電子技術(shù)與微電子技術(shù)科普
電子化是人類歷史上重要的發(fā)展變化。人類從農(nóng)耕社會開始,經(jīng)歷了機械化、電氣化、電子化、信息化多個階段,即將迎來人工智能化的時代。電氣化是廣泛使用電力,增強人類力量來提高生產(chǎn)力和效率;電子化是用計算機和電子系統(tǒng)作為智能手段,提高人類智力來提高管理能力、生產(chǎn)力和效率;電氣化一般是指強電系統(tǒng),電子化一般是指弱電系統(tǒng);工業(yè)自動化系統(tǒng)一般都包含了電氣化和電子化兩部分。在電子信息化社會中,電子技術(shù)和微電子技術(shù)是最為基礎(chǔ)的技術(shù)支撐。 電子技術(shù)是研究和利用物質(zhì)中的電子運動規(guī)律,設(shè)計出特定功能的電子電路來解決實際問題的技術(shù)。電子技術(shù)主要利用了半導(dǎo)體中電子和空穴的傳導(dǎo)機理(圖1所示)。集成電路(芯片)技術(shù)出現(xiàn)之前,人們用電子管和晶體管來搭建電子電路;芯片技術(shù)出現(xiàn)后,芯片成為電子電路的主要構(gòu)件;在微電子技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天,指甲大小的芯片上可以集成數(shù)百億只甚至更多的電子元件(主要是晶體管),甚至出現(xiàn)了單個芯片就可以組成一個電子電路系統(tǒng),簡稱單芯片系統(tǒng)(SoC)。 回顧電子技術(shù)發(fā)展歷史,大致經(jīng)歷了電子管、晶體管、集成電路(芯片)和單芯片系統(tǒng)幾個階段。不同時期的電子計算機(圖2~圖5所示)是這幾個階段電子技術(shù)最典型的應(yīng)用案例。這里的智能手機可以看作是一種特殊的SoC芯片計算機,它也是一種專用計算機,它的處理能力比早期的電子管、晶體管計算機強大很多很多。 |