微电子的魅力

复杂的内涵,简单的外表
————魅力“电子科学与技术”
科学技术是第一生产力,不错的,在任何年代,科技总是主导着社会发展的方向和速度。在经历了“蒸汽时代”和“电气时代”两次科学技术革命后,人类急需另一次科学技术革命来进一步加速社会的发展,缩短人与人之间的距离。而又有多少人能想到,这第三次革命的开始,是从当时毫不起眼的电子管开始的呢?
nip人类目前正在经历第三次科学技术革命“信息革命”。而信息的载体,计算机,微机,以及由之衍生的各种电子产品,都离不开电子科学与技术的支持。可以说,电子科学与技术的发展,在某种程度上决定了“信息革命”发展和未来。因而,这个专业有着其不可替代的卓越作用。
雪白血红张正隆1904年,世界上第一只电子管在英国物理学家弗莱明的手下诞生了。人类第一只电子管的诞生,标志着世界从此进入了电子时代。从那时开始,人类进入了一个飞速发展的时代。许多人类以前想都不敢想的事物正在人们的眼皮底下一点一点的变成事实。电子科学从此展示了它独有的魅力。比如,电子计算机的出现。
世界上第一台现代电子计算机“埃尼阿克”(ENIAC),诞生于1946年2月14日的美国宾夕法尼亚大学,
冯 诺依曼并于次日正式对外公布。在宾大莫尔电机学院揭幕典礼上,这个占地面积达170平方米、重达30吨的庞然大物,为来宾表演了它的“绝招”——在1秒钟内进行了5000次加法运算,这比当时最快的继电器计算机的运算速度要快1000多倍。然而这只是个开始。随着科技的发展,人们对生产的机械在体积上向体积越来越小的方向发展,由于电子管的体积大,而且在搬动过程中容易损坏,越来越多的表现出它的弊端,于是人们开始寻和开发电子管的可替代产品。1947年美国贝尔实验室发明了晶体管,开创了固体电子技术时代和晶体管时代,也结束了电子管的时代。越来越多的机械不再使用电子管。晶体管的出现是人类在电子方面一个大的飞跃。由此,电子学作为一门独立的学科开始走进人们的视野。1958年硅平面工艺的发展和集成电路的发明更是大大推动了电子学和社会的发展。美国甚至因为这个行业的发展摆脱了20世纪70年代的经济危机。由此可见,电子学的魅力有多么的不一般了。以致于任何一个大国都不能忽略它的发展。更何况,在这个信息时代,哪个国家不能掌握自己的电子技术,也就意味着要在信息时代的战争中任人宰割。
集成电路的原料是地球上除氧以外含量最丰富的元素——硅,这样一块黑褐小片,肉眼看上去没有任何令人满意的地方,但经过人们的创新设计和一系列创新的工艺技术加工制造,成为集成电路芯片。将人类的智慧与创造固化在硅芯片上,因而是知识创新的载体,价值千金。从而实现了真正的“点石成金”。——这又是电子学的无限魅力之一。正是由于它的魅力,20世纪八九十年代才在世界范围内掀起了一股电子学热。那时的电子学发烧友们可以为了买某一个型号的电子元件跑遍整个城市,只是为了做出他想象中的自己想要的东西,或是一个
收音机,或是某些没多大用的小玩意。它改变着社会的生产方式和人们的生活方式,不仅成为现代产业和科学技术的基础,而且正在创造着代表信息时代的硅文化。无意注意
电子学的发展是飞速的,更新换代频繁,也许今年还是最先进的产品,明年就会变成市场中的末流。就拿电脑的核心——CPU来说。它遵循电子行业中的摩尔定律,它的频率越来越快,集成度越来越高,相对价格却越来越低。从1971年Intel的第一颗微处理器4004的约2300个晶体管,到奔腾I的310万颗晶体管,再到2011年Intel最新的Core i7处理器的7.31亿个晶体管。与此同时,CPU 的主频也从最初的单核几MHz到现在Core i7的四核八线程3.0GHz以上。如此巨大的飞跃这个行业只用了40年便完成,多么激动人心。
因为电子学的发展,我们有了电子管,升级换代成了晶体管,然后我们又有了硅平面工艺和集成电路,又有了封装工艺。我们科技将复杂的集成电路封装在简洁的外壳中,使之拥有简单的外表,当某一个芯片损坏后,只需将其拆下再换个新的就可以了。多么神奇!有了芯片,有了各种不同功能芯片之间的有机组合,我们几乎可以实现我们先要做的所有事。它就像拼图,普通的一根根晶体管按照人的意志以不同的方式进行排列组合,它便成为了芯片。再将不同的芯片拼起来,它就可以成为家用电器的控制核心,成为电脑,成为iPhone,成为你能想到的所有电子产品。它就是这样一个神奇而富有魅力的学科。
但身为中国学子,身为电子科学与技术的学习者和实践者,我们不能忽视中国在电子学上与世界先进水平的巨大差距。中国有着世界最有潜力的电子产品消费市场,但在中国的市面上,中国自主拼盘的电子产品却很少,CPU市场由AMD 和Intel两家垄断,显示芯片是NVIDIA和ATI的天下,存储芯片也没有中国企业有竞争力…..我们所能做的,几乎就是从国外进口电子产品核心部件进行组装,然后再返销。如此,我们的电子企业所能得到的利润少之又少。长此以往,中国的电子产业又如何能得到发展?
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近几年,我国政府提出了“建设创新型国家”的口号,开始加大对电子行业的资金和政策支持。建立国家级微电子研究开发中心,针对10年以后我国微电子产业的需求,开展新一代系统芯片中新工艺、新器件和新结构电路的前瞻性、战略性研究。该中心定位于:支持高校和研究所进行创新性研究,并将成果加以验证、集成和中试,最终发展成为自主知识产权的源泉,并转移到产业界,从而实现我国微电子产业的自主和可持续发展。该中心一次性投入约需50亿元人民币,今后每年投入3~5亿人民币。这将是我们微电子学子的春天。我们有什么理由不为自己,为国家的明天而奋斗呢?
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魅力电子学,等待着你我发现它更多的美妙与神奇。
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本文发布于:2024-09-22 21:25:54,感谢您对本站的认可!

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