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电子科学与技术导论期末论文学院电子信息工程专业电子科学与技术年级2014 级姓名白淼学号3014204001 2016 年4 月16 日一、电子科学与技术的发展简史说到电子科学与技术，就不得不说电子的发现1897年，剑桥大学卡文迪 许实验室的约瑟夫· 约翰·汤姆森在研究阴极射线时发现了电子，电子的发现打 破了原子不可分的经典的物质观，开辟了原子物理学的崭新研究领域，也使电子 科学与技术迎来了一个新时代电子管和晶体管是电子科学与技术领域的两个重要发明电子管，是一种在 气密性封闭容器中产生电流传导， 利用电场对真空中的电子流的作用以获得信号 放大或振荡的电子器件； 晶体管，是一种固体半导体器件， 可以用于检波、 整流、 放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能1904年，世界上第一只电子二 极管在英国物理学家弗莱明的手下诞生；1906年，美国发明家德福雷斯特在二 极管的灯丝和板极之间巧妙地加了一个栅板，从而发明了第一只真空三极管； 1947年，美国物理学家肖克利、巴丁和布拉顿三人合作发明了晶体管——一种 三个支点的半导体固体元件 几根零乱的电线将五个电子元件连接在一起，就形 成了历史上第一个集成电路。

虽然它看起来并不美观， 但事实证明， 其工作效能 要比使用离散的部件要高得多 在基尔比研制出第一块可使用的集成电路后，诺 伊斯提出了一种“半导体设备与铅结构”模型1960年，仙童公司制造出第一 块可以实际使用的单片集成电路 诺伊斯的方案最终成为集成电路大规模生产中 的实用技术基尔比和诺伊斯都被授予“美国国家科学奖章”他们被公认为集 成电路共同发明者随着电子技术的继续发展， 超大规模集成电路应运而生 1967 年出现了大规模集成电路，集成度迅速提高；1977年超大规模集成电路面世， 一个硅晶片中已经可以集成15 万个以上的晶体管； 1988年，16M DRAM 问世， 1 平方厘米大小的硅片上集成有3500 万个晶体管，标志着进入超大规模集成电路 （VLSI）阶段； 1997年，300MHz 奔腾Ⅱ问世 , 采用 0.25 μｍ工艺，奔腾系列芯 片的推出让计算机的发展如虎添翼，发展速度让人惊叹， 至此，超大规模集成电 路的发展又到了一个新的高度2009 年，Intel酷睿 i 系列全新推出， 创纪录采 用了领先的 32 纳米工艺，并且下一代 22 纳米工艺正在研发 集成电路的集成度 从小规模到大规模、 再到超大规模的迅速发展， 关键就在于集成电路的布图设计 水平的迅速提高，集成电路的布图设计由此而日益复杂而精密。

这些技术的发展， 使得集成电路的发展进入了一个新的发展的里程碑相信随着科技的发展， 集成 电路还会有更高的发展从电子管生产到半导体管的诞生及半导体技术的发展, 再到集成电路的发明 , 人类进入微电子科技时代. 作为现代技术革命的重要标志的微电子技术不仅使人 类的通讯技术进入高速 , 准确和可靠的领域； 同时, 也大大促进了电子计算机技术 的发展 , 微电子技术和电子计算机技术正是现代现代信息技术的两个重要基础, 使今天人类社会又步入了一个新的发展时期即信息时代二、电子科学与技术学科的发展简史电子科学与技术专业早期可以大致分为两个专业：电子学和电子技术 自从 1906年发明了真空管以后 , 就有人提出“电子学”这个名词电子学主要研 究由电子运动所组成的器件, 利用这些器件的线路和系统, 以及它们在通信广 播和工业控制中的应用 电子学是属于科学知识的系统化、条理化和规范化 , 着 重从理论上进行系统的探讨；而电子技术是一种技术, 着重于应用 1948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，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。

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目前，电子科学与技术一级学科下设四个二 级学科：物理电子学、电路与系统、微电子学与固体电子学、 电磁场与微波技术天津大学作为中国第一所现代大学，工科实力雄厚， 是我国半导体材料与器 件专业建设最早的院校之一， 具有涵盖微电子产业所需拥有电子科学与技术一级 学科博士点、 微电子学与固体电子学国家重点二级学科、国家集成电路人才培养 基地，在师资队伍、实验平台和产学研合作方面具有显著优势。

2015年 9 月 24 日，天津大学微电子学院正式揭牌成立，微电子学院设在天津大学卫津路校区， 于 2016 年开始招生三、电子科学与技术发展现状及未来趋势1. 发展现状：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 美国和日本占据了全球半导体市场的大部分份额，世界十大半导体 生产商：英特尔、三星、德州仪器、Renesas公司、东芝公司、 ST微电子公司、 英飞凌、 NEC 、摩托罗拉和飞利浦电子公司中，美国有4 家，日本占了 3 家，韩 国、德国和荷兰各有1 家我国内地，集成电路起步于1965 年但在之后 30 年间发展缓慢， 与世界发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 , 才拉开了新世纪我国内地加速发展微电子产业的序幕经过改革 开放以来 30 多年的发展，特别是 2000 年《国务院关于印发鼓励软件产业和集成 电路产业发展若干政策的通知》 发布以来，中国集成电路市场和产业规模都实现 了快速增长中国信息技术产业规模多年位居世界第一，2014年产业规模达到 14 万亿元，生产了 16.3 亿部、 3.5 亿台计算机、 1.4 亿台彩电，占全球产 量的比重均超过 50% ，但主要以整机制造为主。

但我国内地的微电子技术行业与 世界先进水平相比还有很大的差距 由于以集成电路和软件为核心的价值链核心 环节缺失，电子信息制造业平均利润率仅为4.9%，低于工业平均水平1 个百分 点目前中国集成电路产业还十分弱小，远不能支撑国民经济和社会发展以及国 家信息安全、国防安全建设从制造方面说，国外的芯片生产技术已达到12～ 16 英寸/0.13 ～0.1 微米水平，而我们仅有8 英寸/0.25 ～0.18 微米水平从设 计方面说，国内多数是仿制的低水平IC，很少企业有自主知识产权的集成电路 芯核（IP）技术 2014 年中国集成电路进口2176亿美元，多年来与石油一起位 列最大宗进口商品加快发展集成电路产业，对加快工业转型升级，实现“中国 制造 2025”的战略目标，具有重要的战略意义集成电路产业是信息技术产业的核心，是支撑经济社会发展和保障国家安全 的战略性、 基础性和先导性产业， 已经高度渗透、 融合到国民经济和社会发展的 各个领域，其技术水平和发展规模已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的 重要标志之一我国集成电路产业对人才有迫切需求， 急需培养一批创新能力强、 产业急需的高质量微电子相关学科专业工程型人才。

2. 发展趋势： 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 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 从信息技术的发展历史来看，每隔十五年，信息技术的发展达到一个高潮 物联网（ Internet of Things）的概念是在 1999 年提出的，物联网的定义是： 通过射频识别（ RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设 备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实 现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络国际电信联盟 2005 年一份报告曾描绘“物联网”时代的图景：当司机出现 操作失误时汽车会自动报警； 公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉” 洗衣机对颜色和水温的要求等等。

物联网把新一代IT 技术充分运用在各行各业 之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、 建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互 联网整合起来， 实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中， 存在 能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、 机器、设备和基础设 施实施实时的管理和控制， 在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理 生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然 间的关系RFID，正是能够让物品“开口说话”的一种技术在“物联网”的构想中， RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自 动采集到中央信息系统， 实现物品 (商品) 的识别，进而通过开放性的计算机网络 实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理最基本的RFID系统由三部 分组成：标签 (Tag) ：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码， 附着在物体上标识目标对象； 阅读器 (Reader) ：读取( 有时还可以写入 )标签信息 的设备，可设计为手持式或固定式；天线(Antenna) ：在标签和读取器间传递射 频信号。

而 RFID系统功能的实现， 从根本上讲， 离不开电子科学与技术的支持目前，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，发展变化较快，不同产品在不同时期受市场的影响程度并不相同另外，电 子科学与技术产业结构具有多样性，既有劳动密集型的大型企业、大公司，更多 的是小公司和小企业； 既有国有企业和私营企业， 更有合资、独资的外企因此，不同单位在不同时期对人才的需求是不同的从这一点来看， 社会需求与本专业 毕业生的层次结构之间的供需矛盾还会继续存在我们应该把握住时代浪潮， 掌 握扎实的专业知识和技能， 把自己打造成全面的创新型人才，适应未来社会的需 要。