（一）飞机领域 

　　（二）化学、生物、放射与核防御领域

  评估对象包括化学、生物、放射与核领域和新兴传染病的医疗对策；作战人员保护装备（呼吸器等）；污染避免技术；由综合预警、危险预测模型、危害管理和决策支持工具组成的信息系统；确保特种作战部队在有毒环境中的生存和行动畅通的化学、生物、放射与核防御技术。该领域的主要问题包括：基础设施能力不足、供应市场的产能不足、供应源单一。美国防部将加大对派因·布拉夫兵工厂的管理力度，更好地为该领域提供设备、材料、维修和库存管理，更好地支持联合部队的战备需求，提高化学、生物、放射与核领域威胁的应对能力。

　　（三）制造业网络安全

  评估对象包括承包商和美国防制造供应链中的信息安全和操作技术安全。该领域的主要问题包括：依赖外国；产品安全；在网络安全保护方面的不足可能导致美国防系统存在普遍漏洞；新兴技术在美国防工业基础的部署，网络安全性尚不成熟，给网络安全带来新的挑战。未来，美国防工业基础将根据受控信息的保密等级探索工业基地内的网络安全风险管理方法。

　　（五）地面系统 

　　（六）机床领域 

　　（七）材料领域 

  评估对象包括自然和合成的所有化学元素，及其材料供应链。该领域的主要问题是依赖外国。为缓解材料短缺的问题，美国防部在《2021财年国防授权法案》中要求购买镝、氧化钕、钕铁硼磁体、钇和钐钴合金等材料。未来，美国防部每两年对材料领域的短缺情况进行评估。

　　（八）导弹和弹药领域 

  评估对象包括“智能”弹药和普通弹药，前者包括战术弹药（如巡航导弹、空对空导弹、导弹空对地、地对空导弹、鱼雷、水雷等）、导弹防御、战略导弹、高超声速武器；后者包括迫击炮弹、火炮炮弹、坦克炮弹、舰炮/加农炮炮弹等。该领域主要问题包括：依赖外国；制造商和材料供应商减少；专业人才短缺等。未来几年，美国防部准备减少导弹的预算，直到十年后达到相对稳定；在高超声速和核现代化方面加大投资。

　　（九）核弹头 

  该领域的主要问题包括：制造商和材料供应商减少、产品安全问题。未来，美能源部和国家核安全管理局继续推进多项核弹头现代化工作，加强供应的管理，确保供应链的可用性和完整性。

　　（十）建制工业基础 

  美国防部建制内工业基础的主要问题包括：基础设施过时、供应来源单一、人才短缺。影响其未来生存能力和有效性的技术包括：增材制造、预测性维护、大数据分析、机器人和自动化、无损检测和先进电子诊断。

　　（十一）雷达与电子战 

  评估对象包括雷达系统和电子战系统。该领域的主要问题包括：制造商和供应商减少；供应源单一；依赖外国（缺乏稀土资料）。

　　（十二）造船工业 

  评估对象包括航母、潜艇、水面舰艇、两栖作战、作战后勤部队、指挥支援舰。该领域主要问题包括：供应市场产能不足；供应商单一；达标制造商数量有限；专业人才短缺。评估认为中国是世界的领头羊，未来中国的造船数量将继续超过美国，美国海军将继续利用其技术优势保持在海上领域的优势。

　　（十三）软件工程 

  评估对象包括进程、资源、基础设施和人才。该领域主要问题包括：专业技术人员短缺；依赖外国；美国防部缺乏统一的软件工程政策。在未来的发展规划中，跨军种的软件工程组织将继续专注于增加劳动力；有关部门为当前基于云的开发环境更新策略；制定先进的高等教育战略，将重点放在专业人才培养，确保软件工程毕业生从事软件工程职业。

　　（十四）士兵系统 

  评估对象包括武器、防弹衣、服装、鞋类、无线电、传感器、电源、食品等。该领域主要问题包括：纺织业（制服，帐篷，降落伞和背包等）、电池（可充电和不可充电）、光子学和光学工业（夜视装备，光学传感器等）的工业能力较差；供应来源单一；依赖外国；达标制造商较少；制造来源和材料供应商减少。在未来，该领域要适应市场调节，国家干预只能在工业基础风险水平无法接受时出现。

　　（十五）航天领域 

  评估对象包括卫星、发射服务、地面系统、卫星组件和子系统、网络、工程服务以及电子设备。该领域主要问题包括：依赖外国；基础设施能力较差；产品安全问题；供应商较单一；专业技术人才短缺。

　　（十六）专业人才 

  主要问题包括：专业技术人员老化趋势严重；专业技术培训不能涵盖所需的知识点；专业教育主要集中在高校教育，缺乏单位的工业技能教育。在未来，美国防工业基础将解决专业技术人才的短缺。

 

　　（一）生物技术 

  美国防部投资的重点生物技术包括作战材料和系统、作战人员健康和效能、军事医学和化学与生物防御技术。美国防部生物技术现代化战略初步确定了关键领域，并提出了能使生物基础科技和生物交叉科技快速转化成装备的三种方法：一是研制基础设施；二是将数据作为战略资源，通过安全的公共平台访问生物技术数据；三是培训军人和文职人员进行分析、研发和部署新生物技术的能力。

　　（二）全网络化的指挥、控制和通信 

  美国防部全网络化的指挥、控制和通信（FNC3）技术提供了跨部队访问、处理和分发信息的能力，全网络化的指挥、控制和通信战略将构建一个全国防部指挥、控制和通信（C3）系统，并在所有部门和作战环境中，实现所有平台和系统的可靠互连和互操作性。

　　（三）高超声速 

  高超声速武器反应迅速、速度快、机动性强，很难被发现、跟踪和拦截。美国防部正在调整进攻和防御的部队结构，来利用和防御高超声速武器。表1显示了美国防部投资的高超声速项目。

 

  美国防部正在加速高超声速武器能力发展，制定近期和长期投资战略，主要措施如表2所示。

　　（四）微电子 

  微电子研究、制造和微加工微米级到纳米级的电子设计和元件，由半导体材料制成，包括晶体管、电容器、电感器、电阻器、二极管、绝缘体和导体。微电子技术对于AI、5G和量子计算等新兴技术以及武器装备的控制模块发展非常重要，大约每两年，微电子就会转移到下一个技术节点，带来尺寸、重量、速度和功耗的改进。美国防微电子部门的可信代工计划，通过认证供应商网络来提供可信的微电子和服务。当前，可信和可靠的微电子项目正在定义可量化的保证，创建电子元件的可信访问方法，以及基于零信任的供应链保护方法。  

　　（五）机器学习/人工智能 

  美国防部正在为各种军事应用开发人工智能算法，如情报、监视和侦察，后勤，网络作战，指挥与控制以及半自主与自主车辆。陆军、空军、DARPA、美国防信息系统局、海军和美国防部部长办公厅都在进行人工智能/机器学习研制项目：美国空军Maven项目集成人工智能算法、计算机视觉和机器学习，提高了目标识别的效率和自动化程度；美国陆军正在研究的强化学习方法，提高无人机蜂群和地面车辆完成各种任务的成功率；美国陆军研究实验室正在研究深度递归神经网络，改进学习和预测算法，优化自动空对地车辆的协作。美国防部人工智能战略初步确定的重点工作包括提高人工智能能力，确定美国防部的通用基础（包括联合人工智能开发平台，美国防部共享数据，人工智能评估和人工智能解决方案），培养人工智能专业人才，参与伙伴关系，并领跑人工智能。

　　（六）量子 

  量子领域正在研究的四个关键技术包括原子钟、量子传感器、量子计算机以及量子网络。原子钟和量子传感器将提供更精准可靠的精度、位置、导航和计时能力，改进情报、监视和侦察技术，实现在没有全球定位系统的战区作战。量子计算机将提供高性能计算，解决传统计算机难以解决的数学难题。量子网络能够对许多军事任务产生深远影响，包括定时、传感、计算和加密通信，为其他量子技术提供资源倍增效应，解决复杂的数据分析问题。量子技术的进展和预期的军事影响如图1。

 

　　（七）定向能 

  美国防部主要研究的两种定向能武器包括高能激光（HEL）和高功率微波（HPM）。未来几年美国防部定向能武器部署规划如表3，高能激光扩展计划将高能激光功率从目前的150千瓦左右提高到300千瓦左右，有可能拦截巡航导弹，将来还有可能继续将功率扩展到500千瓦以上。

　　（八）5G  

  第五代（5G）蜂窝网络基础设施将使用多个频段的频率组合，增加大量微蜂窝作为新的毫米波频段，形成超高速网络的覆盖层，显著提高带宽，降低延迟，实现手机、医疗、机器、物联网、汽车、电网等无处不在的无线连接和控制。

　　（九）自主系统 

  自主系统的两个关键技术包括有人-无人协作（MUM-T）和机器-机器协作（M2M）。有人-无人协作实现作战人员通信、有人与无人车辆通信、机器人与传感器的通信，增强态势理解，提高生存能力。机器-机器协作实现机器通信，如有人和无人车辆通信、机器人与传感器通信。近期，美国防部将重点发展自主机器人平台、群智能体和自主系统在情报、监视与侦察中的应用。未来，美国防部将继续确定并实施自主系统漏洞缓解策略，并进一步开发自主技术，特别是人机协作和机器人协作技术。

　　（十）网络 

  美国网络空间日晷委员会提出了战略性的“分层网络防御”方法，并建议继续评估美国所有武器系统的网络漏洞和整个部队结构。目前，美国政府的常用网络技术包括识别网络风险并确定其优先次序；建立可防御的政府网络；威慑和干扰恶意行为者；改进信息共享和感知；部署分层网络防御。未来，美国防部将投资于网络防御、恢复能力、生存能力，优先发展规划联邦网络和信息生态系统。    

文章来源于国防科技要闻

二、10大关键与新兴技术