微納米制造技術(shù)及應(yīng)用范文
時(shí)間:2023-12-07 17:49:14
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篇1
關(guān)鍵詞:雙語(yǔ)教學(xué);微納米制造技術(shù);研究生培養(yǎng)
中圖分類(lèi)號(hào):G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2015)49-0184-02
一、“微納米制造技術(shù)”雙語(yǔ)教學(xué)的必要性
面對(duì)國(guó)際新形勢(shì)和新要求,教育部提出了在我國(guó)高校的基礎(chǔ)教學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中推廣雙語(yǔ)教學(xué)的新計(jì)劃。雙語(yǔ)教學(xué)指在教學(xué)過(guò)程中使用至少兩種語(yǔ)言作為教學(xué)語(yǔ)言,其中第二語(yǔ)言作為教學(xué)媒介,部分或全部地運(yùn)用到非語(yǔ)言學(xué)科的一種教學(xué)形式[1]?!半p語(yǔ)教學(xué)”可以有不同的形式,包括:浸入型、過(guò)渡型和保持型[2]。浸入型雙語(yǔ)教學(xué)在課堂形式上完全運(yùn)用準(zhǔn)確的英語(yǔ)進(jìn)行教學(xué),課堂上主要或唯一的教學(xué)語(yǔ)言是英語(yǔ)。這種模式對(duì)教師和學(xué)生的英語(yǔ)水平都有較高要求;過(guò)渡型雙語(yǔ)教學(xué)形式在采用教學(xué)中先部分保留漢語(yǔ)教學(xué),再逐漸將漢語(yǔ)和英語(yǔ)結(jié)合起來(lái),并逐步提高英語(yǔ)使用比例,最終達(dá)到純英語(yǔ)教學(xué)的模式。過(guò)渡型模式是一種適用于具備中等層次英語(yǔ)水平學(xué)生的教學(xué)活動(dòng);保持型雙語(yǔ)教學(xué)采用漢語(yǔ)為主,外加少量英語(yǔ)進(jìn)行教學(xué)的課堂模式,是適用于具備低層次英語(yǔ)水平學(xué)生的教學(xué)活動(dòng)。雙語(yǔ)教學(xué)的最終目標(biāo)是,通過(guò)多種教學(xué)模式,將學(xué)生的英語(yǔ)水平提高到能夠代替或者接近漢語(yǔ)的表達(dá)與運(yùn)用水平。采用雙語(yǔ)教學(xué)模式,可以逐漸培養(yǎng)學(xué)生用英語(yǔ)思考和解決專(zhuān)業(yè)問(wèn)題的能力,提高在專(zhuān)業(yè)技術(shù)方面的英語(yǔ)聽(tīng)說(shuō)讀寫(xiě)和交流能力,為理解和跟蹤最新專(zhuān)業(yè)技術(shù)進(jìn)展打下良好基礎(chǔ),從而盡快適應(yīng)外語(yǔ)工作和學(xué)習(xí)環(huán)境,達(dá)到學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和提高語(yǔ)言能力的雙重目標(biāo)。
“微納米制造技術(shù)”是制造學(xué)科最受關(guān)注、最為活躍的領(lǐng)域之一,涉及多學(xué)科。微納米制造技術(shù)是構(gòu)建適用與跨尺度(微/納/宏)集成的、可提供具有特定功能的產(chǎn)品和服務(wù)的微納米尺度(包括1維、2維和3維)的結(jié)構(gòu)、特征、器件和系統(tǒng)的制造過(guò)程。它包括自上而下和自下而上兩種制作過(guò)程。微納米制造技術(shù)不等同于傳統(tǒng)的機(jī)械加工,其與傳統(tǒng)的機(jī)械加工最本質(zhì)的區(qū)別是其加工形成的部件或結(jié)構(gòu)本身的尺寸在微米或納米量級(jí)。而傳統(tǒng)機(jī)械加工,就其加工精度而言,可以達(dá)到微米及納米量級(jí),但這里的微米或納米是指工件形狀的精度。
“微納米制造技術(shù)”課程以微納米基礎(chǔ)理論為引導(dǎo),逐漸擴(kuò)展到基本及前沿微納米制造技術(shù),講授相關(guān)理論基礎(chǔ)、加工方法、適用材料、應(yīng)用領(lǐng)域及優(yōu)缺點(diǎn)等,是開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)的理想課程。
二、“微納米制造技術(shù)”雙語(yǔ)教學(xué)
(一)雙語(yǔ)教學(xué)內(nèi)容的安排
“微納米制造技術(shù)”課程涉及的知識(shí)點(diǎn)較多而且多為前沿,這為雙語(yǔ)教學(xué)增加了難度。因此,為確保教學(xué)內(nèi)容能系統(tǒng)性和先進(jìn)性,我們?cè)谠娼滩幕A(chǔ)上,增加了當(dāng)前“微納米制造技術(shù)”研究現(xiàn)狀內(nèi)容。此外,結(jié)合雙語(yǔ)思維特點(diǎn),備課時(shí)從學(xué)生的視角出發(fā),理清教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)。在課時(shí)安排上突出重點(diǎn),對(duì)相關(guān)教學(xué)進(jìn)度做適當(dāng)減緩,并安排部分課外自學(xué)內(nèi)容,不僅能使學(xué)生在課堂教學(xué)中充分消化和掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí),而且通過(guò)自學(xué)能激發(fā)學(xué)生對(duì)此方面的興趣。由于“微納米制造技術(shù)”是先進(jìn)制造領(lǐng)域的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,考慮到國(guó)內(nèi)外教材的差異,為實(shí)現(xiàn)二者的有效銜接,補(bǔ)充介紹了國(guó)內(nèi)教材的詳盡分析,達(dá)到了中英文教材的內(nèi)容互補(bǔ)及優(yōu)勢(shì)配套。圖1為課程結(jié)束后,學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容安排滿(mǎn)意度的調(diào)查結(jié)果??梢钥闯?,本門(mén)課的教學(xué)內(nèi)容符合學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律,滿(mǎn)足了學(xué)生的學(xué)習(xí)要求,獲得了良好的預(yù)期效果。
(二)全英文多媒體課件的設(shè)計(jì)
“微納米制造技術(shù)”課程涉及大量與本專(zhuān)業(yè)相關(guān)的具體加工方法和案例,實(shí)踐證明采用多媒體課件與動(dòng)畫(huà)視頻相結(jié)合的雙語(yǔ)授課形式可取得較好的教學(xué)效果。運(yùn)用動(dòng)畫(huà)視頻可以生動(dòng)、清晰底表達(dá)加工方法和加工過(guò)程,可以使學(xué)生更容易理解。生動(dòng)的動(dòng)畫(huà)視頻也可以活躍課堂氣氛,有效吸引學(xué)生的注意力。此外,多媒體教學(xué)可以大大提高教學(xué)內(nèi)容的豐富性和形象化,方便對(duì)課件中的重、難點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注,彌補(bǔ)黑板教學(xué)的不足,有助于學(xué)生準(zhǔn)確掌握每堂課程中的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。在教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn),盡量采用英文課件,既能提高學(xué)生把握專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)學(xué)習(xí)的能力,也有助于學(xué)生保持其思維的連貫性。
(三)雙語(yǔ)互動(dòng)交流
教師在課堂內(nèi)外與學(xué)生之間的互動(dòng)和交流是雙語(yǔ)教學(xué)中不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,它可將教育模式由簡(jiǎn)單的單向灌輸轉(zhuǎn)換為有效的雙向溝通。教師要根據(jù)學(xué)生的反饋信息,及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和改善教學(xué)方式。此外,我們還在“微納米制造技術(shù)”課程雙語(yǔ)教學(xué)中成功嘗試了研討式課程教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的授課模式。在研討式教學(xué)中,學(xué)生首先在課下要查閱相關(guān)文獻(xiàn),然后在課堂上根據(jù)掌握的文獻(xiàn)信息充分表達(dá)自己的見(jiàn)解,有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。此外,通過(guò)在課堂上引導(dǎo)學(xué)生自由發(fā)言和交流,鼓勵(lì)學(xué)生用英語(yǔ)回答問(wèn)題、表達(dá)看法,讓學(xué)生在專(zhuān)業(yè)知識(shí)和英語(yǔ)水平上都能獲得充分進(jìn)步。采用討論式教學(xué),讓學(xué)生積極參與,使掌握的知識(shí)更深刻。在實(shí)驗(yàn)室教學(xué)中,將教學(xué)地點(diǎn)安排在相關(guān)實(shí)驗(yàn)室,使同學(xué)能親眼看到實(shí)物、能親身感受到科研環(huán)境,突出啟發(fā)式,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,構(gòu)成以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)的模式。圖2為學(xué)生對(duì)本門(mén)課程興趣的問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果。可以看出,通過(guò)講授本門(mén)課程,提高了學(xué)生對(duì)微納米制造技術(shù)的興趣,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
(四)中英文比例的設(shè)計(jì)
雙語(yǔ)教學(xué)中,中英文部分比例設(shè)置要充分考慮學(xué)生的實(shí)際情況。由于學(xué)生英語(yǔ)基礎(chǔ)參差不齊,所以要結(jié)合學(xué)生的實(shí)際英語(yǔ)能力,確定好“微納米制造技術(shù)”課程雙語(yǔ)教學(xué)中的中英文比例。此外在“微納米制造技術(shù)”課程雙語(yǔ)教學(xué)過(guò)程中,可考慮采用階段式教學(xué)模式,有步驟、分階段地提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)水平及英語(yǔ)運(yùn)用能力,調(diào)動(dòng)好學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,降低學(xué)生的在學(xué)習(xí)中的畏難情緒,盡可能避免學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中的兩極分化,有效提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。通過(guò)循序調(diào)整中英文授課內(nèi)容比例,授課效果獲得了明顯改善。
三、結(jié)束語(yǔ)
在“微納米制造技術(shù)”課程中采用雙語(yǔ)教學(xué),學(xué)生英語(yǔ)綜合能力提高較快,閱讀英文資料的能力明顯增強(qiáng),此外,學(xué)生更加深入地了解和掌握了國(guó)外“微納米制造技術(shù)”領(lǐng)域的先進(jìn)知識(shí)。該教學(xué)模式培養(yǎng)了學(xué)生的國(guó)際視野,激發(fā)了學(xué)生的興趣。本文闡述了“微納米制造技術(shù)”必要性及在教學(xué)中的具體方法,如何更有效地實(shí)施雙語(yǔ)教學(xué),還需要在實(shí)踐中不斷學(xué)習(xí)和摸索。
參考文獻(xiàn):
[1]陳卓,陳紅榮,歐少端.高校專(zhuān)業(yè)雙語(yǔ)教學(xué)思考與實(shí)踐[J].長(zhǎng)沙鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2009,(1).
篇2
Chemical Sensors and Biosensors
2012,4299p
Hardcover
ISBN9781848214033
拉勞茲編著
本書(shū)系統(tǒng)介紹了近年來(lái)傳感器的技術(shù)突破,闡述了各種傳感器的基本理論和相關(guān)技術(shù)。傳感器的靈敏度高,能對(duì)氣體、半導(dǎo)體材料、分子晶體、離子導(dǎo)體以及高分子材料進(jìn)行檢測(cè)。本書(shū)詳細(xì)介紹了檢測(cè)水中銀鹽、玻璃以及高分子材料的裝置和方法,以及用生物識(shí)別技術(shù)檢測(cè)重金屬、有機(jī)磷、DNA、酶、真菌、微生物和酵母的裝置和方法。本書(shū)還介紹了電、電化學(xué)、壓電、機(jī)械、光學(xué)、生物傳感器的設(shè)計(jì)、性能及應(yīng)用,微反應(yīng)器及納米技術(shù)等;探索了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及電子鼻在加工信息時(shí)的問(wèn)題。本書(shū)突出介紹了各種微型傳感器。隨著微制造和納米制造技術(shù)的發(fā)展,傳感器迅速地向小型化、集成化和多功能化方向發(fā)展,在靈敏度、選擇性和穩(wěn)定性方面有很大提高。由于傳感器使用越來(lái)越廣泛,成本也變得很低廉,品種很多樣。
本書(shū)共17章:1. 化學(xué)識(shí)別和生物學(xué)識(shí)別;2. 吸附現(xiàn)象;3. 微懸臂傳感器;4. 壓電傳感器(QCM);5. 金屬氧化物氣體傳感器;6. 分子材料的電導(dǎo)率氣體傳感器;7. 氣體微傳感器的響應(yīng)性能和電性能;8. 氣體微傳感器技術(shù);9. 多重傳感器的測(cè)量和行為模式;10. 化學(xué)、生物化學(xué)、生物微傳感器與微制造技術(shù)的發(fā)展;11. 痕量氣體成份的檢測(cè)與微預(yù)富集技術(shù)的發(fā)展;12. 微流學(xué):納米級(jí)體積的樣品;13. 電化學(xué)生物傳感器;14. 光纖生物傳感器;15. 利用電化學(xué)微傳感器進(jìn)行活體分析;16. 微生物生物傳感器在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用;17. 生物燃料電池。書(shū)的末尾有各章作者簡(jiǎn)介及主題索引。
本書(shū)的編著者拉勞茲是法國(guó)國(guó)立高等圣埃蒂安礦業(yè)(Saint Etienne)的教授。他的研究興趣是物理化學(xué)中的固氣相互作用。他還致力于一些氣體傳感器的理論模型和工業(yè)原型機(jī)研究。他一直是圣埃蒂安礦業(yè)教學(xué)研究部主任和CNRS研究部主任。
本書(shū)適合于研究化學(xué)傳感器、生物傳感器和生物芯片的碩士、博士研究生閱讀。
劉克玲,退休研究員
(中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所)
篇3
【關(guān)鍵字】穩(wěn)定性;藥物制劑;制備方法
0.引言
穩(wěn)定性藥物主要是指藥物在制備、儲(chǔ)存到使用等流程中保持的穩(wěn)定性,是臨床上評(píng)價(jià)藥物質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。穩(wěn)定性不強(qiáng)的藥物在使用過(guò)程中,容易發(fā)生降解變質(zhì),一旦服用會(huì)嚴(yán)重威脅患者的生命健康。納米技術(shù)是近幾年發(fā)展迅速的一種新興技術(shù),在制造、材料等多個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的運(yùn)用。由于利用納米技術(shù)制備的藥物具有獨(dú)特的表面效應(yīng)和小尺寸效應(yīng),在實(shí)際使用中表現(xiàn)出了多種特異性和高效性。因此,利用納米技術(shù)能夠生產(chǎn)出穩(wěn)定性強(qiáng)、效率高的藥物制劑。目前,常用的納米粒制備方法主要是化學(xué)合成法、機(jī)械粉碎法以及物理分散法。
1.化學(xué)合成法
化學(xué)合成法主要包括乳化聚合法和微乳液法。其中乳化聚合主要是指利用表面活性劑將兩種不相容的溶劑進(jìn)行溶解并形成微乳液,在溶液中單體經(jīng)過(guò)成核、聚結(jié)、團(tuán)聚、熱處理等過(guò)程中后形成納米粒。陳宏杰等[1]利用乳化聚合法制備除了口服胰島素毫微球、聚氰基丙烯酸正丁酯納米粒等,將藥物分別放置在室溫環(huán)境、冰箱內(nèi),對(duì)其外觀(guān)、納米粒形態(tài)、再分散性進(jìn)行觀(guān)察,發(fā)現(xiàn)各項(xiàng)指標(biāo)均沒(méi)有發(fā)生明顯變化,表明利用乳化聚合法制作的藥物制劑穩(wěn)定性很強(qiáng)。
微乳是一種由脂質(zhì)、水、助表面活性劑、表面活性劑粗惡等混合組成溶液,利用微乳液法制備藥物的方法主要是高溫加熱水、表面活性劑以及助表面活性劑的混合物,使其達(dá)到脂質(zhì)的溫度,并通過(guò)不斷攪拌加入到脂質(zhì)的熔融體,按照一定的比例混合后,繼續(xù)攪拌即可獲得熱力學(xué)穩(wěn)定的微乳制劑。
2.機(jī)械粉碎法
機(jī)械粉碎法主要是指采用特定機(jī)械粉碎物質(zhì)使其成為納米粒子。目前常用的機(jī)械粉碎法包括超臨界流體-液膜超聲技術(shù)、氣流粉碎技術(shù)以及高壓均質(zhì)法-氣穴爆破法等。采用球磨機(jī)持續(xù)研磨24h,可以制備出直徑為50nm的四君子湯納米藥劑,試驗(yàn)表明,將該納米制劑作用于腸道微生態(tài)失調(diào)的白鼠所得到的效果明顯優(yōu)于常規(guī)藥物[2]。由此可見(jiàn),納米藥劑生物利用度和藥物活性均較強(qiáng),可以有效節(jié)約生產(chǎn)成本,提高資源利用率。
高壓均質(zhì)法-氣穴爆破法主要是指在高壓作用下用高壓均質(zhì)設(shè)備將表面活性劑溶液擠壓出直徑為25um的縫隙,這樣就會(huì)使空隙中的動(dòng)力壓強(qiáng)瞬間增大,而其靜壓則相對(duì)減小,在常溫下會(huì)劇烈沸騰,這一過(guò)程中產(chǎn)生的氣流和爆裂會(huì)進(jìn)一步粉碎藥物微粉。如此反復(fù)進(jìn)行20次左右循環(huán)即可得到直徑為100nm、固體含量為20%的納米制劑。研究表明,利用該方法制備的克霉唑脂質(zhì)納米粒通過(guò)離心沉降試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其穩(wěn)定性非常好。
3.物理分解法
當(dāng)前,藥劑生產(chǎn)中常用的物理分解法包括溶劑擴(kuò)散法、高壓乳化法、逆向蒸發(fā)法、雙乳法、乳化-溶劑揮發(fā)法等。
高壓乳化法主要是在高壓作用下推動(dòng)液體使其通過(guò)窄縫,短距離內(nèi)流體高速運(yùn)轉(zhuǎn),并利用十分高的剪切力將顆粒撕開(kāi)至微米大小。試驗(yàn)表明[3],用高壓乳化法制作的醋酸曲安奈德納米脂質(zhì)體作用于人體,可以有效減少藥物從皮膚中透過(guò)的量,從而使其滯留在皮膚中的量顯著增加,極大程度上降低了藥物的全身性副作用。
乳化-溶劑揮發(fā)法。以羅哌卡因乳酸羥基乳酸共聚物微球(ROP-PLGA-MS)的制備為例,制作前,首先將ROP溶解在水中,用二氯甲烷溶解乳化劑與PLGA并作為有機(jī)相,倒入已經(jīng)制備好的ROP水溶解液,用高速分散均質(zhì)機(jī)進(jìn)行高速攪拌至其形成乳狀,將其慢慢滴加到含有穩(wěn)定劑PVA外水相中,在常溫下持續(xù)攪拌2h逐漸揮發(fā),再用蒸餾水離心洗滌,在冷凍干燥的環(huán)境下保持48h,所制備出的納米粒子直徑均勻,可長(zhǎng)時(shí)間有效釋放,具有極強(qiáng)的穩(wěn)定性[4]。
逆向蒸發(fā)法。這一方法制作納米粒子的流程是將磷脂等膜材溶解在有機(jī)溶劑當(dāng)中,利用超聲波持續(xù)照射至形成性狀穩(wěn)定的W/O性乳狀液,減壓后蒸發(fā)將其中的有機(jī)溶劑去除,在將未包入的藥物去除,即可得到納米粒子。劉春平等[5]利用逆向蒸發(fā)法制備出氟尿嘧啶脂質(zhì)體,經(jīng)觀(guān)察和試驗(yàn),這種藥物平均直徑為282nm,平均包封率為75.5%,且藥物外觀(guān)平整圓潤(rùn)。利用相同方法制備的魚(yú)腥草揮發(fā)油納米脂質(zhì)體平均直徑則更小,僅有96nm,包封率則達(dá)到了99%以上。將該藥物對(duì)小鼠靜脈注射后所產(chǎn)生的抑菌效果明顯優(yōu)于常規(guī)組,此外對(duì)小鼠的肺部靶向效果也十分顯著。
溶劑蒸發(fā)法。通常是將藥物和聚合物的有機(jī)溶液在乳化劑的作用下形成性狀穩(wěn)定的乳液,在高溫高壓下連續(xù)攪拌,并在一定的壓力條件下蒸發(fā)即可得到直徑微小的納米粒子。
4.總結(jié)
總之,利用納米技術(shù)制備的藥物具有獨(dú)特的表面效應(yīng)和小尺寸效應(yīng),在藥物生產(chǎn)過(guò)程中利用此技術(shù)可以大規(guī)模、高效率、自動(dòng)化生產(chǎn),極大程度上降低了藥物的生產(chǎn)成本,且能保證藥物的穩(wěn)定性和安全性。因此,納米技術(shù)在藥物制劑生產(chǎn)中擁有良好的應(yīng)用前景。但目前我國(guó)采用的納米技術(shù)和理論知識(shí)尚不夠完善,在未來(lái)的發(fā)展進(jìn)程中,還要進(jìn)一步發(fā)展和完善納米技術(shù),使其成為制備穩(wěn)定性藥物制劑的主要方法。
【參考文獻(xiàn)】
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篇4
2010年桌面及移動(dòng)CPU市場(chǎng)展望2010年,移動(dòng)性和低功耗將是CPU市場(chǎng)的兩個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。這并不出人意料,低功耗的一體機(jī)和小尺寸桌面PC市場(chǎng)的快速崛起,對(duì)傳統(tǒng)的筆記本電腦的需求繼續(xù)增長(zhǎng),消費(fèi)電子對(duì)新的使用模式的支持(如數(shù)碼照片和視頻的編輯、游戲、看高清電影等等),這些都推動(dòng)了處理器的快速升級(jí),市場(chǎng)需要比上一代產(chǎn)品功能更加強(qiáng)大同時(shí)也更節(jié)能的處理器。
同時(shí),市場(chǎng)還出現(xiàn)了一種新的產(chǎn)品種類(lèi)―智能本(Smartbook)。它介于智能手機(jī)和上網(wǎng)本之間,和智能手機(jī)一樣,智能本能通過(guò)3G上網(wǎng)保持全天在線(xiàn),能耗非常低,一塊電池能用一整天。和智能手機(jī)不同的是,它還能處理文檔(通常借助“云”中的應(yīng)用),同時(shí)具有更大的顯示屏和鍵盤(pán)(和上網(wǎng)本一樣大)。目前,Intel憑借其Atom處理器幾乎壟斷了上網(wǎng)本市場(chǎng),但是,在智能本市場(chǎng),它可能會(huì)遇到來(lái)自ARM的強(qiáng)力挑戰(zhàn),ARM的Cortex-A8、Cortex-A9處理器及其后續(xù)產(chǎn)品都以功耗低而著稱(chēng)。
在移動(dòng)CPU領(lǐng)域以外的臺(tái)式機(jī)處理器市場(chǎng)今年也會(huì)非常熱鬧。在1月舉行的CES(國(guó)際消費(fèi)電子展)上,Intel宣布今年至少要推出7款臺(tái)式機(jī)CPU。特別值得關(guān)注的是,6核桌面CPU今年很可能會(huì)問(wèn)世,因?yàn)镮ntel和AMD都計(jì)劃在今年推出這樣的產(chǎn)品。
綜合Intel、AMD、ARM以及威盛(Via Technologies)公布的產(chǎn)品路線(xiàn)圖和各自的市場(chǎng)戰(zhàn)略分析,2010年桌面和移動(dòng)CPU領(lǐng)域一定是競(jìng)爭(zhēng)異常激烈的一年,這也預(yù)示著今年會(huì)有更多更好的CPU產(chǎn)品走向市場(chǎng)。
臺(tái)式機(jī)CPU:4 核成為主流
在臺(tái)式機(jī)CPU方面,Intel和AMD為了爭(zhēng)奪市場(chǎng),一定會(huì)大幅降低4核處理器的價(jià)格,這會(huì)推動(dòng)4核處理器成為市場(chǎng)主流。實(shí)際上,AMD的4核處理器Phenom X4 (9850、9750、9150e)和Athlon II X4 620如今的市場(chǎng)價(jià)已經(jīng)不到100美元。
在CES上,Intel展出了一款新的雙核處理器系列產(chǎn)品,它采用Intel新的32納米制程工藝生產(chǎn),而且,今年將推出首個(gè)6核臺(tái)式機(jī)CPU,最早可能在第二季度。而在低端,Intel會(huì)繼續(xù)統(tǒng)領(lǐng)超低功耗桌面CPU市場(chǎng)。在這個(gè)領(lǐng)域AMD幾乎構(gòu)不成任何威脅,不過(guò),威盛會(huì)有一些新品推出。
1.標(biāo)準(zhǔn)的臺(tái)式機(jī)CPU
AMD會(huì)繼續(xù)采用其K10微架構(gòu),在2011年之前不會(huì)有32納米的處理器量產(chǎn)。因此,在AMD官方的臺(tái)式機(jī)CPU路線(xiàn)圖上,今年我們幾乎看不到任何新的CPU信息。這就注定了在這一領(lǐng)域AMD將主要靠?jī)r(jià)格而不是在產(chǎn)品性能上來(lái)與Intel競(jìng)爭(zhēng)。不過(guò),AMD正準(zhǔn)備在今年推出6核臺(tái)式機(jī)CPU,產(chǎn)品代碼為T(mén)huban。
Thuban源于AMD已有的6核Opteron服務(wù)器CPU,將集成DDR3內(nèi)存控制器。AMD表示,該芯片將兼容現(xiàn)存的AM3和AMD+主板。據(jù)說(shuō),Thuban將配備3MB的二級(jí)緩存和6MB的三級(jí)緩存,不過(guò),由于新增了兩個(gè)核,所以散熱量增加,因此時(shí)鐘頻率很可能會(huì)比現(xiàn)在的AMD 4核處理器低。
而Intel將繼續(xù)執(zhí)行其著名的“Tick-Tock”戰(zhàn)略,即一年引入新的微架構(gòu)(去年的Nehalem是“Tick”)而下一年采用新的制程工藝(今年新的32納米工藝Westmere就是“Tock”)。在CES上,Intel推出了7款新的雙核臺(tái)式機(jī)CPU(4種Core i5 CPU、兩種入門(mén)級(jí)的Core i3、一種新奔騰處理器),它們都將采用32納米的制程工藝生產(chǎn)。另外,Intel還有一款產(chǎn)品代碼為Clarkdale的新處理器,該芯片將支持超線(xiàn)程,這使得多線(xiàn)程的應(yīng)用程序可以在兩個(gè)物理內(nèi)核和兩個(gè)虛擬內(nèi)核中運(yùn)行。
Pentium G6950、Core i3-530/540、Core i5-650/660/661/670都將和Intel的HD Graphic圖形處理器整合到一起(但不是集成到同一個(gè)芯片內(nèi))。Intel表示,它的集成顯卡能滿(mǎn)足主流的游戲(支持DirectX 10)和藍(lán)光視頻解碼需求,而且支持DVI、HDMI 1.3a、DisplayPort,同時(shí)還支持流加密的杜比TrueHD和DTS-HD Master Audio聲道。
Intel現(xiàn)有的4核臺(tái)式機(jī)處理器(包括所有Core i7系列以及更高端的Core i5系列)會(huì)繼續(xù)沿用45納米制程工藝生產(chǎn)。在Intel正式公布的產(chǎn)品路線(xiàn)圖上還有一款6核Westmere芯片,產(chǎn)品代碼為Gulftown,預(yù)計(jì)會(huì)在第一季度上市(很可能會(huì)在AMD的6核處理器上市之前)。Gulftown屬于Intel處理器產(chǎn)品中的至尊家族,目前還沒(méi)有正式的命名,據(jù)說(shuō)可能會(huì)叫Core i7-980X。
2.低功耗臺(tái)式機(jī)CPU
在低功耗CPU方面,Intel在2009年12月月底了兩款45納米、主要面向低端臺(tái)式機(jī)(包括一體機(jī)和小尺寸臺(tái)式機(jī))的低功耗處理器,即單核的Atom D410和雙核的Atom D510。和Nehalem一樣,在這兩款CPU中,Intel把內(nèi)存控制器集成進(jìn)來(lái)了。這一設(shè)計(jì)上的改變把芯片數(shù)量從3個(gè)降低到兩個(gè),因此,不僅能降低功耗和制冷需求,同時(shí)也能降低設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本。Atom D410有512KB的二級(jí)緩存,D510有1MB的2級(jí)緩存。這兩個(gè)處理器的時(shí)鐘頻率都是1.66GHz,采用667MHz前端總線(xiàn)(FSB),支持超線(xiàn)程。
而AMD今年不會(huì)有任何超低功耗的新產(chǎn)品問(wèn)世。不過(guò),倡導(dǎo)簡(jiǎn)單、低功耗x86處理器概念的威盛推出的Nano 3300會(huì)給Intel的Atom帶來(lái)一些競(jìng)爭(zhēng)壓力。威盛在2009年12月份已經(jīng)開(kāi)始量產(chǎn)Nano 3300系列處理器。Nano 3300采用1.2GHz 的時(shí)鐘頻率和800MHz的FSB,而Nano 3200 采用的是同樣的FSB,不過(guò)是1.4GHz時(shí)鐘頻率。這兩種CPU都采用65納米的生產(chǎn)工藝生產(chǎn),但是它們具有很多Atom所不具有的特性,比如支持藍(lán)光視頻。而且,與Atom只支持800MHz的單通道內(nèi)存相比,Nano 3000系列的處理器既可選配雙通道的DDR2內(nèi)存,也可選配1066MHz雙通道DDR3內(nèi)存。還有,Nano 3000幾乎支持所有的視頻接口,包括LVDS、DisplayPort和HDMI,而Atom D410/D510則僅限于LVDS和VGA?;诖?業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì),威盛有可能從Intel手中奪得一定市場(chǎng)份額。
移動(dòng)CPU:
主打節(jié)能牌
在移動(dòng)CPU方面,Intel將以其超低功耗的Atom和Arrandale系列處理器主導(dǎo)市場(chǎng),后者把CPU和GPU整合到一起。而AMD將在圖形顯示處理器市場(chǎng)贏得不小的市場(chǎng)份額,特別是上網(wǎng)本市場(chǎng)。因?yàn)榈侥壳盀橹?只有AMD的移動(dòng)圖形處理器支持微軟DirectX 11。在手持設(shè)備和智能本市場(chǎng),則是ARM的Cortex-A8/A9的天下。
具體來(lái)說(shuō),AMD今年會(huì)有兩款全新的移動(dòng)處理器上市:AMD的首個(gè)4核移動(dòng)CPU代碼為Champlain,有2MB的緩存(每個(gè)核512MB),支持DDR3內(nèi)存。AMD也計(jì)劃推出2核的Champlain處理器。根據(jù)AMD的產(chǎn)品路線(xiàn)圖,Champlain是其面向一體機(jī)和輕薄上網(wǎng)本的Danube平臺(tái)的基礎(chǔ),Danube支持DirectX 10.1(采用集成顯卡)和DirectX 11(采用獨(dú)立顯卡); AMD的另一款新移動(dòng)CPU產(chǎn)品代碼為Geneva,雙核,有2MB緩存,支持DDR3內(nèi)存。Geneva是AMD面向超薄上網(wǎng)本的Nile平臺(tái)的基礎(chǔ),也支持DirectX 10.1(采用集成顯卡)和DirectX 11(采用獨(dú)立顯卡)。
而今年Intel在移動(dòng)CPU方面產(chǎn)品較多,包括在CES前夕的5款新的Core i7處理器、4款新的Core i5處理器和兩款新的Core i3處理器。Intel將繼續(xù)采用45納米制程工藝生產(chǎn)其高端的4核Core i7移動(dòng)CPU,不過(guò),新的Core i3和雙核Core i5(此前的代碼為Arrandale)都將采用32納米的Westmere工藝。這些處理器中的圖形處理器會(huì)與CPU封裝在一起。這些新的芯片都采用了Intel的Turbo Boost技術(shù)(Nehalem微架構(gòu)內(nèi)置了這一功能),該技術(shù)能根據(jù)負(fù)載自動(dòng)動(dòng)態(tài)調(diào)整內(nèi)核的時(shí)鐘頻率,從而盡可能降低能耗,減少發(fā)熱量。Core i3和Core i5還能采用同樣的方式調(diào)整集成圖形處理器的時(shí)鐘頻率。
另外,Intel的新移動(dòng)處理器還能動(dòng)態(tài)調(diào)整CPU內(nèi)核和圖形內(nèi)核的發(fā)熱量(這個(gè)功能在桌面處理器中還沒(méi)有提供)。比如,如果計(jì)算機(jī)正在執(zhí)行一個(gè)CPU運(yùn)算密集型的任務(wù),處理器能放慢GPU的工作頻率,以保證CPU運(yùn)行得更快,同時(shí)也散發(fā)出更多的熱量; 同樣,如果計(jì)算機(jī)正在執(zhí)行一個(gè)與圖形處理高度相關(guān)的任務(wù),處理器則能放慢CPU的工作頻率,從而允許GPU釋放出更多的熱量。
Intel的新移動(dòng)處理器將采用與臺(tái)式機(jī)處理器同樣的圖形處理內(nèi)核,因此,也提供同樣的圖形處理能力,包括支持DVI、雙HDMI 1.3a輸入、DisplayPort接口,支持藍(lán)光視頻解碼、Dolby TrueHD和DTS-HD Master Audio 聲道。
上網(wǎng)本CPU:
Intel霸主地位穩(wěn)固
在上網(wǎng)本用CPU市場(chǎng),今年似乎沒(méi)有誰(shuí)準(zhǔn)備挑戰(zhàn)Intel的霸主地位。AMD還沒(méi)有面向這個(gè)市場(chǎng)的產(chǎn)品,而威盛新的Nano 3300系列處理器主要面向的則是臺(tái)式機(jī)和輕薄筆記本市場(chǎng),甚至Intel在這個(gè)市場(chǎng)將只準(zhǔn)備推出一款新的Atom處理器,這就是Atom N450。
Atom N450是一種單核、帶有512KB二級(jí)緩存的處理器。它的時(shí)鐘頻率為1.66GHz,前端總線(xiàn)667MHz,支持超線(xiàn)程。與面向臺(tái)式機(jī)的Atom處理器一樣,這款新處理器也會(huì)把內(nèi)存控制器集成到CPU中,從而把平臺(tái)芯片數(shù)從3個(gè)減少到兩個(gè)。
智能本CPU:
市場(chǎng)處于混沌期
對(duì)智能本市場(chǎng),人們的預(yù)測(cè)有很大差異。客觀(guān)地說(shuō),關(guān)于智能本的任何預(yù)測(cè)都帶有很大風(fēng)險(xiǎn),因?yàn)檫@種產(chǎn)品類(lèi)型才剛剛出現(xiàn)不久。
一般來(lái)說(shuō),智能本是一種比上網(wǎng)本更小、更輕也更便宜的產(chǎn)品類(lèi)型,通常由手機(jī)生廠(chǎng)商提供作為手機(jī)的補(bǔ)充,因此有可能是免費(fèi)的(不過(guò),可能需要與提供方簽訂一份長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)流量合同)。
人們普遍認(rèn)為,ARM的Cortex-A8和Cortex-A9會(huì)是第一代智能本CPU的首選。ARM自己并不生產(chǎn)處理器,不過(guò),它把自己的設(shè)計(jì)授權(quán)給其他制造商,這些制造商可以把ARM的設(shè)計(jì)集成到自己的平臺(tái)上。目前,Freescale的i.MX515、Nvidia的Tegra系列、Qualcomm的Snapdragon系列以及德州儀器的OMAP 3系列采用的都是Cortex架構(gòu)。
一些分析人士認(rèn)為,采用ARM的處理器架構(gòu)的智能本有一個(gè)缺陷。因?yàn)檫@樣的智能本通常不支持Window的桌面版,其操作系統(tǒng)一般是Windows Mobile或者是某個(gè)Linux版本,而大多數(shù)用戶(hù)更希望自己智能本能支持Windows應(yīng)用。不過(guò),Apple不這么認(rèn)為,它會(huì)加入ARM陣營(yíng),推出與iPhone兼容的智能本。
鏈 接
未來(lái)幾年的CPU市場(chǎng)演變
CPU領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)是長(zhǎng)期的,廠(chǎng)商的市場(chǎng)戰(zhàn)略也是長(zhǎng)期的,它們今天的產(chǎn)品和計(jì)劃都會(huì)對(duì)其未來(lái)的發(fā)展帶來(lái)影響。
AMD的首個(gè)32納米的CPU樣片可能在今年下半年出來(lái),可能在2011年量產(chǎn)。AMD還計(jì)劃推出一種高端臺(tái)式機(jī)CPU的微架構(gòu)(代號(hào)為Bulldozer)和一種新的低能耗移動(dòng)CPU微架構(gòu)(代號(hào)為Bobcat)。
與Intel的超線(xiàn)程結(jié)構(gòu)相似,一個(gè)Bulldozer內(nèi)核在操作系統(tǒng)中顯示為兩個(gè)核,所不同的是,Bulldozer的兩個(gè)核幾乎完全在硬件中實(shí)現(xiàn)。AMD的首個(gè)Bulldozer CPU(代碼為Zambezi)將有4~8個(gè)核,相應(yīng)地在操作系統(tǒng)中就能顯現(xiàn)8~16個(gè)核。Zambezi和AMD即將推出的獨(dú)立圖形顯示芯片一起構(gòu)成了AMD的Scorpius平臺(tái),主要面向高端的發(fā)燒友。
AMD廣受關(guān)注的Fusion處理器今年可能上市,這是首款真正把GPU與CPU集成到一起的芯片(Intel的Arrandale和Clarkdale中的CPU與GPU雖然是在一個(gè)包裝中,但是它們分別位于兩個(gè)獨(dú)立的芯片中)。
AMD把Fusion稱(chēng)為APU(Accelerated Processing Unit,加速處理單元)。第一個(gè)這樣的產(chǎn)品代號(hào)為L(zhǎng)lano,最多可有4個(gè)CPU內(nèi)核和一個(gè)兼容DirectX 11的圖形處理器。Llano將面向主流的臺(tái)式機(jī)市場(chǎng)(作為L(zhǎng)ynx平臺(tái)中的一部分)和一體機(jī)及輕薄上網(wǎng)本市場(chǎng)(Sabine平臺(tái)的一部分)。
AMD的Bobcat微架構(gòu)將幫助AMD的處理器與Intel的Atom在上網(wǎng)本市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。目前,AMD沒(méi)有透露更多關(guān)于Bobcat的消息,不過(guò),AMD曾表示,在低功耗的APU(代碼為Ontario)中會(huì)使用2個(gè)Bobcat的內(nèi)核。Ontario將主要面向超輕薄的上網(wǎng)本市場(chǎng)(作為Brazos平臺(tái)的一部分)。
當(dāng)然,Intel也不會(huì)閑著,Intel已經(jīng)宣布在今年下半年將引入新的代碼為Sandy Bridge的微架構(gòu)(下一個(gè)“Tick”)。目前除了知道它將采用32納米的Westmere制程工藝,以及會(huì)像AMD的Fusion那樣把GPU與CPU真正集成到一起之外,Intel沒(méi)有就Sandy Bridge公布其他信息。另外,網(wǎng)上有消息說(shuō)Sandy Bridge將有4個(gè)CPU核。
篇5
關(guān)鍵詞:?jiǎn)栴};先進(jìn)制造技術(shù);前沿科學(xué);應(yīng)用前景
制造業(yè)是現(xiàn)代國(guó)民經(jīng)濟(jì)和綜合國(guó)力的重要支柱,其生產(chǎn)總值一般占一個(gè)國(guó)家國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的20%~55%。在一個(gè)國(guó)家的企業(yè)生產(chǎn)力構(gòu)成中,制造技術(shù)的作用一般占60%左右。專(zhuān)家認(rèn)為,世界上各個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng),主要是制造技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。其競(jìng)爭(zhēng)能力最終體現(xiàn)在所生產(chǎn)的產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率上。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的高速發(fā)展以及顧客需求和市場(chǎng)環(huán)境的不斷變化,這種競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,因而各國(guó)政府都非常重視對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的研究。
一、當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問(wèn)題
當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問(wèn)題主要集中在以下幾方面:
(1)制造系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng),為滿(mǎn)足制造系統(tǒng)敏捷性、快速響應(yīng)和快速重組的能力,必須借鑒信息科學(xué)、生命科學(xué)和社會(huì)科學(xué)等多學(xué)科的研究成果,探索制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)、制造模式和制造系統(tǒng)有效的運(yùn)行機(jī)制。制造系統(tǒng)優(yōu)化的組織結(jié)構(gòu)和良好的運(yùn)行狀況是制造系統(tǒng)建模、仿真和優(yōu)化的主要目標(biāo)。制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)不僅對(duì)制造企業(yè)的敏捷性和對(duì)需求的響應(yīng)能力及可重組能力有重要意義,而且對(duì)制造企業(yè)底層生產(chǎn)設(shè)備的柔性和可動(dòng)態(tài)重組能力提出了更高的要求。生物制造觀(guān)越來(lái)越多地被引入制造系統(tǒng),以滿(mǎn)足制造系統(tǒng)新的要求。
(2)為支持快速敏捷制造,幾何知識(shí)的共享已成為制約現(xiàn)代制造技術(shù)中產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和制造的關(guān)鍵問(wèn)題。例如在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(CAD/CAM)集成、坐標(biāo)測(cè)量(CMM)和機(jī)器人學(xué)等方面,在三維現(xiàn)實(shí)空間(3-RealSpace)中,都存在大量的幾何算法設(shè)計(jì)和分析等問(wèn)題,特別是其中的幾何表示、幾何計(jì)算和幾何推理問(wèn)題;在測(cè)量和機(jī)器人路徑規(guī)劃及零件的尋位(如Localization)等方面,存在C-空間(配置空間ConfigurationSpace)的幾何計(jì)算和幾何推理問(wèn)題;在物體操作(夾持、抓取和裝配等)描述和機(jī)器人多指抓取規(guī)劃、裝配運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和操作規(guī)劃方面則需要在旋量空間(ScrewSpace)進(jìn)行幾何推理。制造過(guò)程中物理和力學(xué)現(xiàn)象的幾何化研究形成了制造科學(xué)中幾何計(jì)算和幾何推理等多方面的研究課題,其理論有待進(jìn)一步突破,當(dāng)前一門(mén)新學(xué)科--計(jì)算機(jī)幾何正在受到日益廣泛和深入的研究。
(3)在現(xiàn)代制造過(guò)程中,信息不僅已成為主宰制造產(chǎn)業(yè)的決定性因素,而且還是最活躍的驅(qū)動(dòng)因素。提高制造系統(tǒng)的信息處理能力已成為現(xiàn)代制造科學(xué)發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)。由于制造系統(tǒng)信息組織和結(jié)構(gòu)的多層次性,制造信息的獲取、集成與融合呈現(xiàn)出立體性、信息度量的多維性、以及信息組織的多層次性。在制造信息的結(jié)構(gòu)模型、制造信息的一致性約束、傳播處理和海量數(shù)據(jù)的制造知識(shí)庫(kù)管理等方面,都還有待進(jìn)一步突破。
(4)各種人工智能工具和計(jì)算智能方法在制造中的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了制造智能的發(fā)展。一類(lèi)基于生物進(jìn)化算法的計(jì)算智能工具,在包括調(diào)度問(wèn)題在內(nèi)的組合優(yōu)化求解技術(shù)領(lǐng)域中,受到越來(lái)越普遍的關(guān)注,有望在制造中完成組合優(yōu)化問(wèn)題時(shí)的求解速度和求解精度方面雙雙突破問(wèn)題規(guī)模的制約。制造智能還表現(xiàn)在:智能調(diào)度、智能設(shè)計(jì)、智能加工、機(jī)器人學(xué)、智能控制、智能工藝規(guī)劃、智能診斷等多方面。
這些問(wèn)題是當(dāng)前產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵理論問(wèn)題,也是制造由一門(mén)技藝上升為一門(mén)科學(xué)的重要基礎(chǔ)性問(wèn)題。這些問(wèn)題的重點(diǎn)突破,可以形成產(chǎn)品創(chuàng)新的基礎(chǔ)研究體系。
二、現(xiàn)代機(jī)械工程的前沿科學(xué)
不同科學(xué)之間的交叉融合將產(chǎn)生新的科學(xué)聚集,經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步對(duì)科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生了新的要求和期望,從而形成前沿科學(xué)。前沿科學(xué)也就是已解決的和未解決的科學(xué)問(wèn)題之間的界域。前沿科學(xué)具有明顯的時(shí)域、領(lǐng)域和動(dòng)態(tài)特性。工程前沿科學(xué)區(qū)別于一般基礎(chǔ)科學(xué)的重要特征是它涵蓋了工程實(shí)際中出現(xiàn)的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題。
超聲電機(jī)、超高速切削、綠色設(shè)計(jì)與制造等領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)外已經(jīng)做了大量的研究工作,但創(chuàng)新的關(guān)鍵是機(jī)械科學(xué)問(wèn)題還不明朗。大型復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的性能優(yōu)化設(shè)計(jì)和產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)、智能結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)、智能機(jī)器人及其動(dòng)力學(xué)、納米摩擦學(xué)、制造過(guò)程的三維數(shù)值模擬和物理模擬、超精度和微細(xì)加工關(guān)鍵工藝基礎(chǔ)、大型和超大型精密儀器裝備的設(shè)計(jì)和制造基礎(chǔ)、虛擬制造和虛擬儀器、納米測(cè)量及儀器、并聯(lián)軸機(jī)床、微型機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外雖然已做了不少研究,但仍有許多關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題有待解決。
信息科學(xué)、納米科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、管理科學(xué)和制造科學(xué)將是改變21世紀(jì)的主流科學(xué),由此產(chǎn)生的高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)將改變世界的面貌。因此,與以上領(lǐng)域相交叉發(fā)展的制造系統(tǒng)和制造信息學(xué)、納米機(jī)械和納米制造科學(xué)、仿生機(jī)械和仿生制造學(xué)、制造管理科學(xué)和可重構(gòu)制造系統(tǒng)等會(huì)是21世紀(jì)機(jī)械工程科學(xué)的重要前沿科學(xué)。
2.1制造科學(xué)與信息科學(xué)的交叉--制造信息科學(xué)
機(jī)電產(chǎn)品是信息在原材料上的物化。許多現(xiàn)代產(chǎn)品的價(jià)值增值主要體現(xiàn)在信息上。因此制造過(guò)程中信息的獲取和應(yīng)用十分重要。信息化是制造科學(xué)技術(shù)走向全球化和現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。人們一方面對(duì)制造技術(shù)開(kāi)始探索產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中的信息本質(zhì),另一方面對(duì)制造技術(shù)本身加以改造,以使得其適應(yīng)新的信息化制造環(huán)境。隨著對(duì)制造過(guò)程和制造系統(tǒng)認(rèn)識(shí)的加深,研究者們正試圖以全新的概念和方式對(duì)其加以描述和表達(dá),以進(jìn)一步達(dá)到實(shí)現(xiàn)控制和優(yōu)化的目的。
與制造有關(guān)的信息主要有產(chǎn)品信息、工藝信息和管理信息,這一領(lǐng)域有如下主要研究方向和內(nèi)容:
(1)制造信息的獲取、處理、存儲(chǔ)、傳遞和應(yīng)用,大量制造信息向知識(shí)和決策轉(zhuǎn)化。
(2)非符號(hào)信息的表達(dá)、制造信息的保真?zhèn)鬟f、制造信息的管理、非完整制造信息狀態(tài)下的生產(chǎn)決策、虛擬管理制造、基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的設(shè)計(jì)和制造、制造過(guò)程和制造系統(tǒng)中的控制科學(xué)問(wèn)題。
這些內(nèi)容是制造科學(xué)和信息科學(xué)基礎(chǔ)融合的產(chǎn)物,構(gòu)成了制造科學(xué)中的新分支--制造信息學(xué)。
2.2微機(jī)械及其制造技術(shù)研究
微型電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS),是指集微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的完整微型機(jī)電系統(tǒng)。MEMS技術(shù)的目標(biāo)是通過(guò)系統(tǒng)的微型化、集成化來(lái)探索具有新原理、新功能的元件和系統(tǒng)。MEMS的發(fā)展將極大地促進(jìn)各類(lèi)產(chǎn)品的袖珍化、微型化,成數(shù)量級(jí)的提高器件與系統(tǒng)的功能密度、信息密度與互聯(lián)密度,大幅度地節(jié)能、節(jié)材。它不僅可以降低機(jī)電系統(tǒng)的成本,而且還可以完成許多大尺寸機(jī)電系統(tǒng)無(wú)法完成的任務(wù)。例如用尖端直徑為5μm的微型鑷子可以?shī)A起一個(gè)紅細(xì)胞;制造出3mm大小能夠開(kāi)動(dòng)的小汽車(chē);可以在磁場(chǎng)中飛行的像蝴蝶大小的飛機(jī)等。MEMS技術(shù)的發(fā)展開(kāi)辟了技術(shù)全新的領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè),具有許多傳統(tǒng)傳感器無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn),因此在制造業(yè)、航空、航天、交通、通信、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事、家庭以及幾乎人們接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。
微機(jī)械是機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)在納米尺度上相融合的產(chǎn)物。早在1959年就有科學(xué)家提出微型機(jī)械的設(shè)想,1962年第一個(gè)硅微型壓力傳感器問(wèn)世。1987年美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校研制出轉(zhuǎn)子直徑為60~120μm的硅微型靜電電動(dòng)機(jī),顯示出利用硅微加工工藝制作微小可動(dòng)結(jié)構(gòu)并與集成電路兼容制造微小系統(tǒng)的潛力。微機(jī)械技術(shù)有可能像20世紀(jì)的微電子技術(shù)那樣,在21世紀(jì)對(duì)世界科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)產(chǎn)生巨大的影響。近10年來(lái),微機(jī)械的發(fā)展令人矚目。其特點(diǎn)如下:相當(dāng)數(shù)量的微型元器件(微型結(jié)構(gòu)、微型傳感器和微型執(zhí)行器等)和微系統(tǒng)研究成功,體現(xiàn)了其現(xiàn)實(shí)的和潛在的應(yīng)用價(jià)值;多種微型制造技術(shù)的發(fā)展,特別是半導(dǎo)體微細(xì)加工等技術(shù)已成為微系統(tǒng)的支撐技術(shù);微型機(jī)電系統(tǒng)的研究需要多學(xué)科交叉的研究隊(duì)伍,微型機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)是在微電子工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展的多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域,涉及電子工程、機(jī)械工程、材料工程、物理學(xué)、化學(xué)以及生物醫(yī)學(xué)等多種工程技術(shù)和科學(xué)。
目前對(duì)微觀(guān)條件下的機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,微小構(gòu)件的物理特性和載荷作用下的力學(xué)行為等尚缺乏充分的認(rèn)識(shí),還沒(méi)有形成基于一定理論基礎(chǔ)之上的微系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論與方法,因此只能憑經(jīng)驗(yàn)和試探的方法進(jìn)行研究。微型機(jī)械系統(tǒng)研究中存在的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題有微系統(tǒng)的尺度效應(yīng)、物理特性和生化特性等。微系統(tǒng)的研究正處于突破的前夜,是亟待深入研究的領(lǐng)域。
2.3材料制備/零件制造一體化和加工新技術(shù)基礎(chǔ)
材料是人類(lèi)進(jìn)步的里程碑,是制造業(yè)和高技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。每一種重要新材料的成功制備和應(yīng)用,都會(huì)推進(jìn)物質(zhì)文明,促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和軍事實(shí)力的增強(qiáng)。21世紀(jì)中,世界將由資源消耗型的工業(yè)經(jīng)濟(jì)向知識(shí)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變,要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性;要求材料和零件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)定量化、數(shù)字化;要求材料和零件的制備快速、高效并實(shí)現(xiàn)二者一體化、集成化。材料和零件的數(shù)字化設(shè)計(jì)與擬實(shí)仿真優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)材料與零件的高效優(yōu)質(zhì)制備/制造及二者一體化、集成化制造的關(guān)鍵。一方面,通過(guò)計(jì)算機(jī)完成擬實(shí)仿真優(yōu)化后可以減少材料制備與零件制造過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)性環(huán)節(jié),獲得最佳的工藝方案,實(shí)現(xiàn)材料與零件的高效優(yōu)質(zhì)制備/制造;另一方面,根據(jù)不同材料性能的要求,如彈性模量、熱膨脹系數(shù)、電磁性能等,研究材料和零件的設(shè)計(jì)形式。進(jìn)而結(jié)合傳統(tǒng)的去除材料式制造技術(shù)、增加材料式覆層技術(shù)等,研究多種材料組分的復(fù)合成形工藝技術(shù)。形成材料與零件的數(shù)字化制造理論、技術(shù)和方法,如快速成形技術(shù)采用材料逐漸增長(zhǎng)的原理,突破了傳統(tǒng)的去材法和變形法機(jī)械加工的許多限制,加工過(guò)程不需要工具或模具,能迅速制造出任意復(fù)雜形狀又具有一定功能的三維實(shí)體模型或零件。
2.4機(jī)械仿生制造
21世紀(jì)將是生命科學(xué)的世紀(jì),機(jī)械科學(xué)和生命科學(xué)的深度融合將產(chǎn)生全新概念的產(chǎn)品(如智能仿生結(jié)構(gòu)),開(kāi)發(fā)出新工藝(如生長(zhǎng)成形工藝)和開(kāi)辟一系列的新產(chǎn)業(yè),并為解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造過(guò)程和系統(tǒng)中一系列難題提供新的解決方法。這是一個(gè)極富創(chuàng)新和挑戰(zhàn)的前沿領(lǐng)域。
地球上的生物在漫長(zhǎng)的進(jìn)化中所積累的優(yōu)良品性為解決人類(lèi)制造活動(dòng)中的各種難題提供了范例和指南。從生命現(xiàn)象中學(xué)習(xí)組織與運(yùn)行復(fù)雜系統(tǒng)的方法和技巧,是今后解決目前制造業(yè)所面臨許多難題的一條有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自組織、自愈合、自增長(zhǎng)與自進(jìn)化等功能結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式的一種制造系統(tǒng)與制造過(guò)程。如果說(shuō)制造過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化延伸了人類(lèi)的體力,智能化延伸了人類(lèi)的智力,那么,"仿生制造"則可以說(shuō)延伸了人類(lèi)自身的組織結(jié)構(gòu)和進(jìn)化過(guò)程。
仿生制造所涉及的科學(xué)問(wèn)題是生物的"自組織"機(jī)制及其在制造系統(tǒng)中的應(yīng)用問(wèn)題。所謂"自組織"是指一個(gè)系統(tǒng)在其內(nèi)在機(jī)制的驅(qū)動(dòng)下,在組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式上不斷自我完善、從而提高對(duì)于環(huán)境適應(yīng)能力的過(guò)程。仿生制造的"自組織"機(jī)制為自下而上的產(chǎn)品并行設(shè)計(jì)、制造工藝規(guī)程的自動(dòng)生成、生產(chǎn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)重組以及產(chǎn)品和制造系統(tǒng)的自動(dòng)趨優(yōu)提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)條件。
仿生制造屬于制造科學(xué)和生命科學(xué)的"遠(yuǎn)緣雜交",它將對(duì)21世紀(jì)的制造業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。
仿生制造的研究?jī)?nèi)容目前有兩個(gè)方面:
2.4.1面向生命的仿生制造
研究生命現(xiàn)象的一般規(guī)律和模型,例如人工生命、細(xì)胞自動(dòng)機(jī)、生物的信息處理技巧、生物智能、生物型的組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式以及生物的進(jìn)化和趨優(yōu)機(jī)制等;
2.4.2面向制造的仿生制造
研究仿生制造系統(tǒng)的自組織機(jī)制與方法,例如:基于充分信息共享的仿生設(shè)計(jì)原理,基于多自律單元協(xié)同的分布式控制和基于進(jìn)化機(jī)制的尋優(yōu)策略;研究仿生制造的概念體系及其基礎(chǔ),例如:仿生空間的形式化描述及其信息映射關(guān)系,仿生系統(tǒng)及其演化過(guò)程的復(fù)雜度計(jì)量方法。
機(jī)械仿生與仿生制造是機(jī)械科學(xué)與生命科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的高度融合,其研究?jī)?nèi)容包括生長(zhǎng)成形工藝、仿生設(shè)計(jì)和制造系統(tǒng)、智能仿生機(jī)械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多屬前沿探索性的工作,具有鮮明的基礎(chǔ)研究的特點(diǎn),如果抓住機(jī)遇研究下去,將可能產(chǎn)生革命性的突破。今后應(yīng)關(guān)注的研究領(lǐng)域有生物加工技術(shù)、仿生制造系統(tǒng)、基于快速原型制造技術(shù)的組織工程學(xué),以及與生物工程相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)等。
三、現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
20世紀(jì)90年代以來(lái),世界各國(guó)都把制造技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)作為國(guó)家的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行優(yōu)先發(fā)展,如美國(guó)的先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃AMTP、日本的智能制造技術(shù)(IMS)國(guó)際合作計(jì)劃、韓國(guó)的高級(jí)現(xiàn)代技術(shù)國(guó)家計(jì)劃(G--7)、德國(guó)的制造2000計(jì)劃和歐共體的ESPRIT和BRITE-EURAM計(jì)劃。
隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展,市場(chǎng)需求個(gè)性化與多樣化,未來(lái)現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)是向精密化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、綠色集成化、全球化的方向發(fā)展。
當(dāng)前現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)大致有以下九個(gè)方面:
(1)信息技術(shù)、管理技術(shù)與工藝技術(shù)緊密結(jié)合,現(xiàn)代制造生產(chǎn)模式會(huì)獲得不斷發(fā)展。
(2)設(shè)計(jì)技術(shù)與手段更現(xiàn)代化。
(3)成型及制造技術(shù)精密化、制造過(guò)程實(shí)現(xiàn)低能耗。
(4)新型特種加工方法的形成。
(5)開(kāi)發(fā)新一代超精密、超高速制造裝備。
(6)加工工藝由技藝發(fā)展為工程科學(xué)。
(7)實(shí)施無(wú)污染綠色制造。
篇6
關(guān)鍵詞:納米科學(xué)納米技術(shù)納米管納米線(xiàn)納米團(tuán)簇半導(dǎo)體
NanoscienceandNanotechnology–theSecondRevolution
Abstract:Thefirstrevolutionofnanosciencetookplaceinthepast10years.Inthisperiod,researchersinChina,HongKongandworldwidehavedemonstratedtheabilitytofabricatelargequantitiesofnanotubes,nanowiresandnanoclustersofdifferentmaterials,usingeitherthe“build-up”or“build-down”approach.Theseeffortshaveshownthatifnanostructurescanbefabricatedinexpensively,therearemanyrewardstobereaped.Structuressmallerthan20nmexhibitnon-classicalpropertiesandtheyofferthebasisforentirelydifferentthinkinginmakingdevicesandhowdevicesfunction.Theabilitytofabricatestructureswithdimensionlessthan70nmallowthecontinuationofminiaturizationofdevicesinthesemiconductorindustry.Thesecondnanoscienceandnantechnologyrevolutionwilllikelytakeplaceinthenext10years.Inthisnewperiod,scientistsandengineerswillneedtoshowthatthepotentialandpromiseofnanostructurescanberealized.Therealizationisthefabricationofpracticaldeviceswithgoodcontrolinsize,composition,orderandpuritysothatsuchdeviceswilldeliverthepromisedfunctions.Weshalldiscusssomedifficultiesandchallengesfacedinthisnewperiod.Anumberofalternativeapproacheswillbediscussed.Weshallalsodiscusssomeoftherewardsifthesedifficultiescanbeovercome.
Keywords:Nanoscience,Nanotechnology,Nanotubes,Nanowires,Nanoclusters,“build-up”,“build-down”,Semiconductor
I.引言
納米科學(xué)和技術(shù)所涉及的是具有尺寸在1-100納米范圍的結(jié)構(gòu)的制備和表征。在這個(gè)領(lǐng)域的研究舉世矚目。例如,美國(guó)政府2001財(cái)政年度在納米尺度科學(xué)上的投入要比2000財(cái)政年增長(zhǎng)83%,達(dá)到5億美金。有兩個(gè)主要的理由導(dǎo)致人們對(duì)納米尺度結(jié)構(gòu)和器件的興趣的增加。第一個(gè)理由是,納米結(jié)構(gòu)(尺度小于20納米)足夠小以至于量子力學(xué)效應(yīng)占主導(dǎo)地位,這導(dǎo)致非經(jīng)典的行為,譬如,量子限制效應(yīng)和分立化的能態(tài)、庫(kù)侖阻塞以及單電子邃穿等。這些現(xiàn)象除引起人們對(duì)基礎(chǔ)物理的興趣外,亦給我們帶來(lái)全新的器件制備和功能實(shí)現(xiàn)的想法和觀(guān)念,例如,單電子輸運(yùn)器件和量子點(diǎn)激光器等。第二個(gè)理由是,在半導(dǎo)體工業(yè)有器件持續(xù)微型化的趨勢(shì)。根據(jù)“國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)路向(2001)“雜志,2005年前動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)和微處理器(MPU)的特征尺寸預(yù)期降到80納米,而MPU中器件的柵長(zhǎng)更是預(yù)期降到45納米。然而,到2003年在MPU制造中一些不知其解的問(wèn)題預(yù)期就會(huì)出現(xiàn)。到2005年類(lèi)似的問(wèn)題將預(yù)期出現(xiàn)在DRAM的制造過(guò)程中。半導(dǎo)體器件特征尺寸的深度縮小不僅要求新型光刻技術(shù)保證能使尺度刻的更小,而且要求全新的器件設(shè)計(jì)和制造方案,因?yàn)楫?dāng)MOS器件的尺寸縮小到一定程度時(shí)基礎(chǔ)物理極限就會(huì)達(dá)到。隨著傳統(tǒng)器件尺寸的進(jìn)一步縮小,量子效應(yīng)比如載流子邃穿會(huì)造成器件漏電流的增加,這是我們不想要的但卻是不可避免的。因此,解決方案將會(huì)是制造基于量子效應(yīng)操作機(jī)制的新型器件,以便小物理尺寸對(duì)器件功能是有益且必要的而不是有害的。如果我們能夠制造納米尺度的器件,我們肯定會(huì)獲益良多。譬如,在電子學(xué)上,單電子輸運(yùn)器件如單電子晶體管、旋轉(zhuǎn)柵門(mén)管以及電子泵給我們帶來(lái)諸多的微尺度好處,他們僅僅通過(guò)數(shù)個(gè)而非以往的成千上萬(wàn)的電子來(lái)運(yùn)作,這導(dǎo)致超低的能量消耗,在功率耗散上也顯著減弱,以及帶來(lái)快得多的開(kāi)關(guān)速度。在光電子學(xué)上,量子點(diǎn)激光器展現(xiàn)出低閾值電流密度、弱閾值電流溫度依賴(lài)以及大的微分增益等優(yōu)點(diǎn),其中大微分增益可以產(chǎn)生大的調(diào)制帶寬。在傳感器件應(yīng)用上,納米傳感器和納米探測(cè)器能夠測(cè)量極其微量的化學(xué)和生物分子,而且開(kāi)啟了細(xì)胞內(nèi)探測(cè)的可能性,這將導(dǎo)致生物醫(yī)學(xué)上迷你型的侵入診斷技術(shù)出現(xiàn)。納米尺度量子點(diǎn)的其他器件應(yīng)用,比如,鐵磁量子點(diǎn)磁記憶器件、量子點(diǎn)自旋過(guò)濾器及自旋記憶器等,也已經(jīng)被提出,可以肯定這些應(yīng)用會(huì)給我們帶來(lái)許多潛在的好處??偠灾瑹o(wú)論是從基礎(chǔ)研究(探索基于非經(jīng)典效應(yīng)的新物理現(xiàn)象)的觀(guān)念出發(fā),還是從應(yīng)用(受因結(jié)構(gòu)減少空間維度而帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)以及因應(yīng)半導(dǎo)體器件特征尺寸持續(xù)減小而需要這兩個(gè)方面的因素驅(qū)使)的角度來(lái)看,納米結(jié)構(gòu)都是令人極其感興趣的。
II.納米結(jié)構(gòu)的制備———首次浪潮
有兩種制備納米結(jié)構(gòu)的基本方法:build-up和build-down。所謂build-up方法就是將已預(yù)制好的納米部件(納米團(tuán)簇、納米線(xiàn)以及納米管)組裝起來(lái);而build-down方法就是將納米結(jié)構(gòu)直接地淀積在襯底上。前一種方法包含有三個(gè)基本步驟:1)納米部件的制備;2)納米部件的整理和篩選;3)納米部件組裝成器件(這可以包括不同的步驟如固定在襯底及電接觸的淀積等等)。“build-up“的優(yōu)點(diǎn)是個(gè)體納米部件的制備成本低以及工藝簡(jiǎn)單快捷。有多種方法如氣相合成以及膠體化學(xué)合成可以用來(lái)制備納米元件。目前,在國(guó)內(nèi)、在香港以及在世界上許多的實(shí)驗(yàn)室里這些方法正在被用來(lái)合成不同材料的納米線(xiàn)、納米管以及納米團(tuán)簇。這些努力已經(jīng)證明了這些方法的有效性。這些合成方法的主要缺點(diǎn)是材料純潔度較差、材料成份難以控制以及相當(dāng)大的尺寸和形狀的分布。此外,這些納米結(jié)構(gòu)的合成后工藝再加工相當(dāng)困難。特別是,如何整理和篩選有著窄尺寸分布的納米元件是一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題,這一問(wèn)題迄今仍未有解決。盡管存在如上的困難和問(wèn)題,“build-up“依然是一種能合成大量納米團(tuán)簇以及納米線(xiàn)、納米管的有效且簡(jiǎn)單的方法??墒沁@些合成的納米結(jié)構(gòu)直到目前為止仍然難以有什么實(shí)際應(yīng)用,這是因?yàn)樗鼈內(nèi)狈?shí)用所苛求的尺寸、組份以及材料純度方面的要求。而且,因?yàn)橥瑯拥脑蛴眠@種方法合成的納米結(jié)構(gòu)的功能性質(zhì)相當(dāng)差。不過(guò)上述方法似乎適宜用來(lái)制造傳感器件以及生物和化學(xué)探測(cè)器,原因是垂直于襯底生長(zhǎng)的納米結(jié)構(gòu)適合此類(lèi)的應(yīng)用要求。
“Build-down”方法提供了杰出的材料純度控制,而且它的制造機(jī)理與現(xiàn)代工業(yè)裝置相匹配,換句話(huà)說(shuō),它是利用廣泛已知的各種外延技術(shù)如分子束外延(MBE)、化學(xué)氣相淀積(MOVCD)等來(lái)進(jìn)行器件制造的傳統(tǒng)方法?!癇uild-down”方法的缺點(diǎn)是較高的成本。在“build-down”方法中有幾條不同的技術(shù)路徑來(lái)制造納米結(jié)構(gòu)。最簡(jiǎn)單的一種,也是最早使用的一種是直接在襯底上刻蝕結(jié)構(gòu)來(lái)得到量子點(diǎn)或者量子線(xiàn)。另外一種是包括用離子注入來(lái)形成納米結(jié)構(gòu)。這兩種技術(shù)都要求使用開(kāi)有小尺寸窗口的光刻版。第三種技術(shù)是通過(guò)自組裝機(jī)制來(lái)制造量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)。自組裝方法是在晶格失配的材料中自然生長(zhǎng)納米尺度的島。在Stranski-Krastanov生長(zhǎng)模式中,當(dāng)材料生長(zhǎng)到一定厚度后,二維的逐層生長(zhǎng)將轉(zhuǎn)換成三維的島狀生長(zhǎng),這時(shí)量子點(diǎn)就會(huì)生成。業(yè)已證明基于自組裝量子點(diǎn)的激光器件具有比量子阱激光器更好的性能。量子點(diǎn)器件的飽和材料增益要比相應(yīng)的量子阱器件大50倍,微分增益也要高3個(gè)量級(jí)。閾值電流密度低于100A/cm2、室溫輸出功率在瓦特量級(jí)(典型的量子阱基激光器的輸出功率是5-50mW)的連續(xù)波量子點(diǎn)激光器也已經(jīng)報(bào)道。無(wú)論是何種材料系統(tǒng),量子點(diǎn)激光器件都預(yù)期具有低閾值電流密度,這預(yù)示目前還要求在大閾值電流條件下才能激射的寬帶系材料如III組氮化物基激光器還有很大的顯著改善其性能的空間。目前這類(lèi)器件的性能已經(jīng)接近或達(dá)到商業(yè)化器件所要求的指標(biāo),預(yù)期量子點(diǎn)基的此類(lèi)材料激光器將很快在市場(chǎng)上出現(xiàn)。量子點(diǎn)基光電子器件的進(jìn)一步改善主要取決于量子點(diǎn)幾何結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。雖然在生長(zhǎng)條件上如襯底溫度、生長(zhǎng)元素的分氣壓等的變化能夠在一定程度上控制點(diǎn)的尺寸和密度,自組裝量子點(diǎn)還是典型底表現(xiàn)出在大小、密度及位置上的隨機(jī)變化,其中僅僅是密度可以粗糙地控制。自組裝量子點(diǎn)在尺寸上的漲落導(dǎo)致它們的光發(fā)射的非均勻展寬,因此減弱了使用零維體系制作器件所期望的優(yōu)點(diǎn)。由于量子點(diǎn)尺寸的統(tǒng)計(jì)漲落和位置的隨機(jī)變化,一層含有自組裝量子點(diǎn)材料的光致發(fā)光譜典型地很寬。在豎直疊立的多層量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)中這種譜展寬效應(yīng)可以被減弱。如果隔離層足夠薄,豎直疊立的多層量子點(diǎn)可典型地展現(xiàn)出豎直對(duì)準(zhǔn)排列,這可以有效地改善量子點(diǎn)的均勻性。然而,當(dāng)隔離層薄的時(shí)候,在一列量子點(diǎn)中存在載流子的耦合,這將失去因使用零維系統(tǒng)而帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)。怎樣優(yōu)化量子點(diǎn)的尺寸和隔離層的厚度以便既能獲得好均勻性的量子點(diǎn)又同時(shí)保持載流子能夠限制在量子點(diǎn)的個(gè)體中對(duì)于獲得器件的良好性能是至關(guān)重要的。
很清楚納米科學(xué)的首次浪潮發(fā)生在過(guò)去的十年中。在這段時(shí)期,研究者已經(jīng)證明了納米結(jié)構(gòu)的許多嶄新的性質(zhì)。學(xué)者們更進(jìn)一步征明可以用“build-down”或者“build-up”方法來(lái)進(jìn)行納米結(jié)構(gòu)制造。這些成果向我們展示,如果納米結(jié)構(gòu)能夠大量且廉價(jià)地被制造出來(lái),我們必將收獲更多的成果。
在未來(lái)的十年中,納米科學(xué)和技術(shù)的第二次浪潮很可能發(fā)生。在這個(gè)新的時(shí)期,科學(xué)家和工程師需要征明納米結(jié)構(gòu)的潛能以及期望功能能夠得到兌現(xiàn)。只有獲得在尺寸、成份、位序以及材料純度上良好可控能力并成功地制造出實(shí)用器件才能實(shí)現(xiàn)人們對(duì)納米器件所期望的功能。因此,納米科學(xué)的下次浪潮的關(guān)鍵點(diǎn)是納米結(jié)構(gòu)的人為可控性。
III.納米結(jié)構(gòu)尺寸、成份、位序以及密度的控制——第二次浪潮
為了充分發(fā)揮量子點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)之處,我們必須能夠控制量子點(diǎn)的位置、大小、成份已及密度。其中一個(gè)可行的方法是將量子點(diǎn)生長(zhǎng)在已經(jīng)預(yù)刻有圖形的襯底上。由于量子點(diǎn)的橫向尺寸要處在10-20納米范圍(或者更小才能避免高激發(fā)態(tài)子能級(jí)效應(yīng),如對(duì)于GaN材料量子點(diǎn)的橫向尺寸要小于8納米)才能實(shí)現(xiàn)室溫工作的光電子器件,在襯底上刻蝕如此小的圖形是一項(xiàng)挑戰(zhàn)性的技術(shù)難題。對(duì)于單電子晶體管來(lái)說(shuō),如果它們能在室溫下工作,則要求量子點(diǎn)的直徑要小至1-5納米的范圍。這些微小尺度要求已超過(guò)了傳統(tǒng)光刻所能達(dá)到的精度極限。有幾項(xiàng)技術(shù)可望用于如此的襯底圖形制作。
—電子束光刻通??梢杂脕?lái)制作特征尺度小至50納米的圖形。如果特殊薄膜能夠用作襯底來(lái)最小化電子散射問(wèn)題,那特征尺寸小至2納米的圖形可以制作出來(lái)。在電子束光刻中的電子散射因?yàn)樗^近鄰干擾效應(yīng)(proximityeffect)而嚴(yán)重影響了光刻的極限精度,這個(gè)效應(yīng)造成制備空間上緊鄰的納米結(jié)構(gòu)的困難。這項(xiàng)技術(shù)的主要缺點(diǎn)是相當(dāng)費(fèi)時(shí)。例如,刻寫(xiě)一張4英寸的硅片需要時(shí)間1小時(shí),這不適宜于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。電子束投影系統(tǒng)如SCALPEL(scatteringwithangularlimitationprojectionelectronlithography)正在發(fā)展之中以便使這項(xiàng)技術(shù)較適于用于規(guī)模生產(chǎn)。目前,耗時(shí)和近鄰干擾效應(yīng)這兩個(gè)問(wèn)題還沒(méi)有得到解決。
—聚焦離子束光刻是一種機(jī)制上類(lèi)似于電子束光刻的技術(shù)。但不同于電子束光刻的是這種技術(shù)并不受在光刻膠中的離子散射以及從襯底來(lái)的離子背散射影響。它能刻出特征尺寸細(xì)到6納米的圖形,但它也是一種耗時(shí)的技術(shù),而且高能離子束可能造成襯底損傷。
—掃描微探針術(shù)可以用來(lái)劃刻或者氧化襯底表面,甚至可以用來(lái)操縱單個(gè)原子和分子。最常用的方法是基于材料在探針作用下引入的高度局域化增強(qiáng)的氧化機(jī)制的。此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)用來(lái)刻劃金屬(Ti和Cr)、半導(dǎo)體(Si和GaAs)以及絕緣材料(Si3N4和silohexanes),還用在LB膜和自聚集分子單膜上。此種方法具有可逆和簡(jiǎn)單易行等優(yōu)點(diǎn)。引入的氧化圖形依賴(lài)于實(shí)驗(yàn)條件如掃描速度、樣片偏壓以及環(huán)境濕度等??臻g分辨率受限于針尖尺寸和形狀(雖然氧化區(qū)域典型地小于針尖尺寸)。這項(xiàng)技術(shù)已用于制造有序的量子點(diǎn)陣列和單電子晶體管。這項(xiàng)技術(shù)的主要缺點(diǎn)是處理速度慢(典型的刻寫(xiě)速度為1mm/s量級(jí))。然而,最近在原子力顯微術(shù)上的技術(shù)進(jìn)展—使用懸臂樑陣列已將掃描速度提高到4mm/s。此項(xiàng)技術(shù)的顯著優(yōu)點(diǎn)是它的杰出的分辨率和能產(chǎn)生任意幾何形狀的圖形能力。但是,是否在刻寫(xiě)速度上的改善能使它適用于除制造光刻版和原型器件之外的其他目的還有待于觀(guān)察。直到目前為止,它是一項(xiàng)能操控單個(gè)原子和分子的唯一技術(shù)。
—多孔膜作為淀積掩版的技術(shù)。多孔膜能用多種光刻術(shù)再加腐蝕來(lái)制備,它也可以用簡(jiǎn)單的陽(yáng)極氧化方法來(lái)制備。鋁膜在酸性腐蝕液中陽(yáng)極氧化就可以在鋁膜上產(chǎn)生六角密堆的空洞,空洞的尺寸可以控制在5-200nm范圍。制備多孔膜的其他方法是從納米溝道玻璃膜復(fù)制。用這項(xiàng)技術(shù)已制造出含有細(xì)至40nm的空洞的鎢、鉬、鉑以及金膜。
—倍塞(diblock)共聚物圖形制作術(shù)是一種基于不同聚合物的混合物能夠產(chǎn)生可控及可重復(fù)的相分離機(jī)制的技術(shù)。目前,經(jīng)過(guò)反應(yīng)離子刻蝕后,在旋轉(zhuǎn)涂敷的倍塞共聚物層中產(chǎn)生的圖形已被成功地轉(zhuǎn)移到Si3N4膜上,圖形中空洞直徑20nm,空洞之間間距40nm。在聚苯乙烯基體中的自組織形成的聚異戊二烯(polyisoprene)或聚丁二烯(polybutadiene)球(或者柱體)可以被臭氧去掉或者通過(guò)鋨染色而保留下來(lái)。在第一種情況,空洞能夠在氮化硅上產(chǎn)生;在第二種情況,島狀結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生。目前利用倍塞共聚物光刻技術(shù)已制造出GaAs納米結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)的側(cè)向特征尺寸約為23nm,密度高達(dá)1011/cm2。
—與倍塞共聚物圖形制作術(shù)緊密相關(guān)的一項(xiàng)技術(shù)是納米球珠光刻術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)的基本思路是將在旋轉(zhuǎn)涂敷的球珠膜中形成的圖形轉(zhuǎn)移到襯底上。各種尺寸的聚合物球珠是商業(yè)化的產(chǎn)品。然而,要制作出含有良好有序的小尺寸球珠薄膜也是比較困難的。用球珠單層膜已能制備出特征尺寸約為球珠直徑1/5的三角形圖形。雙層膜納米球珠掩膜版也已被制作出。能夠在金屬、半導(dǎo)體以及絕緣體襯底上使用納米球珠光刻術(shù)的能力已得到確認(rèn)。納米球珠光刻術(shù)(納米球珠膜的旋轉(zhuǎn)涂敷結(jié)合反應(yīng)離子刻蝕)已被用來(lái)在一些半導(dǎo)體表面上制造空洞和柱狀體納米結(jié)構(gòu)。
—將圖形從母體版轉(zhuǎn)移到襯底上的其他光刻技術(shù)。幾種所謂“軟光刻“方法,比如復(fù)制鑄模法、微接觸印刷法、溶劑輔助鑄模法以及用硬模版浮雕法等已被探索開(kāi)發(fā)。其中微接觸印刷法已被證明只能用來(lái)刻制特征尺寸大于100nm的圖形。復(fù)制鑄模法的可能優(yōu)點(diǎn)是ellastometric聚合物可被用來(lái)制作成一個(gè)戳子,以便可用同一個(gè)戳子通過(guò)對(duì)戳子的機(jī)械加壓能夠制作不同側(cè)向尺寸的圖形。在溶劑輔助鑄模法和用硬模版浮雕法(或通常稱(chēng)之為納米壓印術(shù))之間的主要差異是,前者中溶劑被用于軟化聚合物,而后者中軟化聚合物依靠的是溫度變化。溶劑輔助鑄模法的可能優(yōu)點(diǎn)是不需要加熱。納米壓印術(shù)已被證明可用來(lái)制作具有容量達(dá)400Gb/in2的納米激光光盤(pán),在6英寸硅片上刻制亞100nm分辨的圖形,刻制10nmX40nm面積的長(zhǎng)方形,以及在4英寸硅片上進(jìn)行圖形刻制。除傳統(tǒng)的平面納米壓印光刻法之外,滾軸型納米壓印光刻法也已被提出。在此類(lèi)技術(shù)中溫度被發(fā)現(xiàn)是一個(gè)關(guān)鍵因素。此外,應(yīng)該選用具有較低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚合物。為了取得高產(chǎn),下列因素要解決:
1)大的戳子尺寸
2)高圖形密度戳子
3)低穿刺(lowsticking)
4)壓印溫度和壓力的優(yōu)化
5)長(zhǎng)戳子壽命。
具有低穿刺率的大尺寸戳子已經(jīng)被制作出來(lái)。已有少量研究工作在試圖優(yōu)化壓印溫度和壓力,但顯然需要進(jìn)行更多的研究工作才能得到溫度和壓力的優(yōu)化參數(shù)。高圖形密度戳子的制作依然在發(fā)展之中。還沒(méi)有足夠量的工作來(lái)研究戳子的壽命問(wèn)題。曾有研究報(bào)告報(bào)道,覆蓋有超薄的特氟隆類(lèi)薄膜的模板可以用來(lái)進(jìn)行50次的浮刻而不需要中間清洗。報(bào)告指出最大的性能退化來(lái)自于嵌在戳子和聚合物之間的灰塵顆粒。如果戳子是從ellastometric母版制作出來(lái)的,抗穿刺層可能需要使用,而且進(jìn)行大約5次壓印后需要更換。值得關(guān)心的其他可能問(wèn)題包括鑲嵌的灰塵顆引起的戳子損傷或聚合物中圖形損傷,以及連續(xù)壓印之間戳子的清洗需要等。盡管進(jìn)一步的優(yōu)化和改良是必需的,但此項(xiàng)技術(shù)似乎有希望獲得高生產(chǎn)率。壓印過(guò)程包括對(duì)準(zhǔn)、加熱及冷卻循環(huán)等,整個(gè)過(guò)程所需時(shí)間大約20分鐘。使用具有較低玻璃化轉(zhuǎn)換溫度的聚合物可以縮短加熱和冷卻循環(huán)所需時(shí)間,因此可以縮短整個(gè)壓印過(guò)程時(shí)間。
IV.納米制造所面對(duì)的困難和挑戰(zhàn)
上述每一種用于在襯底上圖形刻制的技術(shù)都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。目前,似乎沒(méi)有哪個(gè)單一種技術(shù)可以用來(lái)高產(chǎn)量地刻制納米尺度且任意形狀的圖形。我們可以將圖形刻制的全過(guò)程分成下列步驟:
1.在一塊模版上刻寫(xiě)圖形
2.在過(guò)渡性或者功能性材料上復(fù)制模版上的圖形
3.轉(zhuǎn)移在過(guò)渡性或者功能性材料上復(fù)制的圖形。
很顯然第二步是最具挑戰(zhàn)性的一步。先前描述的各項(xiàng)技術(shù),例如電子束光刻或者掃描微探針光刻技術(shù),已經(jīng)能夠刻寫(xiě)非常細(xì)小的圖形。然而,這些技術(shù)都因相當(dāng)費(fèi)時(shí)而不適于規(guī)模生產(chǎn)。納米壓印術(shù)則因可作多片并行處理而可能解決規(guī)模生產(chǎn)問(wèn)題。此項(xiàng)技術(shù)似乎很有希望,但是在它能被廣泛應(yīng)用之前現(xiàn)存的嚴(yán)重的材料問(wèn)題必須加以解決。納米球珠和倍塞共聚物光刻術(shù)則提供了將第一步和第二步整合的解決方案。在這些技術(shù)中,圖形由球珠的尺寸或者倍塞共聚物的成分來(lái)確定。然而,用這兩種光刻術(shù)刻寫(xiě)的納米結(jié)構(gòu)的形狀非常有限。當(dāng)這些技術(shù)被人們看好有很大的希望用來(lái)刻寫(xiě)圖形以便生長(zhǎng)出有序的納米量子點(diǎn)陣列時(shí),它們卻完全不適于用來(lái)刻制任意形狀和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的圖形。為了能夠制造出高質(zhì)量的納米器件,不但必須能夠可靠地將圖形轉(zhuǎn)移到功能材料上,還必須保證在刻蝕過(guò)程中引入最小的損傷。濕法腐蝕技術(shù)典型地不產(chǎn)生或者產(chǎn)生最小的損傷,可是濕法腐蝕并不十分適于制備需要陡峭側(cè)墻的結(jié)構(gòu),這是因?yàn)樵谘谀0嫦乱欢ǔ潭鹊你@蝕是不可避免的,而這個(gè)鉆蝕決定性地影響微小結(jié)構(gòu)的刻制。另一方面,用干法刻蝕技術(shù),譬如,反應(yīng)離子刻蝕(RIE)或者電子回旋共振(ECR)刻蝕,在優(yōu)化條件下可以獲得陡峭的側(cè)墻。直到今天大多數(shù)刻蝕研究都集中于刻蝕速度以及刻蝕出垂直墻的能力,而關(guān)于刻蝕引入損傷的研究嚴(yán)重不足。已有研究表明,能在表面下100nm深處探測(cè)到刻蝕引入的損傷。當(dāng)器件中的個(gè)別有源區(qū)尺寸小于100nm時(shí),如此大的損傷是不能接受的。還有就是因?yàn)樗械募{米結(jié)構(gòu)都有大的表面-體積比,必須盡可能地減少在納米結(jié)構(gòu)表面或者靠近的任何缺陷。
隨著器件持續(xù)微型化的趨勢(shì)的發(fā)展,普通光刻技術(shù)的精度將很快達(dá)到它的由光的衍射定律以及材料物理性質(zhì)所確定的基本物理極限。通過(guò)采用深紫外光和相移版,以及修正光學(xué)近鄰干擾效應(yīng)等措施,特征尺寸小至80nm的圖形已能用普通光刻技術(shù)制備出。然而不大可能用普通光刻技術(shù)再進(jìn)一步顯著縮小尺寸。采用X光和EUV的光刻技術(shù)仍在研發(fā)之中,可是發(fā)展這些技術(shù)遇到在光刻膠以及模版制備上的諸多困難。目前來(lái)看,雖然也有一些具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題需要解決,特別是需要克服電子束散射以及相關(guān)聯(lián)的近鄰干擾效應(yīng)問(wèn)題,但投影式電子束光刻似乎是有希望的一種技術(shù)。掃描微探針技術(shù)提供了能分辨單個(gè)原子或分子的無(wú)可匹敵的精度,可是此項(xiàng)技術(shù)卻有固有的慢速度,目前還不清楚通過(guò)給它加裝陣列懸臂樑能否使它達(dá)到可以接受的刻寫(xiě)速度。利用轉(zhuǎn)移在自組裝薄膜中形成的圖形的技術(shù),例如倍塞共聚物以及納米球珠刻寫(xiě)技術(shù)則提供了實(shí)現(xiàn)成本不是那么昂貴的大面積圖形刻寫(xiě)的一種可能途徑。然而,在這種方式下形成的圖形僅局限于點(diǎn)狀或者柱狀圖形。對(duì)于制造相對(duì)簡(jiǎn)單的器件而言,此類(lèi)技術(shù)是足夠用的,但并不能解決微電子工業(yè)所面對(duì)的問(wèn)題。需要將圖形從一張模版復(fù)制到聚合物膜上的各種所謂“軟光刻“方法提供了一種并行刻寫(xiě)的技術(shù)途徑。模版可以用其他慢寫(xiě)技術(shù)來(lái)刻制,然后在模版上的圖形可以通過(guò)要么熱輔助要么溶液輔助的壓印法來(lái)復(fù)制。同一塊模版可以用來(lái)刻寫(xiě)多塊襯底,而且不像那些依賴(lài)化學(xué)自組裝圖形形成機(jī)制的方法,它可以用來(lái)刻制任意形狀的圖形。然而,要想獲得高生產(chǎn)率,某些技術(shù)問(wèn)題如穿刺及因灰塵導(dǎo)致的損傷等問(wèn)題需要加以解決。對(duì)一個(gè)理想的納米刻寫(xiě)技術(shù)而言,它的運(yùn)行和維修成本應(yīng)該低,它應(yīng)具備可靠地制備尺寸小但密度高的納米結(jié)構(gòu)的能力,還應(yīng)有在非平面上刻制圖形的能力以及制備三維結(jié)構(gòu)的功能。此外,它也應(yīng)能夠做高速并行操作,而且引入的缺陷密度要低。然而時(shí)至今日,仍然沒(méi)有任何一項(xiàng)能制作亞100nm圖形的單項(xiàng)技術(shù)能同時(shí)滿(mǎn)足上述所有條件。現(xiàn)在還難說(shuō)是否上述技術(shù)中的一種或者它們的某種組合會(huì)取代傳統(tǒng)的光刻技術(shù)。究竟是現(xiàn)有刻寫(xiě)技術(shù)的組合還是一種全新的技術(shù)會(huì)成為最終的納米刻寫(xiě)技術(shù)還有待于觀(guān)察。
另一項(xiàng)挑戰(zhàn)是,為了更新我們關(guān)于納米結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和知識(shí),有必要改善現(xiàn)有的表征技術(shù)或者發(fā)展一種新技術(shù)能夠用來(lái)表征單個(gè)納米尺度物體。由于自組裝量子點(diǎn)在尺寸上的自然漲落,可信地表征單個(gè)納米結(jié)構(gòu)的能力對(duì)于研究這些結(jié)構(gòu)的物理性質(zhì)是絕對(duì)至關(guān)重要的。目前表征單個(gè)納米結(jié)構(gòu)的能力非常有限。譬如,沒(méi)有一種結(jié)構(gòu)表征工具能夠用來(lái)確定一個(gè)納米結(jié)構(gòu)的表面結(jié)構(gòu)到0.1À的精度或者更佳。透射電子顯微術(shù)(TEM)能夠用來(lái)研究一個(gè)晶體結(jié)構(gòu)的內(nèi)部情況,但是它不能提供有關(guān)表面以及靠近表面的原子排列情況的信息。掃描隧道顯微術(shù)(STM)和原子力顯微術(shù)(AFM)能夠給出表面某區(qū)域的形貌,但它們并不能提供定量結(jié)構(gòu)信息好到能仔細(xì)理解表面性質(zhì)所要求的精度。當(dāng)近場(chǎng)光學(xué)方法能夠給出局部區(qū)域光譜信息時(shí),它們能給出的關(guān)于局部雜質(zhì)濃度的信息則很有限。除非目前用來(lái)表征表面和體材料的技術(shù)能夠擴(kuò)展到能夠用來(lái)研究單個(gè)納米體的表面和內(nèi)部情況,否則能夠得到的有關(guān)納米結(jié)構(gòu)的所有重要結(jié)構(gòu)和組份的定量信息非常有限。
V.展望
篇7
【關(guān)鍵詞】 工程機(jī)械 制造業(yè) 工業(yè)生產(chǎn) 研究進(jìn)展 未來(lái)發(fā)展
1 機(jī)械工程的含義
所謂的機(jī)械工程學(xué)科,主要是來(lái)研究各種機(jī)械系統(tǒng)以及依靠這些機(jī)械系統(tǒng)所生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品的主要性能、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法以及產(chǎn)品制造的主要理論和方法和生產(chǎn)技術(shù)的一門(mén)科學(xué),機(jī)械工程學(xué)科主要包含了機(jī)械學(xué)和制造科學(xué)這樣兩大大方面的領(lǐng)域。其中,機(jī)械學(xué)主要是研究具體的機(jī)械結(jié)構(gòu)以及各種機(jī)器的系統(tǒng)性能方面的問(wèn)題,同時(shí)還包括機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法。主要包含的是機(jī)械產(chǎn)品的制造過(guò)程以及各個(gè)機(jī)械系統(tǒng)當(dāng)中所涉及到的一些機(jī)構(gòu)學(xué)、傳動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、強(qiáng)度學(xué)、摩擦學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)、仿生機(jī)械學(xué)、微納機(jī)械學(xué)以及界面機(jī)械學(xué)等方面的知識(shí);而另一方面,制造科學(xué)則主要指的是研究機(jī)械產(chǎn)品在制造的過(guò)程當(dāng)中所設(shè)計(jì)到的系統(tǒng)方面的科學(xué),主要涵蓋了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、成形制造、加工制造和制造系統(tǒng)的運(yùn)作管理等方面的科學(xué)。
2 機(jī)械工程學(xué)科的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展
2.1 今年來(lái)在摩擦學(xué)領(lǐng)域所取得的一些研究成果
我們知道,在目前的很多的機(jī)械工程的生產(chǎn)當(dāng)中,尤其以納米摩擦學(xué)的技術(shù)應(yīng)用比較廣泛,我國(guó)在這方面的技術(shù)發(fā)展的也比較成熟,具有領(lǐng)先水平,這也在很大程度上標(biāo)志著我國(guó)的機(jī)械工程在摩擦學(xué)方面的研究已經(jīng)取得了很多舉世矚目的成就。
在近些年的研究當(dāng)中,很多人都在計(jì)算機(jī)硬盤(pán)的基片表面超精化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)的研究當(dāng)中,提出了一些比較先進(jìn)的技術(shù),其中就包括超精表面的納米粒子新技術(shù),這種技術(shù)很好的為化學(xué)和機(jī)械作用的均衡規(guī)律研究奠定了研究的基礎(chǔ)。到目前為止,摩擦學(xué)的研究已儼然成為了我國(guó)在機(jī)械工程領(lǐng)域研究當(dāng)中一個(gè)最具有影響力的學(xué)科,而且這個(gè)學(xué)科也必將是未來(lái)不短的一段時(shí)期內(nèi)我國(guó)的科研工作者所主要的研究對(duì)象和目標(biāo)。
2.2 在機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)研究方面所取得的進(jìn)展
進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái),機(jī)器人已經(jīng)成為了一個(gè)大家討論很多的話(huà)題,各種機(jī)器人在各種各樣的展覽當(dāng)中也已經(jīng)屢見(jiàn)不鮮,而對(duì)于機(jī)器人的研究也是機(jī)械生產(chǎn)制造領(lǐng)域的一個(gè)比較核心的課題。在目前已有的工作當(dāng)中,我們必須對(duì)現(xiàn)在生產(chǎn)出來(lái)的機(jī)器人的優(yōu)劣程度有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí),從中找到新的突破口,來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)的機(jī)器人應(yīng)該向什么樣的方向來(lái)發(fā)展,只有這樣才可以更加有針對(duì)性的來(lái)對(duì)機(jī)器人的研究進(jìn)行更好的開(kāi)展。
在近些年來(lái)的機(jī)械工程領(lǐng)域機(jī)器人研究當(dāng)中,并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)已經(jīng)逐漸成為了人們研究的重點(diǎn),也是自本世紀(jì)以來(lái)最具有代表性的一個(gè)學(xué)科了,同時(shí)也是我國(guó)的相關(guān)學(xué)者和研究人員所不斷的深入研究的一個(gè)重點(diǎn),這也是我國(guó)的學(xué)者能在國(guó)際上具備一定影響力的一個(gè)研究領(lǐng)域。
2.3 近年來(lái)在機(jī)械動(dòng)力學(xué)方面所取得的進(jìn)展
機(jī)械動(dòng)力學(xué)的研究主要從這樣幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行的:(1)非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué);(2)復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)的故障預(yù)示;(3)智能維護(hù)。我國(guó)的很多有關(guān)的專(zhuān)家和學(xué)者尤其是在高維的非線(xiàn)性系統(tǒng)的研究當(dāng)中都有著很多的研究成果,其中最主要的成果就是他們提出了約束分叉的理論,同時(shí)還提出了時(shí)變產(chǎn)生系統(tǒng)的安全域侵蝕理論以及非線(xiàn)性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性量化分析方法,提出了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線(xiàn)性故障診斷的系列方法和技術(shù),解決了國(guó)內(nèi)十幾個(gè)發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)疑難問(wèn)題。
3 機(jī)械工程科學(xué)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)
無(wú)論是在國(guó)際上,還是在我國(guó),不斷努力的研究人員和學(xué)者們已經(jīng)在機(jī)械工程科學(xué)方面取得了很多成就,這些成就得到了舉世的矚目,并且有了極大的創(chuàng)新性,但是所有的從業(yè)人員都必須要更加的清醒地認(rèn)識(shí)到,我國(guó)在機(jī)械工程科學(xué)方面的研究總體上還是處于一個(gè)比較落后的狀態(tài),尤其是相對(duì)那些西方比較發(fā)達(dá)的國(guó)家。這主要體現(xiàn)在:我國(guó)在研究機(jī)械工程的主要理論、方法和技術(shù)方面,尤其是對(duì)中國(guó)的制造業(yè)的自主創(chuàng)新和發(fā)展的貢獻(xiàn)還不是特別顯著;另外,中國(guó)的學(xué)者在國(guó)際上所提出的機(jī)械領(lǐng)域方面的新概念和新理論還不是很多;我國(guó)雖然研究者和從業(yè)人員很多,但是很少能有比較重要的國(guó)際影響的機(jī)械工程方面的理論、方法和技術(shù);而且在國(guó)際機(jī)械工程研究領(lǐng)域,學(xué)術(shù)界有較大影響力的中國(guó)學(xué)者還很少,缺少了必要的帶動(dòng)力量。因此,在總體上其實(shí)我國(guó)的機(jī)械工程學(xué)術(shù)研究在國(guó)際上還是處于一個(gè)研究滯后的地位,尤其是相對(duì)于我國(guó)發(fā)達(dá)的制造業(yè)來(lái)說(shuō),制造的商品很多,但是缺少具有國(guó)際先進(jìn)水平的產(chǎn)品。那么,未來(lái)的機(jī)械工程學(xué)科的發(fā)展基本上是要受到這樣兩個(gè)方面的制約和推動(dòng):(1)在制造業(yè)方面要具有更大的創(chuàng)新能力,(2)學(xué)科要進(jìn)行不斷的演變和進(jìn)步。
3.1 機(jī)構(gòu)學(xué)的發(fā)展將會(huì)是機(jī)械工程學(xué)科的一大亮點(diǎn)
關(guān)于機(jī)構(gòu)學(xué)方面的研究首先應(yīng)該注重它的基礎(chǔ)理論方面的研究,只有這樣才能夠保證我國(guó)能夠國(guó)際的機(jī)構(gòu)學(xué)界保持一個(gè)比較優(yōu)勢(shì)的地位,最起碼不會(huì)落后太多;其次還要注重機(jī)構(gòu)學(xué)和制造控制學(xué)的學(xué)科交叉方面的研究,尤其是在設(shè)計(jì)理論和關(guān)鍵技術(shù)這兩個(gè)方面,必須要同時(shí)取得較大的突破,只有這樣才能夠開(kāi)發(fā)出性能更加優(yōu)良的一些新的機(jī)構(gòu)和新的裝備。尤其是在航空航天器、機(jī)器人機(jī)構(gòu)、方面的研究和應(yīng)用,機(jī)構(gòu)學(xué)都大有它的用武之地。
3.2 摩擦學(xué)的研究也會(huì)越來(lái)越得到重視
該學(xué)科的研究自從上個(gè)世紀(jì)的九十年代依賴(lài)就有了比較長(zhǎng)足的發(fā)展和進(jìn)步,這其中主要是納米學(xué)、生物學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與具體的工程問(wèn)題方面的交叉和融合,由此就發(fā)展起了諸如納米摩擦學(xué)、生物摩擦學(xué)、表面減阻及亞納米拋光技術(shù)等各種比較先進(jìn)的科學(xué)方法和技術(shù)。而摩擦學(xué)今后的發(fā)展也必然是進(jìn)一步的向?qū)W科面更寬的一些學(xué)科進(jìn)行交叉研究――比如說(shuō)界面機(jī)械和制造科學(xué)、納米制造摩擦學(xué)和納米生物摩擦學(xué)方向的發(fā)展。
4 結(jié)語(yǔ)
總之,雖然我國(guó)的機(jī)械工程科學(xué)在近些年來(lái)確實(shí)也取得了一些值得欣喜的的發(fā)展和進(jìn)步,但是畢竟還與國(guó)際上的先進(jìn)水平有著比較大的差距。所以我們所有的從業(yè)者必須要保持一個(gè)非常清醒的頭腦,立足于現(xiàn)在,并高瞻遠(yuǎn)矚,制定一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的學(xué)科發(fā)展規(guī)劃,并且采取一個(gè)正確的學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略和策略,帶動(dòng)整個(gè)學(xué)科的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
篇8
從Intel inside到leap ahead,對(duì)與英特爾來(lái)說(shuō),2006年注定是超越未來(lái)的一年。37年的CPU公司即將結(jié)束純芯片供應(yīng)的歷史,開(kāi)啟移動(dòng)計(jì)算、數(shù)字家庭、數(shù)字企業(yè)等平臺(tái)服務(wù)的新篇章。
伴隨著清脆的無(wú)忌童言,伴隨著歡快的兒童游戲, 2006春季英特爾信息技術(shù)峰會(huì)拉開(kāi)了“優(yōu)化平臺(tái) 超越未來(lái)”的帷幕。我們的記者好象海邊玩耍的孩童,不時(shí)撿拾著美麗的貝殼,憧憬著、祝福著英特爾的燦爛未來(lái),猜測(cè)著、期待著英特爾的中國(guó)明天。
我們驚喜,英特爾不再茍安于主頻的提升,而致力于打破功耗的壁壘,力推酷睿微架構(gòu)。我們發(fā)現(xiàn),英特爾在中國(guó)不再局限于技術(shù)和產(chǎn)品的供應(yīng),而是致力于建立完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),全力支持中國(guó)企業(yè)的自主創(chuàng)新。
這就是英特爾的未來(lái)賭注。
未來(lái)底牌:高性能 低能耗
從移動(dòng)計(jì)算到數(shù)字企業(yè),從數(shù)字辦公到數(shù)字家庭,雙核無(wú)處不在,“高性能、低能耗”貫穿始終。這就是2006年春季英特爾信息技術(shù)峰會(huì)。
“高效能表現(xiàn)”已經(jīng)成為英特爾架構(gòu)創(chuàng)新、硅工藝創(chuàng)新、平臺(tái)創(chuàng)新和軟件創(chuàng)新的代名詞,成為英特爾未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)制勝的底牌。
微架構(gòu)
酷睿成為轉(zhuǎn)折點(diǎn)
酷睿是什么?英特爾處理器的名稱(chēng),開(kāi)發(fā)代號(hào)Yonah,分單核與雙核兩種。酷睿處理器采用667MHz的前端總線(xiàn)速率,60nm制程工藝,2M L2緩存,雙核酷睿處理器通過(guò)SmartCache技術(shù)兩個(gè)核心共享2M L2資源。
基于雙核技術(shù)的英特爾酷睿雙核處理器改寫(xiě)了計(jì)算規(guī)則,并且可以提供突破性的性能以及超低的功耗。它是英特爾卓越臺(tái)式機(jī)和筆記本電腦平臺(tái)的核心組件。
到 2006 年末,英特爾 酷睿TM微處理器架構(gòu)將進(jìn)入個(gè)人電腦和服務(wù)器平臺(tái)的“心臟”??犷5碾p核處理器能極大地提升桌面?zhèn)€人電腦的性能,在能耗降低40%的同時(shí),計(jì)算性能提高超過(guò)40%。同時(shí),英特爾還將推出三款面向雙路服務(wù)器和工作站的新型處理器。其中Sossaman 是一款超低功耗處理器,專(zhuān)為刀片式服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備和通訊設(shè)備而設(shè)計(jì)。Dempsey是首款面向新型英特爾 至強(qiáng)TM平臺(tái)(代號(hào)為 Bensley)的處理器。批量發(fā)運(yùn)的Bensley多數(shù)在100 瓦以下,具有領(lǐng)先的每瓦性能比優(yōu)勢(shì)。
每塊英特爾 酷睿TM雙核處理器均包含有兩個(gè)經(jīng)過(guò)移動(dòng)優(yōu)化的執(zhí)行內(nèi)核。這一設(shè)計(jì)可利用專(zhuān)用的CPU資源,在單獨(dú)的內(nèi)核中執(zhí)行并行線(xiàn)程或應(yīng)用。
除了包含經(jīng)過(guò)優(yōu)化的執(zhí)行內(nèi)核,英特爾酷睿雙核處理器還配備有一個(gè)采用高級(jí)傳輸緩存架構(gòu)的2MB二級(jí)高級(jí)緩存。兩個(gè)執(zhí)行內(nèi)核間的系統(tǒng)總線(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)更加智能化、更加高效的高速緩存和總線(xiàn)設(shè)計(jì),能夠帶來(lái)更高的雙核性能,并有效降低功耗。
除了上述的創(chuàng)新特性,英特爾酷睿雙核處理器還具備數(shù)字媒體增強(qiáng)技術(shù)、動(dòng)態(tài)功率調(diào)節(jié)等個(gè)性化的性能設(shè)置。
數(shù)字企業(yè)
一切基于IP
“Intel是什么呀?她能做什么?”“是不是Internet?好象是Internet的簡(jiǎn)稱(chēng)”。 北京國(guó)際會(huì)議中心的兩名服務(wù)生在工作之余這樣交談著。
如果你是IT業(yè)內(nèi)人士,也許對(duì)這樣的對(duì)話(huà)嗤之以鼻,甚至忍不住去更正、去解釋?zhuān)篒ntel是一家創(chuàng)立于美國(guó)硅谷、享譽(yù)全球的處理器供應(yīng)商。如果是這樣,我們感肯定你的智商還不如那兩位服務(wù)生。一方面,官方的闡述是:英特爾是移動(dòng)計(jì)算、數(shù)字家庭、數(shù)字企業(yè)和數(shù)字辦公平臺(tái)供應(yīng)商。而在實(shí)踐上,正式英特爾所提供的技術(shù)、產(chǎn)品和服務(wù),使得互聯(lián)網(wǎng)得以蓬勃發(fā)展,使得企業(yè)盡享互聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)價(jià)值。同時(shí),英特爾數(shù)字企業(yè)技術(shù)和平臺(tái)的開(kāi)發(fā)也是基于對(duì)IP發(fā)展趨勢(shì)的判斷。
正如英特爾高級(jí)院士、數(shù)字企業(yè)事業(yè)部首席技術(shù)官龐思立所言:在過(guò)去的半個(gè)世紀(jì)里,IP已經(jīng)穩(wěn)操勝券,它先后戰(zhàn)勝了x.25、IBM的SNA、DECnet還有OSI等其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù);在未來(lái),一切都將基于IP,VoIP、IPTV將在未來(lái)的商務(wù)和生活中廣泛應(yīng)用。例如截至上個(gè)月,全球有1.45億人下載了VoIP服務(wù)。IPTV 也是一個(gè)應(yīng)用。它不僅能夠讓人們通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)看電視,還可以玩游戲、聽(tīng)音樂(lè)音樂(lè)、在家里下載、購(gòu)物。XML已經(jīng)成為當(dāng)之無(wú)愧的下一個(gè)計(jì)算負(fù)載格式,預(yù)計(jì)2007年,XML流量將超過(guò)所有郵件流量和Web流量。
英特爾在幾年前就認(rèn)識(shí)到了IP的重要地位,并為了更好支持合作伙伴,完成了兩項(xiàng)重要的收購(gòu)。更重要的是,英特爾的未來(lái)服務(wù)器、存儲(chǔ)、通信和客戶(hù)機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā),均致力于企業(yè)IP應(yīng)用效能的提升。
工藝改進(jìn)
45納米的誘惑
對(duì)于英特爾極力倡導(dǎo)的高效能、低功耗的理念而言,處理器制造技術(shù)的提升變得尤為重要。眾所周知,在電腦中,CPU功耗巨大,從而導(dǎo)致風(fēng)扇等散熱設(shè)備是越來(lái)越大。
英特爾副總裁兼移動(dòng)事業(yè)部總經(jīng)理馬宏升以一臺(tái)服務(wù)器工作4年為例說(shuō)明,其電力成本高達(dá)2400元。而酷睿多核架構(gòu)的誕生,不但令性能提升,價(jià)格依舊,還打破了功耗的壁壘。
英特爾最新推出的酷睿微體系結(jié)構(gòu)在2006年將廣泛用于筆記本電腦、臺(tái)式機(jī)和服務(wù)器的處理器家族。其65納米制程相對(duì)目前的90納米制程,能夠?qū)⒕w管性能提升20%,交換功率節(jié)省30%。2007年推出的45納米制程,相對(duì)于65納米技術(shù),還能將晶體管性能提升20%,交換功率節(jié)省30%。
英特爾在未來(lái)幾個(gè)月內(nèi)還將宣布一系列提升性能降低功耗的新技術(shù),包括用于筆記本電腦的Merom技術(shù),用于臺(tái)式機(jī)的Conroe技術(shù)以及用于服務(wù)器產(chǎn)品的Woodcrest平臺(tái)。期中,用于服務(wù)器的Woodcrest核心相對(duì)于目前的英特爾雙核至強(qiáng)“Paxville”2.8GHz處理器(2×2MB)性能提升幅度將達(dá)80%,功耗降低35%。功耗水平從目前“Paxville”處理器的135瓦分別降低至80瓦(Woodcrest高性能機(jī)架優(yōu)化型2006Q3推出)和40瓦(Woodcrest超高密度環(huán)境應(yīng)用型2006Q4推出)。
馬宏升表示,45納米制程的技術(shù)將把產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高,同時(shí)降低產(chǎn)品的功耗,而功耗對(duì)于電信行業(yè)、對(duì)于半導(dǎo)體行業(yè)都是非常重要的問(wèn)題。
移動(dòng)計(jì)算
少耗能多干活!
“筆記本電腦不能玩游戲。”
“筆記本電腦還是太重了?!?/p>
“筆記本電腦電池時(shí)間太短了?!?/p>
……
這些用戶(hù)對(duì)筆記本電腦最常見(jiàn)的抱怨和觀(guān)念,可能很快就會(huì)成為歷史了。英特爾公司執(zhí)行副總裁兼移動(dòng)事業(yè)部總經(jīng)理馬宏升,認(rèn)為未來(lái)筆記本的方向很清晰:更小、更輕、速度更快、以及電池壽命更長(zhǎng),而且這幾方面都很重要,不能有短板現(xiàn)象出現(xiàn)。具有雙核技術(shù)的的Napa平臺(tái)已經(jīng)是量產(chǎn)化的產(chǎn)品,Napa平臺(tái)的接班人更值得我們翹首期盼。在Intel的移動(dòng)平臺(tái)發(fā)展藍(lán)圖上,我們可以看到在2006年后期,Merom Dual Core處理器將會(huì)在Intel 945平臺(tái)架構(gòu)下繼續(xù)升級(jí),而到2007年,Merom Dual Core處理器將會(huì)迎來(lái)新的芯片組搭檔,屆時(shí)ICH8M將帶來(lái)更為高速的擴(kuò)展性,而英特爾第四代集成顯卡也會(huì)在同期。在無(wú)線(xiàn)部分,2007年,Intel的移動(dòng)平臺(tái)將集成Kedron無(wú)線(xiàn)模塊。Napa平臺(tái)的誘人之處,是相對(duì)于上一代的移動(dòng)平臺(tái),在多任務(wù)等應(yīng)用上性能提升了70%,而功耗降低了28%。所以,我們有理由對(duì)Merom報(bào)以更高的期待。筆記本的續(xù)航時(shí)間也有望在2008年取得突破,據(jù)Intel公司技術(shù)人員介紹,Intel已經(jīng)參與到“2008年電池計(jì)劃”,目標(biāo)是在2008年讓筆記本的續(xù)航時(shí)間超過(guò)8小時(shí)。
CBB
筆記本也要DIY
許多人都知道,筆記本的零部件很難買(mǎi)到,即使買(mǎi)到也很難相互替代,因?yàn)楦骷业牧憬M件沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)格。而此次IDF的傳出的信息顯示,英特爾正在倡導(dǎo)筆記本零組件的通用化,從而實(shí)現(xiàn)核心部件的可替代。這一切,伴隨著英特爾CBB(Common Builking Block,零部件通用化)計(jì)劃的進(jìn)一步實(shí)施將日趨成為現(xiàn)實(shí)。
英特爾副總裁兼渠道平臺(tái)事業(yè)部總經(jīng)理蕭慕廉在此次IDF大會(huì)上指出:“CBB計(jì)劃是2006 年英特爾最重要的全球渠道策略,CBB計(jì)劃并不僅僅是筆記本零部件的標(biāo)準(zhǔn)化,還包括認(rèn)證、生產(chǎn)制造、分銷(xiāo)物流等許多環(huán)節(jié),它將圍繞筆記本電腦的生產(chǎn)制造打造一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)鏈?!?/p>
英特爾自2004年第三季開(kāi)始推動(dòng)CBB計(jì)劃,2005年率將硬盤(pán)、光驅(qū)及面板3項(xiàng)實(shí)行通用化。2006年CBB概念再延伸至電池、電源適配器、鍵盤(pán)及筆記本外殼面板設(shè)計(jì)4項(xiàng)零組件類(lèi)別。蕭慕廉表示,目前共有7個(gè)零部件納入了CBB計(jì)劃,已有華碩、廣達(dá)、仁寶等共28家廠(chǎng)商加入CBB計(jì)劃,基于CBB零部件的筆記本已經(jīng)超過(guò)15款。不過(guò),28家廠(chǎng)商絕大部分屬于零部件企業(yè)。CBB筆記本產(chǎn)品預(yù)計(jì)在今年5、6月份開(kāi)始供貨。TCL電腦公司已明確表示,將參與CBB計(jì)劃,并推出相應(yīng)產(chǎn)品。
隨著CBB計(jì)劃的不斷延伸,在不久的將來(lái),筆記本將成為DIY的下一個(gè)目標(biāo)。
數(shù)字家庭
和諧組建家庭網(wǎng)
“電腦的啟動(dòng)能向電視的開(kāi)關(guān)一樣方便就好了。”
這是許多家庭用戶(hù)在使用電腦時(shí)經(jīng)常發(fā)出的感嘆。但是如果他們看到此次IDF上展示的2007年數(shù)字家庭概念機(jī)型的話(huà)就會(huì)發(fā)現(xiàn),電腦的瞬間快速啟動(dòng)已不再是奢望。而這一切,得益于英特爾年初推出的歡躍平臺(tái)以及眾多終端廠(chǎng)商在這個(gè)平臺(tái)上開(kāi)發(fā)的基于數(shù)字家庭理念的產(chǎn)品。
數(shù)字家庭是這次會(huì)議的熱門(mén)話(huà)題。新浪網(wǎng)進(jìn)行的網(wǎng)上調(diào)查顯示,在IDF的眾多熱點(diǎn)話(huà)題中,有超過(guò)一半的人對(duì)數(shù)字家庭感興趣。2006年初英特爾公司最新的數(shù)字家庭平臺(tái)――英特爾歡躍平臺(tái)的推出,為人們?cè)诩抑袨g覽、管理并共享數(shù)字娛樂(lè)內(nèi)容和信息提供了新的解決方案。英特爾歡躍技術(shù)使得家庭娛樂(lè)可以超越時(shí)間和空間限制,獲得更大的創(chuàng)造性和延伸性,從而輕松地掌控娛樂(lè)。
如何更加快捷地構(gòu)建家庭網(wǎng)絡(luò)成為此次IDF數(shù)字家庭的熱點(diǎn)話(huà)題,英特爾數(shù)字家庭事業(yè)部副總裁兼總經(jīng)理麥棟杰在主題演講中指出:“在數(shù)字家庭中,家庭網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越重要,我們?cè)诩彝ゾW(wǎng)絡(luò)中有越來(lái)越多的簡(jiǎn)易性的原則,我們倡導(dǎo)更和諧的家庭建網(wǎng)方式。我們?yōu)橛脩?hù)提供了各種各樣的靈活性的無(wú)線(xiàn)連接的選擇。” 麥棟杰著重介紹了基于英特爾歡躍技術(shù)的英特爾下一代家用電腦(包括臺(tái)式機(jī)和筆記本電腦)、數(shù)字電視、網(wǎng)絡(luò)媒體平臺(tái)(如機(jī)頂盒)和手持設(shè)備。
軟件
軟件處理也“多核”
在雙核時(shí)代到來(lái)之時(shí),不少用戶(hù)對(duì)支持多核處理方式的軟件的匱乏耿耿于懷。而這,也正是英特爾目前正在極力拓展的方向。
英特爾軟件解決方案事業(yè)部副總裁兼英特爾解決方案服務(wù)事業(yè)部總經(jīng)理艾勵(lì)科指出:“多進(jìn)程已經(jīng)成為軟件開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要潮流和趨勢(shì),我們有責(zé)任來(lái)驅(qū)動(dòng)它?!?/p>
英特爾為了吸引更多的軟件開(kāi)發(fā)商加入到“雙核”的洪流中,采取了多種合作方式。艾勵(lì)科指出:“有很多公司已經(jīng)和我們密切合作。我們希望開(kāi)發(fā)商能夠盡快吸收我們的技術(shù),我們也愿意為他們提供培訓(xùn)。英特爾的軟件大學(xué)是我們的一個(gè)主要的培訓(xùn)渠道。在2008年期間,我們將培訓(xùn)10萬(wàn)名軟件開(kāi)發(fā)人員。我們也會(huì)與每一個(gè)工程師來(lái)進(jìn)行合作,來(lái)優(yōu)化他們的構(gòu)架。并且增強(qiáng)他們?cè)谲浖こ谭矫娴哪芰?。?/p>
在此次IDF上,英特爾與中創(chuàng)軟件簽署諒解備忘錄,根據(jù)協(xié)議,雙方將通過(guò)英特爾解決方案服務(wù)與中創(chuàng)軟件之間的商業(yè)協(xié)作關(guān)系,為彼此在中國(guó)的客戶(hù)提供戰(zhàn)略咨詢(xún)服務(wù)。雙方的合作重點(diǎn),是利用中創(chuàng)軟件的軟件和解決方案優(yōu)勢(shì),加上英特爾解決方案服務(wù)的最新技術(shù)和市場(chǎng)使用模型,共同提供服務(wù)和解決方案。合作初始重心將放在針對(duì)物流和交通行業(yè)的數(shù)據(jù)中心和分布式智能技術(shù)。
中國(guó)籌碼:植根生態(tài)群落
與美國(guó)2006春季IDF的召開(kāi)時(shí)隔不久,北京2006年春季IDF就迎面而來(lái)。重大的產(chǎn)品信息和產(chǎn)品策略,往往都在美國(guó)IDF上釋放出來(lái),那么對(duì)媒體和觀(guān)眾而言,來(lái)參加在北京舉辦的IDF還有什么看點(diǎn)和意義哪?親臨北京IDF現(xiàn)場(chǎng),最大的收獲可能是會(huì)發(fā)現(xiàn)隱藏在產(chǎn)品和技術(shù)背后的有趣的IT生態(tài)群落。
高校
致力縮小“畢業(yè)鴻溝”
“學(xué)生時(shí)代,我們?nèi)琊囁瓶实貙W(xué)習(xí)知識(shí),并沒(méi)有感覺(jué)到高校教育存在什么問(wèn)題。踏上工作崗位后,當(dāng)我們力不從心時(shí),更多地感慨‘學(xué)到用時(shí)方恨少’。如今,企業(yè)要自主創(chuàng)新,我們?cè)俅巫哌M(jìn)校園、回到學(xué)堂去‘進(jìn)修’,才深深感受到我們有些課程設(shè)置的滯后、教育與產(chǎn)業(yè)的脫鉤以及教育市場(chǎng)化的艱難……”。在4月18日英特爾多核技術(shù)實(shí)驗(yàn)室揭幕儀式上,一位在IT行業(yè)從業(yè)十余年的聽(tīng)眾這樣開(kāi)始了他的提問(wèn)。
根治“畢業(yè)鴻溝”弊病的根本途徑就是:把教師引進(jìn)企業(yè)學(xué)堂,把學(xué)生帶到企業(yè)一線(xiàn)。今年的“英特爾多核技術(shù)大學(xué)計(jì)劃”,選擇北京大學(xué)、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)和浙江大學(xué),建立首批英特爾高校多核技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。一方面是讓學(xué)生在學(xué)校期間,及時(shí)接觸到全球最前沿的技術(shù),并與英特爾一道開(kāi)展人才培養(yǎng)、科技研究和企業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐。
在揭幕儀式上,英特爾全球副總裁兼中國(guó)區(qū)總裁陳偉錠先生表示:一直以來(lái),英特爾不僅致力于為人們提供一項(xiàng)新的技術(shù)或解決方案,更重要的是幫助合作伙伴提升自主創(chuàng)新能力。在聯(lián)合信息產(chǎn)業(yè)部及產(chǎn)業(yè)界的合作伙伴共同推進(jìn)技術(shù)和應(yīng)用創(chuàng)新的同時(shí),英特爾選擇高校,建立多核技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、加強(qiáng)在課程建設(shè)和科研等方面的合作,目的就是倡導(dǎo)科技創(chuàng)新,激勵(lì)和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,實(shí)現(xiàn)與中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)的共同成長(zhǎng)。
傳媒
啟動(dòng)科技圖書(shū)漢化計(jì)劃
2006年的春季英特爾信息技術(shù)峰會(huì)(IDF)上,充滿(mǎn)著一場(chǎng)接一場(chǎng)地高端論壇,舉行著一場(chǎng)場(chǎng)技術(shù)專(zhuān)題講座,在IDF給我們帶來(lái)眾多前沿技術(shù)的同時(shí),英特爾宣布了一項(xiàng)名為“加速知識(shí)共享”的特別計(jì)劃,以促進(jìn)中國(guó)與世界的技術(shù)知識(shí)交流。
在過(guò)去,想要在第一時(shí)間看到有關(guān)計(jì)算機(jī)行業(yè)技術(shù)的中文書(shū)籍基本上是不可能的,相同內(nèi)容的中文書(shū)籍通常比英文版滯后兩年甚至以上的時(shí)間。而這次計(jì)劃的推出,正是為了改變這一現(xiàn)狀,英特爾出版社全球總監(jiān)Richard Bowles在會(huì)上表示:“希望新技術(shù)方面的圖書(shū)能在新技術(shù)問(wèn)世前的9~12個(gè)月出版,而中文版的推出在新技術(shù)問(wèn)世前的0~6個(gè)月,通過(guò)時(shí)間上的加速,以使中國(guó)的研發(fā)人員、企業(yè)主管、學(xué)生,有充分時(shí)間去開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品。”
為了推動(dòng)這一計(jì)劃的實(shí)施,英特爾已與國(guó)內(nèi)的兩家出版社――清華大學(xué)出版社和電子工業(yè)出版社推出了在中國(guó)的首次知識(shí)共享產(chǎn)品,出版的書(shū)名分別為《管理信息技術(shù)的商業(yè)價(jià)值》和《VTune 性能分析器基礎(chǔ)》。在把最新的科技書(shū)籍盡快譯為中文出版的同時(shí),英特爾還表示將協(xié)助國(guó)內(nèi)創(chuàng)作前沿教育產(chǎn)品的作者,把他們的作品以英語(yǔ)或其他語(yǔ)言推向海外,促進(jìn)雙向技術(shù)交流和知識(shí)共享。
企業(yè)
本地團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新成果
中國(guó)是全球最大的手機(jī)市場(chǎng),互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)數(shù)位居全球第二,PC保有量世界第二,緊隨美國(guó)。預(yù)計(jì)到2010年,無(wú)論是手機(jī)用戶(hù)還是互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù),甚至PC市場(chǎng)總量,都有可能成為全球第一。也就是說(shuō),在數(shù)字革命的時(shí)代、數(shù)字經(jīng)濟(jì)的時(shí)代,中國(guó)市場(chǎng)的地位舉足輕重。
進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)二十多年來(lái),英特爾始終把中國(guó)市場(chǎng)看作全球戰(zhàn)略市場(chǎng)的重點(diǎn)。在過(guò)去二十年里,英特爾在中國(guó)的直接投資已經(jīng)超過(guò)了13億美元,目前建有兩個(gè)測(cè)試工廠(chǎng),一個(gè)在上海,一個(gè)在成都,同時(shí)我們?cè)谌A已經(jīng)超過(guò)了6000人。同時(shí),英特爾加大在中國(guó)的研發(fā)投入,已經(jīng)有四個(gè)研發(fā)中心。此外,英特爾在教育和社區(qū)服務(wù)方面也取得了很可喜的成績(jī)。
遍布全球的研發(fā)團(tuán)隊(duì)是英特爾技術(shù)創(chuàng)新的原動(dòng)力,也是英特爾平臺(tái)技術(shù)實(shí)現(xiàn)本土化的觸角。在英特爾全球芯片研究、平臺(tái)研究和軟件研究的整體架構(gòu)中,中國(guó)研發(fā)團(tuán)隊(duì)占有非常重要的地位。據(jù)英特爾中國(guó)研究中心有限公司總經(jīng)理杜江凌博士介紹,中國(guó)研發(fā)人員主要取得了以下三項(xiàng)創(chuàng)新成果。
首先,是并行計(jì)算機(jī)使視頻檢索、瀏覽與精華提取更便捷。也就是說(shuō),當(dāng)我們看電視時(shí),我們非常希望能夠同時(shí)記錄其他頻道的精彩節(jié)目和精彩鏡頭。中國(guó)的研究人員在這方面已經(jīng)研究了很多非常好的算法,能夠使得這樣一種能力成為可能。
其次,是高性能系統(tǒng)架構(gòu),提升服務(wù)器的可擴(kuò)展性。當(dāng)我們的科研和企業(yè)決策廣泛用到搜索的時(shí)候,中國(guó)研究人員的這樣創(chuàng)新創(chuàng)新成果能夠把搜索的數(shù)據(jù)快速地下載,并存儲(chǔ)到你的計(jì)算機(jī)里。
第三,是我們?cè)谔峁┎⑿谢浖?yīng)用和開(kāi)發(fā)編程方面所取得的成功。這項(xiàng)創(chuàng)新成果幫助我們使用多核平臺(tái)。
這些成果是英特爾中國(guó)研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)全球前沿技術(shù)的貢獻(xiàn),也是對(duì)本土化應(yīng)用研究的結(jié)晶,不僅能夠?qū)⒅袊?guó)本土的知識(shí)和智慧融入全球的產(chǎn)業(yè)發(fā)展,也能夠幫助英特爾公司更好地服務(wù)于中國(guó)企業(yè)和消費(fèi)者。
家庭
中國(guó)企業(yè)的“歡躍”商機(jī)
英特爾“歡躍”平臺(tái)的推出以及對(duì)數(shù)字家庭產(chǎn)業(yè)的推進(jìn),不僅能夠?yàn)橹袊?guó)的消費(fèi)者提供隨時(shí)、隨地、借助任何設(shè)備隨意訪(fǎng)問(wèn)和交換數(shù)字內(nèi)容的可能,也為本土企業(yè)創(chuàng)造了無(wú)限的商機(jī)。
在北京舉辦的2006年春季英特爾信息技術(shù)峰會(huì)上,英特爾公司與百度,新傳集團(tuán)和TOM三家公司分別簽署協(xié)議,宣布將在數(shù)字家庭內(nèi)容方面密切合作,共同推動(dòng)中國(guó)數(shù)字家庭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這是繼英特爾公司與聯(lián)眾、盛大、東方寬頻、搜狐、第九城市、天天在線(xiàn)等合作之后,中國(guó)數(shù)字家庭領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)合作的又一大進(jìn)展。它標(biāo)志著產(chǎn)業(yè)合作的進(jìn)一步深入,更多的產(chǎn)業(yè)生態(tài)合作伙伴尤其是內(nèi)容提供商認(rèn)識(shí)到了數(shù)字家庭產(chǎn)業(yè)的巨大發(fā)展?jié)摿?,正在積極攜手英特爾,共同推動(dòng)中國(guó)數(shù)字家庭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
英特爾公司中國(guó)區(qū)總經(jīng)理賴(lài)一龍先生表示,英特爾將致力于打造良好的中國(guó)數(shù)字家庭生態(tài)系統(tǒng)。在這個(gè)良性系統(tǒng)中,不僅為內(nèi)容提供商提供了無(wú)限商機(jī),同時(shí)為硬件與軟件、通信等企業(yè)創(chuàng)造了更多的商業(yè)機(jī)會(huì)。具體地說(shuō),在數(shù)字家庭領(lǐng)域,英特爾扮演著潮流的引導(dǎo)者角色,將推動(dòng)包括數(shù)字內(nèi)容與解決方案、數(shù)字電視與網(wǎng)絡(luò)媒體、家用電腦(臺(tái)式機(jī)和筆記本電腦)、手持與便攜設(shè)備等在內(nèi)的整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。
據(jù)英特爾數(shù)字家庭事業(yè)部副總裁兼總經(jīng)理麥棟杰介紹,預(yù)計(jì)到今年年底,將有250多款“歡躍”平臺(tái)產(chǎn)品推出,目前已經(jīng)超過(guò)了110款。這些設(shè)計(jì)廠(chǎng)商包括中國(guó)的聯(lián)想、方正、TCL、長(zhǎng)城、七喜等PC企業(yè),包括海爾、海信、康佳等家電企業(yè)。
渠道
落戶(hù)上海的蕭慕廉
此次IDF的主題演講嘉賓中,除一個(gè)人外,其他人英特爾高管都是從大洋彼岸遠(yuǎn)道而來(lái)。這個(gè)人就是英特爾副總裁兼渠道平臺(tái)事業(yè)部總經(jīng)理蕭慕廉,他所領(lǐng)導(dǎo)的英特爾五大平臺(tái)之一 ――渠道平臺(tái)事業(yè)部已在去年8月落戶(hù)上海紫竹科學(xué)園區(qū)。
談起落戶(hù)上海8個(gè)月來(lái)的收獲,蕭慕廉說(shuō):“在這8個(gè)月當(dāng)中,我們發(fā)現(xiàn)了很多人才,我們目前聘用了250人左右。我們?cè)谏虾5钠脚_(tái)定義中心,主要用來(lái)開(kāi)發(fā)適合中國(guó)和亞太地區(qū)本地化需要的產(chǎn)品。在過(guò)去三周中,我們推出了三個(gè)滿(mǎn)足特定地區(qū)用戶(hù)特殊需求的產(chǎn)品,其中有很大一部分工作在上海平臺(tái)定義中心完成的。中國(guó)已成為英特爾研發(fā)和渠道建設(shè)的重要組成部分?!?蕭慕廉表示:“中國(guó)技術(shù)人才的不斷增多,推動(dòng)了中國(guó)從制造型經(jīng)濟(jì)向創(chuàng)新型經(jīng)濟(jì)的過(guò)渡。在過(guò)去的20年中,英特爾為這一振奮人心的過(guò)渡貢獻(xiàn)了一份力量,為此我們感到無(wú)比的榮幸我們非常的樂(lè)觀(guān),我們確實(shí)能夠給中國(guó)創(chuàng)造一些真正能夠具有意義的有價(jià)值的產(chǎn)品。今天,紫竹園區(qū)中的英特爾研發(fā)團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新不僅惠及中國(guó),而且對(duì)全球市場(chǎng)都產(chǎn)生了影響。”
對(duì)于中國(guó)市場(chǎng)的特殊性,蕭慕廉有著清醒的認(rèn)識(shí),他認(rèn)為,“中國(guó)有自己獨(dú)特的特點(diǎn),而且對(duì)于產(chǎn)品的預(yù)期需求也不一樣,電腦的很多使用模式,應(yīng)當(dāng)根據(jù)中國(guó)自身的特點(diǎn)來(lái)定義。我們落戶(hù)中國(guó),也是在中國(guó)進(jìn)行投資,我們不僅僅是來(lái)賣(mài)產(chǎn)品,而且是來(lái)提供一些創(chuàng)新理念。中國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)是IT應(yīng)用和英特爾產(chǎn)品第二大消費(fèi)市場(chǎng)。我相信2010年之前,隨著中國(guó)的發(fā)展,中國(guó)能夠成為第一大市場(chǎng)?!?/p>
網(wǎng)吧
英保通需要一個(gè)生態(tài)圈
隨著網(wǎng)吧行業(yè)的興起,在幾年前就出現(xiàn)了版本眾多的網(wǎng)吧管理軟件。但數(shù)量龐大的機(jī)器硬件維護(hù)以及網(wǎng)游軟件的頻繁升級(jí),依舊讓網(wǎng)吧業(yè)主感到維護(hù)起來(lái)異常繁重,一個(gè)200臺(tái)的網(wǎng)吧要對(duì)一款網(wǎng)游升級(jí),以往雇人晚上拿光盤(pán)一臺(tái)一臺(tái)升級(jí)需要整整一夜,這讓很多網(wǎng)吧業(yè)主都苦不堪言。英特爾英保通平臺(tái)是英特爾公司在中國(guó)針對(duì)中小型企業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理需求開(kāi)發(fā)的平臺(tái)解決方案,自2005年初1.0版本以來(lái)就業(yè)績(jī)不錯(cuò),在2006年北京IDF上英特兒推出的英保通2.0更是將功能進(jìn)一步加強(qiáng),擅長(zhǎng)做硬件的英特爾如何做好軟件,值得我們?nèi)ド钊胨伎肌?/p>
一頭短發(fā)的英特爾公司副總裁兼亞太區(qū)總裁經(jīng)理?xiàng)钚裾勂鹩⒈M?,顯得格外的興奮和自豪。因?yàn)槌擞⒈Móa(chǎn)品,英特爾從來(lái)沒(méi)有一次在一個(gè)當(dāng)?shù)厥袌?chǎng),為了滿(mǎn)足當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)的需求來(lái)定義產(chǎn)品,而且由當(dāng)?shù)氐膱F(tuán)隊(duì)完成整個(gè)研發(fā)、測(cè)試過(guò)程,直到英保通在中國(guó)推廣。楊旭對(duì)英保通項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人楊明兒博士和所屬團(tuán)隊(duì)的評(píng)價(jià)很簡(jiǎn)單:“這是一群踏實(shí)實(shí)事的人。”因?yàn)橛⒈Mǖ膬r(jià)值就是體現(xiàn)在幫助網(wǎng)吧業(yè)主解決繁雜的小故障,所以在這個(gè)過(guò)程中英特爾產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部們必須深入到最終的用戶(hù)中去,跟以往做研究性的工作不同,這次完全要通過(guò)與最終使用者的溝通才能做好產(chǎn)品。負(fù)責(zé)整個(gè)亞洲業(yè)務(wù)的楊旭出差到上海,居然可以跟網(wǎng)吧業(yè)主就QQ為什么在個(gè)別的機(jī)器上與試驗(yàn)版本的英保通不兼容討論上半天。英保通1.0出來(lái)以后,包括網(wǎng)吧的經(jīng)理、網(wǎng)吧的合作伙伴也給英特爾提出很多建議和意見(jiàn),所以英保通2.0基本就是在這這些翔實(shí)的用戶(hù)反饋基礎(chǔ)上誕生的,從自動(dòng)化安裝,到自動(dòng)化測(cè)試,整個(gè)過(guò)程更簡(jiǎn)單。
篇9
20年前,新媒體之父尼葛洛龐帝就預(yù)言計(jì)算將會(huì)無(wú)處不在。在當(dāng)時(shí),一部電腦的售價(jià)和體積都相當(dāng)驚人,要把電腦抱著到處走絕對(duì)是件不可能完成的任務(wù)。隨后的十多年間,我們見(jiàn)證了筆記本電腦的誕生、智能手機(jī)的普及以及局域/廣域無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的快速崛起。
時(shí)至今日,我們已經(jīng)生活在一個(gè)隨處可以上網(wǎng)的時(shí)代。有了網(wǎng)絡(luò)的支持,無(wú)處不在的計(jì)算也不再是空中樓閣。經(jīng)歷了2006年智能手機(jī)徹底擊垮PDA,筆記本電腦和臺(tái)式機(jī)分庭抗禮后,移動(dòng)計(jì)算已經(jīng)成為我們生活中不可或缺的部分。然而,面對(duì)各種特效繁多的網(wǎng)頁(yè),聲音、圖片、視頻并茂的PPT,即便再?gòu)?qiáng)的智能手機(jī)也無(wú)法應(yīng)對(duì)。而筆記本電腦的體積也注定不會(huì)成為我們隨身攜帶的伙伴――人們迫切需要一個(gè)性能超越智能手機(jī)、體積遠(yuǎn)小于筆記本電腦的移動(dòng)計(jì)算設(shè)備――超便攜電腦至此應(yīng)運(yùn)而生。初期的超便攜電腦大多采用微軟UMPC設(shè)計(jì)規(guī)范,并且搭配Windows XPTable PC操作系統(tǒng),這些超便攜電腦雖然成功縮小了體積,但內(nèi)部仍然采用和PC一致的硬件配置。這些產(chǎn)品在續(xù)航能力和功耗控制上還不夠理想,而且一部超便攜電腦的售價(jià)甚至超過(guò)筆記本電腦,高昂的價(jià)格成為超便攜設(shè)備難以逾越的鴻溝。
在眾多UMPC叫好不叫座的同時(shí),2007年一款并不起眼的低價(jià)電腦――華碩Eee PC卻受到了市場(chǎng)的瘋狂追捧。Eee PC沒(méi)有強(qiáng)大的硬件配置和華麗的功能,甚至第一代Eee PC連安裝Windows XP都得費(fèi)一番功夫,但它卻緊緊抓住了低價(jià)、小巧、好用三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。毫不夸張的說(shuō),Eee PC的成功讓眾多廠(chǎng)商看到了超便攜計(jì)算的廣闊前景,只是這樣的前景是以低價(jià)小巧為訴求,并非他們之前認(rèn)為的高價(jià)高性能。
雖然獲得了不小的成功,但是初代Eee PC也遭遇不少質(zhì)疑。其中較差的電池續(xù)航能力、過(guò)低的硬件配置都成了消費(fèi)者經(jīng)常抱怨的問(wèn)題。都說(shuō)巧婦難為無(wú)米之炊,Eee PC中使用的CPU和主板芯片組并非專(zhuān)為超便攜電腦設(shè)計(jì)。超便攜計(jì)算平臺(tái)的市場(chǎng)空擋至此顯現(xiàn),而各家芯片廠(chǎng)商又怎么會(huì)放過(guò)這樣的大好機(jī)會(huì)呢?
和桌面CPU市場(chǎng)一黨獨(dú)大的局面不同,超便攜計(jì)算平臺(tái)較桌面市場(chǎng)更為封閉,技術(shù)門(mén)檻也不算太高,這讓飽受英特爾壓迫的威盛、新生代廠(chǎng)商N(yùn)VIDIA看到了機(jī)會(huì)。在英特爾于2008年4月正式Atom處理器后不久,威盛Nano、NVIDIATegra處理器緊隨而來(lái),大戰(zhàn)一觸即發(fā),超便攜計(jì)算領(lǐng)域正式進(jìn)入了群雄逐鹿的時(shí)代。
首先,我們不妨先來(lái)看看三家廠(chǎng)商各自在超便攜計(jì)算平臺(tái)上的發(fā)展歷程,是什么能讓它們?cè)谌绱嗣芗臅r(shí)間段內(nèi)先后推出自己的產(chǎn)品?在高調(diào)發(fā)展超便攜處理器的背后,又隱藏著怎樣的企圖心?
威盛:偏安一隅,因禍得福
許多人以為英特爾Atom處理器是整個(gè)超便攜計(jì)算領(lǐng)域的先行,殊不知在收購(gòu)Cyrix CPU部門(mén)后一直低調(diào)的威盛早在2006年就開(kāi)始打超便捷計(jì)算的主意。由于研發(fā)能力上的差異,威盛始終未能在桌面計(jì)算市場(chǎng)有所斬獲,威盛C7在性能上甚至不敵英特爾Celeron處理器。為了尋求突破,威盛祭起了低功耗的法寶。
和主流桌面處理器動(dòng)輒50W TDP功耗相比,C7處理器的TDP僅為20W。如此低的功耗使得C7能被裝入狹小的外殼內(nèi),實(shí)現(xiàn)各種嵌入式應(yīng)用,威盛也順?biāo)浦鄞罅ν七M(jìn)只有信用卡大小的Pico-ITX主板架構(gòu)。隨著微軟的UMPC概念的熱炒,初期不少UMPC產(chǎn)品都采用了C7-M處理器。在不少特種電腦和嵌入式架構(gòu)中,C7同樣有著不小的影響力。
如果說(shuō)C7在超便攜計(jì)算領(lǐng)域的成功讓人們看到X86指令集處理器的潛力的話(huà),那么Nano則為威盛進(jìn)軍超便攜計(jì)算市場(chǎng)吹響了號(hào)角。代號(hào)Isaiah的64位超標(biāo)量微架構(gòu)早在2004年就開(kāi)始由原Centaur Technology團(tuán)隊(duì)研發(fā),隨后4年間威盛進(jìn)一步完善了Isaiah微架構(gòu),并最終于2008年推出了采用此架構(gòu)的Nano處理器。
自威盛生產(chǎn)“中國(guó)芯”以來(lái),就一直被AMD和英特爾有意無(wú)意的邊緣化,近幾年來(lái)我們甚至很難再看到威盛在這方面的相關(guān)報(bào)道。在埋頭耕耘低功耗處理器多年后,超便攜概念的興起以及低價(jià)電腦的普及,讓威盛找到了新的存在意義。借助這股突然興起的“東風(fēng)”,威盛有望重新獲得在主流CPU領(lǐng)域的話(huà)語(yǔ)權(quán),甚至可能突然壯大。原本我們以為威盛處理器會(huì)在沉默中慢慢消亡,想不到業(yè)界風(fēng)向的變化讓偏安一隅的威盛因禍得福,找到了新的支點(diǎn)。
英特爾:以量取勝,成本為王
如果說(shuō)威盛讓人們看到X86處理器也有超便攜可能性的話(huà),那英特爾則是發(fā)動(dòng)這場(chǎng)總攻的幕后推手。在20 07年的I D F上,英特爾就已經(jīng)宣布了MID(Mobile Internet Device,移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端)的概念。這種大于手機(jī)、小于筆記本電腦,運(yùn)行完整版Windows/Linux的設(shè)備,似乎是當(dāng)今富媒體時(shí)代下的救星。然而最初MID設(shè)備內(nèi)的Celeron處理器無(wú)論是功耗還是速度都實(shí)在是不敢恭維。不小的體積和短命的電池,也一度成為業(yè)界的笑話(huà)。
然而在一年后的今天,英特爾卻使出了個(gè)漂亮的回馬槍。2 0 0 8年2月,英特爾宣布代號(hào)為Silverthorne的移動(dòng)處理器正式命名為Atom(凌動(dòng)),并隨即推出與處理器配套的Centrino Atom移動(dòng)計(jì)算平臺(tái),主打手持設(shè)備領(lǐng)域。
殊不知早在2004年,英特爾就已經(jīng)為Atom埋下伏筆――2004年秋天,英特爾奧斯汀設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始研究如何將X86處理器的芯片面積做得足夠小,功耗足夠低,以便在一個(gè)管芯(DIE)中放入幾十個(gè)內(nèi)核。整個(gè)X86處理器“瘦身”計(jì)劃在公司內(nèi)部被稱(chēng)作BonnellCore――Bonnell是奧斯汀地區(qū)最高一座山脈的名字。
也許是歪打正著,在研究過(guò)程中奧斯汀團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),新的CPU雖然未能實(shí)現(xiàn)幾十個(gè)內(nèi)核,但新設(shè)計(jì)讓單個(gè)內(nèi)核的功耗和體積都變得非常小,即便將它們放入手機(jī)和便攜設(shè)備中,仍然能在性能和功耗上取得優(yōu)秀的平衡。就這樣,英特爾奧斯汀團(tuán)隊(duì)在邁向ManyCore的道路上,通過(guò)組合Bonnell內(nèi)核、前端總線(xiàn)、二級(jí)緩存意外收獲了代號(hào)Silverthorne的超低功耗處理器。2007年6月,英特爾CEO歐德寧在接受德文報(bào)紙《Frankfurter Allgemeine Zeitung》訪(fǎng)談中就透露公司未來(lái)的移動(dòng)處理器Silverthorne的重要性,將和公司歷史上的8088處理器以及1994年的Pentium相提并論。
NVIDIA:醉翁之意不在酒
自從NVIDIA GeForce 8800GTX占據(jù)了DX10顯卡 時(shí)代的制高點(diǎn),NVIDIA在圖形卡領(lǐng)域就獲得了壓倒性的優(yōu)勢(shì)。在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手陷入低迷后,NVIDIA有更多的精力來(lái)拓展新的領(lǐng)域。繼收購(gòu)Portalplay獲得MP3/MP4播放芯片設(shè)計(jì)能力后,NVIDIA終于在2008年推出了旗下首個(gè)CPU產(chǎn)品――Tegra。
和英特爾Atom、威盛Nano倡導(dǎo)的X86全面微型化不同,NVIDIA選擇了一條保守的道路――繼續(xù)使用ARM指令集。一直以來(lái)ARM指令集都在超便攜和移動(dòng)設(shè)備中擁有壓倒性的市場(chǎng)份額。無(wú)論是Windows Mobile還是Symbian乃至Google的Andriod,都基于ARM指令集。然而擁有ARM指令集專(zhuān)利的A R M公司,自身并不生產(chǎn)C P U,而采用專(zhuān)利授權(quán)的方法將CPU體系架構(gòu)和指令集授權(quán)給各個(gè)廠(chǎng)商。包括Ti、Samsung、NVIDIA、Freescale、Marvell、Agere、Broadcom等大量廠(chǎng)商都能生產(chǎn)基于ARM指令集的CPU。英特爾的Xscale CPU也同樣基于ARM指令集,只是因?yàn)閄scale部門(mén)盈利能力不佳,在2006年被出售給了Marvell。
作為C PU市場(chǎng)的首個(gè)產(chǎn)品,許多評(píng)論認(rèn)為T(mén)egra并沒(méi)有太多新意,只是ARM家族的又一個(gè)平庸之作。不過(guò),誰(shuí)也無(wú)法否認(rèn),Tegra只是NVIDIA小試牛刀的作品。NVIDIA的終極目標(biāo)仍然是X86處理器。由于NVIDIA在桌面芯片組市場(chǎng)仍然需要英特爾提供支持,如果此時(shí)貿(mào)然推出X86處理器將會(huì)激怒英特爾,招來(lái)強(qiáng)力的打壓。Tegra則很好地避開(kāi)了業(yè)界老大的鋒芒。都說(shuō)醉翁之意不在酒,Tegra不過(guò)是NVIDIA在CPU征途上的一塊墊腳石。
產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)孰優(yōu)孰劣
看過(guò)了三家廠(chǎng)商在超便攜計(jì)算平臺(tái)上的發(fā)展歷程,那么它們最新的產(chǎn)品又有什么特點(diǎn)??jī)?yōu)勢(shì)又何在?先說(shuō)威盛的Nano。首先,Nano在相同頻率下將會(huì)提供兩倍于C7的整數(shù)性能以及4倍于C7的浮點(diǎn)性能。初期Nano處理器由富士通采用65納米制程制造,在后期則會(huì)過(guò)渡到45納米制程。在新制程的支持下,Nano雖然晶體管數(shù)量大幅提升,但CPU功耗卻仍然維持在很低的水平。根據(jù)工作頻率的不同,Nano處理器功耗在5W~25W之間,待機(jī)情況下功耗更只有0.1W。對(duì)于UMPC、MID等超便攜計(jì)算設(shè)備來(lái)說(shuō),Nano顯然是個(gè)不錯(cuò)的選擇。
而再來(lái)看Atom。在英特爾處理器家族中,Atom擁有最小的芯片面積和最低的功耗,即便頻率達(dá)到2GHz,Atom的TDP也不過(guò)2W。在300毫米晶圓上能切割出大約2500片Atom,并且良品率高達(dá)90%,它的成本之低可見(jiàn)一斑。英特爾作為三大巨頭中唯一有量產(chǎn)能力的CPU制造商,Atom在成本控制和制程方面有著壓倒性的優(yōu)勢(shì)。
NVIDIA的Tegra基于ARM11 MPcore多內(nèi)核架構(gòu),這意味著Tegra無(wú)法運(yùn)行我們桌面上任何X86程序。雖然在程序功能上Tegra并沒(méi)辦法和Nano以及Atom相提并論,但NVIDIA的老本行圖形卡技術(shù)還是為T(mén)egra提供了強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。在Tegra芯片中集成了被稱(chēng)作HD AVP的高清音頻視頻處理內(nèi)核、ULP(超低功耗)GeForceGPU。通過(guò)單芯片內(nèi)核+GPU+AVP的設(shè)計(jì),搭載Tegra處理器的移動(dòng)設(shè)備可以流暢地通過(guò)HDMI接口輸出720P高清視頻,在NVIDIA當(dāng)天的演示中,基于Tegra處理器的移動(dòng)設(shè)備甚至能流暢運(yùn)行Quake3。在設(shè)計(jì)理念上NVIDIA選擇了穩(wěn)健的道路,雖然Tegra無(wú)法和另外兩大巨頭的CPU抗衡,但卻當(dāng)之無(wú)愧地獲得ARM芯片性能之王的稱(chēng)號(hào)。借助Windows Mobile平臺(tái)的上升趨勢(shì),Tegra將會(huì)有更大的發(fā)展空間。
聯(lián)手威盛,NVIDIA的合縱計(jì)
從表面上看超便攜處理器版圖似乎呈現(xiàn)三足鼎立的態(tài)勢(shì)。但實(shí)際上卻更多是威盛和英特爾的針?shù)h相對(duì),而Tegra的對(duì)手則是其它ARM處理器供應(yīng)商。然而在半導(dǎo)體技術(shù)的快速進(jìn)步下,曾經(jīng)被認(rèn)為小型化無(wú)望的X86指令集,也終于獲得了翻身的機(jī)會(huì),試圖對(duì)ARM統(tǒng)治的世界發(fā)起猛攻。對(duì)比ARM和X86指令集以及相關(guān)周邊,我們可以很容易地發(fā)現(xiàn),ARM處理器在運(yùn)行各種復(fù)雜媒體應(yīng)用時(shí)性能絕非X86處理器的對(duì)手,ARM所剩下的更多是芯片規(guī)模以及待機(jī)功耗上的優(yōu)勢(shì)。
然而A R M處理器采用的授權(quán)方式為整個(gè)ARM處理器市場(chǎng)培養(yǎng)了大量的競(jìng)爭(zhēng)者,其中就包括了Ti、Broadcom、飛思卡爾、Marvell甚至是三星。即便是英特爾面對(duì)如此鼎盛的陣營(yíng)也要讓步三分,NVIDIA一旦遭遇對(duì)手們的圍攻,Tegra能否抵擋仍然是未知數(shù)。在業(yè)界支持度方面,Tegra時(shí)并沒(méi)有重量級(jí)廠(chǎng)商同期推出相應(yīng)產(chǎn)品,可見(jiàn)NVIDIA要趕上其它ARM們?nèi)匀挥泻荛L(zhǎng)的路要走。
一直以來(lái)業(yè)界就有英特爾聯(lián)盟的“傳統(tǒng)”,從UMPC到MID一直是英特爾和微軟合作無(wú)間。作為X86的堅(jiān)定支持者,微軟的Windows Mobile只是不得已要和Nokia主導(dǎo)的Symbian競(jìng)爭(zhēng)才使用了ARM指令集架構(gòu),一旦英特爾X86處理器的功耗和成本足夠低,基于標(biāo)準(zhǔn)Windows內(nèi)核的手持操作系統(tǒng)絕對(duì)能信手拈來(lái)。憑借Windows以及標(biāo)準(zhǔn)Office、IE等應(yīng)用的強(qiáng)大號(hào)召力,ARM陣營(yíng)實(shí)在難以招架。NVIDIA同樣看到了ARM的隱憂(yōu),所以在Te g ra推出前夕業(yè)界風(fēng)傳NVIDIA即將收購(gòu)?fù)?,以借助其在X86處理器領(lǐng)域的技術(shù)儲(chǔ)備。
為了阻擊N V I D I A收購(gòu)?fù)?,英特爾以停止下一代FS B總線(xiàn)授權(quán)相威脅,要求N V I D I A停止收購(gòu)?fù)⒌挠?jì)劃。這不由于讓我們想起當(dāng)年,擁有處理器產(chǎn)品線(xiàn)的威盛開(kāi)始起飛之時(shí),英特爾為阻止威盛平臺(tái)坐大,以芯片組授權(quán)協(xié)定牽制威盛下一代產(chǎn)品技術(shù)研發(fā),導(dǎo)致其芯片組業(yè)務(wù)逐步?jīng)]落,拖累整體營(yíng)運(yùn)。而英特爾這次故技重施,又成功地讓角力的結(jié)果以NVIDIA的讓步而收?qǐng)?。然而故事并沒(méi)有結(jié)束,2008年6月4日,NVIDIA宣布與威盛達(dá)成合作伙伴關(guān)系,前者將會(huì)為Nano處理器開(kāi)發(fā)配套的芯片組產(chǎn)品,并且參與Nano以及其后續(xù)處理器的開(kāi)發(fā)進(jìn)程。
事實(shí)上NVIDIA染指X86處理器的計(jì)劃從未停止,在2006年NVIDIA就收購(gòu)了Stexar公司――一家由原Pentium4研發(fā)團(tuán)隊(duì)離開(kāi)英特爾后所創(chuàng)辦的公司。該公司擁有PentiumII/III/4架構(gòu)設(shè)計(jì)師RandySteck以及超線(xiàn)程之父Darrel Boggs等X86處理器領(lǐng)域風(fēng)云人物,許多分析甚至認(rèn)為NVIDIA內(nèi)部甚至已經(jīng)完成了一款X86處理器設(shè)計(jì)。在NVIDIA和威盛一拍即合的大背景下,英特爾Atom所面臨的挑戰(zhàn)是前所未有的。
拉攏下游,英特爾的連橫計(jì)
轉(zhuǎn)過(guò)頭來(lái)看看英特爾的動(dòng)作。在出售Xscale部門(mén)后,英特爾就 孤注一擲地希望X86能蠶食ARM,然而超便攜和手持移動(dòng)設(shè)備市場(chǎng)相對(duì)桌面電腦和服務(wù)器領(lǐng)域更為封閉,很少會(huì)有標(biāo)準(zhǔn)化的硬件架構(gòu)出現(xiàn)。無(wú)論是手機(jī)還是MID,甚至是PDA和PSP,幾乎都使用完全封閉的架構(gòu),這樣一來(lái)消費(fèi)者就不再熱衷于得知自己的超便攜計(jì)算設(shè)備使用的是什么樣的操作系統(tǒng)和硬件配備,所以Atom能否獲得消費(fèi)電子傳統(tǒng)廠(chǎng)商的青睞也就成了未知數(shù)。而英特爾強(qiáng)調(diào)地隨處可以上網(wǎng),在國(guó)內(nèi)Wi-Fi并不普及、WiMAX服務(wù)也沒(méi)開(kāi)通的地區(qū),要做到這點(diǎn)難于登天。
除了應(yīng)用模式的缺失,擺在英特爾面前的還有技術(shù)上的難題――采用順序執(zhí)行的Atom處理器功耗成功下降,但是也付出了沉重的性能代價(jià)。運(yùn)行完整版Windows XP就已經(jīng)氣喘吁吁,更遑論Windows Vista了。與此同時(shí),英特爾遲遲無(wú)法在配套芯片組方面有所突破,與Atom配套的945GC芯片組無(wú)論是芯片面積還是芯片功耗都遠(yuǎn)高于Atom,這使得整個(gè)基于Atom的超便攜電腦、MID設(shè)備并不省電,體積也很難進(jìn)一步縮小。而英特爾更是要到2009年才能推出集成主板芯片組的Atom處理器。在這以前比手掌略大的MID設(shè)備,已經(jīng)是英特爾微型化的最好成績(jī)了。
篇10
1合理設(shè)置教學(xué)內(nèi)容
1.1調(diào)整現(xiàn)有內(nèi)容的順序目前我校藥劑學(xué)課程采用的是由崔福德主編,人民衛(wèi)生出版社出版的第七版《藥劑學(xué)》,先后分為藥物制劑基本理論、藥物劑型概論、藥物制劑的新技術(shù)和新劑型三篇內(nèi)容。按照書(shū)本編寫(xiě)的順序在講授基本理論時(shí),學(xué)生普遍感到枯燥無(wú)味,學(xué)習(xí)目的性不強(qiáng),且和學(xué)習(xí)劑型概論存在時(shí)間差,導(dǎo)致理論和具體應(yīng)用的脫節(jié),教學(xué)效果較差。實(shí)驗(yàn)課多在一段時(shí)間內(nèi)集中上完,不能和理論知識(shí)同步,導(dǎo)致理論知識(shí)和實(shí)踐的脫節(jié),很難達(dá)到鞏固理論知識(shí)、鍛煉動(dòng)手能力的目的。筆者在教學(xué)實(shí)踐中嘗試了不拘泥于固定篇章,注意內(nèi)容模塊的靈活化,以充分掌握知識(shí)為目的,將基礎(chǔ)理論和基本劑型知識(shí)點(diǎn)重新組合,并在學(xué)習(xí)完一種劑型的理論知識(shí)后及時(shí)開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)。比如將理論部分的粉體學(xué)基礎(chǔ)章節(jié)和劑型概論中的片劑部分串聯(lián)起來(lái)講解,并及時(shí)開(kāi)片劑實(shí)驗(yàn)課,學(xué)生切實(shí)體會(huì)到了基本理論如何指導(dǎo)制劑實(shí)踐,取得了較好的教學(xué)效果。
1.2補(bǔ)充現(xiàn)代藥劑學(xué)知識(shí),豐富教學(xué)內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)代藥劑學(xué)的發(fā)展方向,對(duì)教材中較詳細(xì)介紹或較陳舊的知識(shí)宜少講、略講;對(duì)難掌握理解的知識(shí)及與教學(xué)大綱有關(guān)的新知識(shí)宜重點(diǎn)講、詳細(xì)講[2]。在完成大綱要求的教學(xué)任務(wù)的前提下,在規(guī)定的教學(xué)時(shí)間內(nèi)盡可能重點(diǎn)地、開(kāi)拓性地講解教科書(shū)中收載較少,但發(fā)展較快、較成熟的新輔料、新制備技術(shù)、新設(shè)備、新遞送系統(tǒng)以豐富藥劑學(xué)的內(nèi)涵和外延。例如脂質(zhì)體技術(shù)、納米制劑技術(shù)、分子包合技術(shù)、固體分散技術(shù)、快速起效、微乳、微球技術(shù)、緩控釋、靶向性等新技術(shù)的藥物傳遞系統(tǒng)等,可豐富同學(xué)們的藥劑學(xué)領(lǐng)域中的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)步知識(shí),開(kāi)拓視野,激發(fā)學(xué)生攀登科學(xué)高峰的極大興趣。介紹我們國(guó)家相關(guān)領(lǐng)域的成就,比如顧學(xué)裘教授在多相脂質(zhì)體鄰域的開(kāi)創(chuàng)性工作,結(jié)合藥品專(zhuān)利知識(shí),新藥物研發(fā)的高成本和低成功率,不僅使同學(xué)們認(rèn)識(shí)到創(chuàng)新的重要性,更認(rèn)識(shí)到只有腳踏實(shí)地才有可能成功的道理。
2使用多元教學(xué)方法
2.1使用多媒體授課多媒體技術(shù)在現(xiàn)代教學(xué)實(shí)踐中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,是現(xiàn)代化教學(xué)活動(dòng)中常用的一種新的、高效生動(dòng)的教學(xué)手段。多媒體教學(xué)即以計(jì)算機(jī)為載體,將教學(xué)內(nèi)容以文字、圖形、影像、動(dòng)畫(huà)、聲音及視頻等信息整合在一定的交互式界面上來(lái)執(zhí)行教學(xué)功能,它改革了傳統(tǒng)的教學(xué)方式,為提高課堂教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維起到不可估量的作用[3]。例如在講解混懸劑是,將臨床上常用的爐甘石洗劑的圖片放在課件上給同學(xué)們一個(gè)直觀(guān)印象。在講流化制粒時(shí),采用動(dòng)畫(huà)介紹流化床的工作原理,比看書(shū)上的二維圖片和文字講解更容易讓學(xué)生理解。播放視頻講解單沖壓片機(jī)的組裝以及單沖壓片機(jī)和多重壓片機(jī)的工作原理、潔凈區(qū)的空氣凈化技術(shù)及大輸液的生產(chǎn)過(guò)程等,這些都是直觀(guān)而生動(dòng)的教學(xué)素材,學(xué)生易于接受。
2.2采用案例式教學(xué)案例教學(xué)法是由哈佛大學(xué)工商管理研究生院在1918年首先提出的,通過(guò)對(duì)典型事例的分析進(jìn)行教學(xué)。在講解藥劑學(xué)的滅菌制劑和無(wú)菌制劑這節(jié)內(nèi)容時(shí),以2006年安徽華源生物藥業(yè)有限公司生產(chǎn)的滅菌不合格的克林霉素磷酸酯葡萄糖注射液(即“欣弗”注射液)造成11人死亡的藥害事件為例,說(shuō)明不按規(guī)定的工藝參數(shù)滅菌,降低滅菌溫度、縮短滅菌時(shí)間、增加滅菌柜裝載量使無(wú)菌檢查和熱原檢查不符合規(guī)定。殘留的細(xì)菌和內(nèi)毒素導(dǎo)致多人腎功能急性衰竭的惡性事件為例,使同學(xué)們牢記無(wú)菌制劑和滅菌制劑中去除熱原和滅菌的重要性,不可隨意更改滅菌參數(shù)。并深刻認(rèn)識(shí)到藥劑學(xué)的宗旨是制備安全、有效、穩(wěn)定的藥物制劑,而安全性是藥物有效、穩(wěn)定的前提。在講到液體制劑中常用溶劑時(shí),介紹“亮菌甲素注射液”事件,齊齊哈爾第二制藥廠(chǎng)將冒充藥用輔料丙二醇的二甘醇作為溶劑來(lái)生產(chǎn)亮菌甲素注射液。假冒原料進(jìn)廠(chǎng)后,化驗(yàn)室工作人員違反操作規(guī)程,未將檢測(cè)圖譜與標(biāo)準(zhǔn)圖譜進(jìn)行對(duì)比鑒別,并在發(fā)現(xiàn)檢驗(yàn)樣品相對(duì)密度與標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重不符的情況下,將其改為正常值,簽發(fā)合格證。致使假冒輔料投入生產(chǎn),制造出毒藥“亮菌甲素注射液”并投入市場(chǎng),最終導(dǎo)致13人死亡,部分人腎毒害的人間慘劇。這些生動(dòng)的案例不僅讓同學(xué)們記住了相關(guān)的知識(shí)點(diǎn),更使他們意識(shí)到在以后工作中作為藥學(xué)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的神圣職責(zé),增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的目的性和動(dòng)力。
2.3采用以問(wèn)題為中心的啟發(fā)式教學(xué)以問(wèn)題為中心的啟發(fā)式教學(xué),是以教師為引導(dǎo),以學(xué)生為中心,以問(wèn)題為鏈條,重在啟發(fā)學(xué)生思考,繼而在理解的基礎(chǔ)上識(shí)記掌握,在已有的知識(shí)水平上進(jìn)一步擴(kuò)展的教學(xué)方法[5]。以講解乳劑的制備為例,首先提出問(wèn)題:“水相和油相無(wú)論怎樣用力攪拌混合,最后還會(huì)分層難以形成穩(wěn)定的乳劑,用什么方法可以解決以上存在的問(wèn)題呢?”給學(xué)生充分的時(shí)間思考和試回答,引出乳化劑的作用和作用機(jī)制,再進(jìn)一步提出問(wèn)題:“制備不同的乳劑時(shí)乳化劑應(yīng)該如何選擇?形成的乳劑是不是一個(gè)穩(wěn)定體系?”在此基礎(chǔ)上提出乳化劑的類(lèi)型,乳劑的穩(wěn)定性問(wèn)題,分別加以介紹,加深學(xué)生的印象。此過(guò)程可使學(xué)生變被動(dòng)接受為主動(dòng)思考,提高學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、創(chuàng)新精神和語(yǔ)言表達(dá)能力。藥劑學(xué)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,所以實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)在藥劑學(xué)教學(xué)中占有很重要的地位,是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的主要途徑。目前的教學(xué)模式是老師提供處方及操作步驟,實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行講解,然后學(xué)生“依樣畫(huà)葫蘆”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,做完之后連實(shí)驗(yàn)原理都很快忘記,更談不上獨(dú)立思考實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。我們應(yīng)該增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,教師只給出具體任務(wù),學(xué)生分組按照學(xué)過(guò)的理論知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟并實(shí)施,教師最后點(diǎn)評(píng),分析不足。這樣學(xué)生就會(huì)在任務(wù)和集體榮譽(yù)感的驅(qū)使下主動(dòng)學(xué)習(xí)、動(dòng)手操作和發(fā)現(xiàn)不足,起到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)有的作用。
3提高教師教學(xué)素養(yǎng)
“學(xué)高為師,身正為范”是對(duì)教師職業(yè)形象的寫(xiě)照也是對(duì)教師的基本要求。作為高校的教師不但要做知識(shí)的傳播者,還要做新知識(shí)的創(chuàng)造者,后者主要方式就是積極參加科學(xué)研究工作,科研是創(chuàng)造知識(shí)的主要方式之一。在此過(guò)程中,教師會(huì)不斷遇到相關(guān)問(wèn)題并積極尋找解決方案,獲取具有較強(qiáng)邏輯性和系統(tǒng)性新知識(shí),這些可豐富教師的教學(xué)內(nèi)容和講課表達(dá)能力,達(dá)到以研促教,教研相長(zhǎng)的目的。另外,在科研活動(dòng)中教師通過(guò)學(xué)術(shù)交流和閱讀文獻(xiàn)可獲得大量的間接知識(shí)幫助積累教學(xué)素材,豐富課堂內(nèi)容。因此,教師在課下應(yīng)積極參加和開(kāi)展科研活動(dòng),以提高自己的學(xué)術(shù)水平和教學(xué)素養(yǎng)。
4結(jié)語(yǔ)