电子科学与技术导论报告

电子科学与技术导论报告电子科学与技术导论报告求是学部化工材料一班娄烁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。信息科学的基础是微电子技术和光电子技术，它们同属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。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。为了中国电子科学与技术事业的可持续发展和抢占该领域中高新技术的制高点，就必须统筹教育、科研、开发、人才、资金和市场等各种资源和要素，其中人才培养是极其重要的一个环节。在新的历史条件下，开展电子科学与技术专业发展战略研究是非常必要的，这对于建立学科专业规范，培养出具有知识、能力、素质协调发展的，适合中国电子科学与技术领域不同层次发展要求的有用人才具有重要指导意义和战略意义。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，中国在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。同年，中科院应用物理所首先举办了半导体器件短期培训班，请回国的半导体专家黄昆、吴锡九、黄敞、林兰英、王守武、成众志等讲学、厦门大学和南京大学五所大学联合开办了半导体物理专业；在工科院校，清华大学率先开办了半导体专业。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。电子科学与技术专业侧重微电子领域中大规模集成电路的设计、工艺、制作及应用，与同类专业相比具有覆盖面宽、面向企业应用等特点。培养具备物理电事各种电子材料、元器件、集成电路、集成电子系统和光电子系统的设计、制造及相应新产品研究、开发等工作的高级工程技术人才。电子科学与技术专业是一门关于电子的运动特性的学问，包括半导体器件设计，集成电路设计，光电子学三个大方向，最近也有MEMS方向(微机械系统)，电子科学与技术是现代信息技术的重要支柱学科，是设计各种电子或光电子元器件、集成电路与集成电子系统以及光电子系统的技术学科，也是我国正在大力发展并急需人才的重要专业技术领域。本专业按“光电技术方向”和“集成电路设计方向”两个专业方向进行招生和教学，学生除了学习高等数学、大学物理、大学英语和政治理论公共基础课外，按专业方向不同还要重点学习光电子技术和集成电路设计的专业基本理论和专业知识，并受到相关的信息技术、电子实验技术、计算机技术等方面的基本训练，具有器件及系统的设计、研究与开发的电路、模拟电子线路、信号与系统、微机原理与应用、半导体物理学、固体物理、理论物理基础、软件技术基础、光学、光电信号处理、光辐射测量、光电子器件、光电成像技术、超大规模集成电路设计(英)、固体电子器件(英)、光电子技术、显示技术、光电检测技术、数字图像处理等。电路、模拟电子线路、信号与系统、微机原理与应用、半导体物理学、固体物理、理论物理基础、软件技术基础、超大规模集成电路设计(英)、半导体集成电路、集成电路测试技术、微电子技术、光电子线路、光辐射测量、光电子器件、固体电子器件(英)、电视原理、显示技术、数字图像处理等。微电子技术相关行业的现状与发展趋势：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，因此微电子技术是电子信息技术的核心技术和战略性技术，是信息社会的基石。微电子技术相关行业主要是集本专业培养适应海外、港澳台地区社会发展需要和内地社会主义现代化建设需要，具备光电子学和物理电子学领域、微电子和集成电路设计领域内宽厚理论基础、实验能力和专业知识，能在该领域内从事各种光电子材料、光器件和光电子系统的设计、制造，或从事集成电路设计和集成方面工作的高级工程技术人才。毕业生能适应现代通信、信息科学和光电子等行业需要，学生毕业后可在大专院校、科研院所、技术公司等部门从事科学研究、、生产设计、应用开发和专业技术管理工作。微电子国际概况：微电子工业发展的主导国家是美国和日本，发达国家和地区有韩国和西欧。从技术层面上考虑，集成电路制造技术的发展经历了6个阶段：小规模集成电路 (SSI)(1962年)、中规模集成电路(MSI)(1966年)、大规模集成电路(LSI)(1967年)、超大规模集成电路(VLSI)(1977年)、特大规模集成电路(ULSI)(1993年)和巨大规模集成电路(GSI)(1994年)。产业现状分为大陆和台湾地区。中国台湾地区，90年代半导经成为世界半导体制造中心和国际上主要的芯片供应地。特别是在半导体晶片生产方面，其产量占全世界晶片产量的20%。达国家和地区的差距愈拉愈远。到了“九五”计划期间，国家加大投资,才拉开了新世纪中国内地加速发展微电子产业的序幕。通过启动“909工程”，成功建成电路企业纷纷来华投资。(3)发展趋势：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，竞争之激烈。和1~3元集成电路产值的支持。据美国半导体协会(SIA)预测，到2012年，集现在，有一部分人预言微电子很快将走向衰弱纳米电子将是未来发展的主流。但是，从事实来看则并非是如此，微电子虽然逐渐向着纳米化方向发展但是强大的渗透力依然给了微电子技术活跃的生命力。比如微电子的发展空间有1.继续向着微型化方向发展，器件的特征尺寸继续缩小。2.重点发展系统集成芯片 (SOC)，SOC的进一步发展可以讲各种物理的，化学的，和生物的敏感器和执行器与信息处理系统集成在一起，从而完成从信息获取，处理，储存，传输到执行的的系统功能。3，微电子学科与其他技术的集合将诞生新的技术和产业增长点。生物芯片和微机技术便是这方面的典型例子，而在可以预见的未来将微电子与其他学科技术集合起来将会有广阔的应用空间，由于微电子目前已经发展到了一个很成熟的地步，而其他学科并不需要渗透进去的微电子有多么高的技术水平，所以将微电子技术应用到其他学科技术将是一件很容易的事情。在这个方面的一个极为成功的例子比如MEMS技术。MEMS是微电子技术与机械，光学等领域结合而诞生的。他是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域，他几乎设计到自然及工程科学的所有领域，如电子技术，光学，物理，化学，生物医学，材料科学，能源科学等。MESM的发展开辟了一个全新的技术领域和产业，他由于具有传及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用。例如微惯性传感器及其组成的卫星惯性组合能应用于制导，卫星，控制，汽车自动驾驶，汽车自动驾驶，汽车防撞气囊，汽车防抱死系统，稳定控制盒玩具。比如现在几经成功制作出了尖端直径为5mm的可以夹起一个红细胞的微型镊子，可以再磁场中飞行的如蝴蝶般大小的飞机等。2.光电子技术相关行业的现状与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。由以上技术形成的光电子行业的五大类产业格局：光电子材料与元件产业、光信息(资讯)产业、传统光学(光学器材)产业、光通信产业、激光器与激光应用(能量、医疗)产业。许多国家，特别是工业发达国家，都在大力发展光电子技术和产业，虽然2000—2002年光通信领域出现较大滑坡，但是根据美国光电子行业协会(OIDA)的统计，全世界光子技术产业的市场规模已达万亿美元。国外光电子产业主要在美国、日本和西欧，美国和日本的光电子产业发展现状与趋势具有代表性。美国将光电子技术的应用领域分为民用和军用两大类：民用包括计算、通信、娱乐、教育、电子商务、公共卫生和交通运输；军用包括部队指挥和控制系统、照相、雷达、飞行传感器和光制导武器。光电子技术行业的主要产品包括：激光器、光盘、成像传感器、光纤以及关键部位使用光电子元器件的所有仪器和系统。在北美(美国和加拿大)有大约15万人从事光电子方面的工作，光电子技术产业创中国光电子技术产业的现状分为大陆和台湾地区。近20多年来，随着中国大陆的改革开放，使中国内地的激光、光电子科学事业的发展立足创新、面向市场，取得了前所未有的进步。在多项国家级战略性科技计划中，激光、光电子技术受到重视。“863计划”七大领域中有激光技术和光电子技术(包括用于信息领域的激光技术),1995年又增列了“惯性约束聚变”(高功率激光及激光核聚变)项目。国防预研光电技术作为跨部门项目正式立项。国家“六五”和“七五”攻关计划，激光、光电子技术被列为重大项目。实施光电子产业化专项，拟分3年实施。光电子专项产业化目标是：①根据中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“十五”期间初步形成具有知识产权和产业优势的光电子产业体系。通过对中国已有技术和资源优势并在国际市场有竞争力的光电子产品的重点支持，力争在“十五”期间使国内光电子产业能够满足国内各行业的需要，并进入国际市场。③通过技术创新和项目建设的带动，扶持光电子产业基地的形成。光盘技术在光盘技术的促进下，近年来可见光半导体和发光二级管得到了较快的发展。蓝绿光可见光半导体激光二级管(LD)和蓝绿光、黄橙红光可见光激光二极管和高亮度黄橙红绿光发光二极管都已商品化。今后的发展需要继续解决提高亮度，降低价格，提高使用寿命等问题。激光技术是一项前沿科学技术发展不可缺少的支柱。作为光电子主导产品的激光器的发展，经历了原理上的四次变革，体积日益变小，功率不断增大，可靠性和功率得到了很大的提高。半导体二级管激光器和固体激光器技术和发展十分迅速，其中最为突出的进展是固态化。现今，固体激光器的平均输出功率已从百瓦级提高到了千瓦级。的功率也有很大提高，其结构和其他性能也正在经历重大变化。与此同时，还开发出了实用价值高的新波长和宽带，包括对人眼无伤光纤技术光纤是随着光通信的发展而不断发展的，各种结构和类型的光纤支持着光通信产业的发展。目前，单根光纤传输的信息量已达到万亿位。光纤作为光通信信息传输的介质，它的色散和损耗将直接影响到通信系统的传输容量和中继距离，而常规的单模光纤已不能满足新一代的要求，因此光纤技术又有了新的发展。迄今，光纤已经经历了由短波长(μm)到长波长(~μm)，由多模到单模光纤以及特种光纤的发展过程，并开发出了、非零色散光纤和。半导体技术随着的迅速发展，各种类型的光电探测器，如电荷耦合、光位置敏感器件、光敏阵列探测器等应运而生，取得了重大进展。进入90年代，光电探测器的发展方向除了开发高速响应光电探测器外，其重点是开发焦平面阵列为代表的。制作技术的日臻完善，使红外探测技术进入了第二代。当前，降低成本是在民用领域得到广泛应用的关键。21世纪，红外焦平面阵列开发方向，一是在现有基础上提高分辨率，二是开发多功能和智能化焦平面阵列。随着光通信、光信息处理、光计算等技术的发展，加之和制造技术的进展，使得在单一结构或单片衬底上集成光学、光电和成为可能，光电子集成回路(OEIC)和集成光路(IOC)。目前，商品化的集成光路产品有调制器、开关和分路器以及采用集成光路相干通信系统、光纤陀螺、激光光纤多普勒干涉仪等系统，以及用于光纤传输试验的单片集成光电子集成回路。预计到2020年，光电子集成回路和集成光路的发展速度将相当于20世纪70年代的微电子技术，多功能集成光学器件和光电子集成器件将系列化，集成光学信号处理速度将达到1GHz。我国光电子行业在科研上起步较早，也有一批水平较高的应用成果，其中光纤通信的发展尤快。在国防上的应用也开展较早，如靶场用的激光、红外、电视等光测设备，以及红外、红外热像仪、激光测距仪、微光夜视仪等。但民用市场开发较晚，真正能形成较大生产规模的产品不多。我国在"八五"计划期间对一些光电器件企业进行了技术改造，已在"九五"计划中产生了效益。例如，12英寸彩色液晶显示屏已经在1996年投产。国家重大成套通信设备 (SDH)光通信系统，于1997年研制开发成功，现已广泛应用于国家通信骨干网的建设。鉴于上述情况，我国光电子技术发展战略总的指导思想是：有限目标、突出重点、科技领先、形成规模、开拓市场，在"八五"、"九五"计划基础上，使有基础的企业和研究所分别形成规模生产和研究开发中心，使我国光电子元器件初步形成基本配套的产业，满足市场的需要。未来展望:电子科学与技术是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科，主要研究信息的获取与处理，电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。现在，电子科学与技术已经涵盖了社会的诸多方面，像电话交换局里怎么处理各种电话信号，手机是怎样传递我们的声音甚至图像的，我们周围的网络怎样传递数据，甚至信息化时代军队的信息传递中如何保密等都要涉及电子科学与技术的应用技术。我们可以通过一些基础知识的学习认识这些东西，并能够应用更先进的技术进行新产品的研究和开发。电子科学与技术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。学习电子科学与技术，要喜欢钻研思考，善于开动脑筋发现问题。随着社会信息化的深入，各行业大都需要电子科学与技术专业人才，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，设识要求很高；还可以继续进修成为教师，从事科研工作等。中国IT行业起步至今有十年，很年轻。新鲜的事物、朝阳的产业总是备受注目。正是这个原因，计算机专业迅速成为高校的热门专业，不少同学削尖又再为前途更好更快地发展。相比前几年的计算机专业的火爆，近年来对这个专业的选择渐趋于了理性和客观。学生和家长考虑更多的是一种基于更利于个人长远自我发展的出发点。职业方向的选择，想来是更多应届毕业生就业时所想的事情，常看到论坛上不少临近毕业的计算机专业学生发出迷茫、困惑的感叹，不知道是否应该将计算机这条路继续走下去。太多太多关于这个行业的言论，媒体频频爆出的各类关于IT从业者身心受到莫大伤害的大小新闻，IT从业者工作很苦很累，繁琐枯燥的程式、技术心理与现实状态的脱节、加班很普遍、这一行更新很快，业余时间也是常用来学习新的专业技术，没有节假日、没有空余时间，不能陪亲人朋友，工作的性质使生活多了一些单调，生活仿佛学生时代一般的两点一线。远没有想象中的那样绚丽多了吧。更重要的是，这个行业，似乎有则潜在的规律：职业生涯短暂。所以身未老心先行，思虑着“希望的路”到底应该怎样转弯，IT管理、IT销售、或者横下一条心从头来过去创业、或者干脆转行….，到底干什么，仍旧在徘徊中、在迷茫，之前几年的代码人生似乎恍然被抹去一概不计，只留下空落落的一些什么回电子信息产业在我国国民经济中所处的当前地位和现实作用一是电子信息产业较长时期的持续高增长,使得产业规模总量快速扩张,从而对经济增长的拉动作用呈现出持续性和规模性的特征?近十多年来,电子信息产业售收入利润和出口额年均增长分别为29%27%24%和30%;产业的长期高速增长使其规模总量快速增加,通信电子产业增加值占GDP的比重由1989年的%提高到2001年的%二是电子信息产业的体系性效应逐渐体现出来,对传统产业结构升级的推动和渗透作用逐步增强电子信息产业的战略性基础性地位并不仅仅在于该产业的发展速度和总量规模,更多的体现在对经济结构升级以及对其他产业竞争力提升的系统效应,这是以信息化带动工业化的基本内涵三是出现了其他国家在工业化中期阶段少有的现象,即形成了以电子信息产业为代表的高技术产业远远超过传统产业的发展速度,高技术产品出口快速增长的态势?上述的当前地位和现实作用,表明电子信息产业在我国经济发展结构升级以及提高国家竞争力等诸多方面发挥着十分重要的作用,并且有着进一步巩固壮大提升国际竞争力的现实基础,电子信息产业对我国经济增长结构升级的战略作用还需要进一步释放电子科学与技术-社会需求：社会需求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。中国“十一五”规划的建议书将信息产业列入重点扶植产业之一，中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。中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；中国大、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电子科学与技术专业的就业前景业是一个重要的就业方向，它们可以在这些企业非常高效的从事计算机软件开发、信息安全与网络安全等工作。信息产业对人才的需求首先是基本的"技能"，包括计算机编程的基本能力，要求具有良好的数据库和计算机网络的知识和使用技能，熟悉基本的软件开发平台。由于信息产业进入"应用"为主流的时代，高水平的从业人员不仅要掌握基本的"技能"，关键还要具备将实际问题提炼为计算问题以及求解该问题的能力，这正是信息与计算科学专业学生的优势所在，也是近几年来国内大型IT企业"抢购"知名高校计算数学专业毕业生的原因所在。这个专业就业前景：这一行业的前景是十分广阔的，将来的分工也会越来越细，越大。不过要有真本事，将来的竞争肯定也会越来越激烈。主要到应用光学、光电子学及相关的电子信息科学、计算机科学等领域(特别是光机电算一体化产业)从事科学研究、教学、产品设计、生产技术或管理工广泛深入地应用于人类社会生活，以及全球信息产业的迅速崛起，二十一世纪的的信息与计算科学的人才，信息与计算科学的研究和应用将迈向更深入和更广泛的领域。可以预计，信息科学与技术在今后较长时间里仍然是极具生命力的领域。毕业生就业面宽，适应能力强，适宜到科技、教育、经济和管理部门从事科研、开发、管理及教学工作，特别是与数学、计算机应用和经济管理相关的工作，可以继续攻读数学、计算机科学、经济管理和一些相关学科的硕士学位研究电子科学与技术专业的就业方向电子信息科学与技术专业，主要从事的研究领域：通信与广播电视、厘米波与毫米波技术、传感与自控、电磁场与微波技术、数字信号处理技术、超导电子学、超大规模集成电路及电路系统的研究、微电子技术、电子离子光学与计算机辅助设计、信息显示、光电技术和真空微电子学、闯敢技术与应用系统方向等。专业基础课程为高等数学、线性代数、计算机编程语言、英语、电路析、模拟电路、数字电路等。专业主干课程为电路分析基础、模拟电路、数字电路、高频电路、计算机语言与程序设计、数据结构、微机原理与应用、单片机原理与应用、信号与系统、数字信号处理、电磁场理论、数字图像处理、信息论基础等。当今是电子信息的时代，需要的就是信息科学与技术这方面的人才，当然就下面是电子信息科学与技术的部分就业方向：等)、FPGA(CPLD)、数字逻辑电路、微机接口(串口、并口、USB、PCI)的开发，。大部分搞电子技术的人都是从事这一方向，主要用于工业控制、监控等方面。2)通信方向。一个分支是工程设计、施工、调试(基站、机房等)。另一分支3)多媒体方向。各种音频、视频编码、解码，mpeg2、mpeg4、、，开发平台主RMDSPwindows4)电源。电源属于模拟电路，包括线性电源、开关电源、变压器等。电源是任何电路中必不可少的部分。5)射频、微波电路。也就是无线电电子线路。包括天线、微波固态电路等等，属于高频模拟电路。是各种通信系统的核心部分之一。6)信号处理。这里包括图像处理、模式识别。这需要些数学知识，主要是矩阵代数、概率和随即过程、傅立叶分析。从如同乱麻的一群信号中取出我们感兴趣的成分是很吸引人的事情，有点人工智能化。如雷达信号的合成、图像的各种变7)微电子方向。集成电路的设计和制造分成前端和后端，前端侧重功能设计，FPGA(CPLD)开发也