技術方面處于世界領先水平，在自適應自主學習、直覺感知、綜合推理、混合智能和群體智能等初步具備跨越發展的能力；在中文信息處理、智能監控、生物特征識別、工業機器人、服務機器人、無人駕駛等方面已逐步進入實際應用。人工智能創新創業日益活躍，一批龍頭骨干企業加速成長，在國際上獲得廣泛關注和認可。
值得一提的是，人工智能+物聯網+大數據+云計算是四位一體的，未來智能時代的基礎設施、核心架構就是基于這四個方面，因此，上升為國家戰略層面是必須的。
人工智能發展進入新階段。經過60多年的演進，特別是在移動互聯網、大數據、超級計算、傳感網、腦科學等新理論新技術以及經濟社會發展強烈需求的共同驅動下，人工智能加速發展呈現出深度學習、跨界融合、人機協同、群智開放、自主操控等新特征。大數據驅動知識學習、跨媒體協同處理、人機協同增強智能、群體集成智能、自主智能系統成為人工智能的發展重點，受腦科學研究成果啟發的類腦智能蓄勢待發，芯片化硬件化平臺化趨勢更加明顯，人工智能發展進入新階段。
美國《大西洋》月刊網站2019年的報道，人工智能促進會現任主席蘇巴勞·卡姆巴哈帕蒂說：現在中國研究人員對年會來說已經不可或缺，沒有他們的參與，會議就開不成。因此會期必須重新安排。
在這個歷來由美國主導的年會上，中國研究人員表現出色。中美兩國的研究人員貢獻的、獲得認可的論文數量不相上下。蘇巴勞說：“僅僅三四年前，情況還截然不同，這是十分出人意料的，令人印象深刻。
中國在人工智能研究領域中的快速崛起引起了人們的關注。2018年10月，時任美國總統奧巴馬公布了一項人工智能研究的“戰略計劃”。該計劃稱，在“深度學習”——人工智能研究中一個十分熱門的子領域——方面發表的期刊文章數量上，美國不再是世界領先。而超越美國的國家當然就是中國。
中國的科技公司在人工智能上加大押注。比如百度、滴滴和騰訊等公司早就全都建立了自己的人工智能研究實驗室。 百度首席科學家吳恩達曾經說：“我很難想到有什么行業是我們無法利用人工智能來徹底改造的。”
盡管中國人工智能的研究量顯著增長，但絕大多數的基礎性突破都來自于美國研究人員。
美國早在2013年就開始發布了多項人工智能計劃，2016年，更是加緊了對人工智能的開發，發布了多項戰略規劃。比如在美國防部召開的空、天、網會議上，美國防部長指出，“第三次抵消”戰略要素要利用人工智能和自主技術的進步，使美軍重新獲得作戰優勢并強化常規威懾。
特別值得關注的是，2016年10月美國國家科技委連續發布了兩個重要戰略文件《為人工智能的未來做好準備》和《國家人工智能研究與發展戰略規劃》，將人工智能上升到了國家戰略層面，為美國人工智能的發展制定了宏偉計劃及發展藍圖。
值得一提的是，以深度學習為主要標志的人工智能正在迎來第三次偉大的復興。美國很多著名IT跨國企業，比如谷歌、Facebook、微軟、IBM等，都將AI作為企業的核心戰略，并持續投入巨資并招聘領軍人才，強力涉足AI領域。美國在大數據、超級GPU服務器與類腦芯片的突飛猛進，產業與學術的距離正在逐步縮短，有專家預測，未來2~5年，人工智能應用與產業發展，將會迎來真正的爆發期。
事實上，美國在人工智能的研究領域一直處于全球最前沿，除聯邦研究基金和政府實驗室的支持之外，政府也高度重視。在人工智能研究領域，美國總統奧巴馬提出將采取輕干預、重投資，特別是在基礎和應用領域等，一旦技術更加成熟，政府將會深入介入。
2016年10月發布的《為人工智能的未來做好準備》和《國家人工智能研究與發展戰略規劃》，兩份報告詳細闡述了人工智能的發展現狀、規劃、影響及具體舉措，據于此，美國五角大樓已將人工智能置于維持其主導全球軍事大國地位的戰略核心。
中國的5G技術遙遙領先美國，中國正在快速發展的人工智能（AI）技術事實上也是美國的重點關注的對象。
盡管世界上普遍都認為美國在人工智能領域排名世界第一，比如聯合國世界知識產權組織（WIPO）2019年的研究報告就顯示，美國科技巨頭擁有的人工智能專利數量是最多的，其中位居全球前2名的IBM和微軟全部都是美國企業。
但由于中國近年來加速發展人工智能技術，并已發布《新一代人工智能發展規劃》，制定規劃到2030年，中國的人工智能理論、技術與應用總體達到世界領先水平，并成為世界主要的人工智能創新中心。
美國哈佛大學教授艾利森（Graham
Allison）宣稱，在人工智能領域，中國“有望在未來10年超越美國”。華爾街日報在日前也分析說，推動人工智能發展的最大驅動力是人才。而美國之所以在人工智能研究領域處于世界領先水平，最大的原因是美國有能力吸引全世界最優秀的科研人員。
華爾街日報觀點指出，招攬最優秀的中國學生和科學家到美國做科研，才是確保美國領先的最好辦法。據美國保爾森研究所旗下智庫MacroPolo的數據顯示，負有盛名的AI大會（神經信息處理系統進展大會）2020年推廣的論文中，其中近30%的作者是在中國讀的本科學位，這個比例已經超過美國在內的任何一個國家。而且這些來自中國的人才大多數迄今都居住在美國并為美國企業和高校工作。
若從論文作者的所屬單位上看，最多的屬于美國的谷歌、斯坦福大學、卡內基·梅隆大學、麻省理工和微軟研究院，反觀中國卻僅有清華和北大擠進世界前25名。也就是說，盡管人工智能領域的中國人才是最多，但最終研究成果大多屬于了美國。
未來人工智能勢必是一個戰略性的領域，值得深思的是我們中國的AI人才卻在美國工作且間接地增強了美國的未來競爭力。目前與美國相比，中國人工智能在整體發展水平上仍存在一定的差距。因此，當務之急是更好地留住我們的人才。
美國國家安全委員會人工智能主席、前谷歌首席執行官埃里克·施密特曾經表示，他認為迫切需要一項發展人工智能技術的國家戰略，以應對來自中國日益激烈的競爭。特別是他還大聲疾呼，美國缺乏一種全國性的“不惜一切代價”的原則來推進并在全球人工智能競爭中占據主導地位。
人工智能概念是在上世紀50年代誕生，是一門融合了數學、計算機科學、統計學、腦神經學和社會科學的前沿綜合性技術。它最終的目標是希望計算機可以像人一樣思考，替代人類完成識別、分類和決策等多種功能。人工智能在今天已經應用到社會經濟和軍事上的各個層面，其中，人工智能的核心——芯片至關重要。
人工智能芯片在英偉達的GPU芯片出現后才獲得大規模發展。因此，美國英偉達推出的
Tegra芯片，通常被認為是最早的人工智能芯片。但這類芯片依然是基于馮 ·諾依曼體系結構的通用處理器 ，并非是專門針對深度學習任務的
，所以，存在低性能、高功耗等弊端，大多數被部署在后方的云端。
特別是在ASIC人工智能芯片領域，中美應該是各有千秋。科技部高新司司長秦勇在2018曾經說過：“中國在語音識別、視覺識別、機器翻譯、中文信息處理等技術方面處于世界領先地位。特別是中國科學院自動化研究所譚鐵牛團隊全面突破虹膜識別領域的成像裝置、圖像處理、特征抽取、識別檢索、安全防偽等一系列關鍵技術，建立了虹膜識別比較系統的計算理論和方法體系，還建成目前國際上最大規模的共享虹膜圖像庫。
美國谷歌公司的 TPU
系列芯片和中方的寒武紀芯片都屬于商業化ASIC人工智能芯片的典型代表。雖然施密特認為中方體量大，聰明人多，但美國人工智能的研究實力仍然還是世界第一，比如美國在世界人工智能領域的大學數量、AI頂級學者數量，及相關AI企業人數，都超過我國。當然，中國相對在人工智能應用場景上，比美國要更加龐大。在芯片設計上，中美應該是勉強齊平的，但是在關鍵的芯片制造上，中國和美國不在一個水平線上。
盡管中國在人工智能的論文數量方面超過美國，但中國學者的研究影響力尚不及美國或英國同行。據統計，美國半數以上的數據科學家擁有10年以上的工作經驗，而在中國，超過40%的數據科學家工作經驗尚不足5年。還有，在中國之前只有不到30所大學的研究實驗室專注于人工智能，輸出人才的數量遠遠無法滿足人工智能企業的用人需求。另外，中國的人工智能科學家大多集中于計算機視覺和語音識別等領域，其他領域的人才相對比較匱乏。
但正如施密特所說，14億國人只要團結起來，最終的能量也是空前強大，相信中華民族能贏得這場信息領域的競爭。
二、量子信息
中科院院士郭光燦教授曾經說過：“中國在量子領域的整體研究水平處在國際第一梯隊的位置，但細分來看，中國在量子密碼領域跟國際一流是不相上下的，但我不能說它領先，因為美國從2015年開始就不再公布他們的研究成果了，我們不知道他們在什么程度，自然也不能說領先他，但我們可以說不會輸他，我們是一流水平。而量子信息技術，我們可以實現世界上最高維度的量子糾纏，可以實現最高粒子數的糾纏，也可以達到世界上最高的糾纏的保真度，所以我們量子信息技術也是居于國際前沿的。
量子計算機，我們落后美國大概五年以上的水平，但我們在這個領域也占有一席之地。近期空客集團發起了一個競賽，請全世界搞量子計算的人使用量子計算機來解決某些問題，一共有36個單位參加，入圍決賽的5家單位中我國就有一家。”
美國早在2005年就建成了DARPA量子網絡，連接美國BBN公司、哈佛大學和波士頓大學3個節點。中國是在2008年研制了20km級的3方量子電話網絡。2009年構建了一個4節點全通型量子通信網絡，無疑大大提高了安全通信的距離和密鑰產生速率，同時又保證了絕對安全性。
2009年，中國的“金融信息量子通信驗證網"在北京正式開通，是世界上首次將量子通信技術應用于金融信息安全傳輸。2014年，中國遠程量子密鑰分發系統的安全距離擴展至200公里，刷新了世界紀錄。2016年8月16日，中國發射一顆量子科學實驗衛星"墨子號"，連接地面光纖量子通信網絡，并力爭在2030年建成20顆衛星規模的全通型量子通信網。
中國量子衛星首席科學家潘建偉曾經表示，目前中國量子通信技術領先國際相關技術水平5年，并將在未來10到15年持續保持領先。至少在未來10到15年內，我國量子通信技術會一直保持國際領先水平。另外，中國在世界首條量子保密通信干線——“京滬干線”正式開通。
值得一提的是，中國量子計算的研發主體主要是高校和科研院所，產業化與市場化布局明顯落后于領先國家。中國的量子計算發展仍以做科研、發論文為導向。而歐美先進國家產學研用一體的研發模式，使得歐美發達國家能夠調動各方資源，充分競爭，實現量子計算的快速發展。
綜上所述，中國重心優勢在量子通訊，比如中國遙遙領先的量子通信技術；而美國似乎重心在量子計算上，比如據國外媒體報道，發表在《自然》雜志上的一篇論文中，谷歌研究人員聲稱首次獲得了“量子優勢”（也被稱為“量子霸權”）。谷歌名為Sycamore的53位量子計算機，曾經花了200秒來完成一項計算任務，據谷歌說法，這項計算任務將花費世界上最快的超級計算機10000年的時間。谷歌的研究無疑是一個重要的里程碑，谷歌首席執行官皮查伊將其比作萊特兄弟12秒鐘的首次飛行，且谷歌為此已花了13年時間。
所謂量子信息(quantum information)是關于量子系統"狀態"所帶有的物理信息。
通過量子系統的各種相干特性(如量子并行、量子糾纏和量子不可克隆等)，進行計算、編碼和信息傳輸的全新信息方式。
根據摩爾(Moore)定律，每十八個月計算機微處理器的速度就增長一倍，其中單位面積(或體積)上集成的元件數目會相應地增加。因此，在不久的未來，芯片元件就會達到工作的極限。因此，突破這種極限是人類一個重大科學問題。量子信息的研究就是充分利用量子物理基本原理的研究成果，發揮量子相干特性的強大作用，探索以全新的方式進行計算、編碼和信息傳輸的可能性，為突破芯片極限提供新概念、新思路和新途徑。
三、集成電路領域
說到集成電路，中國的芯片設計是很先進的，但是問題出在生產制造環節，因此集成電路必須談到芯片的核心設備——光刻機。全球最頂級的光刻機只有荷蘭的asml（阿斯麥）公司能夠生產，重要的是，它處于壟斷地位，世界上四分之一的光刻機是荷蘭阿斯麥生產的。
ASML占據了世界大約80%的光刻機市場份額，而且ASML是世界上唯一能提供7nm工藝以下水平光刻機的公司。尤其是頂級7nm光刻機之前根本買不到。一臺頂級光刻機能賣到了1億歐元，甚至五億歐，并且有價無市。
很多人其實不知道，ASML事實上是一家美資企業。數據顯示，ASML的最大股東為資本國際集團（MSCI），該企業總部位于紐約。第二大股東為貝萊德集團（BlackRock，
Inc.），同樣是一家美國企業。而且美國的IBM、韓國三星、海力士，都在ASML公司里有數量可觀的股份。其中，EUV光刻機最關鍵的技術在于光源和鏡頭，美國光源公司已經被ASML公司收購，德國光學巨頭蔡司也有ASML入股，全球當今大部分半導體企業，都與ASML均有合作關系，產業合作緊密，利益相關。
目前ASML在中國約有700多臺光刻機的裝機數量。全球高精度光刻機由ASML、尼康和佳能三家公司保持，而頂級光刻機（7nm以下水平）的則由ASML壟斷。可以說，中國在光刻機上的水平與全球領先水平相去甚遠。上海微電子裝備公司（SMEE）生產的光刻機加工精度是90nm，而目前最新的商用芯片精度已經達到5nm，當中差距起碼在4個世代之上。
芯片曾是中國進口的最大宗商品。據半導體產業協會（SIA）發布的報告顯示，早在2017 年 1 月，全球芯片銷量就達到了 306 億美元，同比增長 13.9%。其中，面向中國市場的芯片銷售同比增長 20.5%。
中國是名副其實的半導體產品消費大國，中國市場每年消費的半導體價值超過 1000 億美元（2017），接近全球出貨總量的 1/3。極大反差的是，國內半導體產值僅占全球的 6%至 7%，因此，集成電路產品的國產化迫在眉睫。
所謂集成電路（IC），是把常用電子元件，如電阻、電容、晶體管等，以及這些元件之間的連線，利用半導體工藝集成在一起，具有特定功能的電路。芯片是集成電路中的核心零部件。
中國集成電路市場曾經約有 90%的芯片來自進口，全球市場 54%的芯片一度都出口到中國，集成電路的進出口貿易逆差曾經高達 1667 億美元。
中國集成電路產業起步比較晚，使得對于集成電路“歷史欠賬”較多。同世界先進發達國家相比，我國的集成電路曾始終處于集成電路產業鏈低端。
世界上芯片主要生產企業主有：高通，英特爾，其中包括龍芯，華為海思麒麟。但龍芯主要運用于軍工，其他領域還有一系列的問題要解決，首先就是兼容性。華為的麒麟芯片主要用在自產手機上，只供自家，且華為麒麟芯片主要是由臺灣臺積電代工。
芯片的研發特點：一是前期投入大，二是周期長，三是難度高，因此，短期經濟利益低，造成研發困難。之前很少有公司會去花大資金、花大精力去搞研發，這一點華為海思麒麟值得點贊。雖有差距，但必須要開拓進取，未來必有收獲。
綜上所述，集成電路是電子信息產業的重要基礎、是現代信息社會的重要基石，是支撐經濟社會發展和保障國家安全的戰略性、基礎性和先導性產業，是衡量一個國家或地區綜合競爭力的重要標志。尤其早在2014年政府工作報告中，更是將集成電路產業排在實體經濟首位。
從集成電路市場規模來看：亞太地區的集成電路市場最大，是美洲市場的兩倍以上；而美洲市場平均售價最高，是全球平均價的2.3倍；中國是亞太地區最大市場，占全球市場一半以上。
從集成電路產業鏈上來看，設計業市場持續增長，美國仍然占據霸主地位；純代工市場中，亞太地區是主戰場。在封測業上中國領跑，先進封裝市場占比近一半；集成電路設備上，屬于美日荷三強鼎立，材料業日本遙遙領先獨占鰲頭。
從集成電路技術發展層面來看，集成電路先進設計技術與時俱進，尤其是新架構和算法成為發展重點。 其中包括三維硅通孔技術最受關注等。
四、基因與生物技術領域
美國在基因編輯技術領域屬于世界領先水平，并且各基因及生物公司所采用的技術幾乎涵蓋了三代編輯技術，但仍以CRISPR為主。早在2018年1月，美國就宣布將在未來6年出資1.9億美元，支持體細胞基因編輯研究，以開發安全有效的基因編輯工具，治療更多人類疾病，可見，美國不惜重金發展基因編輯技術。
在科學研究方面，美國學者獲得了大量的諾貝爾獎，特別是在生物和醫學領域。美國國家健康研究中心是美國生物醫學的重要焦點，并已完成人類基因組計劃，使人類對腫瘤、阿茲海默癥等疾病的治愈研究進入重要階段。
人類基因組計劃（Human Genome Project,
HGP）由美國科學家于1985年率先提出，于1990年啟動。美國、英國、法國、德國、日本和中國科學家共同參與了這個預算達30億美元的人類基因組計劃。按計劃設想，在2005年，要把人體內約2.5萬個基因的密碼全部解開，同時繪制出人類基因的圖譜。換句話說，就是揭開組成人體2.5萬個基因的30億個堿基對的秘密。
在世界上，美國生物技術地位處于絕對領導地位。調查發現，世界前20大農業生物技術公司中，美國就有10家，而前5家中，美國就占有3家。美國是世界生物科技第一強國，擁有世界一半以上生物公司及其生物專利，美國的生物產品銷售額占全球90%以上。
但美國生物科技仍然不可神話，因為美國生物科技整體實力盡管很強，但也并非沒有短板。因為生物技術專業研究方向十分廣泛，涉及到癌癥、藥品、基因、生物材料、干細胞、蛋白結構、免疫、分子生物學、農業等。
比如世衛組織首席科學家 蘇米婭·斯瓦米納坦曾經宣布；全球進入三期臨床試驗的疫苗有10款疫苗，中國就占據了4款，而美國只有一款，美國在數量上顯然落后。
雖然美國基因編輯水平位于世界前列，但中國在該領域的技術同樣世界領先，美媒甚至稱“中國基因編輯技術發展令美國望塵莫及”。2018年1月23日媒體報道，杭州腫瘤醫院院長兼腫瘤醫生吳式琇從去年3月起，就嘗試用CRISPR-Cas9技術治療食道癌患者。
中國作為全球第一個將CRISPR展開試驗的國家。而美國之所以喪失領先優勢的主要原因是美國監管更嚴，需要通過種種風險評估與安全檢查，在盡可能保證患者安全的前提下，才能實施基因編輯治療。毫無疑問，中國將成為美國基因編輯技術的強勁對手。
中國在精準醫療領域政策發布也非常密集，對基因編輯等技術給予大量支持。比如將精準醫療上升為國家戰略，計劃在2030年投入600億元。2017 年 4 月印發《“十三五”生物技術創新專項規劃》，點明發展“新一代基因操作技術”。
雖然如此，中國與發達國家在基因及生物技術上仍然存在不小的差距，比如全球生物醫藥行業領先五大企業中，幾乎都是歐美國家的巨頭，比如：
1、美國輝瑞公司：輝瑞公司創建于1849年，迄今已有160多年的歷史，是目前全球最大的以研發為基礎的生物制藥公司。輝瑞公司的產品覆蓋了包括化學藥物、生物制劑、疫苗、健康藥物等諸多廣泛而極具潛力的治療及健康領域，同時其研發和生產能力處于全球領先地位。
2、瑞士羅氏公司：曾世界上最大的生物科技公司。羅氏全球診斷領域排名第一、全球腫瘤領域排名第一、移植學和病毒學領域的領先者、全球生物科技領域排名第二。
3、德國默沙東公司：世界制藥企業的領先者。默沙東已經研制成功了超過100種的藥品和疫苗。默沙東的發明經常影響著現代醫學科研的前進之路。
4、瑞士諾華公司：是瑞士第一大公司，在世界醫藥行業排名第3位；諾華也是全球最具創新能力的醫藥保健公司之一，也是全球制藥和消費者保健行業居領先位置的跨國公司。
5、美國強生公司：強生作為一家國際性大型企業，是世界最具綜合性、分布范圍最廣的健康護理產品制造商、健康服務提供商。
五、腦科學與類腦研究領域
腦科學與類腦研究主要有兩個研究方向：以探索大腦秘密、攻克大腦疾病為導向的腦科學研究及以建立和發展人工智能技術為導向的類腦研究。無疑兩個方向：人類大腦的研究、人工智能大腦的技術。
美國前總統奧巴馬曾經提出 要以機器人為核心的高端制造業回歸，無疑對中國智能產業發展構成競爭及挑戰。比如美國 X47-B
無人機實現在航母上的自主起降，美國的 BigDog 可以在多種復雜環境中自
如穩定行進，世界軍事強國已逐步形成加速發展智能化武器裝備為核心的競爭局勢。
可以說，沒有智能技術武裝的工業、服務業、軍事工業的大國之間的博弈，等同于侏儒和巨人的格斗。
歐盟人類腦計劃（2013）：歐美各科研強國開始了探索大腦奧秘的研究。由15個歐洲國家參與、預期10年的“人類腦計劃”。歐盟人類腦計劃的目標是開發信息和通信技術平臺，致力于神經信息學、大腦模擬、高性能計算、醫學信息學、神經形態的計算和神經機器人研究。歐洲側重于通過超級計算機技術來模擬腦功能，以實現人工智能。
美國創新性神經技術大腦研究計劃：美國總統奧巴馬2013年4月2日宣布啟動腦科學計劃（BRAIN
Initiative），旨在繪制出顯示腦細胞和復雜神經回路快速相互作用的腦部動態圖像，研究大腦功能和行為的復雜聯系，了解大腦對大量信息的記錄、處理、應用、存儲和檢索的過程，改變人類對大腦的認識。最終目的是產生對腦功能障礙的認識，幫助研究人員找到治療、治愈甚至防止老年癡呆癥、創傷性腦損傷等腦部疾病的新方法。
日本大腦研究計劃：2014年由日本科學家發起的神經科學研究計劃。該項目將在10年內受到日本教育部、文化部以及日本醫學研究與發展委員會共400億日元（約合3.65億美元）的資助。
Brain/MINDS由日本47家研究單位的65個實驗室組成，旨在通過融合靈長類模式動物（狨猴）多種神經技術的研究，彌補曾經利用嚙齒類動物研究人類神經生理機制的缺陷，并且建立狨猴腦發育以及疾病發生的動物模型。
澳大利亞腦計劃：2016年2月澳大利亞腦聯盟正式成立，集合了澳大利亞國內包括澳大利亞神經科學學會和澳大利亞心理學會在內的神經科學和行為科學的研究團體的科學家們，為超過28個成員組織的腦研究項目提供支持。該計劃主要的路線包括：
（1）健康：通過揭示神經精神疾病的腦異常機制發展新的治療手段；
（2）教育：通過編碼神經環路和腦網絡的認知功能來幫助提高腦力成長；
（3）新工業：通過促進工業合作者和腦研究的結合研發新的藥物、醫療設備并發展可穿戴技術。
加拿大腦計劃：最早于20年前由一個商業和科學組織來資助，目標是改變加拿大的腦研究現狀。該計劃的三個基本原則：
（1）核心腦原則：從復雜系統的角度研究腦的觀念，為理解健康人和病人腦提供支持；
（2）合作原則：“核心腦”方法強調通過訓練和體系來提高合作的重要性；
（3）核心社區原則：通過增加資金規模來強化加拿大腦研究社群。
韓國腦計劃：該計劃的核心是破譯大腦的功能和機制，調節作為決策基礎的大腦功能的整合和控制機制。該計劃還包括開發用于集成腦成像的新技術和工具。韓國腦科學研發工作集中在四個核心領域：
（1）在多個尺度構建大腦圖譜；
（2）開發用于腦測繪的創新神經技術；
（3）加強人工智能相關研發；
（4）開發神經系統疾病的個性化醫療。
中國腦計劃：2015年，“中國腦計劃”擁有了上線時間表。中國腦計劃制定為15年計劃（2016-2030年），前五年與中國“十三五”國民經濟和社會發展規劃綱要相吻合，將面向世界智能科技前沿和“健康中國2030”的戰略需要，發展我國腦科學、類腦技術，從認識腦、保護腦和模擬腦三個方向展開研究，逐步形成以腦認知功能的解析和技術平臺為一體，以認知障礙相關重大腦疾病診治和類腦計算與腦機智能技術為兩翼的“一體兩翼”研究布局。
腦科學和類腦智能技術，是當今世界十分重要的兩個前沿科技領域；二者相互借鑒、相互融合發展是國際新趨勢。腦科學研究，對大腦認知神經原理的認識，不但提升了人類對自身的理解和腦重大疾病的診治水平，同時也為發展類腦計算系統和器件、突破傳統計算機架構的束縛提供了非常重要的依據。
人類的大腦被認為是生物演化的奇跡，它是由數百種不同類型的上千億的神經細胞所構成的，是極為復雜的生物組織。理解大腦的結構與功能是 21 世紀最具挑戰性的前沿科學；腦科學所啟發的類腦研究可推動新一代人工智能技術和新型信息產業的發展。
科學家承認，一個多世紀以來對大腦的探索才僅僅剛觸及巨大科學挑戰的表層。動物研究當前的最高水平是能夠同時從約1000個神經元中取樣，但人腦有850億到1000億個神經元。
據世界衛生組織定量評價了全球各類疾病給社會造成的負擔中，其中，腦疾病占 28%，已超過心血管疾病或癌癥。特別是重點關注的腦疾病包括：神經發育疾病（比如自閉 癥）、精神疾病（比如抑郁癥）和神經退行性疾病（比如老年癡呆癥等）。
據中國疾病預防控制中心調查，我國抑郁癥的發病率超過 4%，患者人數超過 3000
萬，已成為影響我國人民生產生活的主要病癥之一。常見的是老年癡呆癥（又稱阿爾茨海默綜合征），在 65 歲及以上的人群中發病率 約
13%，并且發病率隨著年齡的增長而大幅提高。85歲及以上人群，大約有一半以上患有此病。我國屬老年癡呆癥的高發地區，目前患者人數超 過 600
萬，居全球首位，且呈明顯上升趨勢。
全球科學界對這三類重大腦疾病（幼年期自閉癥和智障，中年期抑郁癥和成癮、老年期的退行性腦疾病）的病因仍不了解內因，治療措施也十分缺乏。早期診斷和早期干預將是對腦疾病最有效的醫療方式。
《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006— 2020）》將“腦科學與認知”列入基礎研究8個科學前沿問題之一。“973” “863 ”計劃和科技支撐計劃等對腦科學研究總投入約 14 億元人民幣，國家自然科學基金資助腦研究的經費近 20 億元人民幣。
與發達國家相比，我國的整體水平仍有相當差距，尤其是支撐腦科學研究的先進技術的原創和研發能力差距非常大；國際影響力十分有限，同時缺乏整體、系統性的統籌規劃。面對急迫的新形勢，我國必須抓住機遇，推動腦科學研究的跨越式發展。
在人工智能類腦方面，在執行 AlphaGo 這樣的智能任務時，共采用了 1202 個 CPU 核和 176 GPU 核，采用了 40
個搜索線程進行計算。按這個耗能計算，人類還無法想象要實現一個具備大腦功能的智能系統按照目前的水平需要多少供電，而人類大腦功耗僅在 20W 左右。
IBM DeepBlue 系統曾經擊敗了國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫、IBM Watson
問答系統在“危險邊緣”挑戰賽中擊敗人類對手，Siri 等自動人機對話與服務系統的出現，Google
汽車自動駕駛等都從不同視角展示了類腦領域的進展。而最讓人類震撼的，是 AlphaGo 首次利用深度學習技術擊敗人類圍棋世界冠軍。
歐盟 SPARC 之前啟動了全球最大的民用機器人研發計劃。以 IBM Watson
為代表，將有大量具備復雜數據整合和分析能力的人工智能用于醫療、法律、政府決策等領域，正替代很多專業領域的白領工作；通過人工智能技術實現無人駕駛，不但釋放大量勞動力、提高生活質量，且是另外一個萬億級規模產值的領域。
我國人口紅利的消失也迫切需要發展各種智能機器人替代藍領工人，智能化成為未來工業發展的必然趨勢。包括德國“工業 4.0”，軟銀集團孫正義 提出 2050 年機器人拯救日本經濟等計劃，無疑對中國智能產業發展構成重大競爭。
六、臨床醫學與健康領域
所謂臨床醫學是研究疾病的病因、診斷、治療和預后,提高臨床治療水平,促進人體健康的科學。
美國是全球醫學最發達的國家，其綜合實力處于領先水平，無論是醫療技術方面，還是醫療設施方面都走在全球最前列，同時還擁有優質的以及人性化的醫療環境和科學的管理制度。
美國的醫院聚集了世界上最優秀的醫學專家人才。美國的醫療相關科研院所，擁有最多的諾貝爾生理或醫學獎獲得者，同時也擁有全世界最新研發出來的多種藥物。因此，說美國的醫療水平世界第一并非夸張。
醫療醫藥行業在美國都占據著重要地位。據美國美國醫療保險和醫療補助服務中心發布的年度報告，早在2017年美國醫療保健支出達到3.5萬億美元，人均10739美元，占國民GDP總量比重已達18%。
而另外一個發達國家日本，其衛生醫療事業同樣突飛猛進，取得了舉世矚目的成就。據世界衛生組織2018年WHO發表的一份最新全球醫療評估報告中，日本再一次獲得全球第一，日本醫療曾經多次蟬聯世界第一。世界衛生組織（WHO）最新從“醫療水平”，“接受醫療服務的難度”，“醫藥費負擔公平性”，“高品質的醫療服務”，“醫療負擔的平等程度”，“國民平均壽命高”等方面進行綜合比較。值得一提的是，在微創治療癌癥、重離子治療、生物再造等方面位居世界第一，是重大疾病患者治療的首選之地。
日本人的服務精神同樣舉世聞名，醫院環境及人文關懷十分出色。日本是舉世公認的健康大國，國民平均壽命約為84.7歲列世界第一，長壽的原因除了良好的生活習慣以外，無疑還得益于日本成熟的醫療體系和先進的醫療技術。特別是日本的“癌癥、心腦血管、糖尿病”三大成人病生存率世界第一。
上世紀80年代，日本醫療水平就曾經達到全球第一。2018年日本男性平均壽命為81.7歲，女性為87.26歲，都比30年前延長了5年左右。除了國民平均壽命高，高品質的醫療服務，醫療負擔的平等程度也是日本醫療水平位居第一的重要原因，事實上，日本的醫療技術水平已經達到或已經接近美國的先進水平。
另外。世界著名的十大醫學中心大部分在發達國家，比如：
一：美國的梅奧醫學中心：梅奧醫學中心（Mayo clinic），于1863年在美國明尼蘇達州羅切斯特創立。它以不斷創新的醫學教育和世界領先的醫學研究為基礎建立起來的，全美規模最大、設備最先進的綜合性醫療體系。
二：美國克利夫蘭醫學中心：克利夫蘭醫學中心是世界最著名醫療機構之一，機構集合醫療、研究和教育三位一體，提供專業醫療和最新治療方案的非營利性機構。
四：新加坡中央醫院：建立于1821年是全國，是新加坡全國歷史最悠久且規模最大的醫療機構，其口碑和專業性都位于世界前列。
三：美國約翰霍普金斯醫院：約翰霍普金斯醫院于19世紀創立，是一個歷史非常悠久的醫院，擁有全球最專業醫療人員和權威管理系統。
五：德國夏里特醫院：夏里特醫院是歐洲最出名的醫療機構之一，也是歷史最悠久的醫療機構之一，300多年的發展，這家醫院在腫瘤和骨科方面是十分值得信賴，一直位于全球領先水平。
六：美國麻省總醫院：麻省總醫院是哈佛大學醫學院建立早、規模大的教學醫院，是哈佛大學大學的醫學教學中心，生物醫學研究基地。
七：加拿大多倫多綜合醫院：多倫多綜合醫院是加拿大最大的醫療機構，這家醫院在移植方面十分專業。
八：日本東京大學醫學部附屬醫院：東京大學醫學部附屬醫院是日本歷史最悠久的醫療機構，于1858年創立，這家醫院匯集到日本最頂尖的醫療人員，擁有豐富的醫學教育和臨床經驗。
九：瑞士洛桑大學附屬醫院：洛桑大學附屬醫院在2014年進行埃博拉疫苗實驗，是受到世界衛生組織選中的。全球著名車手舒馬赫就在這家醫院進行康復治療。
十：以色列舍巴醫療中心：舍巴醫療中心是整個中東地區規模最大且設施最高端的醫療機構，在全球范圍內享有極高聲譽，
在醫學院排名方面，2020年QS世界大學學科排名出爐，其中Life Sciences and
Medicine醫學排名，由全球高等教育研究機構QS Quacquarelli
Symonds公司編制，第十年發布對全球83個國家和地區的1,368所高校（去年是1,128所），涉及5大教學領域的48個細分學科。
生命科學與醫學包括：解剖和生理學、生物科學、牙科學、醫學、護理學、藥劑與藥理學、心理學、獸醫學等9個專業科目。
美國大學占據了大半壁江山，在生命科學與醫學領域世界前10占據6所，比如著名的哈佛大學、斯坦福大學、約翰·霍普金斯大學、麻省理工學院、加州大學舊金山分校、加州大學洛杉磯分校等；英國占據3所；瑞典占據1所。
世界大學排名機構發布的2020US News世界大學臨床醫學學科排名（中國大陸）中，排名前五名的是：北京大學（世界92位）、復旦大學（世界104）、上海交通大學（世界109）、中山大學（世界143）、中南大學（世界230）
中國中醫在世界上獨樹一幟，無人比肩，但臨床醫學確實與發達國家仍有一定的差距。
在健康方面，，聯合國根據2018年9月大會設立的可持續發展目標，發布了世界最健康國家排行榜。此排行榜是針對去年9月，聯合國大會上設立的全球可持續性發展目標（SDGs），特定了17個普遍的目標及169個小目標和230項指數而做出的統計。
該排行榜統計時段為2000年到2015年，對象為包括188個國家，跨度為15年，根據三十多個健康指標進行全方位分析，包括國家發生的災難程度，人民生活受到阻礙的程度，浪費現象，肥胖現象，艾滋病，酗酒，毒品，吸煙，暴力，戰爭，水質，空氣污染等等。并且該排行榜結合了各國家的形勢，包括人口生育，教育收入等等。全球排名前五名：冰島、新加坡、瑞典、安道爾、英國、芬蘭、西班牙、荷蘭、加拿大、澳大利亞。
七、深空深地深海和極地探測領域
國土資源部近日印發《國土資源“十三五”科技創新發展規劃》，國土部部長姜大明5日在全國國土資源系統科技創新大會上說，“十三五”期間，我國將全面實施深地探測、深海探測、深空對地觀測戰略，躋身世界先進行列。
規劃還確定了包括“三深”領域2020年發展目標、深地探測計劃、深部地下觀測與實驗系統、深地資源勘查研究等20個重大專欄，將對相關問題進行專題研究。
早在2016年的全國科技創新大會上：“從理論上講，地球內部可利用的成礦空間分布在從地表到地下1萬米，目前世界先進水平勘探開采深度已達2500米至4000米，而我國大多小于500米。”
地球深部蘊藏了絕大部分的資源和能源，是維系萬物生存的物質和能量基礎。有學者觀點認為，假如我國固體礦產勘查深度達到2000米，探明的資源儲量可以在現有基礎上翻一番。
另外，我國城市地下空間開發不足，與號稱的“地上地下兩個日本”相比，開發利用水平差距很大。無論是解決我國能源資源需求還是開拓地下發展空間，深地探測都是國土資源戰略科技的唯一選擇。
中國實施的深地探測戰略，必須突出戰略科技定位。目標是，2020年形成至2000米礦產資源開采、3000米礦產資源勘探成套技術能力，儲備一批5000米以深資源勘查前沿技術，顯著提升6500至10000米油氣勘查技術能力，爭取2030年成為世界地球深部探測領域的“領跑者”，在優勢方向進入“無人區”。
深海探測是建設海洋強國的戰略需要。中國海洋探測科技創新近幾年取得了非常大進步，比如在南海陸坡天然氣水合物(可燃冰)勘探試采方面，與先進國家處于同一起跑線。但在一些深海領域，與美國、日本、俄羅斯及有的歐盟國家相比還存在差距。
地球上海洋接近90%的面積是水深超過1000米的深海，深海蘊藏著豐富的油氣、礦產、生物等戰略資源。專家估計，全球未來油氣總儲量40%將來自深海，未來替代能源“可燃冰”也主要來自深海。深海更是研究解決生命起源、地球演化、氣候變化等重大科學問題的前沿領域。因此，挺進深海是歷史發展的必然，是實施海洋強國戰略和“一帶一路”倡議的迫切需求及重要使命。
值得一提的是，中國首艘萬米級載人潛水器“奮斗者”號2020年11月10日成功在西太平洋馬里亞納海溝坐底科考，刷新其在10月27日于此地創造的10058米中國載人深潛紀錄，坐底深度10909米。專業士稱，此舉突顯中國在最深海底探險的綜合技術實力。
中國深空對地觀測中長期的科技創新目標是：構建全覆蓋、全天候、全要素、全量化的國土空間觀測平臺，建成面向全球任務的時間無縫、空間無縫與信息無縫的自然資源環境技術體系。至２０２０年深空對地觀測技術整體達到國際先進水平，至2030年建立完善的對地觀測與應用體系，形成一批國際領先技術；至2050年創新對地觀測科學技術體系，引領國際對地對空探測制高點。
具有里程碑意義的中國深空探測是： 2020年4月24日，中國行星探測任務被命名為“天問（Tianwen）系列”，首次火星探測任務被命名為“天問一號”。“天問一號”火星探測任務要一次性完成“繞、落、巡”三大任務，標志著中國行星探測的大幕開啟。
2020年7月22日，中國火星探測工程正式對外發布“中國首次火星探測任務天問一號1∶1著陸平臺和火星車”。7月23日，天問一號探測器在中國文昌航天發射場發射升空。7月27日，“天問一號”探測器傳回地月合影。
2021年2月5日20時，“天問一號”探測器發動機點火工作，順利完成地火轉移段第四次軌道中途修正，以確保按計劃實施火星捕獲。國家航天局同步公布了“天問一號”傳回的首幅火星圖像。
美國航空航天局最早實施的深空探測項目是——先驅者計劃，先驅者計劃在完成登月的前期探測任務后將重點轉向太陽系的其它行星。1965年到1968年，先驅者號6到先驅者9號探測器先后發射成功，它們主要用于在行星際空間探測太陽風、磁場和宇宙射線。雖然設計壽命僅有6個月，但長壽的先驅者6號一直到2000年還能聯系上，以35歲的壽命創下了探測器里空前的記錄，直到2012年才被旅行者2號超越，充分體現了美國高超的工業技術水平。
旅行者號計劃被稱為美國深空探測的豐碑， 旅行者號計劃包括旅行者1號和旅行者2號探測器，是美國噴氣動力實驗室20世紀60年代“外太陽系大旅行”計劃的縮水版。這個計劃原定利用176年一遇的行星排列機會，通過行星引力加速方式實現連續造訪外太陽系大行星。
美國在火星探測上在全球占有絕對優勢：全球曾經參加過火星任務的探測器名單，近一半屬于美國，而火星表面的火星車全部屬于美國。美國航空航天局依托美國強大的科研和工業實力，在巨額預算支持下，經過數十年時間，在深空探測領域獲得了令人嘆為觀止的成就，其探測的深度、廣度和取得的科研成果都遠遠超過了世界上其他國家的總和。
在深海探測方面，早在1960年，美國海軍的“里雅斯特”號載人潛水探測器首次搭載兩名潛水員下海，在世界上最深的馬里亞納海溝下潛了10910米，創下了載人潛水器下潛深度的世界紀錄。
中國是世界上最大的發展中國家，近些年，中國科技取得了突飛猛進的發展，但是要看到成績、找出差距，只有這樣才能完成對發達國家的超越，最終實現中華民族的偉大復興。