信息技术导论论文——微电子技术的全面发展与普及

1、信息技术导论论文题目：微电子技术的全面发展与普及专业班级：微电子科学与工程姓名：刘远微电子技术的全面发展与普及刘远（华中科技大学 微电子科学与工程1401，武汉 ） 微电子技术是上个世纪50年代出现的一门新兴的技术，经过几十年的迅猛发展，已经成为高科技和信息产业的核心技术。它之所以发展得如此之快，除了技术本身对国民经济的巨大贡献之外，还与它极强的渗透性有关，在各个领域都有其独特的地位。从目前来看，微电子技术还将继续高速向前发展，集成电路的特征尺寸还将继续缩小，集成度进一步提高。不仅如此，它在军事、科研和人们生活方面的应用也会更加丰富多彩，从而推动时代的发展。关键词：微电子技术，集成电路，军事，

2、航天，生活1引言人们常说的“微电子”是“微型电子线路”的简称，但微电子技术有着更广泛的含义。微电子技术是随着集成电路，尤其是超大型规模集成电路而发展起来的一门新的技术，是建立在以集成电路为核心的各种半导体器件基础上的高新电子技术，包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术，为微电子学中的各项工艺技术的总和。微电子技术对信息时代具有巨大的影响，是当今社会科技领域的重要支柱。毫不夸张的说，微电子技术的发展水平直接影响整个信息技术的发展，其产业规模是一个国家经济实力的重要标志。2.微电子技术的发展 从1959年第一块半导体集成电路问世到现在的50多年里，

3、微电子技术得到了迅速的发展。1965年，美国英特尔公司的Gordon Moore通过对过去数年来集成电路发展情况的总结，提出了著名的Moores Law（摩尔定律），即每隔两年左右器件的特征尺寸缩小到上一代器件的70%，而集成电路的集合度也相应的增加1倍。摩尔定律的提出虽然已整整50年，但目前集成电路的发展仍然基本符合这一规律。由于集成度的提高，单片IC的功能不断增加，芯片上单位功能成本下降，推动了电子产品更新换代，进而进一步推动了整个电子工业的发展。不仅如此，硬件的水平不断提高，也相应的带动了软件的发展。目前，集成电路加工的最小尺寸已缩至22nm，晶体管的数量也正以大约每18个月翻一倍的速度

4、高速增长。预测数据表明，这种数量增长会持续到2017年。由此可见，微电子的发展空间依然广阔，“新器件时代”也即将来临，微电子一定会继续带动相关领域的发展。3.微电子的现代应用当今社会，信息的获取、处理和传输逐渐成为了社会运转的核心，功能/智能集成技术成为微电子今后发展的主导方向。在军事、文化、教育、生活等各个方面，大到国家，小到个人，都在享受着信息化带来的便利和乐趣，而微电子产业就是高度信息化得以实现的关键所在。（1）微电子与军事随着科学技术和生产力的发展，军事科学技术也在发展，战争模式也在不断变化，由此引发的就是兵器的不断变化。兵器的发展已经经历了冷兵器时代和热兵器时代，现在正进入信息兵器时

5、代。信息兵器时代的核心就是高强度的应用微电子技术。1971年，特德霍夫发明了微处理器，使得计算机大大简化,特别是存储器容量的加大和中央处理器芯片性能的提高，使以计算机为代表的军用电子装备的体积和重量降低到只有原来的百分之一以下。由于有了更先进的微电子作为武器信息化的设计基础，军用卫星、电子战设备、军事通信、雷达、导弹、作战飞机、战略导弹、战术武器、灵巧弹药、军事仿真和作战模拟等等进行了大规模的创新和升级换代。为了占领微电子的先导地位，美国在80年代就早早提出了VHSIC计划（超高速硅集成电路计划）和MIMIC计划（微波毫米波单片集成电路计划），其目的就是解决高性能武器的“大脑”和“眼睛”的微电

6、子关键技术问题。目前，随着微电子向着巨大规模集成发展，兵器正向智能化阶段和信息兵器化阶段发展。在当前的“陆海空天电一体化”的战略思想下，电子信息本身也可以作为一种兵器用于作战，这也将使微电子技术发展到一个更新的阶段。（2）微电子与航天现如今，国与国之间的斗争不局限于领陆、领海、领空的争夺，浩瀚的太空也隐藏着没有硝烟的战争。各国都在提高自己的航天技术，以应对未来对外太空的争夺。而微电子就是发展航天技术的核心之一。早在上个世纪50年代，前苏联和美国就开始了探索太空的竞争，接二连三的发射了多种卫星、探测器和载人飞船等航天器，航天电子技术是其中重要的组成部分和技术基础, 几乎渗透到了航天系统的各个方面

7、。在运载火箭系统的五大关键技术中, 即推进系统、寻的装置、数据传输、电子信息处理和分析技术, 至少有四个属于电子技术范畴。在各子系统中, 它所占的比重也很大, 据ESA (欧洲宇航局) 统计, 电子设备的费用占运载工具的40% , 占飞行器的70% ,占探测、数据收集与处理的90%。之所以美国和俄罗斯能在航天领域领先世界，航天微电子技术的领先也是其中的重要原因之一。如今，随着各国信息技术的不断发展，越来越多的国家参与到了探索太空的行列中，载人航天、空间站的建立，越来越高的技术要求也使得航天微电子得以高速发展。航天器的重量和空间限制需要更轻、更小、更低功耗的设备，这就对集成电路的集成度提出了更高

8、的要求；太空中复杂的环境对微电子设备的质量产生了巨大的挑战，更好的生命保障体系也需要长寿命、抗辐射、高性能、高可靠的器件，这就需要更先进的航天微电子技术来支撑。航天器的小型化、电子化、信息化、智能化都离不开航天微电子技术。由此可见，微电子技术在航天领域的作用是不可替代的。（3）微电子与生活 微电子最广阔的领域就是民用产业，正因为如此，微电子和我们的生活息息相关。IC卡使我们的生活更加方便快捷，卫星电视和全球通信网使我们能坐知天下事，国际互联网使我们能获得和使用全人类的各种知识资源，各种微电脑控制的家用电器使我们的生活更加舒适。信息化正改变着我们的生活方式，微电子的发展使我们借助计算机进行工作和

9、学习的比重越来越高，也正因为如此，我们也需要更先进的微电子技术。我们日常使用的各种智能手机、智能电视、智能手表等无不是微电子技术大显身手的平台。1945年，世界上第一台电子计算机诞生，它重27吨，占地150平方米，肚子里装有18800只电子管，庞大的令人瞠目结舌。随后晶体管计算机诞生，进而到超大规模集成电路计算机的普及，实现了每人拥有一台电脑的梦想。现如今，巨大规模集成电路的发展，使“计算机”真正实现了随身携带。更高的晶体管集成度、更小的器件尺寸使他们拥有了完美的体积，进而能实现更完美的人机交互体验。不仅如此，智能家居设备随之出现，真正实现了Smart House，而这也归功于微电子设备终端之

10、间的信息传递与由集成电路所组成的控制体系。在生物医学方面，各种微电子设备也得到了广泛的应用。如可插入或咽入消化系统的温度药丸，可以用来进行人体体温的监测，可作为在寒冷或炎热环境下的工人和田径运动员的健康报警系统，在医院还可以作为判断病人感染的报警系统。美国工程技术人员最近还研制出一种可编程插入式药物治疗系统，它能自动地向人体关键部位释放规定的药剂量，还可以用于对糖尿病人长期少量注入短疗效的胰岛素，从而更好的控制血糖。美国密苏里州的聋人中心研究所研制了一种试验性的数字式助听器，它采用了NASA的超大规模集成电路技术，在封装和性能方面有所突破，即提高了音频放大倍数和听力校准能力，降低了噪声。这些微

11、电子技术的应用。这些微电子技术的应用使得人们的生活更加便利，医疗水平进一步提高，大大改变了人们的生活方式。4.微电子的未来微电子的前景是广阔的，中国科学院王阳元院士曾经这样评价：微电子是最能体现知识经济特征的典型产品之一。微电子作为信息产业的核心，是当今世界竞争最激烈、发展最迅速的全球化产业，在综合国力较量中具有关键性的战略地位。就我国而言，千亿国家集成电路基金的出炉，将撬动集成电路产业的发展。就微电子的应用而言，人体智能可穿戴设备将是一个重要的发展方向，谷歌公司推出的谷歌眼镜（Google Project Glass）就是其中之一。它是一款“拓展现实”眼镜，具有和智能手机一样的功能，可以通过声音控制拍照、视频通话和辨明方向，以及上网冲浪、处理文字信息和电子邮件等。但它的成本过高，缺乏应用，分散人的注意力等问题需要改进。更贴合人体皮肤的智能设备未来也会迅猛发展，各种人们现在想不到的智能产品也会随之出现。而这一切的动力，就是微电子、集成电路的高速向前发展。它的发展与普及，必将带动整个时代的变革，在可能即将出现的第四次工业革命上大放异彩。让我们一同迎接一个全面发展的微电子时代的到来。参考文献1微电子技术概论常青等编著 2006.3（北京：国防工业出版社）2微电子技术：信息装备的精灵毕克允主编 2000.2（北京：国防工