微电子技术对我国现代化进程的推进起了很大的作用信息.doc

微电子技术对我国现代化进程的推进起了很大的作用。设想一下在我国未来的经济发展中，尤其是信息化产业发展中微电子技术应该在哪些方面有所发展和突破090212602 许强摘要： 微电子技术对我国现代化进程的推进起到了不可忽视的作用，本文主要介绍了微电子技术及其发展，以及其在信息化产业发展中的重要作用。正文：微电子技术是当代发展最快的技术之一，是电子信息产业的基础和心脏。微电子技术的发展，大大推动了航天航空技术、遥测传感技术、通讯技术、计算机技术、网络技术及家用电器产业的迅猛发展。微电子技术的发展和应用，几乎使现代战争成为信息战、电子战。在我国，已经把电子信息产业列为国民经济的支拄性产业。如今，微电子技术已成为衡量一个国家科学技术进步和综合国力的重要标志。 随着科技的迅猛发展，信息技术，电子技术，自动化技术及计算机技术日渐融合，成为当今社会科技领域的重要支柱技术，任何领域的研发工作都与这些技术紧密联系，而他们的相互交叉，相互渗透，也越来越密切。作为信息科技的前沿应包括下面一些内容：微电子学与纳米电子学；RISC精简指令系统与并行计算技术；Multimedia（多媒体）与Virtual Reality（虚拟现实，（又称灵境）技术；软件工程、CASE软件工程开发环境以及根据人的一般思维方法和认知过程去开发的面向对象的软件技术；自动控制（除了第一、第二代控制理论及系统外，还有模糊控制、人工智能、神经网络的理论与系统等），最后是与近代通信相关的科技我们从微电子学与纳米电子学、电子计算机科技与现代通信这几个方面做简要介绍。现代通信的目标是“全球一网”！其基础是数字技术、计算机技术、微电子与光电子技术。总的趋势是数字化、宽带化、综合化，智能化与个人化，最终是构成一个全球一体的宽带、智能、个人化的综合业务数据网。当今通信界的三股热流是：光纤通信、卫星通信与移动通信。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，竞争之激烈。现代经济发展的数据表明，GDP每增长100元，需要10元左右电子工业产值和13元集成电路产值的支持。据美国半导体协会(SIA)预测，到2012年，集成电路全行业销售额将达到1万亿美元，它将支持6万亿到8万亿美元的电子装备、30万亿美元的电子信息服务业和约50万亿美元GDP。综观21世纪硅微电子技术发展的主要趋势，其主要发展方向有三个方面： 一是器件的特征尺寸继续缩小。国外发达国家和地区正在向0.1微米以下阶段进军。二是重点发展系统集成芯片（SOC）。SOC进一步发展，可以将各种物理的、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、存储、传输到执行的系统功能，这是一个更广义上的系统集成芯片。SOC是微电子设计领域的一场革命,21世纪将是SOC技术真正快速发展的时期。三是微电子技术与其他学科的结合将诞生新的技术和产业增长点。微机电系统技术（MEMS）和生物芯片等便是这方面的典型例子。前者是微电子技术与机械、光学等领域结合而诞生的，后者则是与生物工程技术结合的产物。就我国微电子产业而言，国家信息产业“十五”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。专家预测，2010年我国芯片总需求将达到500亿美元，成为全球最大的集成电路市场之一。综观人类社会发展的文明史，一切生产方式和生活方式的重大变革都是由于新的科学发明和新技术的产生而引发的，科学技术为革命的力量，推动着社会向前发展。当前，我们正经历着一场新的技术革命，虽然它包含了新材料、新能源、生物工程、海洋工程、航空航天技术和电子信息技术等领域，但其中影响最大、渗透性最强、最具代表性的乃是以微电子技术为核心的电子信息技术。 信息是继材料和能源之后的第三大资源，是人类物质文明与精神文明赖以发展的三大支柱之一。目前，我们正处在一场跨越时空的新的信息网络革命中，特别是九十年代出现的信息高速公路，它将比历史上的任何一次技术革命对社会经济、政治、文化等带来的冲击更为巨大，它将改变我们的生产方式、生活方式、工作方式及治理国家的方式。实现社会信息化的关键是各种计算机和通讯机，但是其基础都是微电子。1946年2 月在美国莫尔学院第一台名为ENIAC 的计算机问世。ENIAC是一个庞然大物，它由18000个电子管组成，占地150 平方米，重30吨，耗电140KW，足以发动一辆机车，然而它的运行速度只有五千次每秒，存储容量只有千位，而且平均稳定运行时间才7 分钟，设想一下，这样的计算机能够进入办公室、企业和家庭吗？所以当时曾有人认为，全世界只要有4 台ENIAC 就够了。可是现在全世界计算机不包括微机在内就有几百万台，而有微机的人均占有率已经达到3.7%。造成这个巨大变革的技术基础就是微电子。正是由于集成电路的发明以及后来从小规模、中规模、大规模、超大规模，直到甚大规模集成电路的层出不穷、世代更迭，才出现了今天这样的以微电子技术为基础的电子信息技术和产业。现在，电子信息技术已经广泛地应用于国民经济、国防建设、乃至家庭生活的各个方面。目前美国每年由计算机完成的工作量超过4000亿人年的手工工作量；在日本，每个家庭平均拥有约100 个芯片，它如同细胞组成人体一样，已成为现代工农业、国防装备和家庭耐用消费品的细胞。集成电路产值以13%的年增长率，集成度以46%的年增长率持续发展，世界上还没有一个产业能以这样高的速度持续增长。这样，到21世纪到来之际，电子信息产业将成为世界第一产业，21世纪将是名副其实的信息化世纪。正因为微电子具有如此广阔的领域和强大的社会影响，人们对微电子今后的发展趋势越来越关注。为此本文简要讨论和分析21世纪初微电子技术的发展趋势。微电子技术是当前信息社会的热点技术之一，在中国科协年会第4分会场微电子技术发展论坛上，来自比利时欧洲微电子研究中心的高腾博士做了“More Than Moore”产业的现状以及国内的发展机遇的专题报告，指出，More Than Moore（MtM）是一个与More Moore（MM）相对应的新词，MM是指遵循摩尔定律将器件尺寸不断做小，以满足处理器和内存对增加性能/容量和降低价格的要求。而MtM是指不强调器件尺寸的小型化，而更注重所做器件除了运算和存储之外的新功能，如各种传感功能、通讯功能、高压功能等。他认为，MtM应用是近期业内关注的重点，它所推崇的新功能具有超越MM所强调的高性能的市场潜力，它对设备要求较低，应用及其广泛，市场和技术的成熟度也较低，因此在中国具有广阔的前途。要在研发竞争中胜出，研发效率非常重要，需要投入足够多的资金来确保研发及时完成，并且，全球的大公司都在相互合作，中国更需要合作。他表示，中国需要一个面向产业化的独立的公共研发平台，一方面是提供一个可信赖的合作平台，最大化地共享研发所需的先进设备资源，也是为国内企业降低进入此领域的门槛，为创新走向产业化提供“专业”的帮助。来自法国原子能中心的赵巍胜博士在报告中描述了磁存储器MRAM的现状与未来。他认为，当前磁存储器的主要技术难题是写入技术，其决定着存储信息的容量、功耗及成本等特性。具有读写速度快、安全性强、抗宇宙辐射等优势的第一代磁存储器已经应用在航空、航天及军用领域，但也因为价格高，容量低等因素难以大规模应用。到2010年，第二代磁存储器商用化将会进一步加强其在这些领域的应用。而20122014年，从第三代磁存储器商用化开始，其容量及功耗问题将可以得到解决，磁存储器将会开始大量用于个人电脑及移动电子产品，虽然还是以高端产品为主。到2020年第四代技术商用化可以使磁存储器在我们生活中大规模应用，如ITRS预测的那样，磁存储器成为通用存储系统从而改变计算机及可重置逻辑电路