前沿科技创新创业趋势分析（2022）-路奇

2022 年 10 月 29 日，奇绩创坛在北京中关村举办了 2022 年的年度分享活动《前沿科技创新创业趋势分析（2022）》，奇绩创坛创始人兼 CEO 陆奇博士与创业者分享奇绩创坛这一年来看到的前沿科技创新创业趋势。

前沿科技创新创业趋势分析（2022）-陆奇

• 一、数字化发展的无尽前沿：结构和趋势
  • 相关背景知识
    • 技术驱动社会经济发展，它的结构是能源和信息的组合，它是核心生产力。
    • 科学领域的四个范式
      • 第一范式：经验证据。
      • 第二范式：理论科学。
      • 第三范式：计算科学。
        • 计算模型与系统模拟。
      • 第四范式：数据科学。
        • 以数据为中心的计算平台、数据加工、处理与分享工具、算法与模型库等一系列科学研究方式构成了技术发展的第四范式。
        • 基因测序仪
        • 深空望远镜
        • 社交媒体
      • “第五范式”
        • 代表了机器学习和自然科学领域最激动人心的前沿方向之一。
          • 微软的 Chris Bishop 提出，Chris Bishop 是微软技术院士、微软研究院科学智能中心负责人
    • 人类发展经济大概有三个大的体系：农业体系、工业体系和数字化体系
      • 在农业体系，能源主要来自太阳能，生产主要依赖光合作用（对应图中橙色曲线，这条曲线比较简单，它一直在往前延伸）。
      • 工业时代的能源是化石能源，人类使用机械设备、电气设备、电子设备来转化能源（对应图中绿色曲线）。
      • 数字化时代是图中的蓝色曲线，这条蓝色的“数字化”曲线大概有 50 年的历史，主要因为我们开始有通用算力。
    • 技术的本质是用信息去转化能源，改变自然现象，满足人的需求。技术的结构有两个组成部分：
      • 可编程，任何技术都有信息部分；
      • 可执行，有能源转化部分。
  • 1.数字化发展的趋势和核心结构
    • 数字化的发展趋势是平台驱动的，随着数字化进展，平台的规模、能力都在成长。
    • 数字化前端分成三个层次：
      • （1）底层是体验设备，设备当中有高度集成的芯片模组和操作系统。今天我们的设备有手机、电脑、眼镜、头显、手表、汽车、可穿戴、可植入等等一系列的设备。
      • （2）第二层我们称为体验容器。我们在数字化的过程当中到目前为止有三大类容器（Container）。
        • 第一类容器是二维的，可能是一页，可能是一帧，它是文字符号和图像的载体，间接地用信息跟人交互，人可以去看、可以去听。
        • 第二类容器是新一代的三维容器，人们称为元宇宙，让人可以在其内部具象地存在，本质上是让人们“在一起、在那里”，元宇宙会带来大量的创新和商业化发展的机会。
        • 第三类容器是脑机接口，现在还很早期，但长期来看会非常重要，它可以是穿戴设备，也可以是植入式设备，通过数字化的容器来获得我们人内在的感受，可以跟人做交互。
      • （3）第三层是画布。
        • 今天二维的画布有文档、图像和视频。
        • 在元宇宙里，新产生的画布是空间，是世界，是人。
    • 数字化后端是提供能力给数字化应用的场景，也分为三层：
      • （1）底层是后端设备，设备里可以是服务器、交换机、数据中心、卫星载荷等等，有高度集成的芯片、模组、操作系统等。
      • （2）往上一层是基础设施，大规模的通信网络、数据堆栈、分布式系统等等。
      • （3）最上一层是能力的供给层，让数字化的能力像电一样可以无处不在。后端主流的能力供给是云、边缘和区块链，Web 3 是新一代的数字化的能力供给，有机地融入了信任和激励机制。
    • 前端和后端建设在通用的基础设施之上：
      • （1）底层叫做数字化的公共基础，基本上是基于物理和数学。
      • （2）在这之上是数字化的开发基础，包括一系列的开源软件，让我们能系统性地、有效地去开发前端、后端。这是数字化的平台的结构和发展趋势。
  • 2.数字化的能力和需求结构
    • 数字化的进展是技术推动、需求拉动的组合。
    • 首先讲C\P\B三端的需求
      • C 端需求包括人群、时长、频次等层次，也可以把它分成这几个大类，通讯、社交、内容、消费等等。
      • P端（Producer），即创作者，这类人可以开发、设计、创作。
      • B 端（企业端），需求也相当结构化和稳定。
    • 其次，数字化满足需求的能力，也相当结构化。
      • 第一层是二维信息，二维容器是让人类间接地听和写。
      • 第二层元宇宙，它是三维的、具象的、可以体验的。
      • 第三层是 Web 3，是一种数字化的信任和激励关系。
      • 第四层是通过数字化能力在物理空间里原位直接地满足人的需求，比如由自动驾驶来完成将人直接送到目的地的任务。
      • 第五种是通过脑机接口这样的技术内在地去理解和满足人的需求。
      • 第六种是智能模型。某种意义上，智能模型可以说是一个可以思考和做规划的大脑。它可以嵌入到任何一个场景去满足人的需求。
      • 在上层的图中，我们用蓝色标注了技术满足需求的进展
    • 创新机会，技术和需求的组合，技术发展开始商业化应用往往是这样几种情况：
      • 第一是单点突破。人工智能某种意义上是个单点突破，突然非线性地出现了一种新的能力，可以撬动一类需求。
      • 第二是多点聚合，比如说，这一次的元宇宙技术在某种意义上就是多点聚合，水到渠成，好多技术一直在发展。
      • 第三是纵深开拓，当这些技术聚合在一起之后，往往还会进一步地往纵深方向更深入地发展，撬动更多的需求。
  • 3.数字化的本质与价值飞轮
    • 软件定义和数字数据驱动之间的关系是什么？软件定义本质上是把人的知识用代码表达出来，让效率更高。但是数据驱动的效能远超软件驱动。
      • 一旦软件定义开始之后，就可以收集大量数据，这些数据可以沉淀大量的知识，比起人自身的知识可以更好地满足这人的需求。
    • 数字化产业具备这样四个特征：
      • （1）数字化的产业是高度集成的。芯片的集成度越来越高，摩尔定律决定了，同样性能的硬件，成本会越来越低。
      • （2）软件驱动的产业，迭代率会加快，每几周就可以更新一次。
      • （3）数据驱动，生态沉淀数据，数据就代表知识，所以软件生态会积累大量知识，远超人的经验和知识。
      • （4）协同效益非常强。今天的企业协同都是企业内部协同、上下游协同，数字化企业相当于是整个社会在协同。
    • 数字化本质是人的延伸
      • 数字化的内核结构就是围绕着人的需求做这 6 件事：获取信息、表达信息、存储信息、处理信息、传输信息，最后把处理好的信息交付给人类使用
• 二、技术驱动创新的无尽前沿：十大创新板块机会概览
  • 上一层图中间这一条黄色横线表达的是数字化结构如何让技术成为直接的核心产能，对它的核心解读是：
    • （1）信息过程越来越软件定义和数据驱动。软件定义和数据驱动让我们更好地理解并满足人类的需求。
    • （2）物理过程（注：包括生物过程）越来越模块化、标准化、流程化、微小化。当模块化和微小化到了一定的程度之后，自然会变成软件驱动；一旦软件定义，就会开始收集数据了，自然会变成数据驱动。
    • 越来越多物理过程、能源转化过程最后都会被软件定义和数据驱动，所以新技术都可以通过数字化来变成直接生产力。
  • 过去经济发展主要的核心产能是劳动力、厂房和生产资料等。当今这个时代需要不同的生产力，核心产能变成了技术，并且技术成为越来越直接的生产力，这带来的经济规模和效益都会和过去完全不一样。
  • 图中展示的是六大数字化平台对应的需求和前后端的活跃领域。
    • 第一个大的板块是移动互联网和云。
      • 它触达每一个人（每个人都有手机），而且有足够多的内容营销手段，可以让任何产品很快触达目标用户，而且有完整的开发工具链。
      • 在云的板块，通过微服务等一系列的手段，它可以让每一个企业和实体，将它的原子能力用微服务来封装，然后通过编排高效地去满足任何的需求组合。
    • 第二板块，人工智能。
      • 人工智能的核心是基于重叠向量的计算体系创新，而不再是用符号和文字。
    • 第三板块，元宇宙。
      • 元宇宙本质上是一个三维的、存在和具象的容器，“在一起，在那里”。
    • 第四板块，Web 3。
      • Web 3 其实是新一代的数字能力，它是信任、拥有、确权和激励的数字化，它用软件定义人和人之间的关系。
    • 第五板块，脑机可以把人内在感受数字化，它可以采集人类用文字和语音都表达不出来的感情和感受。
    • 第六板块，量子计算
      • 一种全新的计算体系，它是基于新的计算基石（量子纠缠），带来极大的算力突破。
  • 基于这六大数字化平台，人类跟物理世界的互动形成了下图中的四个板块。
    • 第一是新能源
      • 主要的驱动因素从需求端来讲是可持续、可再生，有大量的技术创新，包括光、风、氢能、可控核聚变等等
    • 第二是新生命科技
      • 数字化带来了全新的发展模式，可以撬动大量新产品和新产业。
    • 第三是新材料科技
      • 它的发展趋势和生命科技类似，但更多是产业驱动。
    • 最后是新空间科技
      • 空间可以分成在地面、低空、轨道和轨道外。
  • 中国的机会
• 三、数字化移动互联网和云（结构和趋势、创新信号、代表型创新模式）
  • 1.移动互联网和云
    • 前端
      • （1）画布上最大的机会是视频，尤其是直屏的短视频，不管是抖音，快手，或者 TikTok ，这里都隐藏着大量机会。
      • （2）容器创新主要集中在三维 AR ，像苹果就赌在这上面了。
      • （3）设备上的创新主要集中在算力芯片和感知上，比如手机上的激光雷达。
    • 后端
      • （1）在云原生的基础设施方面，容器、FaaS、WASM 这些新一代更轻的容器，奇绩创坛都非常看好。
      • （2）基础设施未来的趋势一定是数据驱动，所以像数据栈——从湖、仓库、数据经纬，再到数据网格等等，我们认为都存在着大量机会。
      • （3）云的后端设备方面，在芯片上，X86 曾一统天下，但到今天我们有了 ARM64、RISC-V、DPU 等多样的芯片结构。数据中心的通讯带宽已经从 100G 扩容到400G再到 800G ，这里都存在着大量的后端创业创新的机会。
    • 移动互联网和云技术活跃的领域如何跟需求匹配？通过下图，我们能从 C 端和 P 端 B 端来总结两大趋势。
    • 在移动互联网和云这个领域，奇绩一共投资加速了 78 个项目，比如像 Authing 蒸汽记忆，做云原生身份平台；Affine，下一代协同基础设施；Sifive赛昉，做 RISC-V 芯片。
  • 2.人工智能
    • 人工智能创新一定要关注算法，算法上的单点突破可以迅速开拓一系列新机会。
    • 核心创新机会就是能开发一个智能系统，这个系统可以从环境当中获得信息，从信息当中抽取知识，用这些知识去规划、去执行，去跟环境做交互。
      • 第一种方式是将算法嵌入到现有的任意软件里。
      • 第二种方法是把算法和芯片组合在一起，中国有很多所谓的算法驱动芯片的创业公司。
      • 第三种做法是把智能系统做成一个设备，例如摄像头、机械臂、汽车等。
      • 第四种做法是把智能系统封装为服务。
    • 前端：
      • 设备
        • 自动驾驶汽车，它是用基于人工智能技术做出来的软件定义的汽车；
        • 软件定义的机器人
        • 更多的传感器
        • 嵌入人工智能算法芯片的 AIoT 设备
        • 人工智能特殊芯片，尤其是低功耗的芯片等
        • 同时，人工智能也带来了新一代操作系统的机会。
    • 后端：
      • 最主要的活跃前沿是大算力的芯片，尤其是 GPU。
        • 某种意义上，人工智能通用芯片英伟达目前占领了一个非常强的产业地位。
      • 基础设施
        • 大模型，尤其是多模态预训练模型，包括垂直领域的大模型。
        • 开发平台
          • 尤其是针对大算力芯片的开发平台，比如英伟达的 CUDA
      • 大算力芯片、大模型、开发平台，这“三架马车”是目前人工智能新一代的前沿
    • 需求
      • 在 C 端标黄的是内容和出行
      • P 端创作端标黄的主要是新一代各种不同的 AI 内容创作（AIGC）。
      • 在 B 端生产端，人工智能在过去、今天、未来都有大量可见的自动化和智能化机会，包括质量检测、自动化、生产线等。
    • 人工智能当下有五大机会
      • 第一，新一代软件定义的新能源汽车。软件定义的汽车很有可能成为下一个信息工业的母生态。
        • 今天信息产业的母生态是手机，对于未来，有很高的概率新的母生态会是汽车。因为汽车的复杂度决定了大量的芯片、软件、硬件、设备都要先为汽车设计，然后再应用到机器人上
      • 第二是机器人，比如说服务机器人和模块化机器人。
      • 第三，内容产业，大家可以思考下如何基于AI 做内容，有什么样的工具会发展起来。
      • 第四，医药行业，核酸、蛋白、药物研发等都可以通过这类大模型来加速创新。
      • 第五，人工智能在科学领域的运用，AI for Science，比如预测蛋白质结构的 AlphaFold。
    • 目前奇绩创坛在人工智能领域投资加速了 95 个项目。这里举三个例子：深言科技是基于人工智能大模型做文本信息处理，星亢原是 AI 与生物物理相结合的计算设计驱动的药企，翼方健数是人工智能时代隐私计算的四小龙之一。
  • 3.元宇宙
    • 是跨平台的容器创新，在应用端给大家带来的更多是做流量平台的机会。它本质上是 3D 存在具象的新一代容器。
    • 前端：
      • 设备端
        • 很活跃，有眼镜、头显、光模组、外围设备、手套、专用芯片、操作系统等等。
      • 容器
        • 大多都是研发工作，并不适合独立创业。
      • 画布
        • 空间、展会等等，还有就是做开放世界、游戏、社区、虚拟人、虚拟服装等。
    • 后端：
      • 设备
        • 专用芯片
      • 基础设施
        • 我们认为一定会有新一代的引擎，比如物理引擎、动作引擎等。
      • 云
        • 有大量的延伸机会，包括在 Web 3 里做数字化的虚拟资产等等
    • 需求
      • C 端就是社交、内容、游戏三大类
      • B 端，我们看到比较多的是员工相关的应用，尤其是协同，微软、Meta 也都在做这方面的工作
    • 我们在元宇宙领域里面投了 46 个项目。这里举三个例子，Motphys 是做物理动作引擎的；灵图创新科技是做新一代的影视内容，使用了非常前沿性的技术；影眸科技团队来自上海科技大学，项目是基于独特的光场技术做生成和交互平台。
  • 4.Web 3
    • 这是一个非常早期的领域。Web 3 所代表的是全新的数字化定义人和人之间信任关系、激励机制关系、组织关系的技术。
    • 前端：
      • 创业者尤其要注意相关政策和规定，因为这个领域里还是有一些目前不是非常明确的、仍需要探索的空间。
      • 设备端
        • 现有设施
        • 国外也有做手机的，大量的体验都基于浏览器
      • 画布
        • 钱包、NFT、Dapp、DID、DAO
    • 后端：
      • 设备
        • 尤其是国外市场，Web 3 主要是通过主流的公链所带来的网络。
          • 智能合约、代币、确权
      • 基础设施
        • 我们认为一定会有新一代的引擎，比如物理引擎、动作引擎等。
        • 底层技术创新，从 L0-L4、ZK 扩容、共识算法、数据链接、安全、隐私等等
      • 芯片
        • 局部的机会
    • 需求
      • C端：偏金融方向的应用，包括交易、早期游戏等等
      • B 端
        • 供应链——如何用区块链和 Web 3 的技术降低交易成本，都很值得去探索。
      • P端：创作内容
      • 在元宇宙和Web 3 结合的层面，数字资产、虚拟人、虚拟地产等等都是值得关注的创新领域
    • 奇绩在这个方面起步还是比较晚，也比较谨慎，我们一共投了 10 个项目。这里给大家举了三个例子，一个是做 Web 3 音乐的优秀团队伯牙智能音乐，一个在美国做联邦学习 MLOps、隐私和去中心化的机器学习的项目 FedML，还有一个是做 NFT 的Cedar 雪松，也是以美国市场为主的。
  • 5.脑机
    • 前端
      • 这个领域还处在非常早的阶段，目前起步在康复、医疗和初步交互（P 端设计、B 端动物）的阶段。
      • 可穿戴设备或局部可植入的技术
    • 后端
      • 生物材料、芯片、信号处理等等
    • 需求
    • 奇绩总共加速了 4 个项目，有NeuraMatrix（对标美国的Neuralink），还有未来脑律、臻泰智能等。2022年秋季路演日也有一个非常优秀的团队做宠物脑机接口。
  • 6.量子
    • 量子领域的创新比较特殊。
    • 量子是计算体系加上计算基石的创新，核心是在量子纠缠状态时，通过一种特殊的机制来做计算。
    • 量子计算是一种全新的计算体系。它所代表的是人类在算力上极大的突破。
    • 目前能够具体做的量子计算（实验状态）主要有四种：电子，光子，离子和原子
    • 到目前为止，奇绩创坛也投资并加速了 5 个项目。这里举两个例子，一个是用现有量子计算能力提供云服务的弈维量子，另一个是做离子阱路线量子计算整机的硬件公司华翊量子。
  • 7.数字化前沿在需求侧的落地进展
    • P端：机会空间（中国自建生态）
      • 第一层，底层最核心的技术是在制造端，晶圆、光刻、封装和测试。
      • 第二层，工艺/材料。有一些关键技术是需要时间积累的，需要一代一代人打磨核心工艺，比如说线宽多少，到底是硅基的还是用其他材料的。
      • 第三层是芯片设计，比如 core的设计、IP 设计 和现在用得比较多的 Chiplet 设计。
      • 第四层，架构和指令集，涉及到模数、类脑、感存算一体和光计算等。
      • 第五层，芯片种类，驱动创新的是大芯片（x86, ARM, RISC-V, chiplet 等），尤其是大算力芯片，集中度非常高。
      • 第六层是开发工具，芯片的集成度和工具是分不开的。既然中国要自建生态，一定需要把控所有关联的生态。
      • 第七，工具之后是操作系统，而操作系统绑定了大量的应用。
      • 第八，操作系统里的应用提供反馈，使得芯片不停地迭代，只有形成闭环才能真正建立中国自己的生态。
      • 自建生态在云和手机上有一些机会，汽车方面的机会某种意义上可能更多一点，有可能跑到第一梯队。
    • C端：机会空间
      • 我们可以把数字化描述成 3 个轴（前端设备、体验容器、后端能力）和 6 个数字化能力
      • C 端，会触达大量的社会层面，有大量社会责任，社会责任跟商业利益分不开。
      • 永远要做对的、有正能量的事，站在历史对的一边，不光是把握好商业的机会，也承担起应有的社会责任。
    • B端：机会空间
      • B 端在中国机会非常多，核心思路是把企业都看成一个生命体，用生命体系的发展过程来看待未来的发展机会。企业的数字化与生物进化非常像，必然会一步一步地向后发展。
      • 今天的移动互联网/云以及人工智能给我们带来大量的机会，分别包含以下两点：
        • 一是数据、数据堆栈和云原生的服务。
        • 二是深度协同，协同一定是未来。 Figma、Github 这类工具将会覆盖每一个职能。
      • 在人工智能时代，企业将会成为数字化生命体，针对每一个流程、每一个工种、每一个岗位、每一个职能，专门负责数据获取、仿真模拟设备、做辅助决策系统和自动化等，这些都是机会。
• 四、新科技驱动的创新前沿（结构和趋势、创新信号、代表型创新模式）
  • 1.新能源科技，它的驱动力是可持续性。总的来说新能源科技有以下几个大板块：
    • 第一是绿色能源，新的能源——光、风、氢、 局部的可控核聚变，有一波技术驱动创业的机会。
    • 第二是储能技术。绿色能源有一个很大的问题是生产后用不完，因此各种各样存储能源的技术，比如长时储能、分布式储能，将有很多创业机会。
    • 第三是电气化。电是新能源的载体，所有东西都要电气化，所以在新型电池方面将有大量机会。
    • 第四是负碳。现在碳排放仍然是待解决的问题，这就涉及到各种“捕捉”碳的能力和应用。
    • 第五是数字化重组的新一代电网。今天的电网需要降低排放，但最终的形式是用数字化能力把它编排在一起，协同全部的生产和需求，提升效率，驱动科研开发。
    • 无论是中国、欧洲还是美洲，政府都出台了大量的政策去驱动新能源，所以从创业角度来讲，这条赛道有众多值得我们探索的机会。
  • 2.新生命科技
    • 首先，新生命科技有许多的模式创新。
      • 第一是数据驱动的合成生物学，它通过算力来进行设计和筛选，形成各种各样的组合。
      • 第二是医疗本身，它可以通过有效算力来设计、筛选和优化。
      • 第三是“生物+”机器，也就是生物的机制加上自动化的设备，再加上接口（包括脑机接口）、微流控芯片等等，也形成了一个创新的平台。
      • 我们判断未来 10 年、20 年到 30 年，今天生活中所用的各种材料和设备设施将会通过生物合成的方法来制造，同时医疗、药物和设施也都会有系统性的机会。
    • 我们认为这个产业本身也会结构性的演变，因为它的创新模式在变，改变的核心原因在于“硅基”和“碳基”的差异。
      • 硅基的数据由 0 和 1 组成，而碳基则由 ATGC组成；硅基的产能是算力，而碳基的产能是实验通量；硅基的效率是算法，碳基的效率则是方法学。
      • 一种新的“生物基”计算体系，就是这个新的算法体系在驱动产业发生结构性变化。
    • 奇绩投资并加速了包括小熊猫生物、倍生生物、大橡科技等在内的40余个项目。
  • 3.新材料科技
    • 新材料科学是一门应用科学，它是由产业需求、材料本身研究以及数字化三个杠杆同时在驱动。
    • 用 AI 算法和算力去设计材料，这一类项目今年跟去年比是 60% 的增长。
    • 半导体的产业需求更强，碳化硅、氮化镓、铌酸锂薄膜，尤其是光计算和光感知。
    • 这个领域奇绩投资并加速了21个创业项目，分享几个案例：Fronka 做设备和数据服务，光本位用相变材料做下一代光计算芯片与光器件，乐象永续做生物基的可持续材料。
  • 4.新空间科技
    • 地面上的创业机会
      • （1）陆地上比较踊跃的是自动驾驶，主要是感知层和决策层的创新。这方面经常会有一些好项目，也包括低空飞行、垂直起降的 eVTOL。
      • （2）人类对水下尤其是对深海的探索目前才刚刚开始，未来会有越来越多的机会。
      • （3）在高空，奇绩也系统性地看到了很多创业方向（见图）：
    • 在新空间领域，奇绩也投资和加速了 17 个项目，都非常优秀，比如氦星光联做星间激光通信，东方空间做运载火箭等。
• 五、时代的机会：范式演变
  • 1.发展范式演变
    • 在技术驱动创新作为直接产能的情况下，创新发展的速度也越来越快，机会也非常多，这非常特殊，本质原因是范式变化。
    • 对价值的定义是：现在和未来通过市场和社会环境来持续满足用户/客户需求的能力，简而言之，价值就是满足需求的能力，一切都是要创造价值。
    • 过去没有数字化的时候，用技术满足社会需求，大概需要经历五个阶段（下图）：
    • 有了数字化之后，创新体系就发生了演变，每一个阶段的周期越来越短，更新速度越来越快。做技术研发、应用研究，甚至基础研究的大厂和创业公司越来越多。
  • 2.把握机会，走出第一步
    • （1）如果你是学生，你具备其他群体所没有的独特优势——足够年轻，离未来最近，对前沿有天然的敏锐直觉。
    • （2）科研人员的机会和学生一样多，技术能力是最强的长板。
    • （3）如果你在大厂，大厂充分锻炼了你的技术、产品及相关的业务经验，而且帮助你积累人脉和资源。这时候你要做的就是找到好的方向，找到你想做的事。
    • （4）创业者也有特殊的优势。你已经踩过很多坑，并从中吸取经验教训。在技术驱动和创业创新的浪潮下，你将有更大的概率找到一个想做并能做的方向，果断地走出第一步。