6月26日，2022世界青年科学家峰会——“科创中国”技术服务与交易大会数字经济专场在温州举行。会上，中国工程院院士陈纯、中国科学院院士杨德仁、中国工程院院士谭建荣等专家学者，分别就“区块链-数字经济新型基础技术”“半导体材料产业现状和挑战”“数学设计与数字孪生”等研究作主旨报告，为温州进一步打造浙东南数字经济高地赋能添智。编者摘编报告精彩部分。

《区块链—数字经济新型基础技术》

报告人：中国工程院院士、浙江大学信息部主任、浙江大学教授 陈纯

区块链本质是一种分布式账簿数据库，通过分布式共识算法实现分布式数据管理和共享，并通过密码学方法加密信息保障隐私。区块链有公有链，联盟链，私有链三种组织形态。区块链必须解决高性能，高可用和安全隐私保护这三大问题。

高性能方面，要研发高性能、抗攻击力强的共识算法；开发从单机到集群的计算机组织方式，提高节点的业务处理能力；推进软硬件协同优化技术，提高系统吞吐率。

高可用性方面，底层协议能高效支持节点的动态进入和退出，以及失效节点的快速恢复和数据同步；可以通过联盟自治管理，形成新的管理体系。

安全隐私保护方面，超级账本等西方技术人员主导的开源产品支持的都是国外的加密算法，所以必须研究支持我国国密算法的区块链平台。另外链上的数据隐私保护、新老系统结合、分布式存储、系统监管等也存在问题。

区块链带来了数字经济新的发展机遇，以前所有的数字经济，最重要的是提升生产力。而区块链它除了能提升生产力的发展，它还能改善生产关系。

数字经济使产业数字化，在传统产业如金融等领域都有应用，而新兴的数字经济产业离不开区块链，现在兴起的元宇宙，它的底层技术就靠区块链支持；区块链还可以推进我国治理体系和治理能力现代化，可以实现跨部门的数据共享，住建部做了一个公积金共享平台，实现跨部门跨地区公积金业务协同；数字社会方面，在知识产权、国家“双碳”战略上，区块链都有很重要的应用。

区块链的发展和应用面临一些挑战。首先是安全的挑战，区块链还缺乏系统性理论基础和安全完备性验证。第二是监管的挑战。分布式、不可篡改等特性，使监管违规上链的舆情内容和利用加密货币洗钱困难。最后，还存在区块链自身性能的挑战，如现有区块链技术距离处理淘宝双11峰值交易量的要求仍有两个数量级的差距。

《半导体材料产业的现状和挑战》

报告人：中国科学院院士 浙江大学宁波理工学院校长、党委副书记 浙江大学教授 杨德仁

数字经济的支撑点是半导体。可以说，中国的1/5的GDP由集成电路支撑，而集成电路仅仅是半导体产业的一个部分。

集成电路的进口需求依然非常大。2021年，我们进口了4320.5亿美金。这在所有进口额当中排在第一位。摆脱依赖的困难在哪儿？美国的高端器件禁运，采购成本高，供货周期不稳定。现在半导体产业包括设计、工艺、封装、设备和材料等多个领域，实际上是多个产业领域的联动。

半导体材料一般元素半导体材料（硅和锗）、化合物半导体材料、宽禁带半导体材料以及未来可能产业化的超宽禁带半导体材料，分别俗称为第一代、第二代、第三代和第四代半导体材料。实际上，这几代半导体材料的性能特点不同，应用领域也不同，是同时在现代产业中应用的，并不是一种互相替代的关系。

那么分享一下我国半导体产业发展的现状。

第一类是硅。最基本的原材料是电子级多晶硅，主要被德国、美国、日本的企业垄断，中国产量大概是全世界产量的8%，12英寸集成电路用的电子级多晶硅材料方面，尚有很大差距。国内做的最好的是光伏太阳能硅材料，多晶硅已经占据了全球光伏市场的67%，这是为数不多的中国在全世界领先的高科技产业。

第二类是化合物半导体，如砷化镓。在中国，技术达到了产业化的水平，但是产能、质量、能力还需要发力。

第三类材料包括两类，一类是氮化镓，包括单晶和外延。GaN单晶方面，中低端材料已经能够国产化，到高端材料基本上被国外企业占领。外延方面，中国有一定的影响，但是高端产品还有待开发。另一类是碳化硅，这个行业投资过热，已经被立为发改委指导项目。但问题是规划产能过多，同质化技术严重，核心技术缺少。

最后跟大家分享半导体材料面临的挑战。第一，半导体材料产业研发周期长、技术门槛高。第二在人才上，行业需要专精人才，全世界的人才相对集中，很难通过简单的引进拉进来。第三个就是资金。我们投资过于分散，导致每家企业都做不大，难以形成核心竞争力。

《数字设计与数字孪生：关键技术与发展趋势》

报告人：中国工程院院士 浙江大学学术委员会副主任 浙江大学教授 谭建荣

中国改革开放四十多年，国家制造业取得了长足的发展。但是，许多企业还处于产业链的中下端，都需要转型升级。根本上，要靠技术来实现转型经济，而最主要的基础，就是数字化制造、网络化制造和智能化制造。

机电产品经历了机械化、电气化、信息化，目前正向智能化方向发展。我们企业最重要就要做好一代产品。这需要工艺去解决怎么做的问题。对于批量生产而言，我们还需要一类模具，而所有这些我们都需要一代设计，都需要用数字化、网络化、智能化来实现转型升级。

我们工程科学有三大手段：理论建模，实验建设，模拟仿真。模拟仿真把虚拟现实与实际的结合起来，是一种革命。我们通过数字样机进行产品功能的验证与性能的分析，降低成本，缩短开发周期。这是我们当前帮助企业实现自主研发、自主设计、自主创新的主要手段。

数字孪生包括产品建模、模拟仿真等等支持支持产品的性能和功能的测试和验证，并且通过历史、制造等数据改进产品，它有八项关键技术：复杂装备多源异构数据转换与集成技术、复杂装备几何物理行为工况建模技术、复杂装备数字孪生多性能耦合分析技术、大数据驱动下的数字孪生行为仿真技术、复杂装备全生命周期作业过程仿真技术、智能车间布局规划与生产调度优化技术、运行状态可视分析与故障智能预测技术、基于增强现实的维修维护操作导航技术。

现在有三个大的趋势。第一，拟实化，将不同物理属性的模型关联在一起，通过数字孪生体，通过这些模型进行模拟、诊断、预测、控制一体化。第二个全生命周期化，现阶段数字孪生体研究主要侧重于产品设计和售后服务阶段，现在要全生命周期，从产品设计到维护、使用、销售、出厂，整个全生命周期通过数字产生进行制造不同阶段的研究和应用。第三个是集成化。我们现在要基于数字纽带技术，将通讯技术、大数据分析技术、虚拟现实和增强现实技术有机的融合为一体。