中科院发布改革开放四十年40项标志性重大科技成果
二 面向国家重大需求（15项，不含专用领域）
16 载人航天与探月工程的科学与应用
中科院是中国载人航天与探月工程的发起者、组织者之一，是科学与应用目标的提出者和实施者，50余家院属单位承担了大量重要工程任务和多项协作配套任务，突破了大批关键核心技术，为工程实施提供了强有力科技支撑。
在载人航天工程中，由空间应用中心（原“空间科学与应用总体部”）牵头负责空间应用系统，在“神舟”系列飞船、“天宫一号”“天宫二号”“天舟一号”上共完成70余项空间科学与应用任务、560项有效载荷研制任务。持续创新发展了可见光、红外、高光谱成像和微波遥感技术，推动了我国空间对地观测技术的跨越发展；开创了我国系列化的生命科学、微重力流体和材料科学、基础物理、天文学等空间研究。2008年，首次实现了在轨二次释放卫星和对非合作目标的远距离逼近和精确绕飞。2016年，在“天宫二号”空间实验室任务中，完成三大科学领域的14项科学实验，其中空间冷原子钟将目前人类在太空的时间计量精度提高1—2个数量级，是空间量子科技领域发展的一个重要里程碑。“中国载人航天工程”“航天员出舱”“交会对接”（均含空间应用系统）分获2003年度、2009年度、2013年度国家科学技术进步奖特等奖、一等奖、特等奖。
在探月工程中，国家天文台等负责科学目标制定、地面应用系统、探测有效载荷、测控系统甚长基线干涉测量（VLBI）、工程配套载荷和关重件研制、科学数据研究等六大任务。2004年至今，圆满完成“嫦娥一号”“嫦娥二号”“嫦娥三号”工程研制和科学探测任务，突破地月数传链路、地月VLBI测定轨、有效载荷、科学探测数据处理方法等关键技术，取得了在国际上首次获取全月面亮温及其分布规律、发现“嫦娥三号”着陆区一种新的岩石类型并重构了月球雨海区地质演化历史等一系列重大原创成果，为探月工程作出了突出贡献。“绕月探测工程”“嫦娥二号工程”分别获得2009年度、2012年度国家科学技术进步奖特等奖。
在载人航天与探月工程中，中科院攻克了一系列技术难关，取得了一大批具有重大科学与应用价值的成果，为推动我国空间科学和空间应用发展、保障国家空间安全和战略利益作出了重要贡献。
17 北斗卫星导航系统系列卫星研制
北斗卫星导航系统是中国航天史上规模最大、系统建设周期最长、技术难度最复杂的航天系统工程，是我国自主建设、独立运行、与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统。中科院作为主要建设单位之一，微小卫星创新研究院、上海天文台、国家授时中心、武汉物数所和光电院等14个单位承担了北斗二号、全球系统试验卫星、北斗三号MEO全球组网卫星，引领我国先进卫星技术跨越发展，为北斗卫星导航系统全球组网作出了重要贡献。
在全球系统试验卫星任务中，中科院自主研制并成功发射了2颗新一代全球系统试验卫星，其中2015年3月30日发射了首发星。该成果获2017年度中国科学院杰出科技成就奖。
在北斗三号工程中，自主研制的4组8颗全球组网卫星分别于2018年1月12日、3月30日、8月25日和10月15日成功发射。星载原子钟等关键单机及器部件实现了国产化应用，并在高精度导航、定位、授时服务等方面提供可靠保障。该工程建设标志着北斗导航系统从区域走向全球，具有里程碑意义。
北斗卫星导航系统于2000年年底开始向中国及周边地区提供服务，2012年年底向亚太大部分地区提供服务，计划于2018年底服务“一带一路”沿线国家和地区，2020年完成全球组网，在交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、大地测量、智能驾考、救灾减灾、手机导航、车载导航等诸多领域产生广泛经济社会效益，并为国家安全提供有力保障。
18 空间科学实验系列卫星
自2011年开始，空间中心牵头、院内外众多单位协同参与实施中科院空间科学战略性先导科技专项，通过自主和国际合作科学卫星计划，在相关科学前沿领域实现一系列重大突破，并带动相关高技术发展。
2015年12月17日，暗物质粒子探测卫星“悟空号”成功发射。这是迄今世界上观测能段范围最宽、能量分辨率最优的空间探测器，已成功获取国际上最高精度的电子宇宙射线能谱，并首次发现宇宙高能电子TeV拐点及其TeV以上的精细结构。
2016年4月6日，我国首颗微重力科学实验卫星“实践十号”成功发射，科学目标是研究揭示微重力和空间辐射条件下物质运动及生命活动规律，促进生命科学等基础研究和地面生物工程、新材料等高技术发展。该卫星返回舱于4月18日成功返回，完成的19项科学实验中15项为国际首次，取得一批重要研究成果。
2016年8月16日，世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”成功发射，在国际上率先实现了千公里级星地双向量子纠缠分发、星地高速量子密钥分发、地星量子隐形传态等三大科学目标，标志着我国在量子通信领域跻身国际领先地位。
2017年6月15日，我国首颗硬X射线调制望远镜卫星“慧眼”成功发射。该卫星是研究黑洞、中子星等致密天体前沿问题的重大空间科学项目，在2017年10月16日美国国家科学基金会宣布的首次发现双中子星并合产生引力波联合观测成果中发挥了不可或缺的作用。
此外，2016年12月22日，中科院还成功发射了我国首颗、世界第三颗全球二氧化碳监测科学实验卫星，该卫星可以每季度获取全球大气二氧化碳分布图和全球植被叶绿素荧光分布图，其获得的卫星数据向全球开放共享。该卫星为温室气体排放、碳核查等领域研究提供基础数据，为节能减排等宏观决策提供数据支撑，增加我国在国际碳排放方面的话语权。
19 深海科考和载人深潜器技术
“蛟龙号”载人深潜器是我国首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器，也是目前全球下潜能力最深的作业型载人潜水器。声学所、沈阳自动化所分别完成了“蛟龙号”三大国际领先技术中的两项攻关任务（声学系统、控制系统），获2013年度中国科学院杰出科技成就奖。“蛟龙号”于2012年6月27日创造了最大下潜7 062米的中国载人深潜纪录，标志着我国载人深潜技术跻身世界先进行列，其研发与应用获2017年度国家科学技术进步奖一等奖。
2012年9月，海洋所建成“科学号”海洋科学综合考察船，具有全球航行能力及全天候观测能力，是我国综合性能最先进的科考船。以此为核心，构建了国际一流的深远海综合探测体系，显著提高我国深远海探测与研究能力，获2015年度中国科学院杰出科技成就奖。
2016年6—8月，深海所组织中科院深渊科考队在马里亚纳海沟挑战者深渊开展了我国首次综合性万米深渊科考活动，多型设备突破万米深度，获取大量万米深渊生物和环境样品，标志着中国深渊科考挺进万米时代。沈阳自动化所自主研发了万米级自主遥控水下机器人“海斗号”（2017年2月实现最大深度10 888米），成为继日本、美国之后第三个具备研制万米级无人潜水器能力的国家。
2017年，沈阳自动化所自主研发的“海翼号”水下滑翔机3次突破水下滑翔机的世界下潜深度纪录，最大下潜深度达6 329米，海上连续工作时间超过3个月，使我国成为继美国之后第二个具有跨季度自主移动海洋观测能力的国家。
声学所、沈阳自动化所和理化所参与研制、深海所牵头负责海试的“深海勇士号”是我国第二台拥有自主知识产权的深海载人潜水器，水下工作深度达4 500米，国产化率高达95%。2017年8—10月在南海成功进行了载人深潜工程试验。2018年3—6月，“深海勇士号”在我国南海围绕深海科学、深海考古、深海救援等多个应用场景开展了高频次、高强度及复杂海况条件下的下潜作业，取得了丰硕成果。
此外，从20世纪80年代开始，南海海洋所牵头，会同全国32个单位开展南沙群岛及其邻近海区的综合科学考察，获得水文、地质、生物及油气资源等大量数据和资料，在丰富发展我国热带海洋科学基础理论的同时，为维护我国南沙群岛主权与海洋权益提供了重要科学依据，对南海资源开发、环境保护和综合管理等具有重要应用价值。
深海科考和载人深潜器的关键技术突破，带动了我国海洋科学与技术的全面提升，实现了我国深海装备由集成创新向自主创新的跨越，为我国经略海洋和建设海洋强国提供了重要科技支撑。
20 量子通信与量子计算研究
在量子通信研究方面，中国科大在发展远距离量子通信网络技术上处于国际领先水平。2012年2月，建成国际上首个规模化的城域量子通信网络。2017年8月，世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在国际上首次实现千公里星地双向量子纠缠分发、星地高速量子密钥分发、地星量子隐形传态；“天宫二号”成功实现了基于小型化终端的星地量子密钥分发。2017年9月，世界首条连接多个城市的量子通信“京沪干线”正式开通；同时，结合“京沪干线”和“墨子号”的天地链路，实现了世界首次洲际量子视频通信，标志着我国已构建天地一体化广域量子通信网络雏形。
在量子计算研究方面，中国科大在多粒子量子纠缠的制备与操纵上处于国际领先地位，从2004年开始始终保持着纠缠光子数目的世界纪录。2015年，在国际上首次成功实现多自由度量子体系的隐形传态，被英国物理学会评为当年度国际物理学十项重大突破榜首。多光子纠缠及干涉度量学研究成果获2015年度国家自然科学奖一等奖。2016年12月，在国际上首次实现十光子纠缠，再次刷新了光子纠缠态制备的世界纪录。2017年5月，自主研制成功世界首台基于单光子的量子计算机原型，实现了10个超导量子比特的纠缠，入选第四届世界互联网大会领先科技成果。2018年2月，联合阿里云开发的量子计算云平台上线，成为继IBM后全球第二家向公众提供10比特以上量子计算云服务的系统。2018年7月，在国际上首次实现18个光量子比特的纠缠，刷新了所有物理体系中最大纠缠态制备的世界纪录。
21 极大规模集成电路关键技术
上海微系统所历经30余年的努力，分别突破绝缘体上硅（SOI）和12英寸大硅片技术，先后成功研发出拥有核心自主知识产权的4—8英寸SOI和12英寸大硅片并实现产业化，制定了我国首部SOI技术企业标准，打破了国外技术封锁，跻身国际高端硅基材料市场，是我国硅集成电路技术和微电子材料的重大突破。获2006年度国家科学技术进步奖一等奖、2007年度中国科学院杰出科技成就奖。
微电子所牵头组织全国性产学研用联盟，通过7年攻关，先后突破22纳米高K介质/金属栅工程、14纳米FinFET器件、新型闪存器件、可制造性设计等关键技术，在关键工艺模块上形成较为系统的知识产权布局（ZL2 406项，其中国际ZL483项），并于2013年首次实现向大型制造企业的许可转让，进入产业化开发阶段，为我国纳米级极大规模集成电路产业技术升级提供了技术支撑。获2014年度中国科学院杰出科技成就奖。
22 高性能计算
1983年，计算所和院内外80多个单位共同研制的“七五七”工程千万次计算机通过鉴定，这是我国自行研究设计和试制的第一台大型向量计算机系统，获1985年度国家科学技术进步奖一等奖。
1995年，计算所突破了大规模并行处理的一些关键技术，研制成功曙光1000大规模并行机系统，获1997年度国家科学技术进步奖一等奖。2004年研制成功的曙光4000系列高性能计算机具有十万亿次浮点运算能力，使中国高性能计算技术和产业跻身世界前十，获2005年度中国科学院杰出科技成就奖。2008年研制成功的曙光5000A在第32届全球高性能计算机TOP500排行榜上继续位列第十。2010年研制成功的曙光“星云”是我国首台实测性能超千万亿次的超级计算机，排名世界第二。2009— 2016年，曙光系列超级计算机连续8年蝉联中国高性能计算机市场份额第一。
软件所长期致力于曙光、联想、神威、天河等一系列国产高性能计算机的软件研发，研制出新一代高性能共性基础算法库，发展了适用于大型异构环境的区域分解算法；突破了千万核规模下全隐式求解器设计关键技术，获2016年度国际高性能计算应用最高奖——戈登·贝尔奖和2017年度中国科学院杰出科技成就奖。
23 国产芯片与系统软件研发
2002年，计算所成功研制出我国首款自主研发的通用处理器芯片“龙芯1号”，标志着我国初步掌握了当代通用处理器芯片的关键设计技术。2003年，成功研制出我国首款64位通用处理器芯片“龙芯2B”；2009年，成功研制出我国首款多核通用处理器芯片“龙芯3A”。获2003年度中国科学院杰出科技成就奖。经过10余年的研发，“龙芯”已经形成了嵌入式应用、桌面应用、服务器等3个产品系列，应用于北斗导航卫星、党政办公、数字电视、教育、工业控制、网络安全和国防等重要领域。
近年来，该所研制出国际上首个深度学习处理器芯片——“寒武纪”，相对通用处理器等传统芯片可提升智能处理能效100倍以上，应用于华为Mate10、荣耀V10和P20等数千万部手机上。2016年11月，入选第三届世界互联网大会领先科技成果。2016年，孵化出世界首个人工智能芯片独角兽公司。
1983年，软件所基于时序逻辑的软件工程环境的理论与设计研究，提出了世界上第一个可执行时序逻辑语言XYZ/E，可支持软件开发的全过程，获1989年度国家自然科学奖一等奖。
1985年，计算所孵化的联想集团成功研制联想式汉字微型机系统LX-PC，获1988年度国家科学技术进步奖一等奖；1990年，成功开发出联想ELSA486/50微机及测试系统，获1992年度国家科学技术进步奖一等奖。
24 机器人与人工智能技术
1995年，沈阳自动化所牵头研制出6 000米级无缆自治水下机器人（CR-01），1995年、1997年两次赴太平洋开展调查工作，使我国具有了对除海沟以外绝大部分海域进行详细探测的能力，相关技术与能力跻身世界前列，获1998年度国家科学技术进步奖一等奖。
2012年，沈阳自动化所自主研制出中国首台6 000米无人无缆潜器（AUV）“潜龙一号”，具有自动定向、定深、定高、垂向移动、横向运动、位置和路径闭环控制、水面遥控航行等功能。2014年，“潜龙二号”研制成功，具有高智能自主避障能力和稳定航行控制能力，标志着我国水下自主机器人技术达到国际先进水平。
沈阳自动化所工业机器人技术成功实现产业化，新松公司移动机器人市场份额持续保持全球第一。近年来，还开发了极地科考冰雪面移动机器人、旋翼飞行机器人、纳米操作机器人、超高压线巡检机器人、反恐防爆机器人等特种机器人。
合肥研究院2013年研制的我国首台全尺寸人形救援机器人“愚公”，具备复杂环境下自主行走和多任务作业能力，达到国际先进水平。
1999年，自动化所孵化的汉王科技公司研发出国际上第一个大字符集手写汉字输入系统——汉王形变连笔的手写汉字识别方法与系统，获2001年度国家科学技术进步奖一等奖。
自动化所等研发的虹膜识别技术、人脸识别技术、语音识别技术、智能视频监控技术、分子影像技术等得到广泛应用，人工智能（AI）程序“CASIA-先知1.0”、仿生机器鱼高效与高机动控制等在特定领域得到重要应用。
计算所1992年研制出智能型英汉机器翻译系统IMT/ EC（IMT/863），获1995年度国家科学技术进步奖一等奖，为我国机器翻译技术进入国际市场开辟了道路。
科大讯飞公司在智能语音与人工智能核心技术领域居国际领先水平，多次在国际顶级比赛和权威评测中刷新世界纪录，在美国《麻省理工科技评论》 2017年“全球最聪明50家公司”榜单中位列第六。
25 先进核能研究
在核聚变领域，合肥研究院自主设计、建设、运行了世界上首台全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置（EAST，俗称“小太阳”），为世界稳态近堆芯聚变物理和工程研究搭建了重要实验平台。1998年7月立项，2000年10月开工，2007年3月通过验收。2017年7月3日，EAST获得超过100秒的完全非感应电流驱动（稳态）高约束模等离子体，成为世界首个实现稳态高约束模运行持续时间达到百秒量级的托卡马克核聚变实验装置，其科学研究成果为国际热核聚变实验反应堆（ITER）长脉冲高约束运行提供了实验支持，为我国下一代聚变装置——中国聚变工程实验堆（CFETR）的设计和预研奠定了基础。EAST的建设运行使我国托卡马克研究走向世界前沿，成为该领域国际上最重要的研究中心之一。获2007年度中国科学院杰出科技成就奖、2008年度国家科学技术进步奖一等奖、2013年度国家科学技术进步奖一等奖。
在核裂变领域，2011年，近代物理所牵头开展加速器驱动系统（ADS）关键核心技术研究，2016年在国际上首次提出加速器驱动先进核能系统方案并建成样机，集安全处理核废料、增殖核燃料和产能于一体，可将铀资源利用率由目前不到1%提高到95%以上，处理后核废料量不到乏燃料的4%，放射寿命由数十万年缩短到约500年。近年来，上海应物所牵头建成钍基熔盐堆（冷）实验研究基地，实现钍铀循环、堆本体工程设计、系列ADS超导质子直线加速器离子源系统钍基熔盐堆（冷）实验研究基地示意图托卡马克核聚变实验装置百秒量级稳态高约束模等离子体高温熔盐回路、安全与许可等原型系统与一系列关键技术突破，引领国际钍基熔盐堆研发，并为建设实验堆奠定了科技基础。
26 超强激光技术及装置
超强超短激光被认为是人类已知的最亮光源，能在实验室内创造出前所未有的超强电磁场、超高能量密度和超快时间尺度综合性极端物理条件，在台式化加速器、阿秒科学、超快化学、材料科学、激光聚变、核物理与核医学、高能物理等领域有重大应用价值。
2002年，上海光机所突破光学参量啁啾脉冲放大超强超短激光新原理系列关键科学技术，获得峰值功率高于国际同类研究一个量级的16.7太瓦激光输出，获2004年度国家科学技术进步奖一等奖。2011年，物理所采用高对比度啁啾脉冲放大技术，在国际上首次利用飞秒钛宝石放大激光装置获得大于1拍瓦的峰值功率。2013年和2016年，上海光机所相继研制成功创当时世界最高激光峰值功率纪录的2拍瓦和5拍瓦激光系统。2017年率先实现10拍瓦激光放大输出，引领超强激光科学国际前沿。
自20世纪60年代以来，作为我国激光惯性约束聚变（ICF）装置研究的发源地和核心团队，上海光机所先后完成了神光Ⅰ、神光Ⅱ系列高功率激光装置建设，为高能密度物理前沿研究和国家战略高技术发展提供了核心战略支撑。1986年建成的神光Ⅰ装置（激光12号实验装置），标志着我国ICF五位一体实验研究的重大突破，获1990年度国家科学技术进步奖一等奖；2001年建成的神光Ⅱ装置和2005年成功研制国内唯一的多功能探针系统；2017年通过验收的神光驱动器升级装置成为我国ICF研究核心快点火与先进闪光照相能力综合研究平台。
27 高精度衍射光栅制造技术和大口径碳化硅反射镜
衍射光栅是一种具有纳米精度周期性微结构的精密光学元件，是各类光谱仪器的“心脏”，在天文学、光通信、激光器、信息存储、惯性约束激光核聚变等众多领域中有重要应用。将光栅做大做精是世界性难题，而光栅刻划机作为制作光栅的母机，被誉为“精密机械之王”。长春光机所经过多年努力，突破一系列关键核心技术，于2016年11月自主研制成功大型高精度衍射光栅刻划系统，并成功刻划出世界最大面积的中阶梯光栅（400毫米×500毫米），解决了我国光谱仪器“有器无心”的问题，打破了国外垄断和封锁，提升了我国光谱仪器产业迈向高端和拓展国际市场的能力。
大口径光学反射镜是高分辨率空间对地观测、深空探测和天文观测系统的核心元件，碳化硅（SiC）陶瓷材料是国际公认的高性能反射镜材料，我国完全依赖进口，长期受制于人。长春光机所完成了国际公开报道中最大口径4米的碳化硅非球面反射镜制造——碳化硅镜坯制备、非球面加工检测以及改性镀膜，核心制造设备和制造工艺具有自主知识产权，并于2018年8月通过验收。该成果标志着我国在大口径光学制造领域取得重大技术突破，形成大口径系列反射镜研制能力，对我国基础研究、防灾减灾、公共安全、国防安全等具有重要战略意义。
28 青藏高原科学考察研究
被誉为世界屋脊、亚洲水塔、地球第三极的青藏高原，是我国重要的生态安全屏障、战略资源储备基地，是中华民族特色文化的重要保护地，对于研究地球与生命演化、全球气候变化和人类可持续发展具有重大意义。
在20世纪60年代珠穆朗玛峰等地区综合科学考察的基础上，1973—1980年，中科院自然资源综合考察委员会联合全国近80个单位的上千名专家，开展了全面、系统的第一次青藏高原综合科学考察，积累了大量第一手科学考察资料，在青藏高原隆起及其对自然环境与人类活动影响等多个方面取得了开创性成果，填补了青藏高原研究空白，确立了我国在青藏高原综合科学研究方面的世界领先地位，也为青藏高原生态保护和经济社会发展提供了科学依据。获1987年度国家自然科学奖一等奖。
此后，中科院相关单位陆续组织开展了横断山（1981—1986年）、喀喇昆仑山—昆仑山（1987— 1992年）、可可西里（1989—1990年、2005年）、珠穆朗玛峰（2005年）、西昆仑古里雅冰帽（2015年）等多次大规模综合科学考察。
2017年8月，青藏高原所牵头发起第二次青藏高原综合科学考察研究，聚焦水、生态、人类活动，通过长期大尺度定位监测和大规模系统深入调查，创新考察研究的技术、手段和方法，对青藏高原的水、生态、人类活动等环境问题进行研究，揭示青藏高原环境变化机理及其对人类社会的影响，将对推动青藏高原可持续发展、优化生态安全屏障体系、推进国家生态文明建设、促进全球生态环境保护产生重要和深远的影响。
29 青藏铁路工程冻土路基筑路技术与示范工程
举世瞩目的青藏铁路工程对促进区域经济社会发展和民族团结、保障国家战略安全具有重大意义。冻土路基融沉和有效保护多年冻土是青藏铁路建设面临的最大难题。
寒旱所通过气候变化-冻土-工程-环境的综合研究，创造性地提出了冷却路基、降低多年冻土温度的设计新思路，并开展工程技术措施集成研究和工程示范，为铁路建设提供了科学依据和设计参数；提出动态反馈设计新理念，实现了工程设计从静态向动态的转变；构建了青藏铁路多年冻土工程稳定性的长期监测平台，支撑保障青藏铁路长期运营和维护。
该系列研究成果全面提升了我国多年冻土区筑路技术水平，有效解决了青藏铁路工程建设的重大技术难题，对冻土地区工程建设与环境演化研究也有重要指导意义和广泛应用价值，具有显著的经济社会效益。获2005年度中国科学院杰出科技成就奖、2017年度国家科学技术进步奖一等奖。“青藏铁路工程”获2008年度国家科学技术进步奖特等奖。
30 地球深部资源探测理论、技术与装备
在矿床地球化学方面，地化所先后对我国重要的1 7个矿种的250个层控矿床开展了系统研究，论证了层控矿床的概念、术语、成矿方法和成矿机理，提出了符合我国地质情况的层控成矿理论。获1987年度国家自然科学奖一等奖。
在深部资源探测理论方面，地质地球所建立了“华北克拉通破坏”理论体系，发展了板块构造理论和地磁极性转换场形态学理论，引领了大陆演化研究，提升了我国固体地球科学研究的国际地位；揭示了华北中生代大规模成矿与克拉通破坏的内在联系，提出了成矿预测新模型，为我国深部资源探测提供了科学依据。获2014年度中国科学院杰出科技成就奖。
在深部资源探测技术和装备方面，地质地球所研发了具有自主知识产权的高性能磁场传感器和地面电磁探测系统，提出了短偏移瞬变电磁勘探方法，解决了相关配套材料和工艺问题，使主动源电磁探测深度从几百米拓展到几公里，可大范围实现大深度、高精度、快速度、低成本探测。获2015年度中国科学院杰出科技成就奖。
近年来，地质地球所牵头研制出卫星磁测载荷、航空超导全张量磁梯度测量装置、航空瞬变电磁勘探仪、探矿重力仪、多通道大功率电法勘探仪、金属矿地震探测系统、深部矿床测井系统、组合式海底地震探测装备等8套装备，关键技术填补国内空白，多项技术指标达到国际水平，部分装备打破国外垄断，支撑我国“向地球深部进军”。
三 面向国民经济主战场（10项）
31 黄淮海科技会战和渤海粮仓科技示范工程
20世纪70—80年代，中科院组织院内外众多科研单位和上千名科技工作者，在京津冀鲁豫皖苏等五省二市，针对旱、涝、盐碱等多种自然灾害造成粮食产量长期低而不稳等情况，创建了黄淮海平原中低产地区农业综合治理模式，经过20余年的科技攻关与生产实践，改造中低产田1 378万亩，使粮食亩产由194公斤上升到1 000公斤，农业生态环境、农业生产条件得到极大改善，农民生活水平明显提高。“黄淮海平原中低产地区综合治理的研究与开发”获1993年度国家科学技术进步奖特等奖。
在此基础上，2013年，中科院与科技部联合冀鲁辽津等省市，启动实施了“渤海粮仓科技示范工程”，针对环渤海低平原区淡水资源匮乏、盐碱荒地制约粮食生产和现代农业发展问题，重点突破土、肥、水、种等关键技术，集成构建不同类型区粮食增产技术体系，建立规模化示范区，取得一系列重大进展和成果。2013—2017年累计推广8 016万亩，实现增粮105亿公斤，节水43亿立方米；预计到2020年，实现年增产50亿公斤。
在黄淮海平原中低产地区农业综合治理和渤海粮仓科技示范工程中，中科院作为组织者和先锋队发挥了重要的核心骨干和引领示范作用，为提升我国现代农业科技水平、保障国家粮食安全作出了重大贡献。
32 煤炭清洁高效利用核心技术和工业示范
山西煤化所自主研发了高温铁基浆态床煤炭间接液化技术，关键技术指标国际领先，获2005年中国科学院杰出科技成就奖。以该技术为核心建设的首批3个百万吨级产业化示范项目取得了重大进展，神华宁煤400万吨/年和内蒙古伊泰杭锦旗100万吨/年煤炭间接液化项目已分别成功地实现了满负荷和超负荷运行；山西潞安100万吨/年煤炭间接液化示范项目也已投产出油，正在向满负荷运行迈进。该技术成功实现规模化工业示范和推广应用，标志着我国掌握了世界领先的百万吨级煤炭间接液化工程的工业核心技术。
大连化物所开发出具有自主知识产权的甲醇制取低碳烯烃（DMTO）成套工业化技术，甲醇转化率近100%，低碳烯烃选择性达90%，处于世界领先水平。2010年8月8日，应用该技术的世界首套180万吨煤基甲醇制60万吨烯烃工业装置（神华包头）开车成功，实现了世界上煤制烯烃工业化零的突破。获2011年度中国科学院杰出科技成就奖、2014年度国家技术发明奖一等奖。截至2017年年底，DMTO技术已许可24套装置，烯烃产能1 388万吨/年（约占全国1/3）；投产运行12套装置，烯烃产能646万吨/年。该所煤经二甲醚羰基化制乙醇（DMTE）技术于2017年1月在陕西延长成功进行了10万吨/年工业示范，该技术还可利用炼焦厂或钢厂尾气生产无水乙醇。
2016年，大连化物所突破了90多年来煤化工领域高水耗、高能耗的水煤气变换模式，开创了煤基合成气一步高效生产烯烃新路线，从原理上创立了一条低耗水的煤转化新途径。
2008年，福建物构所世界首创万吨级一氧化碳气相催化合成草酸酯和草酸酯催化加氢合成乙二醇（煤制乙二醇）成套技术，在内蒙古通辽市成功实现了世界首套20万吨/年煤制乙二醇工业示范装置，改变了我国乙二醇原料长期依赖进口的局面，获2009年度中国科学院杰出科技成就奖。已技术许可6套装置并建成投产运行，形成120万吨产能。
煤炭清洁高效利用核心技术和工业示范，提升了我国新型煤化工领域的研究水平，突破了一批战略性关键技术，在若干方向上占据了国际技术制高点，为企业转型、产业升级和战略性新兴产业发展提供了关键技术支撑，对我国发挥煤炭资源优势、缓解石油资源紧张局面、保障能源安全、保护生态环境具有重要战略意义。
33 非线性光学晶体研究及装备研制
福建物构所相继于1979年和1986年发明出新型非线性光学晶体——低温相偏硼酸锂（β–BaB2O4，简称BBO）和三硼酸锂（LiB3O5，简称LBO）。BBO是世界上第一个具有实用价值的紫外非线性光学晶体，LBO是可见与紫外光区频率变换特别是大功率器件应用的首选晶体，在科学研究以及精密加工、信息通信、医疗、半导体等行业具有广阔应用空间。LBO获1991年度国家技术发明奖一等奖。BBO与LBO晶体材料及元器件研制打破了国外垄断，以该技术为核心孵化出的福晶科技公司，长期保持全球最大非线性光学晶体和激光晶体制造商地位。
理化所经过20余年的努力，在深紫外非线性光学晶体及激光技术方面实现突破，在国际上率先突破非线性光学晶体KBBF（KBe2BO3F2）大尺寸生长技术和精密化、实用化深紫外全固态激光技术，研制出多个系列的实用化、精密化深紫外全固态激光源，并与物理所、大连化物所、半导体所等单位合作研制成功一系列国际首创/领先的深紫外激光前沿科学装备，构建了“晶体—光源—装备—科研—产业化”的完整创新链，标志着我国成为世界上唯一能够制造实用化、精密化深紫外固态激光器的国家。
1984年，金属所在钛镍钒急冷合金中发现具有5次对称的二十面体准晶，有力地论证了准晶的存在，打破了固体材料传统的晶体和非晶体分类标准，为物质微观结构及材料研究打开了全新的研究领域。获1987年度国家自然科学奖一等奖。该成果及后续有关研究工作为推动航空航天准晶热障涂层、太阳能选择性吸收薄膜、准晶复合材料、准晶热电材料等新材料研发及应用积累了理论基础。
34 干细胞与再生医学研究
2009年，动物所以合作方式，首次利用诱导性多能干细胞（iPS细胞），通过四倍体囊胚注射得到存活并具有繁殖能力的小鼠，在世界上第一次证明了iPS细胞的全能性，为进一步研究iPS技术在干细胞、发育生物学和再生医学领域的应用提供了技术平台。获2013年度中国科学院杰出科技成就奖。此后，该所还率先建立哺乳动物孤雄和孤雌单倍体胚胎干细胞系，并形成具有国际优势的功能基因筛选和研究的技术体系；发现孤雌单倍体干细胞经过基因组印记修饰后可以替代精子，建立了“同性生殖”新方法等。
2012年，广州生物院用尿液上皮细胞诱导产生神经干细胞，为神经类疾病的治疗提供了新途径。
2016年，分子细胞科学卓越创新中心成功利用转分化技术构建肝细胞，开发出新型生物人工肝，治疗并挽救10多例肝衰竭病患，并实现产业转化。
遗传发育所于2015年起利用神经再生胶原支架结合细胞移植治疗脊髓损伤获得良好效果；2013—2018年利用干细胞结合胶原支架材料治疗子宫内膜损伤和卵巢早衰获得成功，有望成为女性生殖系统疾病的有效疗法。
35 新药创制
上海药物所创新性地研制出丹参多酚酸盐及其粉针剂，于2005年5月获得新药证书和生产批件，被中国制药行业评为最具市场竞争力医药品种。2006年投产以来，累计销售收入超过200亿元，惠及1500万名以上患者，对我国中药现代化具有示范带动作用。获2013年度中国科学院杰出科技成就奖。
2009年，上海药物所历时10余年自主研发出我国第一个具有自主知识产权的国家一类氟喹诺酮类抗菌新药——盐酸安妥沙星，显著提高了抗菌活性和代谢性质，打破了我国长期依靠仿制药的局面。
经过20多年的努力，2018年7月17日，上海药物所合作研发的甘露寡糖二酸（GV-971）完成临床三期试验，治愈效果明显，标志着我国具有自主知识产权的治疗阿尔茨海默病新药取得重大突破。GV-971新颖的作用模式与独特的多靶作用特征，颠覆了世界医学界对阿尔茨海默丹参多酚酸盐药物盐酸安妥沙星片地奥心血康胶囊甘露寡糖二酸（GV-971）胶囊肿瘤免疫靶向小分子抑制剂病发病机理的传统认识，为阿尔茨海默病药物研发开辟了新路径。
1986年，成都生物所研制出预防和治疗冠心病、心绞痛的纯中药制剂——地奥心血康。1988年被列为国家级新药。依托该成果创办的中科院成都地奥制药集团有限公司是首届全国高新技术百强企业之一。2012年3月14日，地奥心血康胶囊在荷兰上市，成为我国首个在欧盟注册上市的具有自主知识产权的治疗性药品。
2014年，上海有机所研发出肿瘤免疫靶向小分子抑制剂（IDO）——吲哚胺2, 3 -双加氧酶，可用于治疗前列腺癌、胰腺癌、乳腺癌、胃癌等多种肿瘤疾病。2017年9月，以4.57亿美元向国内生物制药企业转让许可。
36 远缘杂交与分子育种研究
遗传发育所历经50多年不懈努力，通过系统的远缘杂交研究，培育出小麦与偃麦草远缘杂交的“小偃”系列小麦新品种，为小麦染色体工程育种开辟了一条新途径。其中“小偃6号”不仅推广面积大、时间长，又是我国小麦育种最重要的骨干亲本之一，已衍生出高产优质小麦品种80余个。该所2006年通过国家审定的小麦品种“科农199”，成为黄淮麦区的主栽品种之一。
该所经过10余年攻关，综合运用基因组学、计算生物学、系统生物学、合成生物学等手段，创建新一代水稻超级品种培育的系统解决方案和育种新技术。在理论上深度解析了水稻耐寒性、杂种优势、广谱抗病与产量平衡等方面的分子机制；培育出适应东北稻区和长江中下游稻区等多个不同生态区的水稻模块新品种，如“中科804”“中科902”“嘉优中科”系列等，实现了水稻优质高产多抗的协同改良。该成果标志着我国初步建立起分子模块育种技术新体系，在现代育种理论研究和新一代设计型品种培育方面走在世界前列，是继农业“绿色革命”和杂交水稻后的第三次重大突破。获2013年度中国科学院杰出科技成就奖、2017年度国家自然科学奖一等奖。
37 海洋生态牧场研究与示范
针对我国近海渔业资源严重衰退、海洋生态环境严重恶化等突出问题，海洋所从20世纪70年代开始，提出在近岸海域实施“海洋农牧化”的创新思路，在山东胶州湾和广东大亚湾进行了试验示范，重点围绕鱼类、对虾、海参、贝类、藻类等优势水产经济种类，开展优质新种质创制与健康养殖技术研发，建立海湾型、岛礁型等可复制、可推广的海洋生态牧场模式，为实现渔民增收、渔业增效、产业升级提供技术和装备支撑。其中，“海湾扇贝引种、育苗、养殖研究及应用”获1990年度国家科学技术进步奖一等奖。
在此基础上，该所持续创新海洋生态环境构建关键技术与设施，制定了海洋生态牧场建设标准，实现了海洋生态环境从局部修复到系统构建的发展、生物资源从生产型修复到生态型修复的发展、资源环境从单一监测评价到综合预警预报的发展。2015—2017年，在大连、唐山、烟台、日照等地建设了5个海洋生态牧场示范区，应用示范推广面积达45.6万亩，生态环境显著改善，生态系统更趋稳定，核心区多保持在一类水质，经济生物种类增加29%—46%，资源量增加2倍以上，渔户平均年收入由5万元提高到11万元，经济效益突破55亿元，推动了海洋渔业的技术革新、产业升级和可持续发展。
38 科技救灾
长期以来，中科院秉持创新为民、科技报国理念，积极发挥科技和人才优势，开展地震、洪涝、滑坡、泥石流、干旱、沙尘暴、火灾、赤潮等自然灾害遥感监测和防治技术研发，提出一系列防灾减灾理论与方法，研制出一批救灾急需的高端设备，发挥了重要科技支撑作用，为国家和区域防灾救灾重大决策提供了科学、及时的智库支持，为保障人民生命财产安全作出了积极贡献。
在2008年四川汶川地震、2010年青海玉树地震和甘肃舟曲泥石流灾害、2013年四川雅安地震、2014年云南鲁甸地震等灾害中，遥感地球所、成都山地所、地理资源所、上海微系统所、心理所等20多家单位，利用卫星和航空遥感监测技术、无人机等灾害监测装备、应急能源、无线应急通信设备、搜救机器人、地理信息数据和演示系统、防病防疫、低成本医疗、应急饮水设备、心理救助、资源环境承载能力评价等方面的科技积累和技术人才优势，在应急救灾、灾害排查、次生灾害防治、灾后恢复重建等方面，提供了重要的技术支撑保障和决策咨询服务。
39 中国生态系统研究网络
1988年以来，中科院整合有关研究所野外观测研究站，建立了中国生态系统研究网络（CERN），旨在通过对全国不同区域和不同类型生态系统的长期监测与试验，结合遥感与模型模拟等方法，研究我国生态系统的结构与功能、过程与格局的变化规律，开展生态系统优化管理与示范，提高我国生态学及相关学科研究水平，为我国生态与环境保护、资源合理利用和国家可持续发展及应对全球变化等提供长期、系统的科学数据和决策依据。
经过30年建设发展，CERN已成为集生态系统动态监测、科学研究、技术示范、科技咨询和科普教育为一体的国家科技平台，包括44个生态站、5个学科分中心和1个综合研究中心，积累了大量监测和实验数据，取得了一系列研究成果，推动了我国生态环境领域科技进步和生态文明建设。获2012年度国家科学技术进步奖一等奖。
沙漠所沙坡头沙漠试验研究站始建于1955年，是中科院最早建立的野外长期综合观测研究站。基于大量监测和试验，研究提出了“以固为主、固阻结合”的沙区铁路防护体系模式，保障了穿越流动沙丘的包兰铁路建设和顺利运行，并得到广泛推广。“包兰线沙坡头地段铁路治沙防护体系的建立”获1988年度国家科学技术进步奖特等奖。沙坡头沙漠试验研究站于1992年加入CERN，2006年成为国家野外科学观测研究站。
40 地域空间开发和功能区划研究
20世纪中期开始，地理所（现“地理资源所”）和南京地理所主持开展了我国综合农业区划工作，1981年编制出我国第一部《中国综合农业区划》，首次全面、系统地论述了我国农业资源特点、生产状况以及农业区划方案，为我国农业生产结构和布局的宏观决策提供了重要的科学依据，为我国后续农业区划工作奠定了理论和实践基础。获1985年度国家科学技术进步奖一等奖。
1984年，地理资源所提出了我国社会经济空间组织的“点-轴系统”理论及国土开发与经济布局的“T型”空间构架，科学反映了我国经济发展潜力的空间组合框架，1987年被写进《全国国土规划纲要》。此后，该所创建了地域功能理论和主体功能区划技术规程，研编出我国首部全国主体功能区划方案，被纳入国家规划并提升为国家战略和基础制度，获2009年度中国科学院杰出科技成就奖。2015年，该所利用创建的区域资源环境承载能力系列研究方法和预警模型，首次对全国区域可持续发展状态进行了诊断。上述成果对推动我国国土空间治理体系和治理能力现代化、促进生态文明建设起到重要作用。
