電子技術(shù)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀

關(guān)于電子技術(shù)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀第1頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月電子技術(shù)是十九世紀(jì)末、二十世紀(jì)初開始發(fā)展起來的新興技術(shù)，二十世紀(jì)發(fā)展最迅速，應(yīng)用最廣泛，成為近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。引言第2頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月進(jìn)入21世紀(jì)，人們面臨的是以微電子技術(shù)（半導(dǎo)體和集成電路為代表）電子計(jì)算機(jī)和因特網(wǎng)為標(biāo)志的信息社會(huì)，高科技的廣泛應(yīng)用使社會(huì)生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)獲得了空前的發(fā)展。引言第3頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)代電子技術(shù)在國防、科學(xué)、工業(yè)、醫(yī)學(xué)、通訊（信息采集、處理、傳輸和交流）及文化生活等各個(gè)領(lǐng)域中都起著巨大的作用。現(xiàn)在的世界，電子技術(shù)無處不在。

收音機(jī)、彩電、音響、VCD、DVD、電子手表、數(shù)碼相機(jī)、微電腦、大規(guī)模生產(chǎn)的工業(yè)流水線、因特網(wǎng)、機(jī)器人、航天飛機(jī)、宇宙探測(cè)儀，可以說，人們現(xiàn)在生活在電子世界中，一天也離不開它。引言第4頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月電子科學(xué)與技術(shù)的知識(shí)領(lǐng)域一電子材料與元器件的發(fā)展二微電子技術(shù)的發(fā)展三光電子技術(shù)的發(fā)展四引言EDA技術(shù)及未來電子科技五第5頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)由來物理電子技術(shù)光電子技術(shù)微電子技術(shù)電磁場(chǎng)與微波電子材料與元器件電子科學(xué)與技術(shù)一、電子科學(xué)與技術(shù)的知識(shí)領(lǐng)域第6頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電子材料與元器件的發(fā)展

電子材料與元器件是電子、信息、機(jī)械、航天、國防、自動(dòng)化等各領(lǐng)域的基石。電子產(chǎn)品中材料與器件的研究是其核心競(jìng)爭(zhēng)力的源泉。按電子器件的材料屬性分：半導(dǎo)體材料與器件，陶瓷材料與器件，磁性材料與器件。按電子器件的發(fā)展階段分：分離元器件（真空電子管、半導(dǎo)體晶體管），集成電路元器件（SSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI）。第7頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月基本器件的兩個(gè)發(fā)展階段分立元件階段（1905～1959）真空電子管、半導(dǎo)體晶體管集成電路階段（1959～）SSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI第一代電子

產(chǎn)品以電子管為核心。四十年代末世界上誕生了第一只半導(dǎo)體三極管，它以小巧、輕便、省電、壽

命長(zhǎng)等特點(diǎn)，很快地被各國應(yīng)用起來，在很大范圍內(nèi)取代了電子管。五十年代末期，世界上出現(xiàn)了第一塊集成電路，它把許多晶體管等電子元件集成在一塊硅芯片上，使電子產(chǎn)品向更小型化發(fā)展。集成電路從小規(guī)模集成電路迅速發(fā)展到大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路，從而使電子產(chǎn)品向著高效能、低消耗、高精度、高穩(wěn)定、智能化的方向發(fā)展。（一）元器件的發(fā)展歷史第8頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月真空電子管時(shí)代（1905～1948）為現(xiàn)代技術(shù)采取了決定性步驟主要大事記1905年愛因斯坦闡述相對(duì)論——E＝mc21906年亞歷山德森研制成高頻交流發(fā)電機(jī)德福雷斯特在弗菜明二極管上加?xùn)艠O，制威第一只三極管1912年阿諾德和蘭米爾研制出高真空電子管1917年坎貝爾研制成濾波器1922年弗里斯研制成第一臺(tái)超外差無線電收音機(jī)1934年勞倫斯研制成回旋加速器1940年帕全森和洛弗爾研制成電子模擬計(jì)算機(jī)1947年肖克萊、巴丁和布拉頓發(fā)明晶體管；香農(nóng)奠定信息論的基礎(chǔ)（一）元器件的發(fā)展歷史第9頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月晶體管時(shí)代（1948～1959）宇宙空間的探索即將開始1947年貝爾實(shí)驗(yàn)室的巴丁、布拉頓和肖克萊研制成第一個(gè)點(diǎn)接觸型晶體管1948年貝爾實(shí)驗(yàn)室的香農(nóng)發(fā)表信息論的論文英國采用EDSAG計(jì)算機(jī)，這是最早的一種存儲(chǔ)程序數(shù)字計(jì)算機(jī)1949年諾伊曼提出自動(dòng)傳輸機(jī)的概念1950年麻省理工學(xué)院的福雷斯特研制成磁心存儲(chǔ)器1952年美國爆炸第一顆氫彈1954年貝爾實(shí)驗(yàn)室研制太陽能電池和單晶硅1957年蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星1958年美國得克薩斯儀器公司和仙童公司宣布研制成第一個(gè)集成電路主要大事記（一）元器件的發(fā)展歷史第10頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月時(shí)期規(guī)模集成度（元件數(shù)）50年代末小規(guī)模集成電路（SSI）10060年代中規(guī)模集成電路（MSI）100070年代大規(guī)模集成電路（LSI）>100070年代末超大規(guī)模集成電路（VLSI）1000080年代特大規(guī)模集成電路（ULSI）>100000自1958年第一塊集成元件問世以來，集成電路已經(jīng)跨越了小、中、大、超大、特大、巨大規(guī)模幾個(gè)臺(tái)階，集成度平均每2年提高近3倍。隨著集成度的提高，器件尺寸不斷減小。1985年，1兆位ULSI的集成度達(dá)到200萬個(gè)元件，器件條寬僅為1微米；1992年，16兆位的芯片集成度達(dá)到了3200萬個(gè)元件，條寬減到0.5微米，而后的64兆位芯片，其條寬僅為0.3微米。集成電路時(shí)代（1950～）現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的基石（一）元器件的發(fā)展歷史第11頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月可編程邏輯器件（PLD）數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）大規(guī)模存儲(chǔ)芯片（RAM/ROM）集成電路時(shí)代（1950～）現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的基石集成電路制造技術(shù)的發(fā)展日新月異，其中最具有代表性的集成電路芯片主要包括以下幾類，它們構(gòu)成了現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的基石。微控制芯片（MCU）（一）元器件的發(fā)展歷史第12頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月新型元器件將向微型化、片式化、高性能化、集成化、智能化、環(huán)保節(jié)能方向發(fā)展；行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重點(diǎn)：微小型和片式化技術(shù)、無源集成技術(shù)、抗電磁干擾技術(shù)、低溫共燒陶瓷技術(shù)、綠色化生產(chǎn)技術(shù)等；電子材料正朝高性能化、綠色化和復(fù)合化方向發(fā)展；新型顯示器件的發(fā)展趨勢(shì)是平板化、薄型化、大屏幕高清晰度和環(huán)保節(jié)能：TFT-LCD和PDP成為主流平板顯示器件新一代平板顯示器件和投影器件也將快速發(fā)展CRT產(chǎn)品將向高清晰、短管頸方向發(fā)展電子技術(shù)與冶金、有色、化工等其他行業(yè)技術(shù)的融合將不斷加深，高精度、高可靠性設(shè)備儀器和新工藝技術(shù)將成為電子材料技術(shù)發(fā)展的重要因素，綠色無害材料和工藝將得到廣泛應(yīng)用。（二）元器件的發(fā)展趨勢(shì)電子材料和元器件技術(shù)將發(fā)生深刻變化：第13頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月電子元器件產(chǎn)業(yè)(不含集成電路和顯示器件)新型顯示器件電子材料半導(dǎo)體材料新型顯示器件材料光電子材料電子功能陶瓷材料綠色電池材料磁性材料、覆銅板材料、電子封裝材料（三）元器件的發(fā)展重點(diǎn)第14頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月16個(gè)重大專項(xiàng)中相關(guān)的有核心電子器件高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件極大規(guī)模集成電路制造技術(shù)及成套工藝11個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域及優(yōu)先主題中相關(guān)的有新一代信息功能材料與器件高清晰度大屏幕平板顯示8個(gè)前沿技術(shù)中相關(guān)的有激光技術(shù)（三）元器件的發(fā)展重點(diǎn)國家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）中涉及的重要經(jīng)濟(jì)技術(shù)領(lǐng)域：第15頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月1.電子元器件產(chǎn)業(yè)片式元器件印刷電路板混合集成電路傳感器及敏感元器件綠色電池新型半導(dǎo)體分立器件新型機(jī)電組件光通信器件高亮度發(fā)光二極管（三）元器件的發(fā)展重點(diǎn)第16頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月2.新型顯示器件TFT-LCD顯示器件PDP顯示器件OLED等新一代顯示器件及模塊CRT顯示器件(高清/短管頸)（三）元器件的發(fā)展重點(diǎn)第17頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月3.電子材料—半導(dǎo)體材料大力發(fā)展半導(dǎo)體級(jí)和太陽能級(jí)多晶硅材料實(shí)現(xiàn)8~12英寸硅單晶及外延片的產(chǎn)業(yè)化積極發(fā)展6”SiGe，6、8”SO2，4~6”GaAs和InP等化合物半導(dǎo)體材料重點(diǎn)支持248nm及以下光刻膠、引線框架、金絲、超凈高純?cè)噭?，以?”及以上濺射靶材等配套產(chǎn)品（三）元器件的發(fā)展重點(diǎn)第18頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月在TFT-LCD液晶顯示器件材料方面，積極發(fā)展TFT-LCD液晶材料、大尺寸基板玻璃、彩色濾光片、偏光板和背光模組等關(guān)鍵材料生產(chǎn)技術(shù)PDP關(guān)鍵材料方面，重點(diǎn)發(fā)展熒光粉、電極材料、介質(zhì)材料、障壁材料等OLED關(guān)鍵材料方面，主要發(fā)展有機(jī)發(fā)光材料、隔離柱材料、lTO基板玻璃3.電子材料—新型顯示器件半導(dǎo)體材料（三）元器件的發(fā)展重點(diǎn)第19頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月以高亮度發(fā)光材料為突破口，著重發(fā)展GaN、SiC等晶體及外延材料等，國內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)50％以上保持我國在激光晶體材料方面的生產(chǎn)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步加大研發(fā)力度，重點(diǎn)發(fā)展高功率激光晶體材料、LD泵浦激光晶體材料、可調(diào)諧激光晶體材料、新波長(zhǎng)激光晶體材料、高效低閾值晶體材料3.電子材料—光電子材料（三）元器件的發(fā)展重點(diǎn)第20頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月重點(diǎn)研發(fā)和生產(chǎn)高性能高可靠片式電容器陶瓷材料、低溫共燒陶瓷(LTCC)材料及封裝陶瓷材料、賤金屬電子漿料(Ni、Cu)順應(yīng)綠色化潮流，積極開展無鉛、無鎘等瓷料研究和生產(chǎn)，并開展納米基瓷料研究和生產(chǎn)3.電子材料—電子功能陶瓷材料（三）元器件的發(fā)展重點(diǎn)第21頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月以電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模優(yōu)勢(shì)帶動(dòng)材料發(fā)展，替代進(jìn)口，重點(diǎn)發(fā)展鋰離子電池高性能、低成本正負(fù)極材料，綠色電池高性能隔膜材料。3.電子材料—綠色電池材料（三）元器件的發(fā)展重點(diǎn)第22頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月保持規(guī)模優(yōu)勢(shì)，加大研發(fā)力度，提高產(chǎn)品附加值，重點(diǎn)發(fā)展粘結(jié)NdFeB永磁材料、納米復(fù)合永磁材料、低溫共燒材料和納米軟磁材料、巨磁致伸縮材料、磁致冷材料、電磁屏蔽材料、磁記錄材料、高檔永磁軟磁鐵氧體材料等市場(chǎng)前景好的材料。3.電子材料—磁性材料（三）元器件的發(fā)展重點(diǎn)第23頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月重點(diǎn)發(fā)展環(huán)保型的高性能覆銅板、特殊功能覆銅板、高性能撓性覆銅板和基板材料等。3.電子材料—覆銅板材料（三）元器件的發(fā)展重點(diǎn)第24頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月重點(diǎn)發(fā)展先進(jìn)封裝模塑料(EMC)、先進(jìn)的封裝復(fù)合材料、高精度引線框架材料、高性能聚合物封裝材料、壓電石英晶體封裝材料、高密度多層基板材料、精密陶瓷封裝材料、無鉛焊料、以及系統(tǒng)封裝(SIP)用先進(jìn)封裝材料等材料3.電子材料—電子封裝材料（三）元器件的發(fā)展重點(diǎn)第25頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月Honeywell電子材料部總經(jīng)理RebeccaLiebert：電子材料廣泛用于整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)，而且涉及整個(gè)設(shè)計(jì)和制造流程，在整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的最前端，是技術(shù)的增強(qiáng)者半導(dǎo)體的發(fā)展需要靠設(shè)備與材料共同發(fā)展來推動(dòng)。更重要的是，材料已經(jīng)開始決定成本優(yōu)勢(shì)，材料技術(shù)成本決定后期芯片廠的生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)材料的精度逐漸加強(qiáng)，降低技術(shù)融合的成本以提高競(jìng)爭(zhēng)力是材料企業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)（三）元器件的發(fā)展啟示材料是技術(shù)的增強(qiáng)者第26頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月1.3微電子技術(shù)簡(jiǎn)介（一）微電子技術(shù)與集成電路（二）集成電路的制造（三）集成電路的發(fā)展趨勢(shì)（四）IC卡三、微電子與集成電路的發(fā)展第27頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月晶體管(1948)中/小規(guī)模集成電路(1950年代)大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路(1970年代)電子管(1904)1.什么是微電子技術(shù)？微電子技術(shù)是實(shí)現(xiàn)電子電路和電子系統(tǒng)超小型化及微型化的技術(shù)，它是以集成電路為核心的電子技術(shù)。微電子技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)，是發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)和各項(xiàng)高技術(shù)的基礎(chǔ)。微電子技術(shù)的核心是集成電路技術(shù)（一）微電子技術(shù)與集成電路第28頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月集成電路

(IntegratedCircuit，簡(jiǎn)稱IC)： 以半導(dǎo)體單晶片作為基片,采用平面工藝，將晶體管、電阻、電容等元器件及其連線所構(gòu)成的電路制作在基片上所構(gòu)成的一個(gè)微型化的電路或系統(tǒng)。集成電路的優(yōu)點(diǎn)：體積小、重量輕功耗小、成本低速度快、可靠性高超大規(guī)模集成電路小規(guī)模集成電路2.什么是集成電路？（一）微電子技術(shù)與集成電路第29頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月IC是所有電子產(chǎn)品的核心（一）微電子技術(shù)與集成電路第30頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月中文名稱英文簡(jiǎn)稱英文全稱集成度集成對(duì)象小規(guī)模集成電路SSISmallscaleIntegration<100個(gè)電子元件簡(jiǎn)單的門電路或單級(jí)放大器中規(guī)模MSIMiddle100-3000個(gè)大規(guī)模LSILarge3000-10萬個(gè)功能部件和子系統(tǒng)超(極)大規(guī)模VLSI(ULSI)Varylarge(Ultra）10萬-100萬個(gè)(>100萬）3.集成電路的分類（一）微電子技術(shù)與集成電路按集成度分：按用途分：通用集成電路專用集成電路（ASIC）按電路的功能分：數(shù)字集成電路模擬集成電路按晶體管結(jié)構(gòu)、電路和工藝分：雙極型（Bipolar）電路金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)電路······第31頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月集成電路芯片是微電子技術(shù)的結(jié)晶，它們是計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備的核心。先進(jìn)的微電子技術(shù)→→高集成度芯片→→高性能的計(jì)算機(jī)→→利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行集成電路的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程控制及自動(dòng)測(cè)試，又能制造出性能高、成本更低的集成電路芯片。集成電路是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)和信息社會(huì)的基礎(chǔ)集成電路是改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)：2000年世界半導(dǎo)體產(chǎn)值達(dá)2000億美元，電子信息產(chǎn)品市場(chǎng)總額超過1萬億美元。據(jù)預(yù)測(cè)：未來十年內(nèi)世界半導(dǎo)體的年平均增長(zhǎng)率將達(dá)15%以上，2010年全世界半導(dǎo)體的年銷售額可達(dá)到6000~8000億美元，將支持4~5萬億美元的電子裝備市場(chǎng)。（一）微電子技術(shù)與集成電路總結(jié)第32頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月集成電路的制造工序繁多，從原料熔煉開始到最終產(chǎn)品包裝大約需要400多道工序，工藝復(fù)雜且技術(shù)難度非常高，有一系列的關(guān)鍵技術(shù)。許多工序必須在恒溫、恒濕、超潔凈的無塵廠房?jī)?nèi)完成。目前興建一個(gè)有兩條生產(chǎn)線能加工8英寸晶圓的集成電路工廠需投資人民幣10億元以上。（二）集成電路的制造第33頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月硅襯底晶圓芯片硅平面工藝剔除、分類集成電路封裝成品成品測(cè)試集成電路的制造材料：主要是硅，也可以是化合物半導(dǎo)體如砷化鎵。400多道工序（二）集成電路的制造第34頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）IC卡幾乎每個(gè)人每天都與IC卡打交道，例如我們的身份證、手機(jī)SIM卡、交通卡、飯卡等等，什么是IC卡？它有哪些類型和用途？工作原理大致是怎樣的？IC卡(chipcard、smartcard)，又稱為集成電路卡，它是把集成電路芯片密封在塑料卡基片內(nèi)，使其成為能存儲(chǔ)信息、處理和傳遞數(shù)據(jù)的載體特點(diǎn)：存儲(chǔ)信息量大保密性能強(qiáng)可以防止偽造和竊用抗干擾能力強(qiáng)可靠性高應(yīng)用舉例：作為電子證件，記錄持卡人的信息，用作身份識(shí)別（如身份證、考勤卡、醫(yī)療卡、住房卡等）作為電子錢包（如電話卡、公交卡、加油卡等）1.什么昌IC卡？第35頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月存儲(chǔ)器卡：封裝的集成電路為存儲(chǔ)器，信息可長(zhǎng)期保存，也可通過讀卡器改寫。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。用于安全性要求不高的場(chǎng)合，如電話卡、水電費(fèi)卡、公交卡、醫(yī)療卡等 （帶加密邏輯的存儲(chǔ)器卡增加了加密電路）CPU卡：封裝的集成電路為中央處理器（CPU）和存儲(chǔ)器，還配有芯片操作系統(tǒng)(ChipOperatingSystem)，處理能力強(qiáng)，保密性更好，常用作證件和信用卡使用。手機(jī)中使用的SIM卡就是一種特殊的CPU卡。2.IC卡的類型(按芯片分類)（三）IC卡第36頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月2.IC卡的類型(按使用方式分類)接觸式IC卡(如電話IC卡)表面有方型鍍金接口，共8個(gè)或6個(gè)鍍金觸點(diǎn)。使用時(shí)必須將IC卡插入讀卡機(jī)，通過金屬觸點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)。用于信息量大、讀寫操作比較復(fù)雜的場(chǎng)合,但易磨損、怕臟、壽命短非接觸式IC卡(射頻卡、感應(yīng)卡)采用電磁感應(yīng)方式無線傳輸數(shù)據(jù)，解決了無源（卡中無電源）和免接觸問題操作方便，快捷，采用全密封膠固化，防水、防污，使用壽命長(zhǎng)用于讀寫信息較簡(jiǎn)單的場(chǎng)合，如身份驗(yàn)證等

接觸式IC卡接觸式IC卡的結(jié)構(gòu)非接觸式IC卡（三）IC卡第37頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月集成電路的工作速度主要取決于晶體管的尺寸。晶體管的尺寸越小，其極限工作頻率越高，門電路的開關(guān)速度就越快，相同面積的晶片可容納的晶體管數(shù)目就越多。所以從集成電路問世以來，人們就一直在縮小晶體管、電阻、電容、連接線的尺寸上下功夫。（四）集成電路的發(fā)展趨勢(shì)第38頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月IC集成度提高的規(guī)律(Moore定律)：?jiǎn)螇K集成電路的集成度平均每18個(gè)月翻一番(GordonE.Moore,1965年)（四）集成電路的發(fā)展趨勢(shì)第39頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月IC技術(shù)發(fā)展——增大晶圓面積增大硅晶圓的面積：使每塊晶圓能生產(chǎn)更多的芯片比如，使用0.13微米的工藝在200mm的晶圓上可以生產(chǎn)大約179個(gè)處理器核心，而使用同樣工藝在300mm的晶圓可以制造大約427個(gè)處理器核心，而實(shí)際成本提高不多

（四）集成電路的發(fā)展趨勢(shì)第40頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月IC技術(shù)發(fā)展——減小蝕刻尺寸減小蝕刻尺寸，縮小晶體管、電阻、電容和連線的尺寸尺寸越小，開關(guān)速度越快，性能越高相同面積晶片可容納的晶體管數(shù)目就越多，成本越低8086的蝕刻尺寸為3μmPentium的蝕刻尺寸是0.80μmPentium4的蝕刻尺寸當(dāng)前是0.09μm（90納米）酷睿2雙核的蝕刻尺寸為0.065μm（65納米）酷睿2四核的蝕刻尺寸為0.045μm（45納米）酷睿i7六核的蝕刻尺寸為0.032μm（32納米）（四）集成電路的發(fā)展趨勢(shì)第41頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月IntelCPU芯片工藝的進(jìn)展（四）集成電路的發(fā)展趨勢(shì)第42頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月進(jìn)一步提高集成度的問題與出路問題：線寬進(jìn)一步縮小后，晶體管線條小到納米級(jí)時(shí)，其電流微弱到僅有幾十個(gè)甚至幾個(gè)電子流動(dòng)，晶體管將逼近其物理極限而無法正常工作出路：在納米尺寸下，納米結(jié)構(gòu)會(huì)表現(xiàn)出一些新的量子現(xiàn)象和效應(yīng)，人們正在利用這些量子效應(yīng)研制具有全新功能的量子器件，使能開發(fā)出新的納米芯片和量子計(jì)算機(jī)同時(shí)，正在研究將光作為信息的載體，發(fā)展光子學(xué)，研制集成光路，或把電子與光子并用，實(shí)現(xiàn)光電子集成（四）集成電路的發(fā)展趨勢(shì)第43頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）光電子技術(shù)概述（二）光電子器件的發(fā)展（三）光電子技術(shù)的未來四、光電子技術(shù)的發(fā)展第44頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月光學(xué)與電子學(xué)相互滲透的一門學(xué)科。包括：激光技術(shù)、光波導(dǎo)技術(shù)、光檢測(cè)技術(shù)、光信息處理技術(shù)、光存儲(chǔ)技術(shù)、光顯示技術(shù)、太陽能電池，等。形成了光電子材料與元件產(chǎn)業(yè)、光信息產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代光學(xué)產(chǎn)業(yè)、光通信產(chǎn)業(yè)、激光器與激光應(yīng)用產(chǎn)業(yè)。（一）光電子技術(shù)的概述第45頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）光電子器件的發(fā)展第46頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月信息技術(shù)-人類在信息社會(huì)生存與發(fā)展的重要支柱網(wǎng)絡(luò)技術(shù)革命，將進(jìn)一步縮小人們的空間和時(shí)間距離人機(jī)交互技術(shù)的革命，將進(jìn)一步縮小人與計(jì)算機(jī)之間的距離軟件技術(shù)的革命，為網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)的應(yīng)用提供更加靈活和可靠的技術(shù)保證微電子由IC向IS(系統(tǒng)集成)發(fā)展導(dǎo)致軟、硬件結(jié)合技術(shù)的革命分子電子學(xué)、量子電子學(xué)、信息光子學(xué)的興起,在信息技術(shù)領(lǐng)域會(huì)引起原理性的變革現(xiàn)代通信、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展引起工業(yè)控制系統(tǒng)、技術(shù)、方法與理論的革命性變革（三）光電子技術(shù)的未來第47頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月信息高速公路的關(guān)鍵技術(shù)1.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2.光纖通信,同步網(wǎng)技術(shù)3.異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)技術(shù)4.衛(wèi)星通信技術(shù)5.移動(dòng)通信技術(shù)(包括全球個(gè)人移動(dòng)通信技術(shù))6.信息通用接入網(wǎng)技術(shù)7.高性能并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和接口技術(shù)8.大型數(shù)據(jù)庫和圖像庫技術(shù)9.高級(jí)軟件技術(shù)和算法10.高速LAN技術(shù)11.(HDTV)大畫面高清晰度電視技術(shù)12.多媒體技術(shù)13.遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷支持系統(tǒng)14.遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)（三）光電子技術(shù)的未來第48頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月光通信新技術(shù)相干光通信光孤子通信量子通信（三）光電子技術(shù)的未來第49頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月五、EDA技術(shù)與未來電子科技（一）EDA技術(shù)（二）納米電子技術(shù)（三）光子計(jì)算機(jī)技術(shù)（四）量子計(jì)算機(jī)技術(shù)（五）分子計(jì)算機(jī)技術(shù)（六）生物計(jì)算機(jī)技術(shù)第50頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）EDA技術(shù)電子設(shè)計(jì)技術(shù)的核心就是EDA技術(shù)。EDA是指以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)，融合應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能化技術(shù)最新成果而研制成的電子CAD通用軟件包，主要能輔助進(jìn)行三方面的設(shè)計(jì)工作，即IC設(shè)計(jì)、電子電路設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)。ARM開發(fā)板第51頁，課件共58頁，創(chuàng)作于2023年2月電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)化(ESDA)階段（90年代以后）：設(shè)計(jì)人員按照“自頂向下”的設(shè)計(jì)方法，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和功能劃分，系統(tǒng)的關(guān)鍵電路用一片或幾片專用集成電路（ASIC）實(shí)現(xiàn)，然后采用硬件描述語言（HDL）完成系統(tǒng)行為級(jí)設(shè)計(jì)，最后通過綜合器和適配器生成最終的目標(biāo)器件。EDA技術(shù)發(fā)展的三個(gè)階段：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)階段（70年代）：用計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行IC版圖編輯、PCB布局布線，取代了手工操作。計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)階段（80年代）：與CAD相比，CAE除了有純粹的圖形繪制功能外，又增加了電路功能設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并且通過電氣連接網(wǎng)絡(luò)表將兩者結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了工程設(shè)計(jì)。CAE的主要功能是：原理圖輸入，邏輯仿