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引言
人類歷經(jīng)過以火、陶瓷及金屬農(nóng)具生產(chǎn)為代表的年代；人類也走過以英國瓦特蒸汽機發(fā)明為代表的產(chǎn)業(yè)革命、以德國李比希為代表的化工技術(shù)革命、以美國愛迪生發(fā)明為代表的電力革命；如今跨入了以綜合創(chuàng)新為代表的信息革命時代。
而正是電子技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，使人類進入了時代．電子技術(shù)誕生的歷史雖短，但深入的領(lǐng)域卻是最深，而且成為人類探索宇宙宏觀世界和微觀世界的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)．隨著新型電子材料的發(fā)現(xiàn)，電子器件發(fā)生了深刻變革。
二十一世紀(jì)，人類進入信息時代，信息社會中信息的生產(chǎn)、存儲、傳輸和處理等過程一般均由電子電路來完成，因此電子技術(shù)在國民經(jīng)濟各方面占有至關(guān)重要的作用。尤其是近年來，隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)和微電子技術(shù)等的迅猛發(fā)展，大量的生產(chǎn)實踐和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域都存在著大量與電子技術(shù)有關(guān)的問題，目前，電子技術(shù)的應(yīng)用極其廣泛，涉及計算機產(chǎn)業(yè)、通訊、科學(xué)技術(shù)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生等各個領(lǐng)域，如電視信號傳播、無線電通信、光纖通信、軍事雷達、醫(yī)療X射線透視等，所有這些方面均與電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)科息息相關(guān)，密不可分。
電子技術(shù)是研究電子器件、電子電路及其應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)。電子技術(shù)是其他發(fā)展的基礎(chǔ)和龍頭，它的發(fā)展帶動了其他的發(fā)展。
1.電子技術(shù)發(fā)展史概述
電子技術(shù)是十九世紀(jì)末、二十世紀(jì)初發(fā)展起來的新興技術(shù)。由于物理學(xué)的重大突破，電子技術(shù)在二十世紀(jì)發(fā)展迅速，應(yīng)用廣泛，成為近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個重要標(biāo)志。
從20世紀(jì)60年代開始，電子器件出現(xiàn)了飛速的發(fā)展，而且隨著微電子和半導(dǎo)體制造工藝的進步，集成度不斷提高。CPLD／FPGA、ARM、DSP、A／D、D／A、RAM和ROM等器件之間的物理和功能界限正日趨模糊，嵌入式系統(tǒng)和片上系統(tǒng)(SOC)得已實現(xiàn)。以大規(guī)模可編程集成電路為物質(zhì)基礎(chǔ)的EDA技術(shù)打破了軟硬件之間的設(shè)計界限，使硬件系統(tǒng)軟件化。這已成為現(xiàn)代電子設(shè)計的發(fā)展趨勢。
電子技術(shù)的發(fā)展，不僅僅體現(xiàn)在電子器件和電子產(chǎn)品的進步上，在電子產(chǎn)品的開發(fā)和加工工藝上有，也取得了革命性的變化。
1947年12月，美國Bell實驗室的Shockley、Bardeen和Brattain等人發(fā)明了晶體三極管。晶體管相較于真空管具有顯著的性能，因此晶體管促進并帶來了“固態(tài)革命”，進而推動了范圍內(nèi)的半導(dǎo)體電子工業(yè)。現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，由此拉開了序幕。
對于由晶體管構(gòu)成的分立元件電路，過去的設(shè)計者更多的將注意力集中在晶體管內(nèi)的電流及管腳間的電壓的計算上。隨著集成電路的發(fā)明和大規(guī)模集成電路生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)問題的解決，設(shè)計者開始騰出更多的精力進行上層的邏輯設(shè)計，從而使較復(fù)雜的電路的發(fā)明成為了可能。
大規(guī)模集成電路和超大大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，為微型計算機的誕生創(chuàng)造了條件。微型計算機的應(yīng)用使得電子技術(shù)開發(fā)方式發(fā)生了根本的變化。
近50年來，微電子技術(shù)和其他高科技技術(shù)的飛速發(fā)展，致使工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科技和國防等領(lǐng)域發(fā)生了令人矚目的變革。
與此同時，電子技術(shù)也改變著人們的日常生活。收音機、電視機、高保真度音響、DVD播放機、通信設(shè)備（程控電話機、移動通信機）、個人計算機等大量的電子產(chǎn)品，幾乎成為人們生活中的部分。
我國微電子產(chǎn)業(yè)起步于1965年．經(jīng)過40多年的發(fā)展，現(xiàn)已初步形成了包括材料、設(shè)計、制造、封裝共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)鏈。改革開放以來，由于境外大量集成電路設(shè)計公司和芯片制造公司的涌入以及國家對集成電路高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的政策支持，使我國微電子產(chǎn)業(yè)(集成電路產(chǎn)業(yè))進入了高速成長期。中國集成電路需求占世界需求份額從2000年的6．9％上升到2007年的30．1％。
2.電子技術(shù)的構(gòu)成與特點
電子技術(shù)由模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)兩部分構(gòu)成。隨著晶體管、集成電路的發(fā)明和大量應(yīng)用，電子技術(shù)在各自的應(yīng)用領(lǐng)域都得到了長足的發(fā)展，產(chǎn)品更是日新月異。
2.1模擬電子技術(shù)
2.1.1模擬電子技術(shù)特征與工藝
總體上說，模擬電子技術(shù)就是研究對仿真進行處理的模擬電路。模擬電子技術(shù)是整個電子技術(shù)的基礎(chǔ)，在信號放大、功率放大、整流穩(wěn)壓、模擬量反饋、混頻、調(diào)制解調(diào)電路領(lǐng)域具有無法替代的作用。例如高保真(Hi-Fi)的音箱系統(tǒng)、移動通訊領(lǐng)域的高頻發(fā)射機等。
模擬集成電路最重要的指標(biāo)是電壓和功率。例如，過去的模擬集成電路實際上采用的是基于數(shù)字集成電路的混合集成電路5V CMOS工藝，現(xiàn)在已經(jīng)越來越多的器件要求采用高壓的BCD工藝。如何提高耐壓，加大功率，降低導(dǎo)通電阻，對于模擬集成電路是一個挑戰(zhàn)。
2.1.2模擬電子技術(shù)的應(yīng)用
模擬技術(shù)主要應(yīng)用于和各種模擬量接口的場合。進入二十一世紀(jì)以來，模擬技術(shù)有了飛速的發(fā)展。這主要得益于消費類電子產(chǎn)品的飛速發(fā)展，不僅是和娛樂密切相關(guān)的音視頻產(chǎn)品的快速發(fā)展，而且還有游戲類，保健類等產(chǎn)品的快速發(fā)展。音視頻的輸入輸出都是模擬量，必須采用模擬的接入，經(jīng)過數(shù)字處理，再變回模擬量以供人耳及人眼接收。除了人的聽覺、視覺、觸覺等都是接收模擬量以外，其他自然界的物理量也都是模擬量，過去像這些溫度、壓力等等各種物理量主要是用在工業(yè)測量和控制中，而現(xiàn)在也開始廣泛地應(yīng)用到各種個人消費類產(chǎn)品中。例如電子、電子。的人機互動的游戲機Wii以及用于保健的Wii Fit，就是采用了的加速度測量芯片。此外，因為大多數(shù)消費類產(chǎn)品都是便攜式的，大多數(shù)都是電池供電，因而以電池為初級電源的各種電源功率器件也得到飛速發(fā)展。例如充電管理器、線性低壓降穩(wěn)壓器、各種直流變換器等。
2.2數(shù)字電子技術(shù)
2.2.1數(shù)字電子技術(shù)概述
與模擬電路相比，數(shù)字電路具有精度高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強、程序軟件控制等一系列優(yōu)點。從目前的的發(fā)展趨勢來看，除一些特殊領(lǐng)域外，以前一些模擬電路的應(yīng)用場合，大有逐步被數(shù)字電路所取代的趨勢，如數(shù)字濾波器等。
數(shù)字電子技術(shù)目前也在向兩個截然相反的方向發(fā)展，一是基于通用處理器的軟件開發(fā)技術(shù)，比如單片機、DSP、PLC等技術(shù)，其特點是在一個通用處理器(CPU）的基礎(chǔ)上結(jié)合少量的硬件電路設(shè)計來完成系統(tǒng)的硬件電路，而將主要精力集中在算法、數(shù)據(jù)處理等軟件層次上的系統(tǒng)方法。
另一個方向是基于CPLD/FPGA的可編程邏輯器件的系統(tǒng)開發(fā)，其特點是將算法、數(shù)據(jù)加工等工作全部融入系統(tǒng)的硬件設(shè)計當(dāng)中，在“線與線的互聯(lián)”當(dāng)中完成對數(shù)據(jù)的加工。
2.2.2數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用
數(shù)字電子技術(shù)一直是電子科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域中的一個重要分支。近年來，隨著微電子和計算機網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字電子技術(shù)已滲透到了科研、生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€領(lǐng)域。數(shù)字系統(tǒng)的實現(xiàn)方法在經(jīng)歷了由分立元件、SSI、MSI、LSI到VLSI的系列演變之后，數(shù)字器件也經(jīng)歷了由通用集成電路到專業(yè)集成電路（ASIC）的演化。目前，隨著數(shù)字集成技術(shù)和EDA、SOC等技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的理論和方法也在相應(yīng)的變化和發(fā)展。
3.電子技術(shù)在自動化領(lǐng)域的應(yīng)用
3.1電子設(shè)計自動化
電子設(shè)計自動化(EDA——Electronic Design Automation)技術(shù)是以計算機技術(shù)和微電子技術(shù)發(fā)展為先導(dǎo)，匯集了計算機圖形學(xué)、拓撲邏輯學(xué)、微電子工藝與結(jié)構(gòu)學(xué)和計算機數(shù)學(xué)等多種計算機應(yīng)用學(xué)科成果的技術(shù)，它是在的計算機工作平臺上開發(fā)出來的一整套電子系統(tǒng)設(shè)計的軟件工具。
EDA技術(shù)是從計算機輔助設(shè)計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助測試(CAT)和計算機輔助工程(CAE)等技術(shù)發(fā)展來的。利用EDA工具，電子設(shè)計師可以從概念、算法、協(xié)議等開始設(shè)計電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計算機完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計、性能分析到設(shè)計出IC版圖或PCB版圖的整個過程在計算機上自動處理完成。設(shè)計者的工作于利用軟件的方式，即利用硬件描述語言和EDA軟件來完成對系統(tǒng)硬件功能的實現(xiàn)。由于設(shè)計的主要仿真和調(diào)試過程是在高層次上完成的，這既有利于早期發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計上的錯誤，避免設(shè)計工作的浪費，又減少了邏輯功能仿真的工作量，提高了設(shè)計的一次性成功率。在EDA技術(shù)使用ASIC芯片，它可以很容易地轉(zhuǎn)由掩模ASIC實現(xiàn)，因此開發(fā)風(fēng)險也大為降低。
硬件描述語言(HDL)是EDA技術(shù)的重要組成部分，是用文本的形式來描述數(shù)字電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和信號連接的一類語言，類似于一般的計算機高級語言形式和結(jié)構(gòu)形式。超高速集成電路硬件描述語言(VHDL--VHSIC Hardware Description Langnage)具有很強的電路描述和建模能力，能從多個層次對數(shù)字系統(tǒng)進行建模和描述，從而大大簡化了硬件設(shè)計任務(wù)，用VHDL進行電子系統(tǒng)設(shè)計的一個很大的優(yōu)點是設(shè)計者可以專心致力于其功能的實現(xiàn)，而不需要對不影響功能的與工藝有關(guān)的因素花費過多的時間和精力。采用硬件描述語言作為設(shè)計輸入和庫(LibraIy)的引人，由設(shè)計者定義器件的內(nèi)部邏輯和管腳，將原來由電路板設(shè)計完成的大部分工作故在芯片的設(shè)計中進行。由于管腳定義的靈活性，大大減輕了電路圖設(shè)計和電路板設(shè)計的工作量和難度，有效增強了設(shè)計的靈活性，提高了工作效率。并且可減少芯片的數(shù)量，縮小系統(tǒng)體積，降低能源消耗，提高了系統(tǒng)的功能和可靠性。
EDA技術(shù)發(fā)展趨勢和研究方向：把邏輯綜合和布圖工藝結(jié)合起來進行高層次的綜合。布圖研究向縱深發(fā)展，時延約束、性能優(yōu)化、時鐘偏差以及噪聲串?dāng)_等成為布圖算法的必須考慮因素。在深亞微米工藝下互連線的延遲已超過了門的延遲，在對芯片進行電氣性能模擬時必須考慮傳輸線。傳輸線的延遲模型、關(guān)鍵路徑的延遲估算和時延分析是該領(lǐng)域研究的重點。傳輸線本身也推動了模擬技術(shù)的發(fā)展，其中AWE(Asymptotic Waveform Evaluation)方法及其改進是針對互連線模擬的有效方法。此外，低功耗設(shè)計技術(shù)、模擬電路的EDA工具的發(fā)展和軟硬件IP核也是EDA技術(shù)未來的發(fā)展方向。
隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的深入發(fā)展以及EDA設(shè)計技術(shù)的不斷進步與完善，在單個芯片上集成CPU、DSP存儲器和其他控制功能的片上系統(tǒng)正處于高述發(fā)展中。未來的電子技術(shù)開發(fā)方式必然是高度層次化、綜合化和自動化的，新器件的涌現(xiàn)和新的開發(fā)方式的進步是相互依存、相互促進的，它們會隨著科學(xué)的發(fā)展不斷的更新和完善。

4.電子技術(shù)的發(fā)展前景
4.1電子技術(shù)發(fā)展方向
4.1.1高集成化、大容量化、超小型化、大型化
半導(dǎo)體集成電路是信息化社會的“神經(jīng)”電路。設(shè)計尺寸15年縮小1個數(shù)量級，1970年為10μm，1985年1μm，1995年0.3μm，2000年0.1μm。此外，已有能夠工作的0.04μm器件。雖然似乎還沒有達到物理極限，但人們已在討論后微米時代。DRAM集成度的提高，繼續(xù)保持3年4倍的速度。1970年DRAM集成度為1kb，1980年64kb，1995年64Mb，2000年1Gb，預(yù)期2014年單片256Gb的存儲芯片可付諸實用。1970年使用50mm的晶圓片，1980年125mm，1995年200mm，2001年300mm，400mm晶圓片已開始研發(fā)，未來晶圓片可望達1m。非揮發(fā)性存儲器之～EPROM的集成度從1992年的4M開始，1996年64M量產(chǎn)，2017年可望出現(xiàn)100Gb以上的非揮發(fā)性RAM。
4.1.2低功耗、易使用性和高生產(chǎn)率
當(dāng)前的信息化，無論它的傳輸、存儲，還是加工處理，一切都使用半導(dǎo)體，半導(dǎo)體技術(shù)無疑是信息社會的基礎(chǔ)。半導(dǎo)體LSI的發(fā)展方向有兩方面：①開發(fā)新的芯片結(jié)構(gòu)：②引入新材料。
為防止地球升溫正積極開發(fā)太陽電池清潔能源。在減少功耗方面，計劃開發(fā)功耗不到10mW，而性能達10GIPS的處理器。電話之后是，寬帶無線終端前途可期，語音識別、自動翻譯等功能將一一實現(xiàn)。
4.1.3高速化、超平列化、高感度化
LSI的開關(guān)速度可提高到1皮秒以下，高頻寬帶固體放大器將達100～1000GHz。取代晶體管的新器件課題有“具有放大功能的超導(dǎo)3端器件”，“單原子工作的超高速、超高集成開關(guān)器件”，“TIPS(103GIPS)級微處理器”，“10～100nm分辨率的x射線顯微鏡”，“100萬神經(jīng)元規(guī)模的半導(dǎo)體神經(jīng)芯片”以及“高溫超導(dǎo)材料”，等等。
4.2當(dāng)今電子技術(shù)發(fā)展趨勢
當(dāng)今電子技術(shù)領(lǐng)域著眼于綠色環(huán)保與節(jié)能方向的產(chǎn)品研發(fā)。
2009年10月，日本的電子展“CEATEC TAPAN2009”在幕張國際會展中心開幕，以“數(shù)字融合：創(chuàng)造明天連通未來” 為主題的展覽，向世界展示了當(dāng)今的電子元件產(chǎn)品。
例如村田研發(fā)的鋰離子二次電池，可以更加充分地利用原有鋰離子電池進行二次供電。同時，村田公司亦展示了產(chǎn)品在燃料電池和太陽光發(fā)電等清潔能源領(lǐng)域中的應(yīng)用。增加設(shè)備附加功能的展區(qū)重點展示了通信模塊和傳感器技術(shù)，包括低功耗藍牙、WirelessHD視頻傳輸模塊、WiFi、RFID應(yīng)用等模塊產(chǎn)品以及各種傳感器技術(shù)。特別是指紋認證和生物特征傳感器令人眼前一亮。展示還包括只能通過放大鏡觀看的最小陶瓷電容器等節(jié)省空間的元件以及抗噪聲和ESD保護解決方案技術(shù)。
而目前節(jié)能的特點就是模擬和數(shù)字相結(jié)合。具體來說，過去的電源幾乎是模擬式的。以后出現(xiàn)了開關(guān)電源，就大大提高了它的效率。同樣，過去的功率放大器幾乎全部是模擬式的。自從出現(xiàn)了D類功率放大器以后，其效率提高了3－5倍。因此，可以認為，在功率放大器方面，目前正在經(jīng)歷著一場從模擬到數(shù)字的革命。當(dāng)然不論是開關(guān)電源或是D類功率放大器也不同于一般意義上的數(shù)字技術(shù)。所以這實際上是一種模擬和數(shù)字相結(jié)合的產(chǎn)品。
為降低黑色家電能耗的D類功率放大器和用于LCD液晶屏的LED背光恒流驅(qū)動。這兩種技術(shù)對于黑色家電的節(jié)能起著極其重要的作用。