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1、 浅谈集成电路技术的应用与发展前景 王竞成【摘 要】随着人类社会的不断进步，各行各业也在不断发展。现如今通讯技术正在飞速前进，这对二十一世纪的通讯网络提出了更高的标准和要求。集成电路技术对通讯领域的发展起到了十分重要的作用，集成电路中的基本单元是半导体元件，这种技术目前已经在通讯领域中被广泛应用。本文对集成电路的概念进行了深入地分析，并对集成电路技术的发展和应用展开了研究与探索，最后阐述了集成电路的应用前景。【Key】集成电路 技术应用 发展前景现如今的信息时代，人们的生活方方面面都受到信息技术的影响，各行各业都受到其带来的冲击。微电子技术作为信息技术的基础，对信息技术的发展影响巨大。而微电子
2、技术的核心和关键是集成电路，集成电路同时也是整个信息社会发展的基础和根本，因此深入的研究和探索集成电路十分有必要。通讯网络正在由之前的大体积向小体积转变和低速率向高速率转变以及高耗能向低耗能转变，这种转变是要求在网络容量和速度得到保证的基础上进行的，同时对这种转变的研究已经成为了通讯领域现阶段的热点之一。1 集成电路的概念集成电路也叫做积体电路，这是一种微型的电子器件，这种微型的结构采用一定的工艺来完成，具有所需的电路功能，里面包含了二极管、电容、电阻和电感等一系列元件，这些元件相互连接在一起并被制作在一小块介质基片中，这个介质基片被装在一个管壳内。这样一来大大缩小了电路的体积，焊接点的数目也
3、得到减少，使得电子元件的可靠性大大提高。2 集成电路技术的发展世界上第一支晶体管的出现标志着人类社会的发展进入了电子产业时代，它是在一九四七年十二月份美国的贝尔实验室诞生的。杰克-基尔比是美国科学家，也是诺贝尔物理学奖的获得者，世界上第一块半导体集成电路板在一九五八年的九月份由他制成，这使得电子业的一个新领域到来。第一块集成电路是用锗金属制成的，而美国的英特尔公司在第二年就利用硅材料取代了锗元素成功制作新一代集成电路，硅材料的成本较低，这使得集成电路渐渐成为了电子产品的基础，从而为电子产品的流行打下了基础。现如今，在所有的电子仪器中超过九成的是通过集成电路来制作完成的，其芯片的尺寸在不断的缩小
4、，目前已经能够达到0.09um。半导体集成电路具有很多优点，例如：低功耗、集成度高、体积小等，通信元件以半导体工艺为基础正在被广泛应用于通讯设备的终端，随着电子技术的飞速发展和对新技术的不断研究探索，截止到2009年，集成电路产业的规模已经达到了2600多亿美元。半导体集成电路的具有很多优势，它功耗较低、集成度很高、体积相比来说较小以及有庞大的产业规模，正是由于这些优点以半导体集成电路为基础的通信元件被广泛应用，例如：移动电话、固定电话、笔记本电脑以及数字编解码器等一系列终端设备的制造都离不开半导体集成电路的运用。下面将会重点介绍半导体集成电路在通信系统中的应用。3 通信系统中集成电路的应用现
5、代通信诞生于十九世纪的中期，美国的科学家在一八四四年发明了电报，三十多年后又发明了电话，意大利科学家在一八九五年发明了无线电，这是现代通信起源的三大标志。高锟是英籍华裔科学家，曾获得过诺贝尔物理学奖，他在上个世纪六十年代提出了光纤通信的思想。上个世纪八十年代蜂窝电话系统诞生了，九十年代微型计算机又得到了普及。因此，计算机通信和有线通信以及无线通信这三大类共同组成了现代通信体系。集成电路在这其中发挥了至关重要的作用。3.1有线通讯系统中集成电路的应用密集波复用技术和掺铒光纤放大器在二十世纪后期出现，这使得光纤通信展现出了强大的优势并成为了有线通信网中的首选，在传输容量和传输距离以及传输速度方便大
6、大增强，从此慢慢终结了早期铜线通信的时代。在二十一世纪的今天，光纤通信不断发展，又出现了微电子和光电器以及光电子等一系列技术。现如今，一根光纤就可以完成上百个波长的传输，而传输距离能够达到1000Km以上。光通讯中一个最关键的组成部分是激光源，半导体激光器的寿命在之前一直很低，自上个世纪七十年代，半导体激光器的寿命问题得到了解决，长寿命的半导体激光器得到成功研制，这为光通信的实现打下了基础。这种激光器有很多的优点，例如：体积小和工作可靠性高等，使得这种激光器成为光纤通信中的理想光源。半导体激光器构成中的核心器件是集成电路，而集成电路构成的基础是硅基化合物半导体。现如今，DFB激光器的实现正是借
7、助光电单片集成技术，而这种激光器正在广泛应用于光通信领域。光放大器和光探测器等都是光纤通信中的重要组成部分，它们核心部件的构成是利用光电子集成技术来完成的。这种技术能够将器件的各方面性能大幅度大范围的提高，并将器件都集中在同一块芯片上面，使得在体积和功耗等方面得到优化。而光的合波或者分波器在DWDM系统中的实现也是通过集成电路技术来完成的，目前正在向着全光处理以及高速传输的方向探索研究。集成光学是在集成电路广泛应用的背景下产生的，现在已经持续发展成为一门新兴的光学学科。3.2无线通讯系统中集成电路的应用现如今，我国的信息化社会正在以我们想象不到的速度飞速发展，无线通信有着众多的优点，例如：及时
8、性强和灵活方便等，这种通信技术的潜力十分广阔。第二代移动通信系统就是我们常说的2G，这种系统的是在二十世纪八十年代开始商用的，从那以后的短短30多年，无线局域网、蓝牙和全球移动通信系统，以及3G甚至4G都已经风靡全球并普及到寻常百姓的家中。各种无线终端以及移动电话也慢慢走入人们生活的方方面面，例如通过手机就可以完成酒店的预订、电影票的预订、火车票和飞机票的预订以及旅游门票的预订。与此同时，无线通讯设备的发展也越来越小型化、越来越容量达、越来越低功耗，这其中小型化的实现正是靠着电子元件的集成化来完成的。目前，移动终端的核心芯片尺寸已将缩小为不到三十平方厘米，这种转变的实现绝对离不开集成电路技术的
9、发展，因此研究和探索集成电路是十分有必要的一件事。基带单元和射频单元都是无线通信终端的关键部件，这两个部件都是由集成电路构成的。互补型金属氧化物半导体集成电路简称CMOS，基带单元的构成正是由这种集成电路来完成的，而射频单元的构成是由半导体器件来完成的。集成电路技术正在广泛应用于无线通信基站的信号处理单元和交换设备，这使得高效的信号交换过程得以发展和实现。由此可见，无线通信借助于集成电路的发展迅速实现了快和小的特点，为用户提供了满意的服务，丰富和满足以及方便了人们的生活的方方面面。4 集成电路的应用前景通讯领域与集成电路技术就好比鱼和水的关系，通讯领域自从有了集成电路如鱼得水般的取得了长足的进
10、展，同样的，通讯行业中新型技术的不断涌现也使得集成电路技术如鱼得水般的有了飞速的发展。现如今，通信正在向光通信转变，而通信元件的尺寸也在不断变小，正在向着纳米量级跨越。在今后，光集成必将会取代电集成，相信在不久的将来通信领域会有一个质的跨越。4.1在光纤通信系统中的应用前景集成电路在光纤通信系统中的发展及研究将会聚集在新型高速全光器上面。这种全光器应该具有能够实现全光信号处理和易集成的特点，这是全光通信完成以及实现的基础。现如今，光通信系统还有一些问题需要解决，光通信网络速度还有待提高。相信在今后，随着科学技术的不断发展，新型高速全光器的应用和创新一定能够实现。4.2在无线通信系统中的应用前景
11、无线设备的终端芯片在无线通信中发挥着巨大的作用，这种芯片一直以来都向着小型化的方向发展着，但未来的研究热点并不仅限于此，应该向着多元化的方向去研究，即多业务、多功能、多种工作模式的集成电路模块。除此之外还有一些技术需要进行不断的深入研究并进行创新，如智能天线技术、无线通信终端之间的信息传递以及软件无线电技术等，这些技术都会为通信集成电路技术的发展增光添彩。5 结语综上所述，硅集成电路的市场经济潜力和发展前景还十分广阔，至少还有很长时间会按照摩尔定律去稳步发展。目前对微电子技术也有了更深的研究，已经由纳米时代向深纳米时代逐步发展。在通讯行业及领域中，集成电路技术还有很大的提升空间，还有一些困难和
12、问题需要去研究并解决。尽管如此，集成电路会随着材料制造水平的进步以及科学技术的不断发展而发挥更重要的作用，相信集成电路的发展将会对社会经济的进步和通讯行业及领域带来更好的促进作用。通讯工程的整体效益受到通讯工程技术高低的影响，因此在今后我们需要紧紧跟上时代的步伐，加大对通讯集成电路的研究和探索，从而对通讯工程的建设水平进行提升，进而促进整个人类社会的发展和进步。Reference：1聂聪，姚强.通信集成电路技术的应用及其发展前景J.硅谷，2010.2黄友庚.产学研用，共推通信集成电路技术发展第十一届中国 通信集成电路技术与应用研讨会在无锡召开J.中国集成电路，2013.3李广武.现代通信技术发展与个体生存境遇D.吉林大学，2012.4曹永盛，尹宵丽.忻向军 等.SEED光开关的响应时间及扩散特性分析J.北京邮电大学学报，2009.5魏少军.通信技术发展与集成电路和集成光路J.电子设计应用，2003. -全文完-
