三、重要前沿技术领域研究进展
（一）信息技术
2022年，以人工智能技术、半导体技术、量子信息技术、通信技术等为代表的前沿信息技术持续推动社会生产力发展。量子计算、高频通信等技术不断取得新的突破，推进实用化迈入新阶段；生成式人工智能和先进制程半导体技术应用快速落地，加速行业创新。在基础研究和应用创新的强力推动下，信息技术持续与各行各业深度融合，促进生产力革新及生产生活方式变革。
1.重要趋势
（1）半导体先进制程技术进一步延续“摩尔定律”。全球知名企业进军3纳米以下制程，挑战物理极限，有望拓展超级计算、人工智能等前沿领域的应用。2022年5月，比利时微电子研究中心（Interuniversity Microelectronics Centre，IMEC）发布《亚1纳米工艺和晶体管路线图》（Sub-1nm Silicon and Transistor Roadmap），探讨全球半导体工艺与技术进一步发展的路线图，并认为互补场效应晶体管（Complementary Field-Effect Transistor，CFET）和Atomic原子通道是关键技术，有助于到2036年实现0.2纳米制程工艺。2022年6月，中国台湾积体电路制造股份有限公司（简称“台积电”）计划投资340亿美元研发2纳米制程工艺，并拟于2025年量产。2022年6月，韩国三星公司（Samsung）3纳米制程工艺正式量产，首次采用全环绕栅极晶体管（Gate-All-Around，GAA）技术，较5纳米工艺性能提高23%、功耗降低45%。2022年11月，日本丰田汽车公司（Toyota Motor）、索尼（SONY）、日本电信电话公司（Nippon Telegraph and Telephone Corporation，NTT）等公司联合成立高端芯片公司Rapidus，将与美国国际商业机器公司（International Business Machines Corporation，IBM）合作研发2纳米芯片，计划于2025年实现试产。2022年12月，台积电在其晶圆18厂正式启动3纳米制程芯片的商业化量产。
（2）美国率先推动抗量子加密标准采用与推广。目前，美国已从联邦政府层面对抗量子加密标准的制定与实施进行规划与部署，计划到2035年在联邦机构和关键基础设施行业全面推行抗量子加密标准，以防御量子计算机日趋实用而对密码学和加密系统构成的安全威胁。2022年5月，美国英特尔公司（Intel）计划在2030年推出抗量子安全中央处理器，将采用美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）的抗量子加密算法来实现其开发目标。2022年7月，美国国家标准与技术研究院公布首批4个抗量子加密算法，分别为CRYSTALS-Kyber、CRYSTALS-Dilithium、FALCON和SPHINCS+，并邀请美国、法国、韩国的12家公司进行技术开发合作。2022年8月，美国网络安全与基础设施安全局（Cybersecurity and Infrastructure Security Agency，CISA）发布《为抗量子密码学的关键基础设施做准备》（Preparing Critical Infrastructure for Post-Quantum Cryptography）指南文件，敦促美国的基础设施运营商尽早为抗量子密码安全做好准备。2022年8月，日本凸版印刷株式会社（Toppan）与日本信息通信研究机构（National Institute of Information and Communications Technology，NICT）联合开发使用美国抗量子加密标准的IC卡，并计划在2025年实现商业化。2022年9月，美国国家安全局（National Security Agency，NSA）发布《商业国家安全算法套件2.0》（The Commercial National Security Algorithm Suite 2.0）指南文件，计划推动国家安全系统的管理者和运营商在2035年之前采用抗量子密码标准。
（3）电信强国加速布局6G技术，6G技术竞争即将拉开序幕。美国、日本、韩国等国抢跑6G技术发展，力争在6G技术上实现弯道超车，夺回全球通信领域的主导权。2022年3月，美国参议院（United States Senate）通过《下一代电信法案》（The Next Generation Telecommunications Act），拟创建下一代通信委员会（The Next Generation Telecommunications Council），统筹美国联邦下一代通信技术的投资和政策。2022年3月，美国联邦通信委员会（Federal Communications Commission，FCC）向是德科技公司（Keysight Technologies）颁发首个频谱实验许可证，用于开发亚太赫兹频段的6G技术。2022年3月，日本总务省（Ministry of Internal Affairs and Communications）、多个学术机构和丰田汽车公司、日本电气公司（Nippon Electric Company，NEC）等企业组建了“超越5G推广联盟”（Beyond 5G Promotion Consortium），制定了业内首个技术提案，以推动日本6G技术的发展。2022年4月，韩国计划在2026年推出6G通信原型机，并在2028—2030年实现商用。2022年10月，韩国三星公司表示将在三星英国研究院（Samsung Electronics Research&Development Institute UK，SRUK）成立6G研究小组，以开发6G网络和终端设备技术。
2.重大进展
（1）量子计算机理论性能大幅提升，实用化进程加速。量子计算机的量子比特数呈指数级增长，纠错能力不断提升，有助于通用量子计算机的实现。2022年8月，奥地利维也纳大学（University of Vienna，UNIVIE）和德国杜伊斯堡-埃森大学（University of Duisburg-Essen，Uni DUE）的联合研究团队成功实现对真空中悬浮纳米粒子的精确操纵，使其发生相互作用。该研究结果为开发具有可调非互易相互作用的纳米粒子的完全可编程多体系统提供了一条有效途径。2022年11月，IBM公司发布具有433个量子位的量子计算机处理器Osprey，量子比特数是上一代的3倍，对特定任务的处理性能远超任何经典计算机。2022年11月，IBM公司在量子计算机上成功运行迄今为止最大的量子程序，可实现127个量子比特和1700多个单独量子的操作，并大幅提高了纠错能力。IBM还计划于2023年发布具有1121量子位的Condor处理器，并于2025年演示可操作4000多个量子位的处理器硬件。
（2）人工智能大模型快速崛起，生成式人工智能应用爆发。2022年4月，美国谷歌公司（Google）发布大型语言模型PaLM，该模型在语言和推理类的测评中超过了人类水平。2022年9月，美国英伟达公司（NVIDIA）发布大型语言模型NVIDIA NeMo，帮助开发者定制人工智能应用程序，可用于内容生成、聊天机器人、蛋白质结构和生物分子特性预测等。2022年10月，中国百度公司发布知识增强跨模态大模型ERNIE-ViLG 2.0。该模型基于知识增强算法的混合降噪专家建模，是全球首个知识增强的AI作画大模型，在世界同类模型中表现最优。2022年11月，美国人工智能研究实验室OpenAI推出超级对话模型ChatGPT，可应用于代码开发、修改代码错误、翻译文献等一系列常见文本输出型任务。
（3）高频通信技术获得突破，促进5G落地与6G研发。高频器件关键技术在通信传输距离、稳定性和信号完整性等方面取得新进展，赋能5G和6G技术发展，助推通信产品创新。2022年6月，日本东京工业大学（Tokyo Institute of Technology）推出一款新型高频收发器，可接入现有5G网络。该收发器在测试中展现出较低的相邻信道泄露和传输误差，大大提高了5G的传输效率。2022年6月，日本大阪公立大学（Osaka Metropolitan University，OMU）研究人员在一种手性自旋孤子晶格（Chiral soliton lattice，CSL）材料的磁性上层结构中检测到了前所未有的高频共振，这意味着CSL材料凭借其优异的结构可控性，可将谐振频率提高到亚太赫兹波段内。该研究表明承载CSL的手性螺旋磁体材料有望作为6G潜在关键技术，助推6G高频通信技术的开发。2022年9月，美国弗劳恩霍夫海因里希赫兹研究所（Fraunhofer Heinrich Hertz Insitute，Fraunhofer HHI）和韩国LG电子（LG Electronics）研究人员成功将6G数据的传输距离提升至320米，将该团队一年前创下的纪录提升了两倍。该研究有望成为6G技术进步的重要里程碑，推进6G实用化进程。
（二）生物技术
2022年，新冠病毒奥密克戎（Omicron）变异株不断在全球掀起感染浪潮，促使各国加紧开发更有效的病毒检测方法和新疫苗、药物等治疗手段。mRNA疫苗作为目前抵御新冠病毒最有效的疫苗之一，其研发和商业化成为各国疫苗技术发展的重要方向。同时，生物技术与信息技术加速融合，人工智能、机器学习、大数据、信息学等帮助扩大生物技术行业的视野，推动生物技术智能化发展。颠覆性生物技术频现重大突破，干细胞和类器官领域为疾病建模、药物测试提供强大平台，基因编辑技术更精准高效、更安全，脑科学和脑机接口、微生物组学等前沿交叉技术领域均取得新进展。此外，迫在眉睫的粮食危机和气候危机对农业生产方式提出新的挑战，气候智能型农业成为实现双赢的最佳选择。
1.重要趋势
（1）mRNA疫苗技术成为各国技术研发的攻关重点，为传染病和癌症、艾滋病等非传染性疾病提供新的防治手段。2022年2月，中国瑞吉生物科技有限公司联合武汉大学研发出全球首款冻干新冠mRNA疫苗，可在25摄氏度下长期保持稳定，有助于解决当前mRNA疫苗的储存和运输难题；2022年3月，美国制药公司莫德纳（Moderna）启动mRNA Access计划，旨在开发针对基孔肯雅病、克里米亚-刚果出血热、登革热、埃博拉病毒病、疟疾、马尔堡病、拉沙热、中东呼吸综合征和新冠等15种潜在大流行病原体的mRNA疫苗。2022年10月，流行病防范创新联盟（Coalition for Epidemic Preparedness Innovations，CEPI）与韩国创新疫苗公司SK bioscience签署价值1.4亿美元的合作协议，旨在开发mRNA疫苗平台，用于快速应对传染病传播。2022年11月，德国生物技术公司BioNTech计划于2023年进行疟疾、结核病等5项传染病的mRNA疫苗临床试验。2022年11月，日本政府提出将投资20亿美元开展疫苗研究，并启动生物医药先进疫苗研发战略中心，初步任务是使用mRNA、病毒载体和重组蛋白等一系列疫苗输送技术，开展针对冠状病毒、猴痘病毒、登革病毒和寨卡病毒等8种病原体的疫苗研究。2022年12月，美国宾夕法尼亚大学（Pennsylvania State University）开发出针对20种流感病毒已知亚型的实验性mRNA疫苗，或成为预防未来流感大流行的普遍措施。
（2）生物技术与信息技术加速融合，人工智能（AI）驱动生物技术创新。2022年3月，中国浙江大学开发出便携式AI嗅觉系统，可通过皮肤散发的气味诊断受试者是否患有帕金森病，预测准确率为70.8%，敏感性高达91.7%。2022年7月，日本理化学研究所（Institute of Physical and Chemical Research，RIKEN）利用AI机器人MAHORO成功培养出诱导多能干细胞，并使其高效分化为视网膜细胞，耗时仅为人工培养时间的三分之一。2022年8月，美国卡内基·梅隆大学（Carnegie Mellon University，CMU）开发出基于AI的新型动态脑成像技术，可高速、高分辨率和低成本地绘制出大脑中快速变化的电活动。2022年9月，瑞士苏黎世联邦理工学院（Swiss Federal Institute of Technology in Zurich）研发出可预测未来可能出现的新冠病毒变体的AI模型，有助于促进下一代抗体疗法及疫苗的研发。2022年9月，美国中佛罗里达大学（University of Central Florida，UCF）创建出AI筛选模型AttentionSiteDTI，可加快药物发现进程并在识别潜在候选药物方面具有97%的准确性。2022年12月，西湖大学、厦门大学和德睿智药开发出能够预测蛋白质构象变化与药物-靶点结合亲和力的AI模型ProtMD，可精准筛选高活性小分子，加速推进临床前药物研发。
（3）粮食安全问题和气候危机日益严峻，气候智慧型农业和生物燃料将促进可持续发展。2022年5月，韩国石油公司Hyundai Oilbank计划于2023年建设一座13万吨的生物柴油厂，以推进利用植物、霉菌和细菌等可再生资源生产化学材料和能源的白色生物技术业务。2022年7月，欧盟研究和创新计划“地平线欧洲”（Horizon Europe）启动为期两年的BEATLES项目，旨在向气候智能农业粮食系统过渡，提高农业生产力和可持续性、韧性，增强对气候适应能力。2022年9月，美国农业部（United States Department of Agriculture，USDA）拨款1亿美元用于生物燃料基础设施建设，并将在2023年进一步增加对气候智能农业和粮食系统创新的投资，以应对粮食安全和气候变化等危机。2022年9月，美国能源部（Department of Energy，DOE）为生物能源研究项目拨款1.78亿美元，旨在推动可持续技术突破，以改善公共卫生，帮助应对气候变化，加强粮食农业生产并创造更具韧性的供应链。2022年10月，美国国家科学基金会（National Science Foundation，NSF）和美国能源部生物能源技术办公室（Bioenergy Technologies Office，BETO）合作资助6个研发项目，将有助于生产可再生生物化学品和生物燃料。2022年12月，美国生物燃料行业呼吁环境保护署（Environmental Protection Agency，EPA）宣布在2023年制定可再生燃料标准（Renewable Fuel Standard，RFS），以推动生物燃料实现净零排放。
2.重大进展
（1）类器官技术为疾病建模、药物测试和个性化医疗及再生疗法提供强大平台，开创疾病研究与治疗、药物发现及可移植器官培育的新纪元。2022年5月，中国上海科技大学培育出血管化类脑器官模型，有助于进一步研究脑发育过程中神经、血管及免疫细胞之间的相互作用，也为人脑发育与进化、神经系统疾病机理研究及药物筛选提供了体外模型；2022年10月，美国斯坦福大学（Stanford University）将来自人的多能干细胞经诱导分化为大脑皮质类器官后原位移植于新生无胸腺大鼠的体感皮层中，构建出人鼠混合大脑类器官t-hCO，可在大鼠体内正常生长，展现正常的大脑生理结构，还能参与大脑控制行为的神经环路，为大脑神经退行性疾病研究、新药开发和治疗策略提供了新方法。2022年10月，瑞士苏黎世联邦理工学院使用干细胞培育的类脑组织，绘制出大脑不同区域的细胞类型及调节其发育的基因。2022年12月，澳大利亚昆士兰大学（University of Queensland）在培养皿中培养出一个人造的微型大脑，并用其研究寨卡病毒对大脑的影响，使科学家对病毒进入发育中大脑的过程有了全新认识，有助于开发更有效的抗病毒药物。
（2）基因编辑技术更精准高效，新型基因编辑工具脱靶效应降低，安全性大幅提升。2022年1月，西班牙庞培法布拉大学（Pompeu Fabra University）开发出高效精确的可编程基因书写技术FiCAT，可将大片段的DNA精准插入基因组中，实现了5%～22%的最小脱靶插入率，有望克服目前用于基因组编辑和基因疗法技术的限制，帮助开发更安全有效的遗传性疾病和肿瘤疾病疗法。2022年3月，中国科学院遗传与发育生物学研究所开发出能够在植物中实现高效编辑的新型引导编辑系统ePPE，编辑效率在碱基替换、小片段插入、删除及较大片段的插入和删除等多种编辑类型下平均提高5.8倍，且不会增加脱靶效应或产生副产物。2022年3月，美国得克萨斯大学奥斯汀分校（University of Texas at Austin，UT-Austin）开发出新版本的基因编辑工具SuperFi-Cas9，使靶向错误DNA片段的可能性比原始版本低4000倍，安全性大幅提升。2022年8月，上海科技大学开发出一种简单、高效的基因编辑方法Ted，实现细胞内大片段DNA的高效编辑，初步解决了传统CRISPR-Cas9介导的同源重组在大片段基因敲入效率低的问题。2022年9月，美国宾夕法尼亚大学开发出一种基于修饰mRNA的CRIPSR-Cas9系统，将干细胞中的基因编辑效率提高了84%且减少了脱靶效应。
（3）脑机接口技术朝着更安全、佩戴更舒适的方向发展，为神经系统疾病的治疗和神经性假肢的开发提供重要帮助。2022年3月，美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校（University of California San Diego）开发出升级版的脑机接口阵列，能更好地适应大脑起伏的表面，从而在更大范围内实现更好的接触和信号记录，该技术将帮助改善脑机接口系统，提高用户控制轮椅、假肢等外部设备的能力。2022年6月，美国约翰斯·霍普金斯大学（The Johns Hopkins University）对一名因脊髓损伤导致上半身瘫痪的患者植入脑机接口，使其通过脑机接口操纵机械臂使用刀叉独立完成进食，整个过程耗时不到90秒，实验成功率为85%（20次实验成功了17次）。2022年7月，中国清华大学医学院和解放军总医院仅用3个颅内电极就实现了微创植入脑机接口打字，速度达每分钟12个字符，每个电极的等效信息传输率达20比特/分钟。该研究旨在探索最小化颅内脑电创伤的脑机接口方案，以最低代价帮助重度瘫痪患者恢复与外界沟通的能力。2022年7月，美国莱斯大学（Rice University）、杜克大学（Duke University）、布朗大学（Brown University）和贝勒医学院（Baylor College of Medicine）开发出可在一秒钟内远程激活果蝇特定大脑回路的无线技术，其速度比之前对基因定义的神经元进行磁刺激的最佳技术快50倍，展现出的精准激活基因目标细胞的能力可成为研究大脑、治疗疾病和开发直接的脑机通信技术的有力工具。2022年9月，南京邮电大学团队开发出可交互式人工神经元，实现了脑机接口之间模态匹配的双向交互，可解读神经递质中的化学信息。2022年10月，美国神经技术公司Axoft的脑机接口设备获得FDA授予的突破性医疗器械认定，有望对帕金森病、阿尔茨海默病、癫痫和运动障碍等神经退行性疾病产生巨大影响。
（三）能源技术
2022年，在后疫情时代经济复苏、俄乌冲突持续、全球极端气候频现等背景下，全球能源市场发生剧烈变化。为应对能源危机，全球多国重启煤电项目，加大油气开采，并加强化石能源清洁高效利用技术研发；主要国家增加太阳能、风能、氢能等清洁能源投资力度，加速新技术商用化；核电凭借稳定、清洁、高效等特性，在能源危机下供应了更多电能，得到更多国家认可，新技术、新项目涌现；中国、美国、英国加速聚变技术研发，相关技术取得新突破。
1.重要趋势
（1）能源短缺使核电迎来“复苏”，多国暂停核退役或重启核电计划。美国政府根据《降低通货膨胀法案》（Inflation Reduction Act）向美国能源部爱达荷国家实验室（Idaho National Laboratory，INL）投入1.5亿美元，升级其核能基础设施，加强核能研发。美国与波兰建立核能战略伙伴关系，支持波兰建设首座核反应堆。法国总统马克龙强调核电是法国实现“能源独立”的关键，计划从2028年开始新建6个核电机组。英国在新版《英国能源安全战略》（British Energy Security Strategy）中强调核电的重要地位，将开发8个新的大型核电项目，并新建多座模块化小堆。德国延长原计划于2022年12月关闭的3座核电站运营时间。比利时政府将2025年废除核能的计划延后10年。韩国计划到2030年将核电在电力结构中的占比提高至33%，发电量达到2017亿千瓦时。同时，韩国海外核电开发项目将与汽车、半导体和电动汽车电池等重点产业挂钩，增加其核电出口。日本首相岸田文雄加速推进核电重启进程，计划到2023年秋季使核电机组的重启数量从目前的10个增加到17个。
（2）主要国家清洁能源转型步伐加速。美国能源部宣布在《两党基础设施法案》（Bipartisan Infrastructure Law）框架下投入3000万美元用于发展风电技术，降低陆上风电和海上风电项目成本，使美国到2030年达到30吉瓦的海上风电装机规模；美国能源部、内政部、商务部和交通部联合启动了漂浮式海上风电行动计划（Floating Offshore Wind Shot），推动美国漂浮式海上风电设计、开发和制造；美国能源部发布《推进聚光太阳能热发电定日镜技术的路线图》（Roadmap to Advance Heliostat Technologies for Concentrating Solar-Thermal Power），对聚光太阳能的重要部件定日镜的研究和部署进行了规划，目标是降低聚光太阳能发电系统成本，到2030年使其发电成本降到每千瓦时0.05美元；美国能源部还在《能源攻关计划》（Energy Earthshot）框架下相继部署3项领域攻关计划，加速推进增强型地热能、海上风能和工业供热领域的清洁转型，助力实现能源转型目标。欧洲国家加强能源安全合作，德国和丹麦在波罗的海投资90亿美元新建一个海上风力发电中心；德国、丹麦、瑞典、波兰、芬兰、爱沙尼亚、拉脱维亚、立陶宛八国签署《马林堡宣言》（Marienborg Declarations），加强海上风电合作，计划在2030年将波罗的海地区海上风电装机容量从目前的2.8吉瓦提高至19.6吉瓦。韩国发布首个《氢经济发展基本规划》（Basic Hydrogen Economy Implement Plan），拟到2050年在全国建立2000多处加氢站，并使氢能占最终能源消耗的33%、发电量的23.8%，成为超过石油的最大能源。澳大利亚启动建设全球首个“抽水蓄能+制氢”综合项目，其包括600兆瓦抽水蓄能、300兆瓦制氢、50兆瓦液化氢、50兆瓦氢燃料电池和1.8吉瓦风力发电设备，预计到2028年投入使用。
（3）各国加大碳减排技术研发力度。美国能源部启动多个脱碳项目，包括为碳安全（CarbonSAFE）第二阶段储存综合体可行性（Storage Complex Feasibility）资助计划提供9300万美元，为后续开发能够储存5000万吨以上二氧化碳的储存设施提供支持；为碳管理（Carbon Management）资助计划下22个项目提供3800万美元，加速实现“以低于每吨100美元的价格将碳捕获并储存”的目标；为从空气中捕集二氧化碳并进行结构储存计划（Harnessing Emissions into Structures Taking Inputs from the Atmosphere）提供3900万美元，开发利用纤维素与菌丝体制造的高性能生物基绝缘材料，开发具有钢铁强度、自我修复能力，以及结合了木材和微生物的储碳木材等。美国能源部化石能源和碳管理办公室（Office of Fossil Energy and Carbon Management）发布《战略愿景：化石能源和碳管理在实现温室气体净零排放中的作用》（Strategic Vision：The Role of FECM in Achieving Net-Zero Greenhouse Gas Emissions）报告，重点针对点源碳捕集、二氧化碳转化技术、二氧化碳去除技术等7项化石能源技术主题提出未来研发方向。意大利能源公司Energy Dome利用压缩二氧化碳储能技术，在意大利萨丁尼亚岛建造20兆瓦/200兆瓦时[1]二氧化碳电池厂，建成后将是全球首个二氧化碳电池厂。日本新能源产业技术综合开发机构（New Energy and Industrial Technology Development Organization）多次资助开发二氧化碳循环转化利用技术，包括在碳循环利用、下一代火力发电等技术开发（Next-Generation Thermal Power Plants and CCUS Technologies）项目中投入25亿日元（约1924万美元），发展利用常压等离子体开发新的二氧化碳分解/还原工艺、能够高效利用二氧化碳的藻类生物质生产和利用技术等6个项目；在绿色创新基金（Green Innovation Fund Projects）框架下投入1145亿日元（约合8.8亿美元）启动以二氧化碳为原料的燃料制造技术开发（Development of Technology for Producing Fuel Using Carbon Dioxide）项目，开发可持续航空燃料、不使用化石燃料的液化石油气绿色合成等技术。
2.重大进展
（1）核聚变技术取得新突破，商业化进程加速。美国能源部宣布劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory，LLNL）的国家点火装置（NIF）于2022年12月5日的惯性约束聚变实验中实现了“聚变能量增益”，实验输出能量大于激光输入能量，能量输出与能量输入之比“聚变增益系数Q值”大于1，而此前类似的实验无法产生正能量增益；美国麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology，MIT）和联邦聚变系统公司（Commonwealth Fusion Systems）的研究人员在材料、计算机建模和控制系统等领域取得了关键突破，正在通过磁约束开发聚变反应堆原型SPARC；美国Zap Energy公司宣布其第四代Z箍缩（Z-pinch）设施FuZE-Q创造了第一个等离子体；美国通用原子能公司（General Atomics）推出一种使用碳化硅基材料的新型模块化聚变包层概念GAMBL，其可以使汽轮发电机能够在超过1000摄氏度的条件下工作，同时具有更高安全性。欧洲核聚变研发创新联盟（EURO fusion）、英国原子能管理局（UK Atomic Energy Authority）和国际热核聚变实验堆组织（International Thermonuclear Experimental Reactor，ITER）宣布欧洲联合环状反应堆（Joint European Torus，JET）在5秒内产生了能量输出为59兆焦耳的稳定等离子体，打破了该装置在1997年创下的22兆焦耳核聚变能量的纪录，同时刷新了世界纪录。英国First Light fusion公司利用弹丸聚变（Projectile Fusion）技术首次成功实现核聚变，计划到21世纪30年代建设一座功率15万千瓦的试点聚变电厂。日本京都聚变工程公司（Kyoto Fusioneering）完成聚变电厂设备综合测试设施UNITY的初步设计，UNITY是全球首个将聚变反应堆技术作为一个综合性系统进行测试的设施，可在一个设施中测试聚变电厂所需的多个系统，对推进聚变技术发展具有积极意义。
（2）多国推出新的氢能项目，新技术不断涌现。美国国家可再生能源实验室（National Renewable Energy Laboratory，NREL）开发出太阳能热化学制氢（Solar Thermochemical Hydrogen）技术，具备比常规电解水制氢更高的效率。英美资源公司（Anglo American）在位于南非的Mogalakwena铂金矿启用全球最大氢电混合动力矿山运输卡车，该卡车总功率为2兆瓦，可承载290吨有效载荷；英国结合氢燃料锅炉、电空气源热泵和智能控制技术，开发出全球首个智能氢混合供热系统，提供了安全、廉价的供热方案。德国下萨克森州立市郊交通公司（LNVG）将阿尔斯通公司（Alstom）制造的氢动力支线列车Coradia iLint投入运营，开通全球首条纯氢动力客运铁路线路。加拿大PyroGenesis公司推出通过热等离子热解从碳氢化合物中生产氢的制氢技术，理论电力成本比水电解法低1/3倍；加拿大海洋技术公司Cellula Robotics开发出由氢燃料电池驱动的自主水下航行器Solus-LR，扩展了氢能在军事领域的应用。日本川崎重工业株式会社（Kawasaki Heavy Industries）的全球第一艘液化氢运输船Suiso Frontier将澳大利亚生产的氢气成功运抵日本，完成全球首次液氢海上运输。
（3）新材料、新工艺加速碳减排技术商业化进程。美国能源部太平洋西北国家实验室（PNNL）开发出新的碳捕集溶剂，能够以较低的成本（每吨39美元）高效地将二氧化碳根据不同需求转化为具有多种工业用途的甲醇、甲酸盐或甲烷等物质。澳大利亚皇家墨尔本理工大学（Royal Melbourne Institute of Technology，RMIT）开发出新的碳捕集系统，通过将二氧化碳与被加热的共晶镓铟（EGaIn）合金混合，实现了快速将二氧化碳气体转化为固体碳片，便于对其收集或再利用。日本大阪大学（Osaka University）利用资源化技术将二氧化碳高速合成了多碳有机化合物，其过程中电流密度达到每平方厘米1.8安培，实现了全球最快的合成速度。日本东京都立大学（Tokyo Metropolitan University）开发出一种新的直接空气碳捕获（Direct Air Capture，DAC）技术，研究人员通过使用异氟尔酮二胺（IPDA）化合物在低浓度二氧化碳（400百万分比浓度）下将99%的二氧化碳转化为固体氨基甲酸沉淀物，且每摩尔化合物每小时可去除201毫摩尔的二氧化碳，创造了全球最快的二氧化碳去除效率。此外，在溶液中的固体只需加热到60摄氏度即可将捕获的二氧化碳完全释放，溶液可以被回收再利用。
（四）新材料技术
2022年，世界经济从新冠疫情中逐步恢复，各主要经济体对于材料的需求进一步释放。随着半导体、5G通信、人工智能、电动汽车、氢能等产业的快速发展，科技强国加紧布局关键矿产产业链、供应链，持续推动新材料技术与新能源、信息、生物等新兴产业的融合，加速前沿新材料技术的发展。主要国家在新能源材料、聚合物材料、生物材料等领域取得突破，同时加紧研发关键矿产提取、加工及回收技术，布局新能源矿产供应链，以期在全球能源转型变革中获得先发优势。
1.重要趋势
（1）发达国家为争夺关键矿产资源制定了一系列战略规划。2022年2月，美国地质调查局（United States Geological Survey，USGS）发布更新版《2022年关键矿产清单》（2022 Final List of Critical Minerals），将锂、稀土等关键矿产纳入其中，并提出扩大国内关键矿产生产规模，以减少对中国和俄罗斯的进口依赖。2022年3月，澳大利亚政府公布《2022年关键矿产战略》（2022 Critical Minerals Strategy），建议扩大本国矿产加工产业，并与其他国家合作建立更加多样化和安全的关键矿产供应链，为关键矿产制定国际标准体系。此外，澳大利亚政府在2022—2023年预算中，拟向《关键矿产加速器倡议》（Critical Minerals Accelerator Initiative）投入2亿澳元（约合1.37亿美元）用于关键矿产项目，并在3年内投入5000万澳元（约合3400万美元）建立虚拟的国家关键矿产研发中心，推动矿石加工、提纯和回收技术的合作研究。2022年7月，英国政府发布首份《未来的复原力：英国关键矿产战略》（Resilience for the Future：The UK's Critical Minerals Strategy），提出将通过提升国内生产能力、加强国际合作等方式，建立更安全、更有韧性的关键矿产供应链。2022年10月，美国地质调查局与美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）联合绘制美国西南部部分地区的关键矿产潜力地图，寻找未来具有开采潜力的地区，以增加国内关键矿产产量。2022年12月，加拿大自然资源部（Natural Resources Canada）发布新版关键矿产战略《从探索到回收：为加拿大和世界的绿色和数字经济提供动力》（From Exploration to Recycling：Powering the Green and Digital Economy for Canada and the World），旨在促进其国内电动汽车电池相关关键矿物的生产和加工。
（2）主要国家推动关键矿产提取、加工及回收技术的研发。2022年3月，加拿大联邦政府为建造电动汽车电池材料生产设施和超级电池工厂提供财政支持，并计划投资至少20亿加元（约合16亿美元），用于促进电动汽车电池供应链所需的镍、锂、钴等关键矿产的生产和加工。2022年8月，日本海洋地球科学技术机构（Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology，JAMSTEC）在茨城县沿海成功测试海底开采技术，并计划在小笠原群岛和南鸟岛附近6000米深的海床中开采富含稀土的泥浆，以寻找稀土元素。2022年10月，美国能源部从《基础设施投资和就业法案》（Infrastructure Investment and Jobs Act）中拨款28亿美元完善本土电池供应链，包括新建和扩建国内分离与加工锂、石墨等关键矿产的工厂，以及演示验证利用回收材料制造组件的工艺。2022年10月，美国能源部为12个州的16个项目提供3900万美元的资金，用于开发可扩展的商业技术，以增加国内清洁能源转型所需的铜、镍、锂、钴、稀土等关键矿产供应。2022年10月，美国白宫发起《美国电池材料倡议》（American Battery Materials Initiative），以确保用于电力、电气和电动汽车的关键矿产的稳定持续供应。2022年11月，美国能源部先进材料和制造技术办公室公布一项价值1200万美元的融资项目，以研究和改进从地热盐水中安全、经济、高效地提取和精炼锂的技术。2022年11月，英国计划在提兹港（Teesport）建设欧洲首个大型商业锂精炼厂，为电动汽车、可再生能源系统供应链提供电池级材料。
（3）跨国企业加紧布局新能源矿产和电池生产项目，对全球新能源矿产供应链带来新挑战。2022年4月，美国通用汽车公司与嘉能可（Glencore）签订了钴供应协议，采购镍钴矿用于制造通用的Ultium电池正极。2022年8月，美国福特汽车与必和必拓（BHP Billiton）签署了镍供应协议，必和必拓旗下的西部镍业公司（Nickel West）将为福特供应镍，同时福特将寻找其他关键矿产供应来源，以确保锂、镍、稀土、铜等电池关键原材料的供应。2022年9月，韩国SK集团提出拟于2023年在本土投资73万亿韩元（约合563亿美元）提升芯片、绿色能源及生物制造的生产能力，其中12.8万亿韩元（约合98亿美元）投向电动汽车电池、氢能及其他可再生能源。2022年10月，美国通用汽车计划投资约6900万美元入股澳大利亚昆士兰太平洋金属公司（Queensland Pacific Metals），以获得用于制造电动车电池的镍和钴。2022年11月，英国Adamas Intelligence公司发布的《充电状态：电动汽车、电池和电池材料》（State of Charge：EVs，Batteries and Battery Materials）报告称，2022年上半年全球电动汽车电池消耗的锂、钴、镍资源量同比大幅增加，预计2023年还将进一步增长。
2.重大进展
（1）主要经济体持续加大电池材料研发力度。2022年4月，美国能源部西北太平洋国家实验室（Pacific Northwest National Laboratory，PNNL）开发出一种铝镍熔盐电池，其理论能量密度高于铅酸电池和液流电池，在热循环的情况下，12周内可保持92%的电池容量。2022年6月，俄罗斯斯科尔科沃科技学院（Skoltech）开发出一种新的快速充电电池阳极材料NiBTA，并揭示了该材料的电荷存储机制。2022年8月，韩国电工技术研究院（Korea Electro-technology Research Institute，KERI）下一代电池研究中心开发出具有空心核的一维锂限制多孔碳结构，并在空心核中添加金纳米粒子，制造出具有更高倍率性能和稳定性的高容量锂金属电池。2022年9月，美国能源部橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory，ORNL）和田纳西大学诺克斯维尔分校（University of Tennessee，Knoxville）开发出快速充电锂离子电池所需的钼-钨-铌酸盐化合物（MWNO）材料，该材料具有充电速度快和效率高的特点，有望取代商业电池中的石墨。2022年10月，中国合肥工业大学和美国得克萨斯大学奥斯汀分校合作开发出用于钠金属电池的基于聚（1，3-二氧戊环）的准固体电解质，改善了全固态电池整体性能。
（2）聚合物材料领域取得多项技术进展。2022年1月，英国伯明翰大学（University of Birmingham）从糖基原料中创造了一个新的聚合物系列，既保留了普通塑料的所有品质，也可进行降解和机械回收。2022年2月，澳大利亚皇家墨尔本理工大学开发出一种坚固、可持续和可堆肥的自清洁生物塑料。2022年2月，日本理化学研究所（RIKEN）开发出一种坚固、有弹性、可自我修复的聚合物材料，该材料在断裂前可以拉伸到原始长度的近14倍，切断后可在5分钟内自行愈合。2022年4月，美国北卡罗来纳州立大学（North Carolina State University，NCSU）开发出一种新的聚合物膜技术，在现有膜表面接枝亲二氧化碳的化学活性聚合物链，可以大幅提高二氧化碳选择性。2022年7月，美国得克萨斯大学奥斯汀分校将256位加密密钥编码在实验室合成的聚合物材料上，再将聚合物材料混合到墨水中书写成加密信件后通过液相色谱质谱仪进行提取和分析，未来将进一步探索该技术在数据存储和密码学领域的应用。2022年8月，芬兰图尔库大学（University of Turku）采用液-液相分离法（Liquid-Liquid Phase Separation，LLPS）开发出一种超分子塑料，该材料具有良好的机械性能和高度可回收性，可通过吸水进行自我修复，未来可作为环保材料替代传统塑料。
（3）生物材料成为新材料领域研究热点。2022年3月，巴西圣保罗州立大学（São Paulo State University，UNESP）使用B型牛明胶制成了高拉伸强度、可食用、可生物降解的抗菌生物塑料薄膜，可保护包装食品免受病原体污染。2022年7月，美国加利福尼亚大学洛杉矶分校（University of California，Los Angeles，UCLA）采用紫外线光固化工艺创造了一种改进的丙烯酸基材料，该材料柔韧性好、强度高、耐用性强，可像肌肉组织一样发挥作用，将用于软体机器人、具有触觉的新型可穿戴设备、触觉技术等领域。2022年7月，西班牙从事塑料研发的Andaltec技术中心开发出一种可用于再生肌肉组织的形状记忆聚合物，可在医院内通过材料挤压打印工艺制作植入物、手术器械和假肢。2022年8月，美国得克萨斯农工大学（Texas A&M University，TAMU）将二维纳米材料二硫化钼与改性明胶结合后开发出一种柔韧的水凝胶生物材料，可用于创建复杂的3D电路，为患者提供3D打印电子文身，监测患者的运动指标。2022年11月，新加坡南洋理工大学（Nanyang Technological University，NTU）使用聚己内酯和明胶，采用静电纺丝方法制造聚己内酯/明胶纤维，再将ε-聚赖氨酸掺入纤维支架制造出一种可加速伤口愈合过程的新型纳米纤维复合敷料，可促进细胞生长、增殖和迁移。
（五）智能制造技术
2022年，新冠疫情和俄乌冲突对全球制造业造成了巨大冲击，但制造技术发展并没有因此停滞。智能制造的关键领域包括数字化、自动化和定制化均取得了长足的进步，相关技术包括3D打印、机器人和工业物联网（IoT）也取得了新的技术革新，这些技术使制造业企业能够以比以往更高的精度、更快的速度和更大的灵活性生产产品。同时，智能制造技术越来越关注环保与可持续问题，循环经济、减少废物和污染成为行业趋势。
1.重要趋势
（1）人工智能实效凸显，机器算法全面提升制造业水平。2022年1月，美国马里兰大学（University of Maryland）利用机器学习促进预测模型的构建，加速软机器人设计流程。2022年6月，中国上海科技大学开发出由人工智能驱动的人机界面系统M-Bot，可以帮助机械手实现对触觉和温度的感知，并对有毒物进行现场采样和实时分析。2022年8月，美国卡内基·梅隆大学（CMU）使用触觉传感器和机器学习改进了机器人操纵织物的方式。2022年10月，美国太平洋西北国家实验室（PNNL）构建的机器学习工具可以预测制造过程中对材料产生的影响，加速先进制造技术的发展。2022年10月，美国斯坦福大学开发出内设机器学习模型的新型外骨骼机器人靴子，大幅提高了穿戴者的行走速度和穿戴舒适度。2022年10月，美国加利福尼亚大学伯克利分校（University of California，Berkeley）等机构开发出的强化学习模型，提高了四足机器人守门员的技能水平。
（2）自然生物学助力先进制造创新，仿生机器人受到高度关注。2022年9月，日本理化学研究所（RIKEN）开发出太阳能驱动的活体蟑螂机器人。2022年10月，美国耶鲁大学（Yale University）模仿龟类运动形态，开发出具有自适应形态的四足两栖机器人。2022年10月，美国加利福尼亚大学伯克利分校推出一种可垂直自我挖掘的仿鼹鼠蟹机器人。2022年10月，韩国机械与材料研究所（Korea Institute of Machinery and Materials，KIMM）开发出世界首个能够进行所有抓取动作的仿象鼻夹吸式抓手。2022年10月，英国萨里大学（University of Surrey）设计出一款可在水中收集塑料颗粒的仿生机器鱼。2022年11月，韩国高丽大学（Korea University）等联合开发出由多孔水凝胶制成的微型水上昆虫型机器人。
（3）3D打印技术持续取得突破，推动各行业科技进步。2022年9月，德国波鸿鲁尔大学（Ruhr-Universität Bochum）的研究人员利用双光子聚合3D打印技术成功模拟出纳米尺度上的生物结构。2022年10月，美国橡树岭国家实验室（ORNL）利用深度学习加速3D打印的CT扫描过程，同时可以提高结果准确性。2022年10月，俄罗斯乌拉尔联邦大学（Ural Federal University）和俄罗斯科学院乌拉尔分院（Ural Branch of the Russian Academy of Sciences）通过3D打印制造出微型永磁体。2022年10月，中国科学院大连化学物理研究所开发出具有强大循环稳定性和超高面能量密度的全3D打印锂金属电池。2022年11月，美国麻省理工学院（MIT）开发出一种新的热处理方法，可有效改善3D打印金属的微观结构，使3D打印发动机叶片成为可能。2022年11月，美国得克萨斯农工大学（TAMU）使用食盐3D打印可降解聚合物。
2.重大进展
（1）增材制造技术在生物医药、航空航天、建筑等领域的应用得到进一步提高。2022年1月，美国约翰斯·霍普金斯大学研究人员设计的智能组织自主机器人，在没有人类指导的情况下对猪的软组织进行了腹腔镜手术。2022年2月，荷兰乌得勒支大学（Utrecht University）研究人员使用新开发的超快体积3D生物打印方法成功制造出功能性肝脏。2022年5月，俄罗斯国家研究型技术大学（The National University of Science and Technology）研究人员利用3D打印技术开发出一种为航空航天工业生产复合材料部件的方法，该方法将成品的强度提高了15%。2022年6月，澳大利亚SPEE3D公司冷喷涂3D打印技术入选美国海军MAINTENX演习。2022年10月，美国加利福尼亚建筑初创公司Mighty Buildings交付世界首个3D打印零净能耗住宅。
（2）技术融合加快，传感器性能得到大幅提升。2022年2月，韩国国防技术规划与发展研究所授予韩国LIG Nex1公司一份超薄线性传感器合同，旨在提升韩国海军未来水下系统的生存能力和杀伤力。2022年9月，美国国防部高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）推出革命性红外传感解决方案——“光机热成像”（OptTIm）计划，寻求在室温条件下实现量子级红外探测。2022年11月，美国宾夕法尼亚州立大学研究人员利用机器学习开发出新的分析方法，能够使用单个传感器选择性地测量多个生物分子，显著提高生物传感器的分析性能。2022年11月，美国宾夕法尼亚州立大学研究人员使用原子级薄材料发明出一种900像素的成像传感器。2022年11月，中国深圳大学研究人员开发出可真空直接批量制造的富边缘碳基柔性传感器，即柔性石墨烯纳米晶体嵌入碳结构（Flexible Graphene Nanosheet-Embedded Carbon，F-GNEC）薄膜电子皮肤，大幅提升了对弯曲电、光电、热电信号的检测能力。2022年12月，英国剑桥大学（University of Cambridge）科研团队开发出活体生物电传感器，该传感器对生物电传感体系进行大幅改进，可在三分钟内监测目标污染物并直接输出电传感信号。2022年12月，美国空军研究实验室（Air Force Research Laboratory，AFRL）启动可穿戴生物分子传感器的新研发项目，以测量空军人员的生物标志物。
（3）机器人技术取得突破，人机交互、多机协同能力大幅增强。2022年3月，美国麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室（CSAIL）开发出使用电磁体重新配置的机器人立方体（ElectroVoxels），可在微重力下运行，不需要电机或推进剂驱动。2022年4月，日本北海道大学理学院（Hokkaido University of Science）开发出世界首个利用集群策略工作的微型机器人，证明分子机器人能够采用集群策略完成货物递送。2022年4月，美国微软混合现实与人工智能实验室（Microsoft Mixed Reality and AI Lab）和苏黎世联邦理工学院研究人员开发出一个新框架，将混合现实和机器人技术相结合，增强人机交互，允许用户在查看周围环境的同时远程控制机器人。2022年11月，美国科罗拉多州立大学（Colorado State University）研究人员创造了世界首个成功操纵单个液滴的软机器人抓手，该抓手采用新型超疏水涂层处理，可以像柔性固体一样抓住、运输和释放单个液滴，可以一次性使用并进行精确、无损的液体清理工作。
（六）航天技术
2022年，世界航天活跃度依旧维持在较高水平，主要航天国家进一步突出太空在国家战略中的地位，加速推动航天技术和装备发展。其中，低轨星座部署与应用、火箭发射和回收技术、太空站建设及深空探测等取得关键进展。此外，商业航天力量深度参与现代作战，在俄乌冲突中发挥关键作用，成为支持军事作战的重要力量。
1.重要趋势
（1）主要航天国家、地区或组织强化航天战略部署，太空安全和太空探索成为关注重点。美国发布《国防战略》、《2022年导弹防御评估》、《国土安全部太空政策》（Department of Homeland Security Space Policy）、《国防部太空政策》、《太空服务、组装与制造国家战略》等文件，将太空视为“美国国家军事力量的优先领域”，并通过提升太空系统网络安全、增强太空系统韧性、加强与盟国和商业航天力量合作、发展在轨建造和维修技术等手段，维持美国在太空领域的战略竞争优势。英国发布新版《国防太空战略》和《英国太空力量》文件，拟通过提升太空防御能力、建立太空系统韧性、发挥太空科技优势、加强美英太空联盟等举措，激发太空产业活力，推进太空军事能力发展。澳大利亚发布《国防太空战略》，计划提升国防太空能力，强化太空联盟合作，确保其太空利益。北约发布《太空政策》（Space Policy）文件，把太空纳入集体防御体系，以捍卫其在太空领域的安全利益。欧盟发布《安全与防务战略指南》（Strategic Compass for Security and Defence），提出应在太空中迅速采取行动以应对威胁。欧洲航天局发布《Terrae Novae 2030+战略路线图》（Terrae Novae 2030+Strategy Roadmap），旨在为欧洲建立可行、有韧性的太空活动框架，并将近地轨道、月球和火星视为太空探索重点。美国、英国、法国、德国等七国发布《联合太空作战愿景2031》倡议，将通过加强太空合作，发展太空军事联合作战能力，防止太空冲突。
（2）巨型星座布建规模进一步扩大，或成为重塑太空格局的关键力量。2022年，美国SpaceX公司通过34次发射将1732颗“星链”（Starlink）卫星部署入轨，使“星链”星座在轨卫星总数突破3600颗；亚马逊公司与3家火箭公司签署83次发射协议，用于部署由3236颗卫星组网的“柯伊伯”（Kuiper）星座。俄罗斯成功发射“球体”（Sphere）星座首颗卫星“斯基泰人”-D（Skif-D），对天基互联网接入技术开展在轨验证，未来将部署388颗卫星完成星座组网。英国OneWeb星座受俄乌冲突影响部署进度大幅放缓，截至2022年12月底，全年仅通过3次发射将112颗卫星送入轨道，将OneWeb星座规模扩大至502颗，完成初期计划77%的部署任务。欧盟计划投资24亿欧元构建低轨星座，在弥补地面通信网络空白区域的同时，为欧洲提供更加安全的通信系统。
（3）商业星座应用范围不断扩大，首次深度参与现代作战。在商业通信星座方面，美国SpaceX公司相继推出车载、企业、海事及航空版“星链”终端，为客户提供多元化网络服务。据统计，“星链”星座正在为41个国家超过60万人提供天基网络服务，覆盖范围涵盖全球七大洲。在俄乌冲突期间，“星链”星座在保障民用基础通信的基础上，为乌军战场情报支援、态势感知、导弹引导、无人机作战等提供关键通信链路保障，成为支持乌军作战的关键力量。在商业遥感星座方面，美国麦克萨（Maxar）、黑色天空（BlackSky）及芬兰冰眼（Iceye）等公司利用各自遥感星座为乌克兰和北约等提供遥感图像，为及时侦察俄军部署、跟踪俄军动向、评估战场态势等提供有力支持。鹰眼360公司（HawkEye 360）向美国和北约提供了乌克兰领土上的GPS干扰信号分析，并绘制了可能由俄军发射的GPS干扰信号地图。
2.重大进展
（1）中国太空站全面建成。2022年5月，天舟四号货运飞船成功发射，中国太空站在轨建造阶段开启。2022年6月，神舟十四号载人飞船发射成功，将航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲送入天和核心舱。2022年7月，中国首个科学实验舱问天实验舱发射成功。2022年11月，中国太空站梦天实验舱顺利完成转位，中国太空站“T”字基本构型在轨组装完成。2022年11月，天舟五号货运飞船成功发射，并顺利与太空站组合体完成自主快速交会对接。此次任务首次实现了两小时自主快速交会对接，创造了世界纪录。2022年11月，神舟十五号载人飞船发射圆满成功，将航天员费俊龙、邓清明、张陆顺利送入中国太空站。至此中国太空站关键技术验证和建造阶段12次发射任务全部完成。从2021年4月天和核心舱发射到神舟十五号任务顺利完成，中国载人航天在19个月内，密集实施11次发射、2次飞船返回、7次航天员出舱，4个乘组12名航天员接续在轨工作，如期完成太空站“T”字基本构型组装建造，展现了中国载人航天30年发展的厚重积淀和强大实力。
（2）全球航天发射能力稳步提升，火箭发射和回收技术取得新突破。2022年，美国太空发射系统（Space Launch System，SLS）重型运载火箭首次成功发射，将重约26.5吨的“猎户座”（Orion）飞船送入地月转移轨道；SpaceX公司“猎鹰”-9（Falcon-9）火箭年内完成61次发射，实现平均约每6天发射1次的能力，并成功创造“一箭14飞”和“一箭105星”的新发射纪录；SpaceX公司“重型猎鹰”（Falcon Heavy）火箭执行首个美国国家安全任务，完成第4次发射任务，将多颗军事卫星送入地球同步轨道；火箭实验室公司（Rocket Lab）首次利用改装直升机尝试抓捕执行轨道级发射任务的一级火箭，展现新型火箭回收方式；维珍轨道公司（Virgin Orbit）的小型空射火箭“运载器一号”（Launcher One）在2022年1月和7月由波音747-400载机携带到高空完成2次发射任务，继续引领空射火箭技术发展。蓝色起源公司（Blue Origin）“新谢泼德”（New Shepard）亚轨道火箭成功完成第5次亚轨道载人飞行任务。萤火虫航天公司（Firefly Aerospace）“阿尔法”（Alpha）火箭首次发射成功，将3颗卫星送入轨道。俄罗斯“安加拉”（Angara）1.2型火箭完成首次发射任务，将逐渐取代“质子”号（Proton）等旧型火箭，成为俄主力运载火箭。欧洲航天局（European Space Agency，ESA）新型“织女星”-C（Vega-C）火箭首飞成功，将7个有效载荷成功送入预定轨道。韩国成功发射“世界”号（Nuri）运载火箭，成为全球第7个拥有自主太空发射能力的国家。伊朗成功测试了其自主生产的新型运载火箭，将为其卫星部署提供支持。
（3）深空探索有序开展，取得诸多新成就。2022年，美国成功发射月球自主定位系统技术操作和导航试验（Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment，CAPSTONE）立方体卫星和“猎户座”飞船，探测月球轨道环境，测试载人飞船性能，正式拉开“阿尔忒弥斯”重返月球计划序幕；NASA实施全球首次行星防御任务，利用“双小行星重定向测试”（Double Asteroid Redirection Test，DART）航天器撞击目标小行星，将小行星轨道周期缩短了32分钟，成功验证了小行星偏转技术。韩国发射首个月球探测器“赏月”号（Danuri），成功与地面站实现通信，将开展为期1年的月球观测任务。日本成功发射“好客”号（Omotenashi）月球探测器，拟尝试完成月表着陆任务，但其升空后因太阳能电池失效，导致任务失败。中国成功发射综合性太阳探测卫星“夸父一号”，将对太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射等开展观测，为空间灾害预报提供支持。
（七）航空技术
2022年，世界主要国家围绕先进空中作战平台、有人/无人协同作战系统及高超声速武器系统等空战科技热点，持续推进新一代先进航空装备与关键技术的开发与试验，探索航空先进工业新技术应用，加快推出新型空战装备以提高作战能力。此外，电能、氢能和可持续燃料等新能源航空技术稳步发展，将引领航空技术向绿色、节能方向前进。
1.重要趋势
（1）主要航空国家推进先进空中作战平台研发、测试与升级，持续提升空中力量优势与战略威慑。美国对608架F-16战斗机进行了22项改装，旨在提高杀伤力，以有效应对当前与未来的威胁；美国空军首架B-21“空袭者”（Raider）隐身轰炸机进入地面测试阶段；美国空军核武器中心（Air Force Nuclear Weapons Center）批准F-35A战斗机携载B61-12制导核航弹的初始设计方案；美国新型KC-46A加油机创造了36小时不间断飞行新纪录，为提升美国全球作战能力提供支持；美国空军对下一代EC-37B“罗盘呼叫”（Compass Call）电子战飞机开展测试，进一步提升电子探测、定位及干扰能力。俄罗斯改进型苏-57战斗机首飞，对机载设备扩展功能、人工智能辅助设备及各种新型武器进行测试。法国、德国、西班牙共同开展新一代战斗机发动机原型机试验，并启动未来空中作战系统（Future Combat Air System，FCAS）新阶段研发工作。法国、德国、瑞典启动未来中型战术货运（Future Mid-Size Tactical Cargo，FMTC）项目，将联合开发一种新的固定翼中型运输机。法国、德国、希腊、意大利、荷兰和英国启动下一代旋翼机能力（Next Generation Rotorcraft Capability，NGRC）项目，共同探索未来直升机的创新方案。日本与英国、意大利共同开发新一代战机，预计在2035年前服役。韩国KF-21“猎鹰”（Boramae）战斗机首架原型机成功完成首飞，使韩国成为世界上第8个成功研制超声速战斗机的国家。
（2）空中无人系统成为主要航空国家和地区发展重点。美国海军完成MQ-8C无人机首次舰载作战部署，进一步提升海军态势感知及情报、监视和侦察能力；美国空军使用MQ-9“死神”（Reaper）无人机试射新型“地狱火”（Hellfire）导弹，以提升持续打击能力；美国陆军在会聚工程2022（Project Convergence 2022）和实验示范网关（Experimental Demonstration Gateway Exercise，EDGE）演习中使用K1000 ULE和空射效应（Air Launched Effects，ALE）无人机集群，提升战场通信覆盖和侦察能力；DARPA启动无基础设施发射和可回收先进X战机（AdvaNced airCraft Infrastructure-Less Launch And RecoverY X-Plane，ANCILLARY）项目，推进新概念无人机技术研发。俄罗斯开发LAOP-500无人机，用于对抗敌方人员、重型装甲车辆等威胁目标。英国首架“守护者”（Protector）RG Mk1无人机系统完成验收测试，将正式移交英国皇家空军；英国陆军开展蜂群无人机演示活动，对态势感知和人工智能等技术进行测试。欧洲空客公司（Airbus）利用A400M运输机进行投射无人机研究，验证空中发射无人机技术；欧洲中高空长航时远程无人机系统通过综合基线审查，将成为欧洲未来空战的重要组成系统。韩国国防科学研究院（Agency for Defense Development）计划与大韩航空公司（Korean Air Lines）合作实施隐身无人机开发（Stealth UAV Technology Development）项目，开展无人机设计工作。
（3）清洁航空受到更多关注，成为未来航空技术发展方向。美国波音公司（Boeing）发布《可持续发展报告》（Sustainability Report），承诺到2030年交付可使用100%可持续燃料飞行的民用飞机，并支持民航业于2050年实现全球民航运行净零碳排放的承诺；美国通用航空公司（General Electric，GE）的Passport发动机使用100%可持续航空燃料完成了首次飞行测试。欧盟正式发布《航空绿色协议——欧洲可持续航空愿景》（Fly the Green Deal-Europe's Vision for Sustainable Aviation），拟到2050年实现航班二氧化碳净零排放；欧盟委员会（European Commission）成立零排放航空联盟（Alliance for Zero Emission Aviation），呼吁航空界通过引进氢能和电动飞机来实现欧洲2050年的碳中和目标。英国发布《航空零排放》（Jet Zero）战略，提出2040年实现英国国内航空运输和机场净零排放的目标；英国皇家空军利用装备“遄达”700（Trent 700）发动机的军用改型A330运输机完成全球首次使用100%可持续燃料的军用飞机飞行测试任务；英国罗尔斯·罗伊斯公司（Rolls-Royce）将开发涡轮发电机技术，扩大可持续航空燃料使用范围。欧洲空客公司A400M运输机首次使用部分可持续航空燃料开展飞行测试。德国汉莎集团（Lufthansa）与壳牌国际石油公司（Shell）达成有史以来规模最大的可持续航空燃料交易，推进实现航空碳中和目标。荷兰联盟组织开展氢能飞机动力总成和存储系统（Hydrogen Aircraft Powertrain and Storage System，HAPSS）计划，拟开发用于40～80座改装型支线涡桨飞机的氢电推进系统。
2.重大进展
（1）高超声速武器系统技术研发进程加速，部分装备投入实战。美国正在制定《国家高超声速倡议2.0》（National Hypersonics Initiative 2.0，NHI2.0），寻求发展颠覆性和先进性作战能力；美国对吸气式高超声速武器概念（Hypersonic Air-Breathing Weapon Concept，HAWC）、AGM-183A、“作战火力”（OpFires）等高超声速系统开展飞行测试，推进高超声速武器装备化研发；美国国防部与多元化行业团队合作，开发高超声速能力测试设施多服务先进能力高超声速试验台（Multi-Service Advanced Capability Hypersonics Test Bed，MACH-TB），以更快地验证和部署高超声速系统。美国平流层发射公司（Stratolaunch）Talon高超声速飞行器原型机完成首次试飞，将为多类高超声速技术研究提供飞行试验支持；美国雷神公司（Raytheon）为美国空军设计、开发和生产高超声速攻击巡航导弹系统。俄罗斯利用“匕首”高超声速导弹摧毁乌克兰多个军事目标，首次展示高超声速武器实战打击能力；俄罗斯将批量生产“锆石”（Zircon）高超声速导弹，并将其装备俄海军舰队。英国计划实施高超声速飞行器试验（Hypersonic air Vehicle Experimental，HVX）计划，开发创新的高超声速技术；英国公布名为“概念V”（Concept V）的军用高超声速飞机模型及其概念方案，推进可重复使用高超声速系统研发。澳大利亚设立高超声速研究中心，为澳大利亚国防部、工业界、大学和国际合作伙伴提供高超声速技术测试场所。伊朗称其研制出了首枚高超声速弹道导弹。
（2）航空有人/无人协同作战平台发展迅速。美国海军F/A-18E/F“超级大黄蜂”舰载战斗机（Strike Fighter）展示有人/无人编队飞行能力，是美国海军实现分布式海上作战愿景迈出的重要一步；美国通用原子公司（General Atomics Aeronautical Systems）为MQ-Next无人机提出新型混合动力推进技术模块化概念，提高其隐身性能。美国通用原子公司公布“开局”（Gambit）和“进化”（Evolution-class）两种无人机系统，前者将满足与有人驾驶飞机协同作战需求，后者可提升美军战场信息优势和空域主宰能力；美国空军推进新型无人驾驶型协同作战飞机（Collaborative Combat Aircraft，CCA）项目，并将进行重点投资，实现利用人工智能技术自主操控忠诚僚机。俄罗斯“格罗姆”（Grom）多用途高速无人机进入初步设计阶段，将可作为忠诚僚机协同有人驾驶飞机对敌方防空系统和沿海设施实施打击。芬兰和德国合作开展与有人/无人编组飞行（Manned-Unmanned Teaming，MUM-T）研究相关的测试和飞行演示。韩国着手研发基于人工智能技术的无尾翼“鳐鱼”-X（Kaori-X）隐形无人机，使其具备与载人战斗机系统协同作战的能力。土耳其首架国产“红苹果”（Kızılelma）隐身无人机成功进行地面测试，将与有人驾驶飞机协同执行战略进攻、近距离空中支援、导弹进攻等多种军事行动。
（3）多款反无人机系统研制和部署取得关键进展。美国莱特耶系统公司（Liteye）为美国陆军开发高能激光反小型无人机系统，利用多个效应器和战斗管理系统探测、跟踪、识别和应对小型无人机威胁。俄罗斯研发小型低成本反无人机地对空导弹，通过集成无源电子扫描阵列雷达，实现快速同时打击多个目标的能力。英国火星公司（Marss）推出用于反无人机任务的新型高速拦截器，可以亚声速攻击目标，并具有机器学习能力。德国海军“萨克森”号（Sachsen）护卫舰成功完成高能激光武器在短距离和超短距离内的反无人机作战试验。澳大利亚无人机之盾（DroneShield）和操作员战术解决方案公司（Operator Tactical Solutions）合作推出基于虚拟现实技术的反无人机系统，将允许用户在同一场景下基于多视角反复演习反无人机技术、战术和模拟程序作战。韩国计划利用便携式无人机电磁干扰装置、激光、防空炮、导弹等反无人机打击系统，建立无人机信息整合体系。印度经济炸药公司（Economic Explosives，EEL）着手研发可对无人机实施软、硬杀伤的反无人机微型导弹，并将可在2千米距离范围内使用电子光学系统对空中目标进行识别。
（八）海洋技术
当前，海洋已成为全球战略竞争的焦点之一，而海洋技术对认识、开发和利用海洋的支撑作用也越发凸显。2022年，世界主要经济体继续围绕海洋技术展开布局，加大海洋防务装备、极地、深海、高技术船舶等领域的技术研发力度，相关领域呈现出稳步发展趋势，同时部分关键装备与技术取得重大进展。
1.重要趋势
（1）世界主要国家持续推进海洋防务装备研建进程，谋求全面提升海军实力。在航母方面，美国加速推进“福特”级（Gerald R. Ford）核动力航母的实战化应用进程；俄罗斯稳步推进“库兹涅佐夫海军元帅”号（Admiral Kuznetsov）航母的维修工作；印度正式接收首艘国产航母“维克兰特”号（Vikrant）；法国进一步完善新一代核动力航母技术细节。在潜艇方面，美国加快核潜艇研建步伐，下水或服役多艘核潜艇；俄罗斯推出新一代战略核潜艇设计概念，并开启核潜艇新型隐身技术的研发工作。在水面舰艇方面，美国为“阿利·伯克”级（Arleigh Burke）驱逐舰配备首套高能激光武器，并计划为“朱姆沃尔特”级（Zumwalt）驱逐舰配备高超声速武器；俄罗斯积极推进“纳希莫夫海军上将”号（Admiral Nakhimov）核动力巡洋舰等多艘海军主战舰艇的现代化升级工作。
（2）无人水面艇首次应用于大规模实战。2022年，在俄乌冲突中，乌克兰使用无人水面艇袭击了驻扎在克里米亚地区塞瓦斯托波尔军港（Sevastopol）的俄罗斯黑海舰队。随着无人技术的快速发展，无人水面艇实战化能力逐步显现，其对主力舰艇的“非对称威胁”或已成为现实。与主力舰艇相比，无人水面艇建造周期短、成本低、隐蔽性好，可大量密集地部署于关键海域，形成类似“蜂群”无人机的水面“鱼群”作战力量，对主力舰艇进行饱和攻击。未来，随着无人水面艇自动化程度和协同作战能力的不断提升，其对主力舰艇构成的“非对称威胁”也将越发显著。
（3）世界主要国家加强北极谋篇布局，全方位提升北极事务参与度。在战略规划制定方面，美国发布新版《北极地区国家战略》（National Strategy for the Arctic Region），阐明未来10年北极主要任务目标；法国发布《平衡极端：法国至2030年的极地战略》（Equilibrium in Extremes：France's 2030 Polar Strategy），为南北极设定了到2030年前的地缘政治和环境目标；印度发布《印度与北极：建立可持续发展伙伴关系》（India's Arctic Policy：Building a Partnership for Sustainable Development）文件，明确了印度北极战略的六大目标。在军事能力建设方面，美国联合北约盟友举行了“冰原行动2022”（Ice Exercise 2022）、“北极边缘2022”（Arctic Edge 2022）、“寒冷反应2022”（Cold Response 2022）等大规模北极军演；俄罗斯举行了多场北极防空、反潜演习，并测试了包括“匕首”高超声速导弹在内的多型先进武器。在北极装备研建方面，美国军方测试了商业卫星应用于军事通信的可能性，以增强北极通信能力；俄罗斯研建的22220型核动力破冰船“西伯利亚”号（Sibir）正式服役，可进一步提升北极航道的通航能力；加拿大政府开展北极监视项目，以升级北方预警系统（The North Warning System）并研发远程通信和超视距雷达系统。
（4）主要造船国家加大高技术船舶产业发展资金投入，进一步构建产业链优势。英国政府投入2.06亿英镑研发绿色船舶技术，并支持绿色航运技术创新企业发展，目的是在中国、日本、韩国主导的造船市场中取得竞争优势。德国政府计划每年投入数千万欧元发展绿色船舶产业并支持造船业数字化转型，进一步提升德国绿色船舶在国际竞争中的创新能力。日本商船三井公司（Mitsui O. S. K. Lines，MOL）计划未来3年投入17亿美元助力航运业脱碳，并计划到2035年将绿色船舶数量扩大到110艘，使温室气体排放量较2019年降低45%。韩国政府计划未来10年投入2亿美元开发以氢、氨为基础的零碳动力核心技术，为韩国主导全球绿色船舶市场提供重要技术支撑。
2.重大进展
（1）美国海军定向能武器研发取得重大进展。定向能武器是利用高能射束杀伤目标的新一代武器，主要包括高能激光、高功率微波和高能粒子束等类型。美国海军长期以来致力于定向能武器的研发，2022年相关研究有所进展，尤其是高能激光武器和高功率微波武器的实用化进程取得进展。2022年，美国洛克希德·马丁公司向美国海军交付高能激光武器系统（High Energy Laser with Integrated Optical-Dazzler and Surveillance，HELIOS），该系统是第二款可集成到现有舰艇的战术激光武器系统，将极大提升美国海军的防空反导能力。此外，美国海军新一代微波武器——高功率微波武器（The High-Power Microwave，HPM）完成测试，未来或将集成到航母系统上对重要战略目标进行电磁打击。
（2）海上无人装备研建与部署取得阶段性进展。在无人潜航器方面，美国重点推进“虎鲸”（Orca）超大型无人潜航器的技术验证工作，并举行“国际海上演习2022”（International Maritime Exercise 2022）等多场大规模海上无人系统演习，演示验证了多款先进无人装备；俄罗斯接收用于搭载“波塞冬”（Poseidon）核动力无人潜航器的潜艇，并持续推进相关装备的实战化应用进程；加拿大着手研建“海狼”（Seawolf）超大型无人潜航器。在无人水面艇方面，美国启动远征高速运输船自主性能验证、大型无人水面舰艇概念设计等前沿无人水面艇研发项目，并成立首支水面无人舰队，聚焦无人水面艇的战力生成；土耳其成功完成首次无人水面艇集群作战试验，并持续推进“乌拉克”（ULAQ）无人水面艇的技术升级工作；澳大利亚开展无人水面艇系统集成项目，寻求提升无人水面艇的任务执行能力。
（3）美国、欧洲推出多款新型深海装备，深海开发能力进一步提升。美国安杜里尔工业公司（Anduril Industries）研发出一款最大潜深为6000米的无人潜航器，可执行深海探测任务；美国伍兹霍尔海洋研究所（Woods Hole Oceanographic Institution，WHOI）研发出适用于无人潜水器的新型气体传感器，可用于探测和跟踪海底甲烷气体资源。英国国家海洋学中心（National Oceanography Centre，NOC）研发出一款新型传感器，可对各种海洋生物的地球化学参数进行实时高质量分析。该中心还完成了多型无人装备、传感器与控制软件的深海测试工作。德国基尔亥姆霍兹海洋研究中心（Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel，GEOMAR）牵头研发出新型深海燃料电池，可大幅提升深海装备的续航能力。法国iXblue公司研发出专用于深海自主潜水器的合成孔径声呐，可提升法国海底测绘能力；法国发布深海新战略，聚焦深海装备技术发展，以维护其深海资源利益。
（4）美国、欧洲、日本、韩国围绕高技术船舶展开技术攻关，并取得重要进展。在绿色船舶领域，美国开发出全球首艘采用甲醇制氢发电技术动力的拖船；欧洲BEH2YDRO公司推出100%氢燃料大功率船用发动机。在智能船舶领域，由日本财团（Nippon Foundation）支持的“MEGURI 2040”智能船舶项目完成6个不同船型的实船测试，向2025年实现智能船舶商业化目标迈进了一步。在特种船舶领域，韩国现代重工交付了双燃料动力超大型液化石油气运输船（Liquefied Petroleum Gas，LPG），该船是韩国首艘可以同时使用LPG和船用重、轻质油的船舶；日本川崎汽船（K Line）推出新型浮式液化天然气生产储卸装置（Floating Liquid Natural Gas，FLNG）设计概念，该设计通过重复使用现有液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）船的LNG储罐，可使全球能建造FLNG的潜在船厂数量增加。
[1] 20兆瓦为储能功率，200兆瓦时为储能容量。