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1、现代电子信息技术的现状及发展趋势2024/7/271.2024/7/272 当前社会是信息社会，信息技术目前还没有一个十分统一的定义。 从广义上讲，凡是与上述诸方面相关的技术都可以叫做从广义上讲，凡是与上述诸方面相关的技术都可以叫做信息技术，通常可分为四类，即信息技术，通常可分为四类，即感感测技技术、通信技、通信技术、计算算机技机技术和控制技和控制技术。所谓感测技术，是指对信息的传感、采集技术；所谓感测技术，是指对信息的传感、采集技术；通信技术是传递信息的技术；通信技术是传递信息的技术；计算机技术是处理、存储信息的技术；计算机技术是处理、存储信息的技术；控制技术则是使用与反馈信息的技术。控制技
2、术则是使用与反馈信息的技术。一般一般认为，信息技，信息技术就是就是获取、取、处理、理、传递、储存、使存、使用用信息的技信息的技术。.2024/7/273 信息技术的应用性很强，因此又常被称作“3C”技术、“3A”技术等等，此外还有此外还有“3D”之说。之说。 3A是指工厂自动化是指工厂自动化(FactoryAutomation)、办公自动化、办公自动化(OfficeAutomation)和家庭自动化和家庭自动化(HomeAutomation)。3C是指通信是指通信(Communication)、计算机、计算机(Computer)、控制、控制(Control)三种技术，它们的英文名称的第一个字母
3、都是三种技术，它们的英文名称的第一个字母都是“C”，所以简称，所以简称3C技术。技术。“3D”是指数字传输是指数字传输(DigitalTransmission)、数字交换、数字交换(DigitalSwitching)、数字处理、数字处理(DigitalProcessing)三种数字技术。三种数字技术。.2024/7/274信息技术的基本结构大致可概括为：信息技术的基本结构大致可概括为：n计算机技算机技术领域是核心；域是核心； n电子技子技术是信息技是信息技术的关的关键支撑技支撑技术，其中包括，其中包括微微电子技子技术、光、光电子技子技术；n信息材料技信息材料技术是基是基础信息技信息技术，其中包
4、括，其中包括电子子备料以及光学材料技料以及光学材料技术； n通信技通信技术是信息技是信息技术的重要的直接的重要的直接组成部分。成部分。.2024/7/275电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术，二十世纪发展最迅速，应用最广泛，来的新兴技术，二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。进入成为近代科学技术发展的一个重要标志。进入2121世纪，世纪，人们面临的是以微电子技术（半导体和集成电路为代人们面临的是以微电子技术（半导体和集成电路为代表）电子计算机和因特网为标志的信息社会。高科技表）电子计算机和因特网为标志的
5、信息社会。高科技的广泛应用使社会生产力和经济获得了空前的发展。的广泛应用使社会生产力和经济获得了空前的发展。现代电子技术在国防、科学、工业、医学、通讯（信现代电子技术在国防、科学、工业、医学、通讯（信息处理、传输和交流）及文化生活等各个领域中都起息处理、传输和交流）及文化生活等各个领域中都起着巨大的作用。现在的世界，电子技术无处不在，人着巨大的作用。现在的世界，电子技术无处不在，人们现在生活在电子世界中，一天也离不开它。们现在生活在电子世界中，一天也离不开它。1电子技子技术.电子技术电子技术的应用的应用.基本器件的两个发展阶段基本器件的两个发展阶段分立元件阶段（19051959）q真空电子管、
6、半导体晶体管集成电路阶段（1959）qSSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI主要阶段概述主要阶段概述第一代电子第一代电子产品以电子管为核心。四十年代末世界上诞生了第一只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、寿半导体三极管，它以小巧、轻便、省电、寿命长等特点，很快地被各国应命长等特点，很快地被各国应用起来，在很大范围内取代了电子管。五十年代末期，世界上出现了第一用起来，在很大范围内取代了电子管。五十年代末期，世界上出现了第一块集成电路，它把许多晶体管等电子元件集成在一块硅芯片上，使电子产块集成电路，它把许多晶体管等电子元件集成在一块硅芯片上，使电
7、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大规模集成电品向更小型化发展。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高效能低消耗、高精度、高路和超大规模集成电路，从而使电子产品向着高效能低消耗、高精度、高稳定、智能化的方向发展。稳定、智能化的方向发展。.分立元件阶段分立元件阶段电子管时代（19051948）q为现代技术采取了决定性步骤主要大事记主要大事记19051905年年 爱因斯坦阐述相对论爱因斯坦阐述相对论E Emcmc2 219061906年年 亚历山德森研制成高频交流发电机亚历山德森研制成高频交流发电机 德福雷斯特在弗菜明二极管上
8、加栅极，制威第一只三极管德福雷斯特在弗菜明二极管上加栅极，制威第一只三极管19121912年年 阿诺德和兰米尔研制出高真空电子管阿诺德和兰米尔研制出高真空电子管19171917年年 坎贝尔研制成滤波器坎贝尔研制成滤波器19221922年年 弗里斯研制成第一台超外差无线电收音机弗里斯研制成第一台超外差无线电收音机19341934年年 劳伦斯研制成回旋加速器劳伦斯研制成回旋加速器19401940年年 帕全森和洛弗尔研制成电子模拟计算机帕全森和洛弗尔研制成电子模拟计算机19471947年年 肖克莱、巴丁和布拉顿发明晶体管；香农奠定信息论的基础肖克莱、巴丁和布拉顿发明晶体管；香农奠定信息论的基础真空真
9、空电子管子管.分立元件阶段分立元件阶段晶体管时代（19481959）q宇宙空间的探索即将开始主要大事记主要大事记19471947年年 贝尔实验室的巴丁、布拉顿和肖克莱研制成第一个点接触型晶体管贝尔实验室的巴丁、布拉顿和肖克莱研制成第一个点接触型晶体管19481948年年 贝尔实验室的香农发表信息论的论文贝尔实验室的香农发表信息论的论文 英国采用英国采用EDSAGEDSAG计算机，这是最早的一种存储程序数字计算机计算机，这是最早的一种存储程序数字计算机19491949年年 诺伊曼提出自动传输机的概念诺伊曼提出自动传输机的概念19501950年年 麻省理工学院的福雷斯特研制成磁心存储器麻省理工学院
10、的福雷斯特研制成磁心存储器19521952年年 美国爆炸第一颗氢弹美国爆炸第一颗氢弹19541954年年 贝尔实验室研制太阳能电池和单晶硅贝尔实验室研制太阳能电池和单晶硅19571957年年 苏联发射第一颗人造地球卫星苏联发射第一颗人造地球卫星19581958年年 美国得克萨斯仪器公司和仙童公司宣布研制成第一个集成电路美国得克萨斯仪器公司和仙童公司宣布研制成第一个集成电路.2024/7/27101947年年12月月23日日第一个晶体管第一个晶体管NPNGe晶体管晶体管W.SchokleyJ.BardeenW.Brattain获得得1956年年Nobel物理物理奖.2024/7/27111958
11、年第一年第一块集成集成电路：路：TI公司的公司的Kilby，12个器件，个器件，Ge晶片晶片获得得2000年年Nobel物理物理奖.集成电路阶段集成电路阶段时时 期期规规 模模集成度集成度（元件数）（元件数）5050年代末年代末小规模集成电路（小规模集成电路（SSISSI）1001006060年代年代中规模集成电路（中规模集成电路（MSIMSI）100010007070年代年代大规模集成电路（大规模集成电路（LSILSI）100010007070年代末年代末超大规模集成电路（超大规模集成电路（VLSIVLSI）10000100008080年代年代特大规模集成电路（特大规模集成电路（ULSIUL
12、SI）100000100000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，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。.集成集成电路路阶段段 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。可编程逻辑器件（可编程逻辑器件（PLD）微控制芯片（微控制芯片（MCU）数字信号处理
13、器（数字信号处理器（DSP）大规模存储芯片（大规模存储芯片（RAM/ROM）.以以集集成成电路路为核核心心的的电子子信信息息产业超超过了了以以汽汽车、石石油油、钢铁为代代表表的的传统工工业成成为第第一一大大产业，已已经成成为改改造造和和拉拉动传统产业迈向数字向数字时代的代的强大引擎和雄厚基石。大引擎和雄厚基石。目目前前，发达达国国家家国国民民经济总产值增增长部部分分的的65%与与集集成成电路路相相关关,美美国国国国防防预算算中中的的电子子含含量量已已占占据据了了半半壁壁江江山山。预计未未来来10年年内内，世世界界集集成成电路路销售售额将将以以年年平平均均15%的的速速度度增增长，2010年将达
14、到年将达到60008000亿美元。美元。作作为当当今今世世界界经济竞争争的的焦焦点点，拥有有自自主主知知识产权的的集集成成电路路已已日日益益成成为经济发展展的的命命脉脉、社社会会进步步的的基基础、国国际竞争争的筹的筹码和国家安全的保障。和国家安全的保障。集成电路阶段集成电路阶段2024/7/2714.集集成成电路路的的集集成成度度和和产品品性性能能每每18个个月月增增加加一一倍倍。据据专家家预测,今今后后20年年左左右右,集集成成电路路技技术及及其其产品品仍仍将将遵遵循循这一一规律律发展。展。集成集成电路最重要的生路最重要的生产过程包括：程包括：n开开发EDA(电子子设计自自动化化)工具工具n
15、利用利用EDA进行集成行集成电路路设计n根根据据设计结果果在在硅硅圆片片上上加加工工芯芯片片(主主要要流流程程为薄薄膜膜制制造、曝光和刻造、曝光和刻蚀)n对加工完加工完毕的芯片的芯片进行行测试n为芯片芯片进行封装行封装n最最后后经应用用开开发将将其其装装备到到整整机机系系统上上与与最最终消消费者者见面。面。集成电路阶段集成电路阶段2024/7/2715.美美国国芯芯片片微微细加加工工技技术目目前前正正在在从从亚微微米米向向纳米米技技术过渡渡，2002年年3月月，Intel公公司司宣宣布布其其已已采采用用0.09微微米米工工艺生生产出出面面积仅为1平方微米的平方微米的SRAM。超超紫紫外外光光刻
16、刻技技术（EUV）被被视为是是保保证摩摩尔定定律律今今后后依依旧旧适适用用的的法法宝宝。EUV技技术可可使使半半导体体制制造造商商在在芯芯片片上上蚀刻刻电路路线的的等等级达达到到0.03微微米米。比比现有有制制造造技技术所所产生生的的芯芯片片性性能能提提高高100倍倍，存存储容容量量也也可可以以达达到到目目前前的的100倍倍以以上上。由由Intel、IBM、摩摩托托罗拉拉等等公公司司所所组成成的的企企业联盟盟与与美美国国三三个个国国家家实验室室，一一直直致致力力EUV的的研研发，投入开投入开发经费已逾已逾2.5亿美元。美元。在在各各芯芯片片厂厂商商都都以以面面积最最小小化化、功功能能最最大大化
17、化作作为发展展方方向向的的趋势中中，将将整整个个电子子系系统全全部部集集成成到到一一块单芯芯片片之之中中的的SOC越越来来越越呈呈现出出重重要要性性。集集微微处理理器器、快快闪存存储器器和和数数字字信信号号处理理器器为一一体体的的计算算机机芯芯片片。这种种高高度度集集成成的的芯芯片片将将对手手持持计算算机机、移移动电话和和其其他移他移动设备的改的改进产生巨大影响。生巨大影响。集成电路阶段集成电路阶段2024/7/2716.我我国国集集成成电路路产业起起步步于于20世世纪60年年代代，80年年代代中中期期我我国国集集成成电路路的的加加工工水水平平为5微微米米，其其后后，经历了了3、1、0.8、0
18、.5、0.35微微米米的的发展展，目目前前达达到到了了0.18微微米米的的水水平平，而而当当前前国国际水水平平为0.09微微米米（90纳米），我国与之相差米），我国与之相差约为2-3代。代。2001年年全全国国集集成成电路路产量量为64亿块，销售售额200亿元元人人民民币。2002年年6月月,共共有有半半导体体企企事事业单位位651家家,其其中中芯芯片片制制造造厂厂46家家,封封装装、测试厂厂108家家,设计公公司司367家家,分分立立器器件件厂厂商商130家家,从从业人人员11.5万万人人。设计能能力力0.180.25微微米米、700万万门,制制造造工工艺为8英英寸寸、0.180.25微微米
19、米,主流主流产品品为0.350.8微米。微米。与与国国外外的的主主要要差差距距：一一是是规模模小小，2000年年,国国内内生生产的的芯芯片片销售售额仅占占世世界界市市场总额的的1.5%，占占国国内内市市场的的20%；二二是是档档次次低低，主主流流产品品加加工工技技术比比国国外外落落后后两两代代；三三是是创新新开开发能能力力弱弱，设计、工工艺、设备、材材料料、应用用、市市场的的开开发能能力力均均不不十十分分理理想想，其其结果果是今天受制于人是今天受制于人,明天后明天后劲乏力；四是人才欠缺。乏力；四是人才欠缺。集成电路阶段集成电路阶段2024/7/2717.2024/7/2718ICIC的速度很高
20、、功耗很小，但由于的速度很高、功耗很小，但由于的速度很高、功耗很小，但由于的速度很高、功耗很小，但由于PCBPCB板中的板中的板中的板中的连线连线延延延延时时、噪声、可靠、噪声、可靠、噪声、可靠、噪声、可靠性以及重量等因素的限制，已无法性以及重量等因素的限制，已无法性以及重量等因素的限制，已无法性以及重量等因素的限制，已无法满满足性能日益提高的整机系足性能日益提高的整机系足性能日益提高的整机系足性能日益提高的整机系统统的要求的要求的要求的要求ICIC设计设计与制造技与制造技与制造技与制造技术术水平的提高，水平的提高，水平的提高，水平的提高，ICIC规规模越来越大，已可以在一个模越来越大，已可以
21、在一个模越来越大，已可以在一个模越来越大，已可以在一个芯片上集成芯片上集成芯片上集成芯片上集成10108 810109 9个晶体管个晶体管个晶体管个晶体管分分立立元元件件集成集成电路路IC系系统统芯芯片片SystemOnAChip(简称简称SOC)将整个系将整个系统集成在集成在一个一个微微电子芯片上子芯片上系系统芯片芯片(SOC)与集成与集成电路路(IC)的的设计思想是思想是不同的，它是微不同的，它是微电子技子技术领域的一域的一场革命。革命。集成电路走向系统芯片集成电路走向系统芯片将敏感器、将敏感器、执行器与信息行器与信息处理系理系统集成在一起，从集成在一起，从而完成信息而完成信息获取、取、处
22、理、理、存存储和和执行的系行的系统功能。功能。.政府的策略：政府的策略：中共中央国务院关于加强技术创新，发展高中共中央国务院关于加强技术创新，发展高科技，实现产业化的决定科技，实现产业化的决定指出：指出：“突出高新技术产业领域突出高新技术产业领域的自主创新，培育新的经济增长点，在电子信息特别是集成的自主创新，培育新的经济增长点，在电子信息特别是集成电路设计与制造、网络及通信、计算机及软件、数字化电子电路设计与制造、网络及通信、计算机及软件、数字化电子产品等方面，产品等方面，加强高新技术创新，形成一批拥有自主知加强高新技术创新，形成一批拥有自主知识产权、具有竞争优势的高新技术产业识产权、具有竞争
23、优势的高新技术产业”。 专家的共识：专家的共识：中国科学院、中国工程院专门成立了包括师昌中国科学院、中国工程院专门成立了包括师昌绪、王淀佐、王越、王阳元等绪、王淀佐、王越、王阳元等1010位院士组成的专家咨询组。位院士组成的专家咨询组。在大量调查研究的基础上，专家们建议，我国在在大量调查研究的基础上，专家们建议，我国在“十五十五”期期间要像当年搞间要像当年搞“两弹一星两弹一星”一样，集中国家有限的人力和财一样，集中国家有限的人力和财力，开发有自主知识产权的新一代微电子核心工艺技术及产力，开发有自主知识产权的新一代微电子核心工艺技术及产品。品。专家的意见和政府的策略专家的意见和政府的策略.EDA
24、技技术 电子设计技术的核心就是电子设计技术的核心就是EDAEDA技术。技术。EDAEDA是是指以计算机为工作平台，融合应用电子技术、指以计算机为工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子电子CADCAD通用软件包，主要能辅助进行三方面通用软件包，主要能辅助进行三方面的设计工作，即的设计工作，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。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“自顶自顶向下向下”的设计方法，对
25、整个系统进行方案设计和功能划分，系统的关键电的设计方法，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（路用一片或几片专用集成电路（ASICASIC）实现，然后采用硬件描述语言）实现，然后采用硬件描述语言（HDLHDL）完成系统行为级设计，最后通过综合器和适配器生成最终的目标）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。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版图编辑、版图编辑、PCBPCB布局布线，取代了手
26、工操作。布局布线，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除了有纯粹的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，并且通过电气连图形绘制功能外，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。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：原理的主要功能是：原理图输入，逻辑仿真，电路分析，自动布局布线，图输入，逻辑仿真，电路分析，自动布局布线，PCBPCB后分析。后分析。ARM开发板开发板. 集成电路发展目前仍以摩尔定
27、律所揭示的规律向前发展，晶圆的面积也在不断地加大，以软硬件协同设计、具有知识产权的内核（IP核）复用和超深亚微米技术为支撑的系统芯片(System on ChipSOC)是超大规模集成电路发展的趋势和新世纪集成电路的主流。 IC产业技术发展经历了电路集成、功能集成、技术集成，直到今天基于计算机软硬件的知识集成，其目标就是将电子产品系统电路不断集成到芯片中去，力图吞噬整个产品系统。单芯片的嵌入式系统的出现，以单个芯片实现的产品系统不仅仅限于硬件系统，而是一个带有柔性性能的软、硬件集合体的电子系统。SoC是微电子领域IC设计的最终目标。EDA技技术.SOC设计方法学设计方法学.SoC设计中的问题设
28、计中的问题移值方法学移值方法学无网表核无网表核与版图相关的步长与版图相关的步长宽长比例失配宽长比例失配手绘版图手绘版图l时序问题时序问题时钟重分配时钟重分配硬核宽度与间距不一致硬核宽度与间距不一致芯片多重布线导致的芯片多重布线导致的RC寄生寄生效应效应时序重验证时序重验证电路时序电路时序l工艺与原始材料问题工艺与原始材料问题非工业标准工艺特性非工业标准工艺特性N阱衬底的连接阱衬底的连接衬底原始材料衬底原始材料端口与目标工艺的层间差异端口与目标工艺的层间差异l其它问题其它问题混合信号设计不可移值混合信号设计不可移值模拟电路的精度模拟电路的精度功耗问题功耗问题.硬件描述语言硬件描述语言HDL的现状
29、与发展的现状与发展 硬件描述语言硬件描述语言HDLHDL是一种用形式化方法描述数字电路和是一种用形式化方法描述数字电路和系统的语言。利用这种语言，数字电路系统的设计可以从上层到系统的语言。利用这种语言，数字电路系统的设计可以从上层到下层（从抽象到具体）逐层描述自己的设计思想，用一系列分层下层（从抽象到具体）逐层描述自己的设计思想，用一系列分层次的模块来表示极其复杂的数字系统。然后，利用电子设计自动次的模块来表示极其复杂的数字系统。然后，利用电子设计自动化（化（EDAEDA）工具，逐层进行仿真验证，再把其中需要变为实际电路）工具，逐层进行仿真验证，再把其中需要变为实际电路的模块组合，经过自动综合
30、工具转换到门级电路网表。接下去，的模块组合，经过自动综合工具转换到门级电路网表。接下去，再用专用集成电路再用专用集成电路ASICASIC或现场可编程门阵列或现场可编程门阵列FPGAFPGA自动布局布线工自动布局布线工具，把网表转换为要实现的具体电路布线结构。具，把网表转换为要实现的具体电路布线结构。 HDLHDL的发展至今已有的发展至今已有2020多年的历史，并成功地应用于设计多年的历史，并成功地应用于设计的各个阶段：建模、仿真、验证和综合等。到的各个阶段：建模、仿真、验证和综合等。到2020世纪世纪8080年代，已年代，已出现了上百种硬件描述语言。出现了上百种硬件描述语言。2020世纪世纪8
31、080年代后期，年代后期，VHDLVHDL和和Verilog Verilog HDLHDL语言适应了面向设计的多领域、多层次并得到普遍认同的标准语言适应了面向设计的多领域、多层次并得到普遍认同的标准硬件描述语言趋势和要求，先后成为硬件描述语言趋势和要求，先后成为IEEEIEEE标准。标准。. 在在20012001年举行的国际年举行的国际HDLHDL会议上，与会者就使用何种设计语言展会议上，与会者就使用何种设计语言展开了生动、激烈的辩论。最后，与会者投票表决：如果要启动一个芯片设开了生动、激烈的辩论。最后，与会者投票表决：如果要启动一个芯片设计项目，他们愿意选择哪种方案计项目，他们愿意选择哪种方
32、案? ?结果，仅有结果，仅有2 2票或票或3 3票赞成使用票赞成使用SystemCSystemC、CynlibCynlib和和C LevelC Level设计；而设计；而SuperlogSuperlog和和VerilogVerilog各自获得了约各自获得了约2020票。至于以票。至于以后会是什么情况，连会议主持人后会是什么情况，连会议主持人John CooleyJohn Cooley也明确表示：也明确表示：“5 5年后，谁也年后，谁也不知道这个星球会发生什么事情。不知道这个星球会发生什么事情。”各方人士各持己见：为各方人士各持己见：为VerilogVerilog辩护者认为，开发一种新的设计语言
33、是辩护者认为，开发一种新的设计语言是一种浪费；为一种浪费；为SystemCSystemC辩护者认为，系统级芯片辩护者认为，系统级芯片SoCSoC快速增长的复杂性需要快速增长的复杂性需要新的设计方法；新的设计方法；C C语言的赞扬者认为，语言的赞扬者认为，VerilogVerilog是硬件设计的汇编语言，而是硬件设计的汇编语言，而编程的标准很快就会是高级语言，编程的标准很快就会是高级语言，Cynlib C+Cynlib C+是最佳的选择，它速度快、是最佳的选择，它速度快、代码精简；代码精简；SuperlogSuperlog的捍卫者认为，的捍卫者认为，SuperlogSuperlog是是Veril
34、ogVerilog的扩展，可以在整的扩展，可以在整个设计流程中仅提供一种语言和一个仿真器，与现有的方法兼容，是一种个设计流程中仅提供一种语言和一个仿真器，与现有的方法兼容，是一种进化，而不是一场革命。进化，而不是一场革命。关于关于HDL的一次国际讨论会的一次国际讨论会.我国发展的战略选择我国发展的战略选择1.为了实现我国的芯片设计自主化，必须夯实基础，在结为了实现我国的芯片设计自主化，必须夯实基础，在结合合VHDL的基础上，推广的基础上，推广VerilogHDL设计语言，使硬件设计设计语言，使硬件设计的底层单元库可以自主研制；的底层单元库可以自主研制；2.根据目前芯片系统的发展趋势，对系统级语
35、言进行比较根据目前芯片系统的发展趋势，对系统级语言进行比较研究，在研究，在Suoerlog、SystemC等语言中做出选择，并进行相关等语言中做出选择，并进行相关工具的推广，以及与相关企业进行合作等；工具的推广，以及与相关企业进行合作等；3.深入深入HDL语言的综合和仿真等模型的研究，努力在与语言的综合和仿真等模型的研究，努力在与国外合作的基础上，建立自主知识产权的国外合作的基础上，建立自主知识产权的EDA公司；公司；4.积极加入积极加入EDA目前正在进行的标准化工作，做到了解、目前正在进行的标准化工作，做到了解、学习、应用、吸收、参与并重；学习、应用、吸收、参与并重；5.政府积极加入，重视产
36、、学、研的合作，开展卓有成效政府积极加入，重视产、学、研的合作，开展卓有成效的发展模式。的发展模式。.IBM7090 伴随着电子技术的发展而飞速发展起来的电子计算机所经历的四个阶段充分说明了电子技术发展的四个阶段的特性。q第一代（19461957）电子管计算机q第二代（19581963）晶体管计算机q第三代（19641970）集成电路计算机q第四代（1971）大规模集成电路计算机 世界上第一台电子计算机于世界上第一台电子计算机于19461946年在美年在美国研制成功，取名国研制成功，取名ENIACENIAC。这台计算机使用了。这台计算机使用了1880018800个电子管，占地个电子管，占地17
37、0170平方米，重达平方米，重达3030吨，吨，耗电耗电140140千瓦，价格千瓦，价格4040多万美元，是一个昂贵多万美元，是一个昂贵耗电的耗电的 庞然大物庞然大物 。由于它采用了电子线路。由于它采用了电子线路来执行算术运算、逻辑运算和存储信息，从来执行算术运算、逻辑运算和存储信息，从而就大大提高了运算速度。而就大大提高了运算速度。ENIACENIAC每秒可进行每秒可进行50005000次加法和减法运算，把计算一条弹道的次加法和减法运算，把计算一条弹道的时间短为时间短为3030秒。它最初被专门用于弹道运算，秒。它最初被专门用于弹道运算，后来经过多次改进而成为能进行各种科学计后来经过多次改进而
38、成为能进行各种科学计算的通用电子计算机。从算的通用电子计算机。从19461946年年2 2月交付使用，月交付使用，到到19551955年年1010月最后切断电源，月最后切断电源，ENIACENIAC服役长达服役长达9 9年。年。IBM360晶体管计算机晶体管计算机ENIACENIAC品牌电脑品牌电脑2先先进智能智能计算技算技术 .IBM7090ENIACENIAC电子计算机的发展电子计算机的发展IBM360晶体管计算机晶体管计算机品牌电脑品牌电脑第一代（第一代（19461957）电子管计算机时代：它的基本电子元件是电子管，内）电子管计算机时代：它的基本电子元件是电子管，内存储器采用水银延迟线，
39、外存储器主要采用磁鼓、纸带、卡片、磁带等。由于存储器采用水银延迟线，外存储器主要采用磁鼓、纸带、卡片、磁带等。由于当时电子技术的限制，运算速度只是每秒几千次当时电子技术的限制，运算速度只是每秒几千次几万次基本运算，内存容量几万次基本运算，内存容量仅几千个字。程序语言处于最低阶段，主要使用二进制表示的机器语言编程，仅几千个字。程序语言处于最低阶段，主要使用二进制表示的机器语言编程，后阶段采用汇编语言进行程序设计。体积大，耗电多，速度低，造价高，使用后阶段采用汇编语言进行程序设计。体积大，耗电多，速度低，造价高，使用不便，主要局限于一些军事和科研部门进行科学计算。（不便，主要局限于一些军事和科研部
40、门进行科学计算。（ENIAC）第二代（第二代（19581963）晶体管计算机时代：）晶体管计算机时代：它的基本电子元件是晶体管，内存储器大量它的基本电子元件是晶体管，内存储器大量使用磁性材料制成的磁芯存储器。与第一代使用磁性材料制成的磁芯存储器。与第一代电子管计算机相比，晶体管计算机体积小，电子管计算机相比，晶体管计算机体积小，耗电少，成本低，逻辑功能强，使用方便，耗电少，成本低，逻辑功能强，使用方便，可靠性高可靠性高。（。（IBM7090）第三代（第三代（19641970）集成电路计算机时代：）集成电路计算机时代：它的基本元件是小规模集成电路和中规模集成它的基本元件是小规模集成电路和中规模集
41、成电路，磁芯存储器进一步发展，并开始采用性电路，磁芯存储器进一步发展，并开始采用性能更好的半导体存储器，运算速度提高到每秒能更好的半导体存储器，运算速度提高到每秒几十万次基本运算。由于采用了集成电路，第几十万次基本运算。由于采用了集成电路，第三代计算机各方面性能都有了极大提高：体积三代计算机各方面性能都有了极大提高：体积缩小，价格降低，功能增强，可靠性大大提高。缩小，价格降低，功能增强，可靠性大大提高。（IBM360系列为代表）系列为代表）第四代（第四代（1971）大规模集成电路计算机时代：）大规模集成电路计算机时代：它的基本元件是大规模集成电路，甚至超大规它的基本元件是大规模集成电路，甚至超
42、大规模集成电路，集成度很高的半导体存储器替代模集成电路，集成度很高的半导体存储器替代了磁芯存储器，运算速度可达每秒几百万次，了磁芯存储器，运算速度可达每秒几百万次，甚至上亿次基本运算。具有体积小、功能强、甚至上亿次基本运算。具有体积小、功能强、可靠性高等特点。可靠性高等特点。.高性能计算：高性能计算：高高性性能能计算算是是促促进科科技技创新新、经济发展展、社社会会进步步及及国国家家安安全全的的战略略制制高高点点技技术，世世界界各各主主要要发达达国国家家无无不不对此此高高度度重重视。自自70年年代代开开始始研研究究以以来来，高高性性能能计算算机机经历了了向向量量机机、共共享享主主存存多多处理理机
43、机、大大规模模并并行行处理理系系统等等几几个个阶段段。近近年年来来，美美国国相相继推推出出高高性性能能计算算与与通通信信、加加速速战略略计算算创新新等等计划划，将将高高性性能能计算算领域域的的国国际竞争争推推向向高高潮潮。2000年年IBM曾曾宣宣布布，5年年内内将将投投资1亿美美元元开开发新新一一代代超超级计算算机机“蓝色色基基因因”，旨旨在在帮帮助助人人类探探索索深深层次次的的生生命命奥奥秘秘，其其运运算算速速度度将将达达到到每每秒秒1千千万万亿次次，与与目目前前的的桌桌面面PC相相比比，计算算能力将超出能力将超出2百万倍。百万倍。2先先进智能智能计算技算技术 2024/7/2729.20
44、24/7/2730高性能计算：高性能计算：北京时间2010年17日，由中国国防科技大学研制成功的“天河一号”在国际TOP500组织正式发布的世界超级计算机500强排行榜上名列第一。研制“天河一号”的中国专家认为，这台计算机的成功研制是我国超级计算机发展的重要里程碑。 排行榜表明，中国“天河一号”二期系统（天河）以每秒4701万亿次的峰值速度和每秒2566万亿次的实测速度位居榜首。此前全球最快的超级计算机美国“美洲虎”以每秒1759万亿次的实测性能名列第二，速度约为“天河一号”的三分之二。“这一成绩实现了我国自主研制超级计算机综合技术水平进入国际领先行列的历史性突破。”“天河一号”工程办公室主任
45、李楠说，“天河一号”的应用将为解决我国重大挑战性问题提供手段，对提升我国综合国力具有战略意义。2先先进智能智能计算技算技术 .神经网络：神经网络：由于神由于神经网网络是机器学是机器学习的一种机制，即具有大量的一种机制，即具有大量简单处理理单元元(称称为神神经元元)的的执行高度并行行高度并行处理的，更接近于生物理的，更接近于生物计算系算系统的一种的一种计算机体系算机体系结构，多年来人构，多年来人们一直在着手研一直在着手研究神究神经网网络在在军事事电子装子装备中的中的应用。神用。神经科学、克隆技科学、克隆技术以及生物技以及生物技术的的发展，有可能研制出生物神展，有可能研制出生物神经网网络芯片，使芯
46、片，使其具有人其具有人脑一一样的功能，并可与活的神的功能，并可与活的神经网网络结合起来合起来进行行控制运算甚至判断等。随着神控制运算甚至判断等。随着神经网网络硬件的硬件的实现，将，将为武器武器系系统带来革命性的来革命性的变化，化，对诸如自主系如自主系统、传感器数据的自感器数据的自动化化处理、理、实时图像像处理和自适理和自适应信号信号处理与控制等理与控制等应用用项目有着目有着显著的意著的意义。2先先进智能智能计算技算技术2024/7/2731.人工智能：人工智能：未未来来先先进的的计算算机机技技术将将成成为探探索索新新的的有有关关知知识数数学学表表示示法法的的动力力。利利用用形形式式化化结构构和
47、和描描述述战场关关键信信息息(诸如如地地形形、敌兵兵力力意意图的的确确定定性性的的程程度度及及潜潜在在的的结局局组)的的知知识表表示示的的先先进技技术将将会会提提高高软件件的的可可靠靠性性。在在人人工工智智能能的的研研究究和和应用用方方面面，包包括括机机器器人人在在内内的的无无人人化化智智能能作作战平平台台的的发展展将将最最为迅迅速速。指指挥控控制制计算算机机化化、攻攻击手手段段机机器器人人化化的的数数字字化化部部队有有可可能能取取得得突突破破性性进展展。随随着着计算算机机的的智智能能化化，通通信信、传感感和和其其他他信信息息技技术的的发展展和和提提高高，C41SR系系统将将是是一一种种智智能
48、能化化的的系系统。系系统装装备将将朝朝分分布布式式硬硬件件、环境境综合合、智智能能决决策策、远程程监视侦察察、无无缝通通信信和和全全数数字字化化技技术方方向向发展展。未未来来信信息息化化单兵兵、数数字字化化部部队乃至机器人部乃至机器人部队将有可能成将有可能成为现实。2先先进智能智能计算技算技术2024/7/2732.人机接口：人机接口：数数字字处理理芯芯片片的的发展展使使得得语音音处理理与与合合成成技技术日日趋成成熟熟，自自然然语言言理理解解可可望望取取得得令令人人鼓鼓舞舞的的成成就就，根根据据口口头命命令令识别话音音的的软件件也也将将随随着着技技术改改进而而被被广广泛泛采采用用，多多语言言之
49、之间的的实时同同步步翻翻译的的梦梦想想将将成成为现实。在在超超媒媒体体领领域域，用用户户可可使使用用多多种种不不同同的的信信息息做做匹匹配配导导航航，出出现现辅辅助助形形式式的的能能使使便便携携机机显显示示手手写写体体字字符符的的眷眷写写软软件件。立立体体可可视视化化技技术术将将会会广广泛泛应应用用，手手机机、电电话话、电电视视、电电脑脑一一体体化化的的趋趋势势将将成成为为一一种种潮潮流流。灵灵境境技技术，或或称称虚虚拟现实技技术，是是继多多媒媒体体技技术之之后后的的新新一一代代人人机机系系统接接口口技技术及及高高级仿仿真真技技术。它它将将通通过头盔盔显示示器器、数数据据手手套套显示示器器、数
50、数据据手手套套等等辅助助传感感器器材材，使使人人可可以以“浸浸入入”计算算机机生生成成的的虚虚拟环境境直直接接观察察事事物物的的内内在在变化化，并并能能与之与之发生生“交互交互”作用，作用，产生一种生一种“身身临其境其境”的真的真实感。感。2先先进智能智能计算技算技术2024/7/2733.分布网络计算：分布网络计算：预计将将会会通通过网网络支支持持团体体协同同工工作作的的团体体软件件(Groupware)；在在计算算机机通通信信方方面面将将实现全全战场直直到到全全球球“透透明明”的的连通通安安全全，电文文、图形形、图像像和和电视等等信信息息统一一处理理，经济上上可可承承受受性性的的无无缝通通
51、信信。可可以以预期期，通通过推推行行信信息息资源源标准准化化等等计划划，建建立立一一个个全全球球信信息息数数据据库和和融融合合中中心心网网络的的目目标将将指指日日可可待待。届届时，任任何何时候候可可向向在在任任何何地地方方的的任任何何需需要要的的指指挥员和和武武装装部部队提提供供作作战所所需需要要的的任任何何信信息息，即即指指挥员将将不不受受地地域域限限制制能能检查作作战空空域域内内的的所所有有有有关关信信息息。分分布布式式处理理将将朝朝着着进一一步步利利用用硬硬件件特特性性的的透透明明型型发展展。透透明明网网络便成便成为21世世纪初的目初的目标。2先先进智能智能计算技算技术 2024/7/2
52、734.生物生物计算机：算机： 一一个个重重要要发展展是是DNA计算算机机。DNA分分子子中中的的密密码相相当当于于存存储的的数数据据，DNA分分子子间可可以以在在某某种种酶的的作作用用下下迅迅速速完完成成生生物物化化学学反反应，从从一一种种基基因因码变为另另一一种种基基因因码，反反应前前的的基基因因码可可以以作作为输入入数数据据，反反应后后的的基基因因码可可以以作作为运运算算结果果，在在制制造造这种种生生物物计算算机机时，首首先先挑挑选一一些些DNA片片段段分分别代代表表不不同同的的变量量，以以片片段段之之间的的接接合合和和断断开开序序列列代代表表“与与”和和“或或”逻辑判判断断，然然后后运
53、运用用生生物物技技术手手段段加加以以控控制制，探探测并并分分离离出出生生物物材材料料中中具具有有与与特特定定判判断断相相应特特征征的的部部分分，那那么么就就可可以以制制成成一一种种新新型型逻辑判判断断计算算机机。目目前前，DNA计算算机机已已经可可以以对赫赫母母霍霍兹等等数数学学问题求求解解。预计在在未未来来20年年有有可可能能出出现与与微微电子子芯芯片片融融合合的的高高性性能能DNA计算算机机。例例如如可可用用于于高高性性能能计算的基因芯片和生物算的基因芯片和生物计算机。算机。 2先先进智能智能计算技算技术2024/7/2735.智能智能结构技构技术： 随随着着军用用智智能能技技术的的发展展
54、，各各种种智智能能结构构武武器器将将对未未来来作作战产生生深深远影影响响。智智能能结构构最最初初受受到到关关注注是是在在70年年代代末末期期，美美国国将将光光导纤维埋埋置置在在复复合合材材料料内内部部，使使结构构功功能能产生生了了显著著改改善善，自自此此，智智能能结构构技技术得得到到广广泛泛承承认，发达达国国家家纷纷进行行研研究究开开发。智智能能结构构给结构构技技术的的发展展注注入入创新新性性的的活活力力，它它所所具具有有的的卓卓越越性性能能将将对21世世纪的的武武器器装装备产生生重重大大影影响。响。2先先进智能智能计算技算技术2024/7/2736.2024/7/2737云计算云计算 200
55、6年谷歌推出了“Google 101计划”，并正式提出“云”的概念和理论。随后亚马逊、微软、惠普、雅虎、英特尔、IBM等公司都宣布了自己的“云计划”，云安全、云存储、内部云、外部云、公共云、私有云一堆让人眼花缭乱的概念在不断冲击人们的神经。 云 计 算 （ Cloud Computing） 是 由 分 布 式 计 算（Distributed Computing）、并行处理（Parallel Computing）、网格计算（Grid Computing）发展来的，是一种新兴的商业计算模型。目前，对于云计算的认识在不断的发展变化，云计算没仍没有普遍一致的定义。 中国网格计算、云计算专家刘鹏给出如下
56、定义 ：“云计算将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务”。2先先进智能智能计算技算技术. 通通信信是是一一个个古古老老而而崭新新的的话题。其其根根源源可可追追溯溯到到公公元元前前3500年年，苏美美尔人人发明明了了楔楔形形文文字字，埃埃及及人人发明明了了象象形形文文字字，这可可以以说是是最最古古老老的的通通信信方方式式。而而中中国国古古代代的的烽烽火火台台则是是无无线通通信信的的鼻鼻祖祖。现代代意意义上上的的通通信信是是在在发现了了电现象象之之后后，1793年年，法法国国查佩佩兄兄弟弟俩在在巴巴黎黎和和里里尔之之间架架设了了一一条
57、条230千千米米长的的接接力力方方式式传送送信信息息的的托托架架式式线路路。据据说两两兄兄弟弟是是第第一一个个使使用用“电报”这个个词的的人人。现代代意意义上上的的无无线通通信信是是从从莫莫尔斯斯开开始始，1844年年5月月24日日，在在座座无无虚虚席席的的国国会会大大厦厦里里，莫莫尔斯斯用用他他那那激激动得得有有些些颤抖抖的的双双手手，操操纵着着他他倾十十余余年年心心血血研研制制成成功功的的电报机机，向向巴巴尔的的摩摩发出出了了人人类历史史上上的的第第一一份份电报:“上上帝帝创造造了了何何等等奇奇迹迹！”。现在在，通通信信产业仍仍然然处在在蓬蓬勃勃发展展阶段段，各种新的技各种新的技术日新月异
58、，日新月异，层出不出不穷。3、通信技、通信技术2024/7/2738.众众所所周周知知，移移动通通信信是是在在20世世纪80年年代代开开始始发展展起起来来的的，移移动通通信信发展展速速度度远超超过固固定定网网络，已已得得到到相相当当的的普普及及。全全球球移移动通通信信用用户已已经超超过4亿。人人们对移移动通通信信的的需需求求推推动了了移移动通通信信发展展，至至今今移移动通通信信已已经走走过了了二二代代，即即80年年代代的的第第一一代代模模拟技技术和和90年年代代的的第第二二代代窄窄带数数字字技技术。近近些些年年来来，随随着着无无线通通信信宽带化化技技术的的突突破破，移移动通通信信正正在在向向以
59、以CDMA为基基础，以，以宽带化通信化通信为特征的第三代特征的第三代3G技技术发展。展。3、通信技、通信技术移移动通信通信2024/7/2739.移动通信系统的发展历程移动通信系统的发展历程3、通信技、通信技术移移动通信通信2024/7/2740.支支撑撑互互联网网的的基基础是是光光纤通通信信。光光通通信信的的发展展呈呈现了了以以下几个下几个发展展趋势： 1、光光通通信信研研究究的的重重点点已已经从从大大容容量量、超超高高速速转变为智智能能化化、自自动化化的的实现。自自动交交换光光网网络（ASON）就就是是在在这个个大大背背景景下下产生生的的。ASON网网络的的最最大大优点点就就是是实现了了以
60、以往往光光网网络复复杂、冗冗余余的的人人工工连接接指指配配，取取之之为简单、便便利利的的自自动电路路配配置置。ASON的的引引入入，可可以以说是是光光通通信信发展展历史史的的里里程碑程碑。 2、光光网网络的的边缘化化也也是是光光通通信信发展展的的另另一一个个趋势。长久久以以来来，光光网网络都都是是作作为整整个个通通信信体体系系中中的的最最底底层传输层。但但是是，随随着着通通信信行行业的的迅迅速速发展展，城城域域网网、接接入入网网也也越越来来越越希希望望引引入入光光网网络，于于是是，光光网网络的的发展展从从核核心心网网正正在在向向边缘网网络发展。展。 光光通通信信经过了了前前几几年年的的低低谷谷
61、以以后后，现在在正正处于于一一个个艰难的上升的上升阶段。段。3、通信技、通信技术光光纤通信通信2024/7/2741.1945年年，英英国国的的科科幻幻小小学学作作家家阿阿瑟瑟C克克拉拉克克在在世世界界上上首首次次提提出出了了使使用用卫星星进行行远距距离离无无线电通通信信和和无无线电广广播播的的设想想，这位位作作家家在在无无线电杂志志上上发表表了了一一篇篇文文章章，提提出出用用火火箭箭发射射一一颗人人造造卫星星，绕地地球球转动，然然后后，地地面面上上发送送信信号号给卫星，通星，通过卫星再星再传回地面。回地面。1957年年10月月4日日，原原联苏成成功功发射射了了人人类历史史上上第第一一颗人人造
62、地球造地球卫星。星。根根据据运运行行轨道道的的高高度度不不同同，可可将将人人造造地地球球卫星星分分为三三种种类型：型：（1）低高度）低高度卫星（小于星（小于5000km）（2）中高度）中高度卫星（星（5000km）（3）高高度）高高度卫星（大于星（大于20000km）6、通信技术、通信技术3、通信技、通信技术卫星通信星通信2024/7/2742.n 覆盖区大覆盖区大, ,通信距离远通信距离远, ,三颗同步卫星可覆盖全球三颗同步卫星可覆盖全球n 频带宽频带宽, ,容量大容量大n 机动性好机动性好, ,不受地理条件限制不受地理条件限制n 通信可靠性高通信可靠性高, ,质量好质量好, ,稳定稳定n
63、费用与距离无关费用与距离无关n 有多址能力有多址能力, ,组网灵活组网灵活n 可实现区域及全球个人移动通信可实现区域及全球个人移动通信3、通信技、通信技术卫星通信星通信卫星通信的特点星通信的特点2024/7/2743.n 同步通信卫星向大容量同步通信卫星向大容量, ,多波束多波束, ,智能化发展智能化发展n 低轨卫星群与蜂窝技术相结合低轨卫星群与蜂窝技术相结合, ,实现全球个人通信实现全球个人通信n 小型卫星通信地面站小型卫星通信地面站(VSAT)(VSAT)广泛应用广泛应用n 电视直播电视直播(DVB)(DVB)和数字声广播和数字声广播(DAB)(DAB)步入家庭和个人用户步入家庭和个人用户
64、n 多媒体通信和因特网接入多媒体通信和因特网接入n 微小卫星和纳卫星微小卫星和纳卫星3、通信技、通信技术卫星通信星通信卫星通信星通信发展展趋势2024/7/2744.利利用用生生物物分分子子信信息息材材料料装装配配电子子元元件件和和仪器器的的技技术，美美国国国国防防高高级研研究究计划划局局(DARPA)把把它它看看成成是是能能使使未未来来作作战发生生革革命命性性变化化的的技技术之之一一。目目前前，进展展较快快的的是是光光学学开开关关模模式式的的生生物物分分子子器器件件。一一些些实验室室已已经制制造造出出这种种模模式式的的并并行行处理理器器件件、三三维数数据据存存储器器、神神经网网络等等原原型型
65、器器件件。在在未未来来几几十十年年内内，有有可可能能研研制制出出可可装装入入计算算机机的的高高密密度度生生物物电子子存存储器器，以以及及基基于于细菌菌视紫紫红质的的其其他他一一些些器器件件(如如神神经网网络、人人工工智智能能所所必必须的的关关联存存储器等器等)。 近近年年来来，各各国国军方方仿仿生生技技术的的研研究究包包括括：飞机机、舰艇艇设计的的进一一步步优化化；雷雷达达、声声纳和和导航航、测控控装装置置的的全全面面改改进；一一些些新新通通信信设备、新新侦察察装装备和和新新兵兵器器的的研研制制；以以及及模模仿仿天天然然生生物物材材料料的的质地地、结构构和和功功能能来来制制造造硬硬度度与与韧性
66、性更更大大、强度度更更高高、质量更量更轻和更加耐用的装甲材料及其他材料等方面和更加耐用的装甲材料及其他材料等方面进行。行。4生物分子生物分子电子技子技术2024/7/2745.纳米技术是一门新兴技术，使人类最终能够按照自己的意愿操纵单个原子和分子，以实现对微观世界的有效控制。 有人曾这么说，21世纪将是纳米世纪。据预测，单原子、单分子存储操作技术可能于2007年开发成功，单电子晶体管集成电路2015年将实用化，量子功能电子技术的发展将可能导致单量子计算机和量子波计算机、单量子通信设备和量子波通信设备、家用量子设备等的普遍出现，使所有的电子设备体积和能耗大为缩小。 微电子技术与机电技术相结合，和
67、纳米电子学同时伴生的以硅材料为基础的微机电系统技术，作为当今最具革命性的新科学，已经引起世界各国科学家、政府和军队的高度重视，对21世纪的科学技术、生产方式和人类生活质量将产生深远影响，并即将形成难以估量的庞大的高技术市场，其规模之大，可能超过微电子芯片产业，成为世界十大科学技术之一。5纳米米电子技子技术 2024/7/2746.2024/7/2747纳米电子学主要在纳米尺度空间内研究电子、原子和分子运动规律和特性，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
68、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。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，需要发展新的理论，并探索出相应的材料和技术。5纳米米电子技子技术 .2024/7/27485纳米米电子技子技术 2011年5月，据每日科学网报道，美国斯坦福大学的研究人员开发出一种新型的传感器芯片，可以大大加快药物开发过程。这种由高度敏感的纳米传感器构成的微芯片，可以分析蛋白质如何相互结合，在评估药物的有效性及可能带来的副作用方面迈出
69、了关键一步。 这种新型生物传感器只需要一厘米大小的纳米传感器阵列，就能以高于现有任何传感器数千倍的能力持续不断地监测蛋白质的结合活动。新的传感器可以同时监测成千上万种反应，而且比目前的“金标准”方法敏感性更强，并能更快地提供检测结果。. 生生物物芯芯片片技技术是是利利用用大大规模模集集成成电路路制制造造技技术在在硅硅等等基基片片上上制制造造包包括括数数十十万万个个不不同同生生物物微微检测单元元的的微微流流体体传感感系系统的的技技术。微微电子子技技术和和生生物物技技术结合合，将将研研制制出出有有机机与与无无机机相相结合合、硅硅片片与与生生物物材材料料结合合的的生生物物硅硅片片，具具有有集集成成度
70、度高高、功耗低等特点，必将功耗低等特点，必将对现代高科技代高科技产品品产生重大影响。生重大影响。 此此外外，以以砷砷化化镓等等为代代表表的的一一批批新新型型半半导体体材材料料将将逐逐步步走走向向实用用化化，可可在在高高温温、强辐射射条条件件下下正正常常工工作作。微微电子子技技术和和电真真空空技技术相相结合合产生生的的真真空空微微电子子技技术，可可能能在在超超高高速速处理技理技术中中发挥重大作用。重大作用。 6生物芯片技生物芯片技术2024/7/2749.目前完全依靠电子技术实现的某些功能将随着光波导和光子技术的应用得以加强。光纤通信和光子连接技术将更加成熟，光交换设备、光探测器和调制器将大大优
71、化电子系统。这些光子元件将与电子元件同制造在光电芯片上。其优点之一就是具有很高的输入输出能力，能够处理大量信息。而且，将来光子信息处理将有效地扩展和延伸到电子领域。 很多应用中表明，光子逻辑将比电子显示出更佳的特性。这种趋势提示了光子处理器可能会被广泛用于执行图像识别这类复杂任务上。光处理器将能同时执行100万个平行任务，因此它能够处理复杂问题。这种大量的平行的光处理器的能力估计是目前最大的电子计算机能力的1000倍。 微电子技术与光电子技术结合，将研制出大规模、多功能、高速化、大容量的光电子集成电路和高性能的半导体激光器，组成新型的光电集成系统。7先先进光光电子技子技术2024/7/2750
72、.中中国国要要发展展自自己己的的高高科科技技，时代代要要求求我我们必必须大大力力发展展现代代信信息息技技术，对此此我我们别无无选择。我我们要要以以技技术创新新和和百百折折不不挠的的精精神神加加快快我我国国的的发展展步步伐伐。在在我我国国已已正正式式加加入入世世贸组织的的今今天天，要要充充分分认清清国国内内企企业与与国国外外企企业已已处在在世世界界经济舞舞台台的的同同一一起起跑跑线上上进行行平平等等竞争争，本本土土竞争争国国际化化、国国际竞争争本本土土化化已已完完全全变成成现实。我我们只只有有努努力力打打造造组织变革革能能力力、快快速速反反应能能力力、科科技技创新新能能力力和和人人才才聚聚集集能能力力，不不断断推推进管管理理创新新、机机制制创新新、科科技技创新新，才才能能在在新新的的竞争争环境境中中牢牢固固根根基基，取取得得胜利利。 对此此，任任重重而而道道远，愿愿我我们团结一一心心，共共同同努努力力，在在科科技技兴国国的的伟大大事事业中中实现我我们的的理理想想和和社社会会价价值，最最终实现中中华民族的民族的伟大复大复兴。 结束束语2024/7/2751.谢谢大家！谢谢大家！.态度决定一切态度决定一切细节影响成败细节影响成败谢谢您的关注！谢谢您的关注！.
