1、电子技术展的一个重要标志。进入进入2121世纪，世纪，前的发展。前的发展。现代电子技现代电子技术在术在国防、科学、国防、科学、工业、医学、通工业、医学、通人、航天飞机、宇人、航天飞机、宇宙探测仪，可以说，宙探测仪，可以说，人们现在生活在人们现在生活在电子世界中，一电子世界中，一天也离不开它天也离不开它。电子科学与技术的电子科学与技术的知识领域知识领域一一电子材料与元器件电子材料与元器件的发展的发展二二微电子技术微电子技术的发展的发展三三光电子技术光电子技术的发展的发展四四EDA技术技术及及未来电子科技未来电子科技五五物理电物理电子技术子技术光电子光电子技术技术微电子微电子技术技术电磁场电磁场与
2、微波与微波电子材电子材料与元料与元器件器件电子科电子科学与学与技术技术 电子材料与元器件电子材料与元器件是电子、信息、机械、航天、国防、自是电子、信息、机械、航天、国防、自动化等各领域的动化等各领域的基石基石。电子产品中材料与器件的研究是其。电子产品中材料与器件的研究是其核核心竞争力心竞争力的源泉。的源泉。按电子器件的按电子器件的材料属性材料属性分：分：半导体半导体材料材料与器件，与器件，陶瓷材料陶瓷材料与器件，与器件，磁性材磁性材料料与器件。与器件。按电子器件的按电子器件的发展阶段发展阶段分：分：分离元分离元器件器件（真空电子管、半导体晶体管），（真空电子管、半导体晶体管），集成电路元器件集
3、成电路元器件（SSISSI、MSIMSI、LSILSI、VLSIVLSI、ULSIULSI ）。）。第一代电子第一代电子 产品以电子管为核心。四十年代末世界产品以电子管为核心。四十年代末世界上诞生了第一只半导体三极管，它以小巧、轻便、省电、上诞生了第一只半导体三极管，它以小巧、轻便、省电、寿寿 命长等特点，很快地被各国应用起来，在很大范围内命长等特点，很快地被各国应用起来，在很大范围内取代了电子管。取代了电子管。五十年代末期，世界上出现了第一块集成电路，它把五十年代末期，世界上出现了第一块集成电路，它把许多晶体管等电子元件集成在一块硅芯片上，使电子产品许多晶体管等电子元件集成在一块硅芯片上，使
4、电子产品向更小型化发展。集成电路从小规模集成电路迅速发展到向更小型化发展。集成电路从小规模集成电路迅速发展到大规模集成电路和超大规模集成电路，从而使电子产品向大规模集成电路和超大规模集成电路，从而使电子产品向着着高效能、低消耗、高精度、高稳定、智能化高效能、低消耗、高精度、高稳定、智能化的方向发展。的方向发展。主要大事记主要大事记主要大事记主要大事记 自1958年第一块集成元件问世以来，集成电路已经跨越了小、中、大、超大、特大、巨大规模几个台阶，集成度平均每2年提高近3倍。随着集成度的提高，器件尺寸不断减小。1985年，1兆位ULSI的集成度达到200万个元件，器件条宽仅为1微米；1992年，
5、16兆位的芯片集成度达到了3200万个元件，条宽减到0.5微米，而后的64兆位芯片，其条宽仅为0.3微米。可编程逻可编程逻辑器件辑器件（PLD）数字信号处数字信号处理器（理器（DSP）大规模存储芯片大规模存储芯片（RAM/ROM）集成电路制造技术的发展日新月异，其中最具有代表性的集成电集成电路制造技术的发展日新月异，其中最具有代表性的集成电路芯片主要包括以下几类，它们构成了现代数字系统的基石。路芯片主要包括以下几类，它们构成了现代数字系统的基石。微控制芯片微控制芯片（MCU）高精度、高可靠性设备仪器和新工艺技术将成为电子材料技术发展的重要因素，绿色无害材料和工艺将得到广泛应用。电子材料和元器件
6、电子材料和元器件技术将发生深刻变化技术将发生深刻变化：绿色电池材料 磁性材料、覆铜板材料、电子封装材料 国家中长期科技发展规划纲要（国家中长期科技发展规划纲要（2006-20202006-2020）中中涉及的重要经济技术领域：涉及的重要经济技术领域：光通信器件高亮度发光二极管录材料、高档永磁软磁铁氧体材料等市场前景好的材料。料等。材料、无铅焊料、以及系统封装(SIP)用先进封装材料等材料（一）微电子技术与集成电路（一）微电子技术与集成电路（二）集成电路的制造（二）集成电路的制造（三）集成电路的发展趋势（三）集成电路的发展趋势（四）（四）ICIC卡卡晶体管晶体管(1948)(1948)中中/小规
7、模集成小规模集成电路电路(1950(1950年代年代)大规模大规模/超大规模超大规模集成电路集成电路(1970(1970年代年代)电子电子管管(1904)(1904)微电子技术是实现电子电路和电子系统超小型化及微型化的技术，它是以集成电路为核心的电子技术。微电子技术是信息技术领域中的关键技术，是发展电子信息产业和各项高技术的基础。微电子技术的核心是集成电路技术 速度快、可靠性高超大规模集成电路超大规模集成电路小规模集成电路小规模集成电路3.集成电路的分类集成电路的分类据预测：未来十年内世界半导体的年平均增长率将达15%以上，2010年全世界半导体的年销售额可达到60008000亿美元，将支持4
8、5万亿美元的电子装备市场。总结总结 集成电路的制造工序繁多，从原料熔炼开始到最终集成电路的制造工序繁多，从原料熔炼开始到最终产品包装大约需要产品包装大约需要400400多道工序多道工序，工艺复杂且技术难度，工艺复杂且技术难度非常高，有一系列的关键技术。许多工序必须在恒温、非常高，有一系列的关键技术。许多工序必须在恒温、恒湿、超洁净的无尘厂房内完成。恒湿、超洁净的无尘厂房内完成。目前兴建一个有两条生产线能加工目前兴建一个有两条生产线能加工8 8英寸晶圆的集成英寸晶圆的集成电路工厂需投资人民币电路工厂需投资人民币1010亿元以上。亿元以上。几乎每个人每天都与几乎每个人每天都与ICIC卡打交道，例如
9、我们的身份证、手机卡打交道，例如我们的身份证、手机SIMSIM卡、卡、交通卡、饭卡等等，什么是交通卡、饭卡等等，什么是ICIC卡？它有哪些类型和用途？工作原理大致卡？它有哪些类型和用途？工作原理大致是怎样的？是怎样的？IC IC卡卡(chip card(chip card、smart card)smart card)，又称为集成电路卡，它是把集成，又称为集成电路卡，它是把集成电路芯片密封在塑料卡基片内，使其成为能存储信息、处理和传递数据电路芯片密封在塑料卡基片内，使其成为能存储信息、处理和传递数据的载体的载体SIM卡就是一种特殊的CPU卡。接触式接触式IC卡卡接触式接触式IC卡的结构卡的结构非
10、接触式非接触式IC卡卡 集成电路的工作速度主要取决于晶体管的尺寸。晶体管集成电路的工作速度主要取决于晶体管的尺寸。晶体管的尺寸越小，其极限工作频率越高，门电路的开关速度就的尺寸越小，其极限工作频率越高，门电路的开关速度就越快，相同面积的晶片可容纳的晶体管数目就越多。越快，相同面积的晶片可容纳的晶体管数目就越多。所以从集成电路问世以来，人们就一直在所以从集成电路问世以来，人们就一直在缩小晶体管、缩小晶体管、电阻、电容、连接线电阻、电容、连接线的尺寸上下功夫。的尺寸上下功夫。实际成本提高不多 同时，正在研究将光作为信息的载体，发展光子学，研制集成光路，或把电子与光子并用，实现光电子集成网络技术革命
11、，将进一步缩小人们的空间和时间距离人机交互技术的革命，将进一步缩小人与计算机之间的距离软件技术的革命，为网络和计算机的应用提供更加灵活和可靠的技术保证微电子由IC向IS(系统集成)发展导致软、硬件结合技术的革命分子电子学、量子电子学、信息光子学的兴起,在信息技术领域会引起原理性的变革现代通信、计算机技术的发展引起工业控制系统、技术、方法与理论的革命性变革信息高速公路的关键技术信息高速公路的关键技术1.1.网络技术网络技术2.2.光纤通信光纤通信,同步网技术同步网技术3.3.异步转移模式异步转移模式 (ATM)(ATM)技术技术4.4.卫星通信技术卫星通信技术5.5.移动通信技术移动通信技术 (
12、包括全球个人包括全球个人移动通信技术移动通信技术 )6.6.信息通用接入网技术信息通用接入网技术7.7.高性能并行计算机系统和接口高性能并行计算机系统和接口技术技术8.8.大型数据库和图像库技术大型数据库和图像库技术9.9.高级软件技术和算法高级软件技术和算法10.10.高速高速LAN LAN 技术技术11.11.(HDTV)大画面高清晰度大画面高清晰度电视电视 技术技术12.12.多媒体技术多媒体技术13.13.远程医疗诊断支持系统远程医疗诊断支持系统14.14.远程教育系统远程教育系统光通光通信新信新技术技术相干光通信相干光通信光孤子通信光孤子通信量子通信量子通信 电子设计技术的核心就是电
13、子设计技术的核心就是EDAEDA技术。技术。EDAEDA是指以计算机是指以计算机为工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技为工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子术最新成果而研制成的电子CADCAD通用软件包，主要能辅助进通用软件包，主要能辅助进行三方面的设计工作，即行三方面的设计工作，即ICIC设计、电子电路设计和设计、电子电路设计和PCBPCB设计。设计。ARM开发板开发板 电子系统设计自动化电子系统设计自动化(ESDA)(ESDA)阶段（阶段（9090年代以后）：设计人员按照年代以后）：设计人员按照“自顶向下自顶向下”的设计方法，对整个系统进行方
14、案设计和功能划分，系统的设计方法，对整个系统进行方案设计和功能划分，系统的关键电路用一片或几片专用集成电路（的关键电路用一片或几片专用集成电路（ASICASIC）实现，然后采用硬件描实现，然后采用硬件描述语言（述语言（HDLHDL）完成系统行为级设计，最后通过综合器和适配器生成最完成系统行为级设计，最后通过综合器和适配器生成最终的目标器件。终的目标器件。EDAEDA技术发展的三个阶段：技术发展的三个阶段：计算机辅助设计计算机辅助设计(CAD)(CAD)阶段（阶段（7070年代）：用计算机辅助进行年代）：用计算机辅助进行ICIC版图版图编辑、编辑、PCBPCB布局布线，取代了手工操作。布局布线，
15、取代了手工操作。计算机辅助工程计算机辅助工程(CAE)(CAE)阶段（阶段（8080年代）：与年代）：与CADCAD相比，相比，CAECAE除了有纯除了有纯粹的图形绘制功能外，又增加了电路功能设计和结构设计，并且通过电粹的图形绘制功能外，又增加了电路功能设计和结构设计，并且通过电气连接网络表将两者结合在一起，实现了工程设计。气连接网络表将两者结合在一起，实现了工程设计。CAECAE的主要功能是：的主要功能是：原理图输入，逻辑仿真，电路分析，自动布局布线，原理图输入，逻辑仿真，电路分析，自动布局布线，PCBPCB后分析。后分析。纳米电子学主要在纳米电子学主要在纳米尺度空间内研究电子、原子和纳米尺
16、度空间内研究电子、原子和分子运动规律和特性分子运动规律和特性，研究纳米尺度空间内的纳米膜、纳，研究纳米尺度空间内的纳米膜、纳米线。纳米点和纳米点阵构成的基于量子特性的纳米电子米线。纳米点和纳米点阵构成的基于量子特性的纳米电子器件的电子学功能、特性以及加工组装技术。其性能涉及器件的电子学功能、特性以及加工组装技术。其性能涉及放大、振荡、脉冲技术、运算处理和读写等基本问题。其放大、振荡、脉冲技术、运算处理和读写等基本问题。其新原理主要基于电子的波动性、电子的量子隧道效应、电新原理主要基于电子的波动性、电子的量子隧道效应、电子能级的不连续性、量子尺寸效应和统计涨落特性等。子能级的不连续性、量子尺寸效
17、应和统计涨落特性等。从微电子技术到纳米电子器件将是电子器件发从微电子技术到纳米电子器件将是电子器件发展的第二次变革，与从真空管到晶体管的第一次变展的第二次变革，与从真空管到晶体管的第一次变革相比，它含有更深刻的理论意义和丰富的科技内革相比，它含有更深刻的理论意义和丰富的科技内容。在这次变革中，传统理论将不再适用，需要发容。在这次变革中，传统理论将不再适用，需要发展新的理论，并探索出相应的材料和技术。展新的理论，并探索出相应的材料和技术。发生相互干扰的作用。多种不同状况。实际上就是随着生物技术的发展，人实际上就是随着生物技术的发展，人们将模仿人的大脑制造一种用基因学的机们将模仿人的大脑制造一种用
18、基因学的机制来开发的新一代计算机。制来开发的新一代计算机。现在生物计算机的模型已经出来。以现在生物计算机的模型已经出来。以色列的科学家制造了一个有可能会比单个色列的科学家制造了一个有可能会比单个活细胞还要小的计算机的模型。这么微小活细胞还要小的计算机的模型。这么微小的计算机也可能将在我们的体内漫游，监的计算机也可能将在我们的体内漫游，监视我们的健康。也许会纠正它所发现人体视我们的健康。也许会纠正它所发现人体内哪个地方脂肪的堆积，帮助解决问题。内哪个地方脂肪的堆积，帮助解决问题。其实每一个细胞实际上都是一个复杂的生其实每一个细胞实际上都是一个复杂的生物机件，一个系统。用这么一种仿生技术物机件，一个系统。用这么一种仿生技术来制造生物计算机。来制造生物计算机。
