电子科学与技术导论结业作业

《电子科学与技术导论》结课作业
3140434060 微电142班康承乾摘要：作为一名微电子科学与技术专业的学生，通过对课程的学习和对资料的分析，我将从微电子专业介绍、所需知识结构、现实中的用途、微电子学科的发展前景、微电子学科与其他学科的学科交叉等五个方面说出我的认识和见解。

并相应地规划出自己在大学本科四年的学习目标和学习规划。

关键词：微电子实际作用知识结构学科联系发展前景本人发展方向
一、微电子专业介绍
1、首先，微电子是一门不陌生的新兴学科。

随着由Moore定理所确定的半导体行业的快速发展，半导体行业的分工越来越细致。

基于此，半导体行业的人才培养也要分的很细致。

以我们西安理工大学为例，我们在1972年开设了半导体专业（后又改名为电子科学与技术），在1998年我所学的微电子科学与技术从先前开设的电子科学与技术中分离开，成为独立于电子科学与技术专业的一个新专业。

就在今年高招中，我们学校又在电子工程系中开设新专业，将集成电路与集成系统专业从前两个专业分离出来。

由此可见微电子同集成专业都是在半导体学科的发展中所诞生的新兴学科。

说它不陌生是因为它们都是属于我们熟悉的半导体。

2、其次，微电子是一个交叉学科。

它涉及数学，物理两大理学学科，又涉及工艺流程，设计制造等工科学科。

还有其他计算机，信号，电路等课程。

3、还有，微电子是既注重理科又注重工科的一门学科。

它既然是一门工科，就有着工科的注重实践的特点。

我们会学习材料制备，工艺制作等制造流程。

同时我们也会学习理论物理，器件物理，量子力学等理论课。

4、电子科学与技术的重要性：电子科学与技术的发展催生了一批新兴产业，形成了微电子、计算机、软件、通信等关联产业的协同发展；加速了生物工程与生命科学、新材料与能源、航空航天等高新技术产业的成长；促进光电子、汽车电子等产业的兴起。

同时使传统的劳动密集型产业、资本密集型产业、服务业日趋信息化和知识化。

二、微电子专业知识结构
专业知识的划分中半导体的生产流程起了非常大的作用。

总体上电子专业知识分为三大块。

第一大块：学习材料和组成材料的分子的理论知识。

其中我们要学习理论物理、量子力学等课程。

第二大块：在掌握第一大块的基础上即学习材料的性质、制作工艺。

这里我们要掌握固体物理、半导体物理等课程。

第三大块：电路开发设计、成型产品的生产。

开发这里我们要学习计算机应用基础，C语言程序设计、计算机基础、计算机软件基础、微机原理及应用、微处理器结构与设计。

等课程。

在产品制作方面我们会学习半导体物理，集成电路工艺等课程。

另一方面的知识结构可以由我们的学习进度来分，那就是由基础拓展开直到掌握全部理论知识，再通过实践练习掌握专业知识。

三、微电子专业实际用处
（一）从事半导体生产各个环节的技术工作。

比如说原材料制作，集成系统开发、设计制造，因为我们的学习主要是沿着半导体的工艺进行的。

（二）制作太阳能电池板，OLED显示屏等和半导体相关的物件。

（三）通过和其他学科交叉研制成微型系统以促进其他学科技术的更新发展。

如生物芯片，MEMS等。

（四）做小型化，智能化的设备。

对现有设备进行小型化的改进。

（五）高频信号通信
四、微电子学科发展前景
（一）微电子继续小型化
半导体发展目前所遵循的Moore定理表明了微电子会继续向微型化的方向发展。

现在的微电子元器件已达到22nm线宽，预测在2016年线宽还会小到16nm。

同时摩尔定律也要求了元器件的性能增强。

这就对器件尺寸外的线路设计，连接提出更高的要求。

在光刻的时候，机器的精度不够会让芯片不够准确。

（二）会使用新型材料取代硅
半导体里的硅使用的时间已经很长，它的开发已经接近极限。

而这个行业还要继续发展，这就要求半导体中会有更多的功能，硅的局限性就明显了。

这时我们就需要有新的材料代替硅。

网上我见到的观点是采用碳纳米管和石墨烯来补充或代替硅的功能或特性。

（三）与其他行业（学科）的联系更加紧密
因为微电子的智能化，很多工业生产会越来越会用到电子或微电子。

普通的行业尤其是需要精细加工生产的行业需要用电子系统控制。

在军事上，有用微电子系统构建的指挥控制系统。

现在的战争是信息战。

所以指挥控制系统的先进程度对战争的影响很大。

微电子和通讯工程的进步对其的改进作用很大。

量子信息技术的发展是电子开辟的一个新的领域，在军事上有很大用处。

例如，量子通讯利用量子纠缠效应进行信息传输，这种通讯方式在理论上信息不会被第三方了解保密性很强。

国外的军事科技还在研究脑计算芯片和磁阻随机存储器。

在军民制造上，近三四年来3D打印技术发展的较快，今年5月美国一青年用3D打印机打印的枪支试射成功给我的启示是，3D打印机给我们提供了一个新的思维模式。

他可以经过发展也许会打印更多我们想打印的东西。

国外包括国内最近已有很多用3D打印技术打印武器，战斗机零件并投入使用，这会减少生产时间和生产成本，节约资源。

现在国外已有用记忆材料进行可编程性的4D打印。

五、与其他学科的交叉
1、与机械、自动化等的联系（MEMS技术）
MEMS技术是微电子、材料、机械、化学、传感器、自动控制等多学科交叉的产物。

他将信息的收集，分析，执行等综合在一起并向小型化发展。

在军事和民生方面广泛应用。

由于它的体积小，集成性高。

如果在一件设备上更多地使用这种技术很容易提高设备的智能
化。

也更加容易控制。

2、与生物、医学方面的联系
第一类：神经电极神经假体植入式电子系统生物医学传感器等
通过把生物电信号转化为能被微电子设备识别的信号，并找出相应的函数拟合（数学建模）。

电子系统对信号进行收集、分析、并将结果反馈给其他设备（或者转化成生物电信号被生物体接收、或者控制机械装置代替人体已无功能的组织器官。

这又和MEMS技术有交叉。

）在这一方面除了必要的微电子学科的知识外，还要考虑：①材料是否安全：是否无毒，是否具有生物亲和性②电源是否有保障。

（是采用生物能量发电，红外线偶合供能，还是植入电源。

还有怎样降低设备功耗。

）③如何从具有较大背景噪音中提取微弱的生物信号。

④如何保证整个设备在生物体内的安全。

第二类：监护系统
监护系统是将传统的医学监控检测设备通过微电子技术进行小型化。

其中老师在课堂上曾经举过一个例子曾经有人想研发一个小型的血液，尿液等样品分析设备。

如果这个设备研发成功，那么对西北地区的医疗环境会有一个大的改观。

如果把它和远程通讯连接起来就可以进行远程诊断。

而这仅是一个例子。

真正的监护应该是对人体各项指标的全方位监控。

然后通过通讯技术把数据进行共享。

随着现在可穿戴设备的发展，我们可以把数据实时传输到可穿戴设备上全动态地关注我们的各个指标。

第三类：生物芯片和生物分子电子学
生物芯片早期定义是在芯片制造中加入生物材料并用制造出的芯片处理信息以研制仿生信息处理系统和生物计算机。

现在的定义为含有生命基因并对其进行快速处理，分析的芯片。

生物分子电子学的发展和它的发展有着很相似的地方。

随着微电子加工工艺的发展，其水平将可能达到分子水平。

这为生物分子电子学的发展提供了可能。

通过研究分子之间的工作原理，信息传递方式，并用微电子器件将他们模拟出来，从而有可能造成生命分子和无生命的微电子器件的统一。

3、与化学材料的联系
在材料中寻找新材料代替或者优化原有的材料（比如有机薄膜晶体管（OTFT））制成的微电子系统寻求和材料有关的功能实现。

其中还可以降低制作成本，使质量更优。

4、其他联系
微电子可以使系统微型化，从而可以在通讯、计算机、和其他硬件小型化。

微电子的复杂系统可以让它执行处理更复杂的东西，所以和自动化的联系也比较紧密。

在某些工程控制或者工程中的监测中，微电子制成的系统在工业生产中发挥着很大的作用。

总的来说，微电子和其他学科（专业）能有所联系的优势在于微电子它具有微型化和智能化，而它和其他学科的结合也基本上围绕这两点展开。

六、我的专业规划
在本科和研究生阶段，我要打下坚实的基础。

我校的电子方面尽管很强但与西电，成电，复旦等学校还是有一定差距，我希望能通过自己的努力能爬地更高一点。

我们国家的微电子水平起步晚，现在还是与国外有一定的差距。

有机会我要在国外有实力的地方工作和学习好长时间。

我的梦想是能拥有像三星、苹果那样的尖端高科技公司。

所以我总会回来不管是做研究还是开公司。

最后，谢谢老师给我的8节授课。

您将我带进了电子的世界，会让我受益终生。