电子科学与技术专业概论

电子科学与技术专业概论电子科学与技术专业概论 姓名:王立龙 学号:22131129 班级:电科 13-1 班 摘要摘要: : 21 世纪，随着现代科学技术的飞速发展，人类历史即将进入一个崭新的时代信息时 代。其鲜明的时代特征是，支撑这个时代的诸如能源、交通、材料和信息等基础产业均将得到 高度发展，并能充分满足社会发展及人民生活的多方面需求。作为信息技术发展的基石，微电 子技术伴随着计算机技术、数字技术、移动通信技术、多媒体技术和网络技术的出现得到了迅 猛的发展.光电子技术集中了固体物理、波导光学、材料科学和半导体科学技术的科研成就， 成为具有强烈应用背景的新兴交叉学科，至今光电子技术已经应用于工业、通信、信息处理、 医疗卫生、军事、文化教育、科学研究和社会发展等各个领域。可以预言，光电子技术将继微 电子技术之后再次推动人类科学技术的革命和进步。因此，本世纪将是微电子和光电子共同发 挥越来越重要作用的时代，是电子科学与技术飞速发展的时代。 关键词 : 电子科学与技术、学习、科技 一、电子科与学技术专业简介 专业培养具备微电子、光电子、集成电路等领域宽厚理论基础、实验能力和专业知 识，能在电子科学与技术及相关领域从事各种电子材料、元器件、集成电路、电子系统、 光电子系统的设计、制造、科技开发，以及科学研究、教学和生产管理工作的复合型专 业人才。 二、电子科与学技术专业发展 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。根据国外发展电子器 件的进程，我国在 1956 年提出了“向科学进军”，将半导体技术列为重点发展的领域之一。 到了 1970 年前后，随着对半导体器件需求量的增加，尤其是大型电子计算机对集成电路需求 的推动，促进了国内半导体工业的发展以及对专业人才的需求，全国很多高校都先后增加了半 导体物理与器件专业。 进入 20 世纪 80 年代，由于国内半导体器件和集成电路生产还缺乏竞争力，受到进口元器 件的冲击，很多半导体器件厂下马或转产，市场不景气导致了很多高校的半导体专业被迫取消， 专业萎缩。 进入 20 世纪 90 年代，由于微型计算机、通信、家电等信息产业的发展和普及，对集成电 路芯片的需求量越来越大，此外几场局部战争让全世界接受了电子战、信息战的高科技战争的 理念。微电子技术得到了前所未有的重视，半导体技术专业由此更名为微电子技术专业。为了 在信息时代和高科技领域赶上国际先进水平，国家加大了对微电子技术行业的支持力度，并不 断吸引外资，市场对微电子技术专业毕业生的需求不断增加，从而迎来了微电子技术专业发展 的新高峰。 1985 年，根据原国家教委颁布的专业目录，将激光专业和红外光谱学合并，更名为光电 子技术专业。为了拓宽专业口径和与国际接轨，教育部 1998 年 4 月颁布了新的本科专业目录 和引导性专业目录，将原微电子技术、光电子技术、物理电子技术、电子材料与元器件和电磁 场与微波等本科专业整合为一级学科“电子科学与技术”。 三、电子科学与技术专业现状与发展趋势 （一）电子科学与技术专业发展现状 目前，全国设有电子科学与技术相关专业的高等院校有 111 所，在校学生估计 34 万人。 本专业设有专科、本科和研究生教育三个层次，不同层次的人才对应着本专业不同层次的社会 需求。本专业的发展现状总体来说是良好的，主要表现在：本专业的规模在逐年扩大，开设此 专业的学校和招生人数都在增加；本专业毕业生的就业率相对较高。这是与电子科学与技术行 业的经济的稳步发展相适应的。 电子科学与技术对于国家经济发展、科技进步和国防建设都具有重要的战略意义。今天， 面对电子科学与技术的迅猛发展，世界上许多发达国家，像美国、德国、日本、英国、法国等， 都竞相将微电子技术和光电子技术引入国家发展计划。我国对微电子技术和光电子技术的研究 给予了高度重视，在多项国家级战略性科技计划中，如“863 计划”、“973 计划”、国家攻 关计划中微电子技术（集成电路技术）和光电子技术（激光技术）都有立项；1995 年，原电 子工业部提出了“九五”集成电路发展战略，并实施了“909 工程”；国家自然科学基金委员 会在 1996 年底立项开展“光子学与光子技术发展战略”研究；在“九五”和“十五”期间， 国家自然科学基金委员会在重大、重点和杰出青年基金中对电子科学与技术方面的立项给予了 足够的重视和支持。在全国电子科学与技术的科研、教学、生产和使用单位的共同努力下，我 国已经形成了门类齐全、水平先进、应用广泛的微电子和光电子技术的科学研究领域，并在产 业化方面形成了一定规模，取得了可喜的进步，为我国的科学技术、国民经济和国防建设做出 了积极贡献，在国际上了也争得了一席之地。但是我们应该清醒地看到，在电子科学与技术领 域，我国与世界上发达国家的先进水平仍有不小的差距，特别在微电子技术方面的差距更大。 这既有历史、体制、技术、工艺和资金方面的原因，也有各个层次所需专业人才短缺的原因。 （二）电子科学与技术专业发展趋势 1、微电子发展趋势 微电子技术一般是指以集成电路技术为代表，制造和使用微小型电子元器件和电路，实 现电子系统功能新型技术学科，主要涉及研究集成电路的设计、制造、封装相关的技术与工艺。 由于实现信息化的网络、计算机和各种电子设备的基础是集成电路。 1975 年摩尔提出了关于集成电路集成度发展的“摩尔定律”，这个定律说，集成度(即电 路芯片的电子器件数)每 18 个月翻一番，而价格保持不变甚至下降。几十年的发展状况基本上 符合了这个定律。由此可见这一领域发展速度之快 国家信息产业计划纲要指出：“信息产业作为国民经济的基础产业、先导产业、支柱产 业和战略性产业，对国民经济、国家安全、人民生活和社会进步正在发挥着越来越重要的作用。 信息产业是国民经济新的增长点，到 2005 年，信息产业在国民经济各产业中位居前列，发展 成为最大的产业。 ”作为信息产业基础工业的微电子工业， “纲要”指出：“以加强集成电路设计为 第 3 页 共 5 页 重点。集成电路设计要与整机开发相结合，积极支持有条件的整机企业建立集成电路设计中心， 设计开发市场较大的整机产品所需的各种专用集成电路和系统级芯片。产品的技术水平达到 0.180.25 微米,开发、生产有自主知识产权的集成电路产品。有条件地逐步设计开发通用集成 电路（包括 CPU） 。 扩大和提升国内现有的集成电路生产线的生产能力和技术水平。通过加 强工艺技术、生产技术的研究开发和改造，加快现有生产线的技术升级,形成规模生产能力， 提高产品技术水平，扩大产品品种，替代进口。 实施优惠政策，改善投资环境，积极鼓励国 内外有经济实力和技术实力的企业或投资机构在国内建立先进水平的集成电路芯片生产线，提 高国内集成电路的生产技术水平。积极支持集成电路、新型元器件等电子专用材料的开发与生 产。 ”目前，随着信息产业的步入上升轨道，微电子技术产业就有了更大的上升空间。 2、光电子发展趋势 光电子技术涉及以下内容：作为光子产生、控制的激光技术及其相关应用技术；作为光子 传输的波导技术；作为光子探测和分析的光子检测技术；光计算和信息处理技术；作为光子存 储信息的光存储技术；光子显示技术；利用光子加工与物质相互作用的光子加工与光子生物技 术。 光电子产业是 21 世纪的支柱产业之一。国家发展委员会从 2002 年开始组织实施光电子产 业化专项光电子专项产业化目标是：根据我国在光电子研究开发方面所具有的技术优势和资源 特点，重点支持一批技术水平高、市场前景好的光电子产品，实现产业技术升级，并尽量形成 规模生产。专项支持重点有： 光通信器件：光有源器件：包括 10Gb/s 光发送接收模块，光放大器（宽光谱、高增益、 低噪声掺铒光纤放大器 EDFA，掺谱光纤放大器 PFDA，拉曼光纤放大器，1.55 微米波长半导 体光放大器 SOA），10Gb/s 1.31.55 微米波长可调谐光纤光栅分布反馈式（DFB）激光器， 共振腔 Si 基可调谐窄带探测器，1.3 微米波长垂直腔面发射激光器（VCSEL）。光无源器件： 包括光连接器、光耦合器、介质膜干涉光滤波器、波分复用解复用器、布拉格光栅、阵列波 导光栅（AWG），波导光开关阵列等 WDM 器件。光交换器件：包括可调谐波长转换器、 波长选择器、路由选择器（模块）等。光子集成器件：包括光路集成器件和实用化光电子集 成模块等。 光存储器件：包括蓝绿光 480 纳米波长半导体激光器和 650 纳米波长红光半导体激光器， 高密、高效、高速的母盘刻录和新型光记录介质等技术。 大功率激光器：包括大功率半导体激光器（DPSSL）及大规模集成组件，以及光有源器件、 光无源器件、光交换器件、光子集成器件、光存储器件、大功率激光器。 四、电子科学与技术专业特点 本专业培养掌握现代电子技术理论、通晓电子系统设计原理与设计方法，具有较强的计算 机、外语和相应工程技术应用能力，面向电子技术、自动控制和智能控制、计算机与网络技术 等电子、信息、通信领域的宽口径、高素质、德智体全面发展的具有创新能力的高级工程技术 人才开发。 知识理论系统性较强。学习本课程需要有一定的基础理论、知识作铺垫且又是学习有关后 续专业课程的基础。 基础理论比较成熟。虽然电子技术发展很快，新的器件、电路日新月异，但其基本理论已 经形成了相对稳定的体系。有限的学校教学不可能包罗万象、面面俱到，要把学习重点放在学 习、掌握基本概念、基本分析、设计方法上。 实践应用综合性较强。本课程是一门实践性很强的技术基础课，讨论的许多电子电路都是 实用电路，均可做成实际的装置。 五、电子科学与技术专业学习 （一）电子科学与技术专业学习要求 电子科学与技术专业专业学生主要学习电子信息科学与技术的基本理论和技术，受到科学 实验与科学思维的训练，具有本学科及跨学科的应用研究与技术开发的基本能力。电子科学与 技术专业专业主要是学习基本电路知识，并掌握用计算机等处理信息的方法。首先要有扎实的 数学知识，对物理学的要求也很高，并且主要是电学方面；要学习许多电路知识、电子技术、 信号与系统、计算机控制原理、通信原理等基本课程。学习电子信息工程自己还要动手设计、 连接一些电路并结合计算机进行实验，对动手操作和使用工具的要求也是比较高的。譬如自己 连接传感器的电路，用计算机设置小的通信系统，还会参观一些大公司的电子和信息处理设备， 理解手机信号、有线电视是如何传输的等，并能有机会在老师指导下参与大的工程设计。学习 电子信息工程，要喜欢钻研思考，善于开动脑筋发现问题。 （二）电子科学与技术专业培养目标 电子科学与技术专业专业培养具备电子信息科学与技术的基本理论和基本知识，受到严格 的科学实验训练和科学研究初步训练，能在电子信息科学与技术、计算机科学与技术及相关领 域和行政部门从事科学研究、教学、科技开发、产品设计、生产技术管理工作的电子信息科学 与技术高级专门人才。 随着社会信息化的深入，各行业大都需要电子信息工程专业人才，而且薪金很高。学生毕 业后可以从事电子设备和信息系统的设计、应用开发以及技术管理等。比如，做电子工程师， 设计开发一些电子、通信器件；做软件工程师，设计开发与硬件相关的各种软件；做项目主管， 策划一些大的系统，这对经验、知识要求很高；还可以继续进修成为教师，从事科研工作等。 （三）电子科学与技术专业课程设置 电子科学与技术主要课程：电子线路、计算机语言、微型计算机原理、电动力学、量 子力学、理论物理、固体物理、半导体物理、物理电子与电子学以及微电子学等方面的专业课 程。 主要实践性教学环节：包括电子工艺实习、电子线路实验、计算机语言和算法实践、课 程设计、生产实习、毕业设计等。一般安排 20 周。 六、电子科学与技术专业社会需求 电子科学与技术专业是前沿学科，现代社会的各个领域及人们日常生活等都与电子信息技 术有着紧密的联系。全国各地从事电子技术产品的生产、开发、销售和应用的企事业单位很多., 第 5 页 共 5 页 随着改革步伐的加快，这样的企事业单位会越来越多。为促进市场经济的发展，培养一大批具 有大专层次学历，能综合运用所学知识和技能，适应现代电子技术发展的要求，从事企事业单 位与本专业相关的产品及设备的生产、安装调试、运行维护、销售及售后服务、新产品技术开 发等应用型技术人才和管理人才是社会发展和经济建设的客观需要，市场对该类人才的需求越 来越大。 根据前面对国内外电子科学与技术行业的现状和发展趋势分析，美国、西欧、日本、韩 国、台湾地区的电子科学与技术产业已经步入上升轨道。我国随着市场开放和外资的不断涌入， 电子科学与技术产业开始焕发活力。我国“十一五”规划的建议书将信息产业列入重点扶植产业 之一，我国军事和航天事业的蓬勃发展也必然带动电子科学与技术行业的发展和内需。因此， 今后 5 年我国电子科学与技术产业将有一个明显的发展空间，高科技含量的自主研发的产品将 进入市场，形成自主研发和来料加工共存的局面；我国大、中、小企业的分布和产品结构趋于 合理，出口产品将稳步增加；高技术含量产品将向民用化发展，必然促进产品的内需和产量。 随着社会需求会逐步扩大，电子科学与技术专业总体就业前景看好。 目前，市场对电子科学与技术专业人才的需求基本上是供不应求，特别是高层次的设计 人才短缺。但是应该注意到电子科学与技术产业的分布不均，分类较细，发展