導(dǎo)語：如何才能寫好一篇電子技術(shù)發(fā)展論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和無線通信技術(shù)的快速發(fā)展是汽車電子技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力、更多的創(chuàng)新技術(shù)不斷開發(fā)應(yīng)用。相對其他控制技術(shù)，電子技術(shù)更具智能化，控制成本更低，性能更好。于是汽車上出現(xiàn)日益增加的電子單元，在提升汽車性能的同時(shí)，又會(huì)帶來線路繁雜、可靠性降低、電磁干擾、維修困難等諸多問題。近年來，總線化成為一個(gè)方向，各電子單元通過總線進(jìn)行通訊，信息交換，傳輸當(dāng)前的狀態(tài)信息接受中央控制單元的指令并執(zhí)行特定的功能?？偩€化增強(qiáng)了汽車的整體性，也提高了軟件在汽車制造技術(shù)中的地位。汽車日趨大眾化，導(dǎo)致苛刻要求汽車零部件降低成本，提高性能。高端豪華汽車在總計(jì)近百個(gè)電子組件或電子控制單元(ECU)的相應(yīng)系統(tǒng)中包含多達(dá)100余個(gè)微處理器。這些ECU由多種網(wǎng)絡(luò)連接，例如控制器局域網(wǎng)（CAN、FlexRay）、局域互連網(wǎng)絡(luò)(LIN)和面向媒體的系統(tǒng)傳送（MOST）。當(dāng)今汽車電子技術(shù)的特點(diǎn)和核心要求是：

1）實(shí)時(shí)性?？焖俜磻?yīng)并不是實(shí)時(shí)性的核心內(nèi)涵，快速性僅是系統(tǒng)實(shí)時(shí)能力的表現(xiàn)。當(dāng)系統(tǒng)不能滿足實(shí)時(shí)性要求時(shí)，必須提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度，而運(yùn)行速度的提高會(huì)帶來系統(tǒng)功耗加大、電磁兼容性下降等負(fù)面效應(yīng)。因而在設(shè)計(jì)具體的控制系統(tǒng)時(shí)，在保證能滿足實(shí)時(shí)性要求的條件下，應(yīng)使系統(tǒng)的運(yùn)行速度降到最低，以滿足系統(tǒng)在功耗、可靠性和電磁兼容性等方面獲得最佳的綜合品質(zhì)。

2）安全性。安全性是指產(chǎn)品防止、減少故障和事故的性能。硬件的耐高低溫、耐電擊、耐火花、阻燃等從原材料制作工藝到檢測包裝儲(chǔ)運(yùn)，有效的質(zhì)量控制是關(guān)鍵；軟件漏洞的隱患與后果，如功能的缺失、安全威脅與客戶抱怨等，有一種名為“組策略”的手段提供對微處理器進(jìn)行更改注冊表來實(shí)現(xiàn)軟件的安全。對車輛電子控制安全造成的威脅，可分成局部物理、遠(yuǎn)程和內(nèi)部電子3大類。①局部物理性威脅。通過物理性地接入傳動(dòng)系統(tǒng)CAN網(wǎng)絡(luò)并破壞通信，這種入侵式的攻擊極易破壞汽車關(guān)鍵功能。其對策是在一個(gè)或多個(gè)ECU內(nèi)部的某處存儲(chǔ)著隱秘的私有密鑰，用于受保護(hù)的通信通道，提供局部數(shù)據(jù)的保護(hù)服務(wù)，汽車算法、多媒體內(nèi)容和保密資料都需要私鑰存儲(chǔ)進(jìn)行數(shù)據(jù)保護(hù)，抵擋凌厲的入侵和攻擊。②遠(yuǎn)程威脅。黑客通過偵測汽車的遠(yuǎn)距離無線接口尋找網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和程序中的軟肋，以找到內(nèi)部各電子系統(tǒng)中的路徑。與數(shù)據(jù)中心不同，汽車不可能擁有完整的IDS、IPS、防火墻和UTM，防衛(wèi)機(jī)制的客觀缺失需依靠汽車的關(guān)鍵系統(tǒng)必須與非關(guān)鍵的ECU完全隔離開，以確保駕駛安全。③內(nèi)部電子威脅。雖然物理網(wǎng)絡(luò)隔離是理想的方案，但接觸點(diǎn)和干擾總是難以避免，安全標(biāo)準(zhǔn)有極大差異的系統(tǒng)間通信的干擾會(huì)很敏感。業(yè)界又出現(xiàn)強(qiáng)烈的設(shè)計(jì)整合趨勢，使用更強(qiáng)大的多內(nèi)核微處理器來實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)的控制，從而將許多ECU變?yōu)樘摂M的ECU，這將增加源于軟件的威脅風(fēng)險(xiǎn)，從而導(dǎo)致操作系統(tǒng)缺陷、對密碼系統(tǒng)的旁路攻擊以及拒絕服務(wù)等。因而，關(guān)鍵和非關(guān)鍵的系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)之間的接口必須在最高管理層面進(jìn)行論證和窮盡分析，并按ISO15408等評估安保等級（EAL）6+的最高等級安保標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)證，確認(rèn)缺陷無虞。

3）可靠性。可靠性是指產(chǎn)品的平均無故障運(yùn)行時(shí)間（MTBF）。為確?？煽啃裕谄囯娮与娐飞蠈?shí)施冗余設(shè)計(jì)，元器件應(yīng)選用汽車級。高可靠性軟件及安全工程實(shí)施原則（PHASE）協(xié)議支持最大限度地簡化復(fù)雜性、軟件組件架構(gòu)、最低權(quán)限原則、安全軟件和系統(tǒng)開發(fā)過程。

4）環(huán)保性。產(chǎn)品符合國家相關(guān)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，包括產(chǎn)品是否含有毒、有害原材料，芯片是否含鉛、鎘，EMC輻射是否超標(biāo)，須有嚴(yán)格的檢測和認(rèn)證。必須認(rèn)識(shí)到切實(shí)實(shí)施ISO/TS16949和ISO14001僅是一項(xiàng)基礎(chǔ)工作。

2我國汽車電子產(chǎn)業(yè)概況

市場化的經(jīng)濟(jì)體制帶來了高效的資源配置，我國汽車電子產(chǎn)業(yè)在這10年間有了飛速的發(fā)展。在汽車產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的直接推動(dòng)下，2012年我國汽車電子市場規(guī)模已逾2500億元，連續(xù)7年增長率超過30％。其原因除市場需求迅猛發(fā)展外，還有國家政策帶動(dòng)、國際產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和地區(qū)競爭的促進(jìn)。但由于基礎(chǔ)研發(fā)工作薄弱，掌握的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)匱乏，產(chǎn)品在技術(shù)上還依附于國外，核心技術(shù)仍受制于人，至今沒有世界知名的汽車電子產(chǎn)品品牌和供應(yīng)商。石油資源日趨緊缺，人們對環(huán)境保護(hù)的意識(shí)在不斷增強(qiáng)。國際上對汽車排放出臺(tái)了一系列嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，加上人們對汽車的安全性、舒適性和使用壽命的要求越來越高，汽車電子也越來越復(fù)雜，進(jìn)入汽車電子零部件行業(yè)的門檻就越來越高。我國汽車電子產(chǎn)業(yè)雖實(shí)現(xiàn)了持續(xù)快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平、規(guī)模、機(jī)構(gòu)都得到了大幅度的提升，但這產(chǎn)業(yè)鏈中的成就僅局限于加工制造。硬件方面，元器件集成芯片幾乎全從國外公司購買；軟件方面，從開發(fā)工具到核心軟件全由國外公司提供；生產(chǎn)方面，從貼片到出廠，從生產(chǎn)檢測設(shè)備到技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，也依循國外企業(yè)。現(xiàn)狀是久負(fù)盛名的跨國芯片巨頭能針對特定的應(yīng)用提供專用芯片及解決方案，使汽車電子產(chǎn)品開發(fā)周期縮短，質(zhì)量有保障，成本較低。這樣更使我國目前幾乎所有汽車電子單元全是由芯片廠商提供設(shè)計(jì)，而我們只是二次開發(fā)。微電子行業(yè)基礎(chǔ)核心技術(shù)的薄弱是決定我國汽車電子產(chǎn)業(yè)在總體上受制于國際跨國公司的根本原因，必須徹底改變。

3汽車電子技術(shù)發(fā)展趨勢

1）總線化和中央電子控制單元向汽車電子的整體化、系統(tǒng)化邁出了革新的一步。各電子控制單元通過總線進(jìn)行通信，傳輸當(dāng)前狀態(tài)的信息，接受中央控制單元的指令并執(zhí)行特定的功能，使車輛行駛功能控制達(dá)到最佳水平?？偩€化還使汽車制造核心技術(shù)由硬件逐漸向軟件過渡，由諳熟全程制造技術(shù)和掌握汽車各系統(tǒng)、各零部件原理功能的龍頭企業(yè)執(zhí)掌制定切實(shí)可用通信協(xié)議的主動(dòng)權(quán)。這就導(dǎo)致技術(shù)實(shí)力弱勢的中小企業(yè)只得依附強(qiáng)勢的大公司，促使行業(yè)兼并。

2）模塊化。電子技術(shù)和多領(lǐng)域高新技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)集成化汽車零部件產(chǎn)品的構(gòu)成，便于國際化采購和整車廠組裝。模塊化就是根據(jù)需求定制，完成所需的功能，以標(biāo)準(zhǔn)模塊的規(guī)格作大集成化的封裝，提高功效和可靠性，也簡化配套和整車制造工藝，有利于產(chǎn)品質(zhì)量得到有效控制。結(jié)果將會(huì)使現(xiàn)在處于領(lǐng)先地位的行業(yè)寡頭逐漸成為系統(tǒng)集成商，電子零部件企業(yè)承擔(dān)的產(chǎn)品工作量越來越大，汽車零部件產(chǎn)業(yè)在汽車工業(yè)中的作用和地位更顯重要。

3）智能化。微控制器大量進(jìn)入汽車電子各系統(tǒng)，帶來控制技術(shù)智能水平提高，性能更優(yōu)越，控制成本更低。

4）規(guī)范化和高配普及化。新的汽車電子技術(shù)不斷涌現(xiàn)、不斷進(jìn)步，但有些電子控制技術(shù)在汽車上實(shí)施還需歷經(jīng)一段時(shí)間，才能在標(biāo)準(zhǔn)配置上被確認(rèn)。例如，輪胎智能壓力監(jiān)測系統(tǒng)（TPMS）與ABS、安全氣囊并稱為汽車3大安全系統(tǒng)。但目前，僅在奧迪A8、寶馬7系/5系、奔馳S/E系列等高端車型中作為標(biāo)準(zhǔn)配置。在高度重視汽車安全性的當(dāng)下，輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)必然很快會(huì)成為所有汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置。就如同ABS從出現(xiàn)到普及一樣，需要一個(gè)過程。

5）重視傳感器的研發(fā)。汽車電子技術(shù)的應(yīng)用中無處不在的傳感器，在控制技術(shù)環(huán)節(jié)里作用至關(guān)重要，應(yīng)受到充分的重視。我國在傳感器技術(shù)的演進(jìn)發(fā)展和實(shí)踐中雖已有一定基礎(chǔ)性的成果，但因投入的研發(fā)資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，也顯得十分薄弱。必須與汽車電子的研發(fā)齊頭并進(jìn)才能相得益彰。期望在“十二五”計(jì)劃期間，我國傳感器技術(shù)及產(chǎn)業(yè)迎頭趕上。

6）“云控制”技術(shù)。計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息融合技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了云時(shí)代?！霸瓶刂啤奔夹g(shù)由以往的局部信息處理到信息共享到現(xiàn)代的信息融合，已經(jīng)完全突破了汽車“傳感器-避開障礙-目標(biāo)-方向盤”的傳統(tǒng)固有模式，使實(shí)現(xiàn)“目標(biāo)-方向盤”的自動(dòng)駕駛成為可能?！霸岂{駛”將大大提高識(shí)別道路行駛目標(biāo)的效能，同時(shí)降低燃油耗費(fèi)，將使駕駛由低事故向高可靠轉(zhuǎn)變。

4結(jié)束語

篇2

我國的電子信息技術(shù)起步于二十世紀(jì)中期，近年來隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電子信息技術(shù)日新月異，我國在電子信息技術(shù)方面也有了明顯進(jìn)步，應(yīng)用范圍明顯增加，在國際范圍內(nèi)具有了一定的影響力。我國電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)主要經(jīng)過了四次階段性的轉(zhuǎn)型，樹立了強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)動(dòng)力，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面發(fā)生了較大的變化，技術(shù)與開發(fā)水平有了明顯提高，產(chǎn)品出口額有了明顯增加，基本上實(shí)現(xiàn)在滿足我國部分電子信息市場需求的基礎(chǔ)上，走出國門的愿景。但隨著應(yīng)用的日漸廣泛，使得我國在電子信息技術(shù)的發(fā)展過程中，也出現(xiàn)了一些問題，例如企業(yè)研發(fā)能力弱、電子信息技術(shù)方面知識(shí)產(chǎn)權(quán)缺乏、信息化程度低等等，這些問題嚴(yán)重限制了我國電子信息技術(shù)的長遠(yuǎn)發(fā)展，拉大了我國與世界信息技術(shù)發(fā)達(dá)國家之間的差距，目前而言我國電子信息技術(shù)發(fā)展中存在的問題主要有以下三個(gè)方面：

1.1環(huán)境資源匱乏環(huán)境資源匱乏是限制我國電子信息技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要問題，目前而言我國電子信息產(chǎn)業(yè)混亂，假冒偽劣、知識(shí)侵權(quán)現(xiàn)象猖獗，盜版產(chǎn)品走私販賣以及企業(yè)間的不良競爭的現(xiàn)象屢見不鮮，這些均嚴(yán)重危害了我國信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，使得我國電子信息技術(shù)研發(fā)緩慢，這在很大程度上降低了我國電子信息技術(shù)在國際市場的競爭力，遏制了我國電子信息技術(shù)的發(fā)展?jié)摿?。除了產(chǎn)業(yè)內(nèi)部環(huán)境存在很大問題，我國法律對電子信息技術(shù)的保護(hù)力量薄弱也是很大原因造成盜版猖獗的一個(gè)原因，因?yàn)槿狈ΡＷo(hù)使得電子信息技術(shù)的科研成果很容易被不法分子竊取，科研工作者嘔心瀝血研究而得新技術(shù)在隨后的盜版中被大量侵占，很大程度上降低了科研工作者的信心，再加上國內(nèi)市場電子產(chǎn)品的走私、販賣現(xiàn)象猖獗，導(dǎo)致國內(nèi)電子信息技術(shù)開發(fā)企業(yè)缺乏競爭優(yōu)勢。所以缺乏有效嚴(yán)格的法律環(huán)境也是我國致使我國電子信息技術(shù)問題頻發(fā)的又一原因。

1.2電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理我國電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)起步于20世紀(jì)80年代的“863”計(jì)劃，經(jīng)過30多年的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)大，但也因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)界限模糊，使得產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)問題凸顯，技術(shù)創(chuàng)新體系并不明顯，使得我國的電子產(chǎn)品不能與國外頂尖電子產(chǎn)品相提并論。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，投入產(chǎn)出差距明顯，使得我國電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新力薄弱，所以只有改變傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，重構(gòu)科學(xué)合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，才能改變目前我國進(jìn)步緩慢的電子信息產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀。

1.3科研能力不足、從業(yè)人員素質(zhì)不高作為以技術(shù)為首要驅(qū)動(dòng)力的電子信息產(chǎn)業(yè)，科研能力的強(qiáng)弱決定了技術(shù)進(jìn)步快慢，而產(chǎn)業(yè)內(nèi)從業(yè)人員的素質(zhì)又在很大程度上決定了技術(shù)創(chuàng)新能力的強(qiáng)弱。隨著我國教育普及程度的增加，不可否認(rèn)的是，我國信息技術(shù)方面的人才不少，可以說還在不斷增加中，各方面的技術(shù)人員也很完備，但是很多人才都是單一型，他們或許是某一方面可以登峰造極，但是卻缺乏其他方面的知識(shí)儲(chǔ)備，甚至可以說毫無了解?，F(xiàn)在社會(huì)越來越需要復(fù)合型人才，而我國電子信息產(chǎn)業(yè)方面更需要這方面的復(fù)合型人才，也正是因?yàn)槿瞬诺娜狈Γ矅?yán)重的制約了電子信息技術(shù)的創(chuàng)新，目前我國仍有許多技術(shù)需要購買國外的先進(jìn)專利，這種強(qiáng)依賴性，也是因?yàn)閺?fù)合型人才的嚴(yán)重欠缺。

2我國電子信息技術(shù)的發(fā)展趨勢

人類進(jìn)步永無止境，技術(shù)發(fā)展更需分秒必爭，每天有無數(shù)的新型技術(shù)誕生，所以我國的電子信息技術(shù)更不能滿足現(xiàn)狀，更應(yīng)正確分析局勢，不斷優(yōu)化和升級產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，逐步完善我國的電子信息技術(shù)。憑借高技術(shù)含量、高市場附加值、強(qiáng)大競爭力與明朗的市場前景，電子信息產(chǎn)業(yè)具有其他產(chǎn)業(yè)都無法比擬的優(yōu)勢，所以電子信息產(chǎn)業(yè)是世界各國都大力爭奪的技術(shù)產(chǎn)業(yè)，目前很多西方國家已經(jīng)將注意力集中與電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)，大量投入人力、物力、財(cái)力，旨在通過電子信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展帶動(dòng)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展?？傮w來說，我國的電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的總體態(tài)勢是：產(chǎn)業(yè)總體發(fā)展的速度比較快，產(chǎn)業(yè)內(nèi)總體的經(jīng)濟(jì)效益比較好以及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展后勁還是比較強(qiáng)的。綜上所訴，我國應(yīng)努力追趕世界潮流，加大對電子信息產(chǎn)業(yè)的投入，不斷完善電子信息產(chǎn)業(yè)，未來我國電子信息技術(shù)將呈現(xiàn)出如下三方面的發(fā)展趨勢：

2.1階梯化、多元化發(fā)展任何事情的發(fā)展都不是一蹴而就，而是一個(gè)不斷發(fā)展的過程，所以在未來我國電子信息技術(shù)的發(fā)展也必然呈現(xiàn)處階梯化、多元化的多元發(fā)展。目前，我國的電子信息技術(shù)遠(yuǎn)不如西方發(fā)達(dá)國家，他們憑借其雄厚的資金、技術(shù)以及品牌優(yōu)勢，進(jìn)行有目標(biāo)地系統(tǒng)的研究、管理和銷售工作。前文已提到，我國電子信息產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)混亂，從業(yè)人員素質(zhì)不高，所以我國電子信息產(chǎn)業(yè)未來還有很長一段路要走，必須遵循階梯化網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展道路，首先需加大資金投入，加強(qiáng)立法保護(hù)，不僅僅是急于復(fù)制他國的先進(jìn)產(chǎn)品，而是培養(yǎng)先進(jìn)技術(shù)人才，在學(xué)習(xí)西方先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，師夷長技以制夷，一步步穩(wěn)扎穩(wěn)打，才能逐步加快電子信息技術(shù)的發(fā)展。目前，電子信息技術(shù)已滲入生活的各個(gè)領(lǐng)域，正逐步實(shí)現(xiàn)著與機(jī)械、能源、交通、建筑等其他技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，所以電子信息技術(shù)必然不能獨(dú)善其身，片面發(fā)展，只有將電子信息技術(shù)多元化發(fā)展，更多的應(yīng)用于實(shí)際生活，才能真正使電子信息產(chǎn)業(yè)做到為人類服務(wù)。

2.2個(gè)性化、規(guī)模化發(fā)展眾所周知，每個(gè)產(chǎn)品都具有顯著得到規(guī)模效應(yīng)，電子產(chǎn)品當(dāng)然也不能例外。電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)很多是精密技術(shù)產(chǎn)業(yè)，所以其生產(chǎn)規(guī)模才能得以生存和發(fā)展，否則很難在激烈的市場競爭中立足，很快就會(huì)被淘汰出局。我國電子信息技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模越來越大，很多大型跨國公司憑借其大規(guī)模的產(chǎn)量和嚴(yán)格的質(zhì)量控制，有效的利用了規(guī)模經(jīng)濟(jì)，取得了很大的經(jīng)濟(jì)收益，所以規(guī)模化發(fā)展必然是未來電子信息技術(shù)的發(fā)展趨勢。隨著人們生活水平的提高，消費(fèi)眼光越來越獨(dú)到，消費(fèi)者逐漸成為市場主導(dǎo)，個(gè)性化消費(fèi)已經(jīng)成為必然趨勢，再加上電子信息市場更新?lián)Q代速度驚人，人們對電子信息技術(shù)產(chǎn)品的需求日益呈現(xiàn)出多元化發(fā)展，所以如何在浩如煙海的電子信息市場獨(dú)占鰲頭，個(gè)性化必不可少。

2.3國際化、全球化發(fā)展電子信息技術(shù)的發(fā)展不是一國閉門造車的過程，而是國際性的發(fā)展過程，其采購、生產(chǎn)、加工、銷售都具有全球化的特征，很多技術(shù)不是僅靠一國之力便可完成，再加上我國電子信息技術(shù)起步晚，所以必須加強(qiáng)國際化交流，學(xué)習(xí)世界先進(jìn)技術(shù)，才能遵循全球化發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展和信息網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展過程中，我國電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必然要遵循國際化的發(fā)展趨勢。目前我國已經(jīng)有不少電子信息技術(shù)產(chǎn)品已經(jīng)開始走出國門，海爾、華為在世界已經(jīng)有了很大的知名度，但是依舊有很多電子產(chǎn)品走山寨、翻版的低端路線，所以加快電子信息技術(shù)國際化發(fā)展必然是未來發(fā)展趨勢。

3結(jié)語

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集中化設(shè)計(jì)理念由于電氣工程處理多采用相同處理器進(jìn)行集中處理，其工作任務(wù)相對較為繁重，且處理效率低，而隨著處理對象的增多，電纜數(shù)量也需進(jìn)行不斷增加，這樣不但加大了主機(jī)的處理任務(wù)，降低了電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，增加了故障發(fā)生率，同時(shí)，還大幅度提高了投資成本，而為了改變這一現(xiàn)狀，在電氣工程中融合電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)中，充分將集中化監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用其中，有效的解決了以上問題，給電氣工程運(yùn)行提供了更可靠的保證，現(xiàn)場總線式設(shè)計(jì)理念現(xiàn)場總線式設(shè)計(jì)主要是結(jié)合電力生產(chǎn)現(xiàn)場具體情況，對不同的間隔，選擇不同的功能，更具有針對性，同時(shí)，還使設(shè)備間隔、模擬量、端子柜進(jìn)行更合理的分配，避免了不必要的浪費(fèi)，大大降低了投資成為，為電力工程發(fā)展提供了更好的經(jīng)濟(jì)方案。遠(yuǎn)程化設(shè)計(jì)理念遠(yuǎn)程化設(shè)計(jì)在保證電氣工程運(yùn)行穩(wěn)定及安全的情況下，有效減少電纜的使用量，大大的降低了投資成本，但遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)在具有優(yōu)勢的同時(shí)，也有著許多的缺點(diǎn)，電氣通訊量增加就是其中之一，因而，遠(yuǎn)程化設(shè)計(jì)只能用于小規(guī)模電氣工程中。

二、電氣自動(dòng)化在電氣工程中的融合

1.電氣自動(dòng)化在電氣工程繼電保護(hù)裝置中的應(yīng)用繼電保護(hù)裝置相當(dāng)于電氣工程中的報(bào)警裝置，當(dāng)電氣系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)突發(fā)狀況時(shí)，繼電保護(hù)裝置會(huì)在第一時(shí)間發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并將線路進(jìn)行切斷。而在繼電裝置中融入電氣自動(dòng)化技術(shù)，可對電氣工程中的線路運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并予以遠(yuǎn)程控制，以便及時(shí)對電氣工程中的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，有效解決繼電裝置中反應(yīng)不及時(shí)或誤跳情況。另外，繼電自動(dòng)裝置保護(hù)還能對電氣工程中的所有線路及設(shè)備進(jìn)行異常檢測，如檢測到異常情況，繼電自動(dòng)裝置會(huì)根據(jù)異常情況自動(dòng)啟動(dòng)保護(hù)措施，有效的減少故障發(fā)生概率，提高了電氣工程運(yùn)行穩(wěn)定性。電氣自動(dòng)化在電氣工程變電站中的應(yīng)用變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)充分運(yùn)用當(dāng)前先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)及通信技術(shù)進(jìn)行緊密融合，并通過依靠計(jì)算機(jī)進(jìn)行綜合系統(tǒng)監(jiān)控，并根據(jù)電氣工程實(shí)際運(yùn)行情況，將自動(dòng)化裝置、機(jī)電保護(hù)裝置、信號(hào)管理系統(tǒng)及測量設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化重組，以便對電氣工程運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控、測量、通信、及控制。由于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)操作簡便、維護(hù)方便、且具有智能化及集成化特點(diǎn)，因而，它給電氣工程發(fā)展運(yùn)行，創(chuàng)造了更多的優(yōu)勢。

2.電氣自動(dòng)化在電氣工程中發(fā)電廠分散控制中的應(yīng)用發(fā)電廠分散控制主要有工作站、太網(wǎng)、控制單元及通訊網(wǎng)四大部分組成，在發(fā)電生產(chǎn)過程中，采用分層結(jié)構(gòu)方式，結(jié)合直接應(yīng)用控制單元，從而現(xiàn)實(shí)電氣設(shè)備之間的信號(hào)及數(shù)據(jù)傳遞，并對電氣工程中的設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控、控制，從而實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)監(jiān)測、控制、保護(hù)。電氣自動(dòng)化在電氣工程中電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用電網(wǎng)調(diào)度主要是通過調(diào)度服務(wù)器及電氣自動(dòng)化系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，而電氣自動(dòng)化在電網(wǎng)調(diào)度中應(yīng)用主要有以下幾個(gè)優(yōu)勢：實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度，充分確保電網(wǎng)運(yùn)行的安全性及穩(wěn)定性。為電網(wǎng)故障檢測提供準(zhǔn)確、可靠的相關(guān)數(shù)據(jù)，充分提高電網(wǎng)故障查詢速度，以便及時(shí)對電網(wǎng)故障點(diǎn)進(jìn)行排除。為電網(wǎng)電力負(fù)荷檢測顯示、提供有效的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測。

三、結(jié)束語

篇4

論文摘要：光電子器件和部件廣泛應(yīng)用于長距離大容量光纖通信、光存儲(chǔ)、光顯示、光互聯(lián)、光信息處理、激光加工、激光醫(yī)療和軍事武器裝備，預(yù)期還會(huì)在未來的光計(jì)算中發(fā)揮重要作用。本文將介紹國內(nèi)外光電子技術(shù)及光電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

如果說微電子技術(shù)推動(dòng)了以計(jì)算機(jī)、因特網(wǎng)、光纖通信等為代表的信息技術(shù)的高速發(fā)展，改變了人們的生活方式，使得知識(shí)經(jīng)濟(jì)初見端倪，那么隨著信息技術(shù)的發(fā)展，大容量光纖通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，光電子技術(shù)將起到越來越重要的作用。美國商務(wù)部指出：“90年代，全世界的光子產(chǎn)業(yè)以比微電子產(chǎn)業(yè)高得多的速度發(fā)展，誰在光電子產(chǎn)業(yè)方面取得主動(dòng)權(quán)，誰就將在21世紀(jì)的尖端科技較量中奪魁”。日本《呼聲》月刊也有類似的評論：“21世紀(jì)具有代表意義的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，第一是光電子產(chǎn)業(yè)，第二是信息通信產(chǎn)業(yè)，第三是健康和福利產(chǎn)業(yè)……”，可以斷言，光電子技術(shù)將繼微電子技術(shù)之后再次推動(dòng)人類科學(xué)技術(shù)的革命。

1世界光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

光纖通信技術(shù)的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過當(dāng)初人們的預(yù)料，光纖已經(jīng)成為通信網(wǎng)的重要傳輸媒介，現(xiàn)在世界上大約有60%的通信業(yè)務(wù)經(jīng)光纖傳輸，到20世紀(jì)末將達(dá)到85%，但從目前光纖通信的整體水平來看，仍處于初級階段，光纖通信的巨大潛力還沒有完全開發(fā)出來。目前，各種新技術(shù)層出不窮，密集波分復(fù)用技術(shù)（DWDM，在同一根光纖內(nèi)傳輸多路不同波長的光信號(hào)，以提高單根光纖的傳輸能力）、摻鉺光纖放大器技術(shù)（EDFA，可將光信號(hào)直接放大，具有輸出功率高、噪聲小，增益帶寬等優(yōu)點(diǎn)）已取得突破性進(jìn)展并得到廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在DWDM系統(tǒng)和光傳輸設(shè)備中，光電技術(shù)的比例將從過去比重不到10%達(dá)到90%。一種全新的、無需進(jìn)行任何光電變換的光波通信——“全光通信”，由于波分復(fù)用技術(shù)和摻鉺光纖放大器技術(shù)的進(jìn)展，也日趨成熟，將在橫跨太平洋和大西洋的通信系統(tǒng)上首次使用，給全球的通信業(yè)帶來蓬勃生機(jī)。為此提供支撐的就是半導(dǎo)體光電子器件和部件。光電子器件和技術(shù)已形成一個(gè)快速增長的、巨大的光電子產(chǎn)業(yè)，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著越來越大的作用。美國光電子產(chǎn)業(yè)振興協(xié)會(huì)估計(jì)，到2003年，光電子產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值將達(dá)2000億美元。

Internet應(yīng)用的飛速增長對電信骨干網(wǎng)帶寬提出越來越高的需求，為滿足需求的增長，人們可以鋪設(shè)更多的光纖，或靠提高單路光的信息運(yùn)載量（現(xiàn)在主干網(wǎng)可以分別工作在2.5Gbps和10Gbps，并已有40Gbps的演示性設(shè)備）。但更主要的方法卻是靠發(fā)展波分復(fù)用技術(shù)，增加光纖內(nèi)通光的路數(shù)（光波分復(fù)用的實(shí)驗(yàn)記錄已經(jīng)達(dá)到2.64Tbps）。波分復(fù)用技術(shù)的普遍運(yùn)用為光電子器件和部件提供了廣闊的、快速增長的市場。無限戰(zhàn)略公司的報(bào)告指出：“信號(hào)傳輸用1.31μm和1.55μm激光器市場1999年達(dá)到13億美元，比去年增加23%；1.48μm信號(hào)放大用激光器1999年市場份額達(dá)到1.6億美元，比去年增加33%；980nm信號(hào)放大用激光器銷售額達(dá)2.9億美元，比去年增長121%。整個(gè)激光器市場的份額1999年達(dá)18億美元，預(yù)期2003年將達(dá)到30億美元”。美國通信工業(yè)研究公司（CIR）的研究預(yù)測，北美市場光電子部件的市場規(guī)模將由目前的28億美元增長到2003年的61億美元，約每年增長18.5%。密集波分復(fù)用設(shè)備銷售額也將從1998年的22億美元增加到2004年的94億美元。報(bào)告稱雖然10年內(nèi)全光通信還不會(huì)全面商業(yè)化，但是全光交換將在幾年內(nèi)成為市場主流，報(bào)告也指出盡管光學(xué)部件市場被大公司所占據(jù)，但仍有創(chuàng)新性公司進(jìn)入的可能。

2我國的光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)

近10年來我國光電子技術(shù)研究在國家“863”計(jì)劃和有關(guān)部門的支持下有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展，在很多領(lǐng)域同國外先進(jìn)國家只有兩三年的距離，個(gè)別領(lǐng)域還處于世界領(lǐng)先地位。

國內(nèi)光電子有關(guān)產(chǎn)業(yè)基地在光電子器件、部件和子系統(tǒng)（如激光器、探測器、光收發(fā)模塊、EDFA、無源光器件）等已經(jīng)占領(lǐng)了國內(nèi)較大的市場份額，初步具備同國外大公司競爭的能力，在毫無市場保護(hù)的情況下，靠自己的力量爭得了一席之地，市場營銷逐年有較大的增長，個(gè)別產(chǎn)品還取得國際市場相關(guān)產(chǎn)品中的銷量最大的成績。我國相應(yīng)研究發(fā)展基地和本領(lǐng)域高技術(shù)公司的許多產(chǎn)品填補(bǔ)了國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品的空白，打破國外產(chǎn)品在市場上的壟斷地位，同時(shí)爭取進(jìn)入國際市場。

摻鉺光纖放大器（EDFA）是高速大容量光纖通信系統(tǒng)必需的關(guān)鍵部件，國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品占國內(nèi)市場40%的份額。我國也是目前國際上少數(shù)幾個(gè)有能力研制PIC和OEIC的國家。808nm大功率激光器及其泵浦的固體綠光激光器，670nm紅光激光器已產(chǎn)品化和商品化并批量占領(lǐng)國際市場。國內(nèi)移動(dòng)通信的光纖直放站所用的光電器件，90%使用國產(chǎn)器件，國產(chǎn)1.55μmDFB激光器戰(zhàn)勝了國外器件，占領(lǐng)了100%的國內(nèi)市場。

但是，我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到在我國光電子技術(shù)發(fā)展中，光電子器件、部件雖是光通信、光顯示、光存儲(chǔ)等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵部分，但在整個(gè)系統(tǒng)和設(shè)備成本中所占的比重較小，其產(chǎn)值較低，目前科研開發(fā)主要處于跟蹤和小批量生產(chǎn)階段，光電子產(chǎn)業(yè)所需的規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)目前還未有實(shí)質(zhì)突破；國內(nèi)研究生產(chǎn)的光電器件和部件有相當(dāng)部分還未能滿足整機(jī)和系統(tǒng)的要求，導(dǎo)致國外器件占據(jù)國內(nèi)市場相當(dāng)多的份額；在機(jī)制上仍未擺脫科研、生產(chǎn)、市場相互脫離的狀況。

篇5

關(guān)鍵詞： 《電力電子技術(shù)》 教學(xué)改革 慕課 翻轉(zhuǎn)課堂

1.引言

電力電子作為一項(xiàng)新興技術(shù)，因?yàn)槠渥儞Q和傳輸電能的功能，在生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注。全球性的能源危機(jī)使人們的目光開始轉(zhuǎn)向環(huán)保型能源，如太陽能、風(fēng)能，不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)換必須依賴電力電子技術(shù)。以上海為核心的長江三角地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，必然會(huì)帶動(dòng)電力電子技術(shù)的大力發(fā)展與應(yīng)用，同時(shí)電力電子技術(shù)的發(fā)展也相應(yīng)推動(dòng)長三角地區(qū)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展。

目前國內(nèi)外高等教育部門均已認(rèn)識(shí)到加強(qiáng)電力電子技術(shù)專業(yè)教育的重要性。通觀全球的電力電子技術(shù)教育現(xiàn)狀，“改革”的觀念滲透到從課堂教育、仿真、實(shí)驗(yàn)到專業(yè)論文的方方面面。近十年，當(dāng)高職完成規(guī)模建設(shè)的過程后，必然實(shí)現(xiàn)走內(nèi)涵發(fā)展的道路，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)。我院人才培養(yǎng)目標(biāo)定位：立足不斷探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)高素質(zhì)的技術(shù)技能型人才。因此，無論從該課程對國計(jì)民生的重要性還是從教學(xué)務(wù)實(shí)的角度講，對于該課程的建設(shè)和教學(xué)改革都具有重要的實(shí)際意義。

2.教學(xué)現(xiàn)狀

（1）學(xué)生方面。對于高職學(xué)生，本門課程一般在大二開設(shè)，已有電學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，但是本門課程涉及的電學(xué)知識(shí)，被遺忘和不扎實(shí)現(xiàn)象特別嚴(yán)重，在講授過程中因?yàn)闆]有掌握基礎(chǔ)知識(shí)，所以學(xué)習(xí)這門課程很吃力，以致厭學(xué)。

（2）教學(xué)方面。近十年來電力電子技術(shù)得到飛速發(fā)展，新器件和新的控制方法不斷出現(xiàn)，《電力電子技術(shù)》教學(xué)內(nèi)容必須隨自身技術(shù)的發(fā)展及時(shí)更新，但實(shí)際授課教材大綱往往內(nèi)容滯后，與電力電子技術(shù)的發(fā)展不協(xié)調(diào)，造成課堂教學(xué)與工程實(shí)踐相脫節(jié)；基本沿用傳統(tǒng)的以課堂教學(xué)為主、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為輔的教學(xué)模式，與先進(jìn)的現(xiàn)代教學(xué)方法和教學(xué)手段不相適應(yīng)，不利于學(xué)生對本課程的深入理解；目前課時(shí)越來越少，給高職學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師教學(xué)帶來難度。

3.教學(xué)方法改革

利用新的教學(xué)方法提高學(xué)生對電力電子課程的興趣，被視為電力電子教學(xué)改革的重要手段。迅速發(fā)展的信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不僅被應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，而且被廣泛作為課程教學(xué)的新方法。國內(nèi)外許多大學(xué)都已開發(fā)出電力電子的網(wǎng)上授課內(nèi)容，并以多媒體的形式呈現(xiàn)，其中以瑞士的iPES最著名。

通觀國內(nèi)外高校電力電子教學(xué)現(xiàn)狀，有很多值得我們學(xué)習(xí)和借鑒的新方式、新方法，在我國電力電子教學(xué)改革中，以下幾方面值得注意。

（1）建立系統(tǒng)的觀念。在教材編寫與課程內(nèi)容組織的過程中，從電力電子系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，將相關(guān)知識(shí)有機(jī)融合，避免將各種電力電子器件、各種結(jié)構(gòu)功能的電路作孤立講解，因?yàn)殡娏﹄娮与娐吠ǔ６际菐追N電路組合在一起構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一定的功能的，僅僅孤立地講解其中的一個(gè)意義不大。

（2）注重電力電子電路的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計(jì)思想和能力。從電路設(shè)計(jì)的角度出發(fā)組織電力電子技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容，是一種很好的教學(xué)方式。哪怕是最簡單的電力電子電路的設(shè)計(jì)，也是一個(gè)很好的開端。

（3）課堂教學(xué)、仿真、實(shí)驗(yàn)并重。在課堂教學(xué)中引入各種先進(jìn)的教學(xué)手段，在實(shí)驗(yàn)室中引入先進(jìn)的仿真軟件，如MATLAB、PSPICE等，同時(shí)下大力氣建立電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。通過各種實(shí)驗(yàn)電路搭建完整的電力電子系統(tǒng)，應(yīng)是實(shí)驗(yàn)室的基本功能，而不僅僅是對各種功能電路的驗(yàn)證。

（4）在教學(xué)中，為了跟上電力電子技術(shù)快速發(fā)展的步伐，僅僅講授教材中的內(nèi)容是不夠的，還應(yīng)采取調(diào)研、討論、講座、專題報(bào)告等各種形式，使學(xué)生對電力電子技術(shù)的前沿技術(shù)有所把握，為學(xué)生未來的科研與工作打好基礎(chǔ)。

（5）積極開展電力電子及相關(guān)課程的網(wǎng)上教學(xué)，用動(dòng)畫、多媒體等先進(jìn)手段展示電力電子的課程內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過交互式網(wǎng)頁設(shè)計(jì)使學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)，增強(qiáng)教學(xué)效果，如“慕課”（MOOC，大規(guī)模在線開放課程）。

4.MOOC+翻轉(zhuǎn)課堂

近年興起的“慕課”已在全球高等教育界引發(fā)熱潮，我國北大、清華、復(fù)旦等高校相繼加入“慕課”平臺(tái)。同時(shí)，國內(nèi)高校認(rèn)識(shí)到，應(yīng)借勢“慕課”沖擊，努力提高教學(xué)質(zhì)量，還能用較低的成本進(jìn)一步均衡國內(nèi)高等教育優(yōu)質(zhì)資源。建設(shè)“中國式慕課”很快由理念變?yōu)樾袆?dòng)。

翻轉(zhuǎn)課堂是指重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時(shí)間，教師不再占用課堂的時(shí)間講授信息，這些信息需要學(xué)生通過看視頻講座、聽播客、網(wǎng)絡(luò)閱讀等形式課后自行學(xué)習(xí)。教師更多地利用課堂時(shí)間對學(xué)生進(jìn)行一對一的互動(dòng)和指導(dǎo)。

把基于MOOC的翻轉(zhuǎn)課堂法融入《電力電子技術(shù)》的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中，使師生共同走進(jìn)課程，體驗(yàn)、思考，成為課程的創(chuàng)造者和主體，這種教學(xué)改革在全國范圍的課程改革中尚屬前沿。

參考文獻(xiàn)：

[1]陶生桂，胡兵.長三角地區(qū)電力電子技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用[J].變流技術(shù)與電力牽引，2007，1：38.

[2]關(guān)曉菡，趙徐森，張衛(wèi)平，劉元超.電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討[J].第四屆全國高校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)改革研討會(huì)論文集，2005：543.

篇6

關(guān)鍵詞：機(jī)械技術(shù)，傳感檢測技術(shù)，智能化，系統(tǒng)化

 

不斷發(fā)展的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透；推動(dòng)了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命；推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生巨大變化；推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入以“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)

機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)及伺服傳動(dòng)技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。

1、機(jī)械技術(shù)：是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其高、新技術(shù)來更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。

2、計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)：其中信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。

3、系統(tǒng)技術(shù)：即以整體概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。

4、自動(dòng)控制技術(shù)：其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。

5、傳感檢測技術(shù)：傳感檢測技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高。

6、伺服傳動(dòng)技術(shù)：包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的傳動(dòng)裝置，伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。

二、機(jī)電一體化的發(fā)展過程

機(jī)電一體化的發(fā)展過程大體可以分為三個(gè)階段

1、初級階段

20世紀(jì)60年代以前為第一階段，也稱為初級階段。論文大全。在這一時(shí)期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起到了積極的作用。那時(shí)，研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。

2、高速發(fā)展階段

20世紀(jì)70—80年代為第二階段，也稱為高速發(fā)展階段。這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是:mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn)；機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；各國均開始對機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。

3、智能化階段

20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面，對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并且逐漸形成完整的學(xué)科體系。

三、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢

機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個(gè)方面。

1、智能化

智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。

2、網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷全球。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3、微型化

興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)。微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

4、綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有很好的發(fā)展前景。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。論文大全。論文大全。

5、系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強(qiáng)。一般除RS232外，還有RS485等智能化通信接口。

綜上所述，機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)物。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也將更加廣闊。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王靜 淺析機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 同煤科技 2006、(4)

[2]石美峰 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與思考 山西焦煤科技 2007、(3)

[3]李建勇 機(jī)電一體化技術(shù)北京科學(xué)出版社 2004、

[4]李運(yùn)華 機(jī)電控制北京航空航天大學(xué)出版社 2003、

篇7

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；教學(xué)改革；應(yīng)用型人才培養(yǎng)

作者簡介：侯麗華（1966-），女，滿族，吉林伊通人，長春工程學(xué)院教師發(fā)展中心主任兼教務(wù)處副處長，教授；杜波（1976-），女，吉林長春人，長春工程學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院，副教授。（吉林 長春 130012）

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）35-0072-02

“電力電子技術(shù)”課程是自動(dòng)化專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門工程應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。該課程具有教學(xué)內(nèi)容多、課時(shí)少、更新快的特點(diǎn)。如何在有限學(xué)時(shí)內(nèi)使學(xué)生較好地掌握課程知識(shí)，提高工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，是教學(xué)改革要解決的主要問題。長春工程學(xué)院（以下簡稱“我?！保半娏﹄娮蛹夹g(shù)”課程組根據(jù)學(xué)校辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)，在明確了自動(dòng)化專業(yè)面向基礎(chǔ)工業(yè)基層一線應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)、基本規(guī)格、專業(yè)核心能力以及知識(shí)體系等方面基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合工業(yè)企業(yè)現(xiàn)場實(shí)際和電力電子技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，以先進(jìn)的教育思想為指導(dǎo)，以應(yīng)用能力和工程素質(zhì)培養(yǎng)為核心，不斷整合教學(xué)內(nèi)容，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，開發(fā)綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)，改進(jìn)教學(xué)方法與手段，改革考試方式，在教學(xué)實(shí)踐中取得了較好的效果。

一、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建以應(yīng)用能力培養(yǎng)為核心的課程體系

1.課程建設(shè)與改革思路

教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系的改革是“電力電子技術(shù)”課程改革中最重要的環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到教學(xué)質(zhì)量的提高，關(guān)系到應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。我校按照電力電子器件―電力電子變換電路―電力電子電路的微機(jī)控制技術(shù)―電力電子技術(shù)應(yīng)用的思路，以電力電子器件為電路服務(wù)，電路為電力電子系統(tǒng)服務(wù)，系統(tǒng)為電力電子應(yīng)用服務(wù)的理念作為教學(xué)內(nèi)容設(shè)置的主導(dǎo)思想，以應(yīng)用能力和工程素質(zhì)培養(yǎng)為核心，精選理論內(nèi)容，強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用，及時(shí)而恰當(dāng)?shù)匾腚娏﹄娮蛹夹g(shù)的新知識(shí)、新技術(shù)、新工藝。

2.調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)設(shè)計(jì)上理論與實(shí)踐相結(jié)合，知識(shí)傳授與應(yīng)用能力培養(yǎng)相結(jié)合，課內(nèi)與課外相結(jié)合，講授與研討相結(jié)合。將電力電子器件、變換電路作為傳統(tǒng)內(nèi)容，將電力電子技術(shù)應(yīng)用作為實(shí)用內(nèi)容，將最先進(jìn)的自動(dòng)控制生產(chǎn)線作為新技術(shù)，對典型電力電子及電氣傳動(dòng)系統(tǒng)分析作為討論內(nèi)容，將科研課題引入課堂作為啟發(fā)內(nèi)容，通過典型案例分析，將理論與實(shí)際結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，并通過滲透行業(yè)規(guī)范、安全操作規(guī)程、文明生產(chǎn)等知識(shí)培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)。課程的講授以電力電子器件的工作原理、特性、參數(shù)、選擇、驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路為基礎(chǔ)，以AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC變換電路結(jié)構(gòu)、工作原理、波形分析和參數(shù)計(jì)算及電路設(shè)計(jì)為核心，以微機(jī)控制的脈寬調(diào)制技術(shù)（PWM）和各種軟開關(guān)技術(shù)作為新的控制方法和新技術(shù)，把電力電子學(xué)科的發(fā)展方向引入課堂。以電力電子器件的應(yīng)用電路為教學(xué)的重點(diǎn)，解決實(shí)際工程問題，使學(xué)生能充分認(rèn)識(shí)現(xiàn)代電力電子技術(shù)對交、直流電路的控制和變換能力，并掌握各種變換原理和方法，為后續(xù)課程“運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”深入學(xué)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力

1.完善實(shí)踐教學(xué)條件

“電力電子技術(shù)”課程具有很強(qiáng)的工程性和實(shí)用性，而實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、動(dòng)手能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和科學(xué)研究方法的重要手段。因此，以營造真實(shí)的、先進(jìn)的工程環(huán)境為目標(biāo)，緊密結(jié)合工程實(shí)際應(yīng)用，投入100多萬元建設(shè)和完善了電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室?，F(xiàn)實(shí)驗(yàn)室擁有實(shí)驗(yàn)設(shè)備24臺(tái)套，開發(fā)了電力電子技術(shù)仿真研究平臺(tái)，構(gòu)建了電力電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)體系（包括課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課外實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等），編制相關(guān)的教學(xué)文件。實(shí)驗(yàn)室向?qū)W生全面開放，學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式開展自主性實(shí)驗(yàn)和學(xué)科競賽培訓(xùn)，并為學(xué)生提供實(shí)際工程技術(shù)資料、仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)軟件，培養(yǎng)工程實(shí)踐應(yīng)用能力。

2.精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

課程組精心設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目和內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生從問題出發(fā)，逐步由基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)走向設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)，再過渡到創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。開設(shè)了晶閘管整流、逆變的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對本課程的應(yīng)用有初步認(rèn)識(shí)；對直流斬波、交交變換以及PWM控制技術(shù)部分的實(shí)驗(yàn)，則由教師給出電路參數(shù)要求，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)主電路、驅(qū)動(dòng)電路等，完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題，解決問題的能力；軟開關(guān)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)等具有較高實(shí)用價(jià)值的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，密切聯(lián)系著當(dāng)今電力電子技術(shù)發(fā)展的最前沿技術(shù)，并且在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著重要作用。通過實(shí)驗(yàn)學(xué)生了解了電力電子新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，同時(shí)對本課程的應(yīng)用領(lǐng)域、可以解決的問題有了更直觀感性的認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與科研、工程、社會(huì)應(yīng)用實(shí)踐密切聯(lián)系，形成良性互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代的有機(jī)結(jié)合，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和自主訓(xùn)練。

3.增設(shè)課程設(shè)計(jì)與調(diào)試環(huán)節(jié)

開設(shè)了1周“電力電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)與調(diào)試實(shí)踐環(huán)節(jié)，以完整的電力電子系統(tǒng)為載體，將電力電子器件選擇以及電力電子主電路、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路、檢測電路、控制電路等內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來，使學(xué)生通過設(shè)計(jì)、組裝、實(shí)驗(yàn)和調(diào)試“四位一體”的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。同時(shí)，在教學(xué)中使用計(jì)算機(jī)仿真軟件Matlab/Simulink搭建各種常用電力電子電路，且可方便地調(diào)整電路的參數(shù)進(jìn)行仿真，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)處理復(fù)雜電力電子電路的能力，也為日后從事工程設(shè)計(jì)和科學(xué)研究打下良好的基礎(chǔ)。

三、改進(jìn)教學(xué)方法與手段，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性

在實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中，筆者始終堅(jiān)持以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)、能力為主線的教育理念，根據(jù)課程內(nèi)容合理采用不同的教學(xué)方法組織課堂教學(xué)，將“理論+實(shí)踐+應(yīng)用能力”的教學(xué)模式貫穿在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中，由傳統(tǒng)的教師滿堂灌唱獨(dú)角戲變成了教師學(xué)生共同參與的互動(dòng)學(xué)習(xí)，教與學(xué)融為一體。教師有所教，學(xué)生有所學(xué)，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加深了學(xué)生的理解，加快了學(xué)習(xí)步伐。通過啟發(fā)教學(xué)法、案例教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法等，增強(qiáng)學(xué)生主觀能動(dòng)性，活躍課堂氣氛，挖掘?qū)W生潛力，增強(qiáng)專業(yè)素養(yǎng)，逐漸讓學(xué)生由“學(xué)會(huì)”變成“會(huì)學(xué)”，由被動(dòng)變主動(dòng)汲取知識(shí)。

為了分析電力電子器件和電路的工作狀態(tài)，使學(xué)生弄清電路中能量的變換和傳遞，筆者制作了本課程比較完善的多媒體教學(xué)課件。利用多媒體技術(shù)將實(shí)際應(yīng)用中的電路和電力電子裝置做成影音資料帶到課堂上，結(jié)合典型工程實(shí)例，并把電力電子前沿的研究狀況、最新的研究成果以圖表、圖片等方式充實(shí)到教學(xué)課件中，提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，不斷提高教學(xué)效果及教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，建設(shè)了本課程的教學(xué)網(wǎng)站，網(wǎng)站資料豐富，包括教學(xué)資料和典型工程實(shí)例等，學(xué)生可以在網(wǎng)上學(xué)習(xí)，教師可以在網(wǎng)上進(jìn)行答疑，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高了教學(xué)效果。

四、改革考核方式，提高學(xué)生對知識(shí)的綜合運(yùn)用能力

1.考試過程全程化

教師根據(jù)“電力電子技術(shù)”課程性質(zhì)和不同階段的教學(xué)要求，通過課堂提問、討論、平時(shí)作業(yè)、單元測驗(yàn)、實(shí)際操作、撰寫報(bào)告或論文等方式加強(qiáng)形成性考試評價(jià)，并安排階段性考試以強(qiáng)化學(xué)生平時(shí)對課程教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)和掌握，弱化期末終結(jié)性考核。

2.考核內(nèi)容能力化

考核內(nèi)容圍繞應(yīng)用能力和工程素質(zhì)培養(yǎng)為核心這個(gè)目標(biāo)設(shè)置，結(jié)合新的“電力電子技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容體系，加大電力電子器件特性分析、實(shí)際電路分析、應(yīng)用案例分析、實(shí)踐技能的比例，側(cè)重考查學(xué)生對知識(shí)的綜合運(yùn)用、解決問題的能力。

3.考核方式多元化

根據(jù)不同階段的教學(xué)要求，考核采取口試、筆試（開卷、閉卷）、開發(fā)設(shè)計(jì)相結(jié)合的形式，變單一形式的考核為多種形式的考核。

五、組織課外科技創(chuàng)新活動(dòng)，探索課內(nèi)與課外培養(yǎng)的有效機(jī)制

按照課內(nèi)培養(yǎng)與課外培養(yǎng)相結(jié)合的原則，把培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力固化在教學(xué)任務(wù)中，成立了課外科技活動(dòng)小組，注意引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各種科技競賽活動(dòng)。依托電力電子實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)施，積極組織學(xué)生參加全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽和“挑戰(zhàn)杯”競賽，以培養(yǎng)和提高學(xué)生的自學(xué)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。在運(yùn)行中，加強(qiáng)課外實(shí)踐活動(dòng)的組織和管理，制訂《大學(xué)生課外科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)運(yùn)行管理辦法》和《實(shí)驗(yàn)室開放運(yùn)行管理辦法》，對大學(xué)生第二課堂教育的條件保障、激勵(lì)政策、管理辦法、評價(jià)辦法等做了明確規(guī)定，形成了有效的大學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)保障體系。

六、加強(qiáng)青年教師培養(yǎng)，提高課程組教師整體水平

師資隊(duì)伍建設(shè)是課程建設(shè)的關(guān)鍵，課程組教師的理論教學(xué)水平、工程實(shí)踐能力、科研水平直接關(guān)乎“電力電子技術(shù)”課程建設(shè)水平。按照校內(nèi)培養(yǎng)與校外培養(yǎng)相結(jié)合、教學(xué)培養(yǎng)和科研培養(yǎng)相結(jié)合的原則，通過建立青年教師“導(dǎo)師制”、定期開展教學(xué)研討和教學(xué)觀摩、實(shí)行青年教師實(shí)驗(yàn)室坐班制、深入工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際、選派教師參加新技術(shù)培訓(xùn)等措施，不斷提高青年教師教學(xué)水平、學(xué)術(shù)水平和實(shí)踐能力。

七、結(jié)語

電力電子技術(shù)隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷地更新，其應(yīng)用范圍越來越廣泛，不僅用于一般工業(yè)，也廣泛用于交通運(yùn)輸、電力、通信、計(jì)算機(jī)、新能源系統(tǒng)等?！半娏﹄娮蛹夹g(shù)”課程教學(xué)應(yīng)緊跟時(shí)代變化的步伐，不斷更新和充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法與手段，完善實(shí)踐教學(xué)條件建設(shè)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將電力電子技術(shù)理論知識(shí)與實(shí)踐緊密聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，提高實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)：

篇8

[論文摘要]本論文討論計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的發(fā)展歷程，闡述數(shù)據(jù)交換每個(gè)發(fā)展階段的技術(shù)特點(diǎn)。著重對分組交換技術(shù)進(jìn)行分析論述。

交換設(shè)備是人類信息交互中的重要實(shí)施，在相互通信中起著立交橋的作用。交換技術(shù)的發(fā)展總是依賴于人類的信息需求、傳送信息的格式和技術(shù)，以及控制技術(shù)的發(fā)展而螺旋型發(fā)展。從電話交換一直到當(dāng)今數(shù)據(jù)交換、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換，交換技術(shù)經(jīng)歷了人工交換到自動(dòng)交換的過程。人們對可視電話、可視圖文、圖象通信和多媒體等寬帶業(yè)務(wù)的需求，也將大大地推動(dòng)異步傳輸技術(shù)（ATM）和同步數(shù)字系列技術(shù)（SDH）及寬帶用戶接入網(wǎng)技術(shù)的不斷進(jìn)步和廣泛應(yīng)用。

從交換技術(shù)的發(fā)展歷史看，數(shù)據(jù)交換經(jīng)歷了電路交換、報(bào)文交換、分組交換和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換的發(fā)展過程。

一、電路交換

自1876年美國貝爾發(fā)明電話以來，隨著社會(huì)需求的增長和通信技術(shù)水平的不斷發(fā)展，電路交換技術(shù)從最初的人工接續(xù)方式，經(jīng)歷了機(jī)電與電子式自動(dòng)交換、存儲(chǔ)程序控制的模擬和數(shù)字交換、第三方可編程交換等技術(shù)的變革，當(dāng)前正在發(fā)展中的融合多媒體格式相互通信的軟交換技術(shù)。

隨著電子技術(shù)，尤其是半導(dǎo)體技術(shù)的迅速發(fā)展，人們在交換機(jī)內(nèi)引入電子技術(shù)，這類交換機(jī)稱作電子交換機(jī)。最初是在交換機(jī)的控制部分引入電子技術(shù)，話路部分仍采用機(jī)械接點(diǎn)，出現(xiàn)了“半電子交換機(jī)”、“準(zhǔn)電子交換機(jī)”。只有在微電子技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展以后，才開始了全電子交換機(jī)的迅速發(fā)展。

1 9 4 6年第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的誕生，對交換技術(shù)的發(fā)展起了巨大的影響。在20世紀(jì)60年代后期，脈沖編碼調(diào)制(PCM)技術(shù)成功地應(yīng)用在通信傳輸系統(tǒng)中，對通話質(zhì)量和節(jié)約線路設(shè)備成本都產(chǎn)生了很大好處。隨著數(shù)字通信與P C M技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，于是產(chǎn)生了將P C M信息直接交換的思想，各國開始研制程控?cái)?shù)字交換機(jī)。1970年法國首先在拉尼翁(Lanion)成功地開通了世界上第一臺(tái)程控?cái)?shù)字交換系統(tǒng)，標(biāo)志著交換技術(shù)從傳統(tǒng)的模擬交換進(jìn)入到了數(shù)字交換時(shí)代。程控?cái)?shù)字交換技術(shù)采用PCM數(shù)字傳輸和數(shù)字交換，非常適合信息數(shù)字化應(yīng)用，除應(yīng)用于普通電話通信以外，并且為開通用戶電報(bào)、數(shù)據(jù)傳送等非話業(yè)務(wù)提供了有利條件。目前在電信網(wǎng)中使用的電路交換機(jī)全部為程控?cái)?shù)字交換機(jī)，可向用戶提供電路方式的固定電話業(yè)務(wù)、移動(dòng)電話業(yè)務(wù)和窄帶ISDN業(yè)務(wù)。

二、報(bào)文交換

報(bào)文交換方式的數(shù)據(jù)傳輸單位是報(bào)文，報(bào)文就是站點(diǎn)一次性要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊，其長度不限且可變。當(dāng)一個(gè)站要發(fā)送報(bào)文時(shí)，它將一個(gè)目的地址附加到報(bào)文上，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)根據(jù)報(bào)文上的目的地址信息，把報(bào)文發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，一直逐個(gè)節(jié)點(diǎn)地轉(zhuǎn)送到目的節(jié)點(diǎn)。

每個(gè)節(jié)點(diǎn)在收到整個(gè)報(bào)文并檢查無誤后，就暫存這個(gè)報(bào)文，然后利用路由信息找出下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的地址，再把整個(gè)報(bào)文傳送給下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。因此，端與端之間無需先通過呼叫建立連接。報(bào)文在每個(gè)節(jié)點(diǎn)的延遲時(shí)間，等于接收報(bào)文所需的時(shí)間加上向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)所需的排隊(duì)延遲時(shí)間之和。

三、分組交換

分組交換是交換技術(shù)發(fā)展的重要成果，代表著網(wǎng)絡(luò)未來演進(jìn)的方向。分組交換方式兼有報(bào)文交換和線路交換的優(yōu)點(diǎn)。分組交換技術(shù)使用統(tǒng)計(jì)復(fù)用，與電路交換相比大大提高了帶寬利用率。這要求在交換節(jié)點(diǎn)使用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，從而導(dǎo)致掉隊(duì)現(xiàn)象的發(fā)生。因此，分組交換全引入不固定的延遲的概念。分組交換網(wǎng)絡(luò)主要有面向連接和無連接兩種方式．分組網(wǎng)絡(luò)包含3個(gè)功能面，分別是數(shù)據(jù)面、控制面和管理面。數(shù)據(jù)面負(fù)責(zé)分組轉(zhuǎn)發(fā)，因此需要高性能的實(shí)現(xiàn)。目前主要的分組交換網(wǎng)包括面向連接的X．25、幀中繼、ATM、MPLS以及無連接的以太網(wǎng)、CP／IP網(wǎng)絡(luò)。

分組交換網(wǎng)有兩種主要的形式：面向連接和無連接。對于分組交換技術(shù)來說，面向連接的網(wǎng)絡(luò)與電路交換類似，也需要通過連接建立過程在交換機(jī)中分配資源；但由于它采用統(tǒng)計(jì)復(fù)用，所分配的資源是用邏輯標(biāo)號(hào)來表示的。自分組交換技術(shù)出現(xiàn)以來，已經(jīng)有多種分組交換網(wǎng)投人運(yùn)行。電信領(lǐng)域最早提出的是X．2 5網(wǎng)絡(luò)，但由于它協(xié)議復(fù)雜，速度有限，逐漸被性能更好的網(wǎng)絡(luò)如幀中繼代替。幀中繼網(wǎng)絡(luò)可以認(rèn)為是X．2 5的改進(jìn)版本，它簡化了協(xié)議以提高處理效率。

計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的一個(gè)側(cè)重點(diǎn)是局域網(wǎng)，即小范圍、小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，用于互連辦公室內(nèi)的計(jì)算機(jī)。目前以太網(wǎng)已成為占統(tǒng)治地位的局域網(wǎng)技術(shù)。

在2 0世紀(jì)9 0年代中后期，因特網(wǎng)獲得較大發(fā)展，規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，對核心路由器吞吐量的要求也越來越高。由于路由器對I P分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)路由表的查找比較復(fù)雜，轉(zhuǎn)發(fā)速度受到很大限制。前面指出，面向連接網(wǎng)絡(luò)使用邏輯子信道標(biāo)號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)表查找，速度是很快的。人們結(jié)合ATM技術(shù)在這方面的優(yōu)點(diǎn)，提出將核心網(wǎng)絡(luò)改為使用類似于A T M的交換機(jī)，而只在邊緣網(wǎng)絡(luò)使用路由器的I P交換技術(shù)，最終發(fā)展為多協(xié)議標(biāo)記交換(MPlS)。然而，在隨后的幾年中，提出了多種實(shí)用的高速路由查找方法，使其不再成為瓶頸。此時(shí)，MPLS最大的優(yōu)點(diǎn)就是流量工程(Tramc En小needng)能力，即人為控制分組流向。但是由于目前高速路由器還能夠很好地工作，MPLS技術(shù)并沒有被廣泛使用。

四、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換

綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)是集語音、數(shù)據(jù)、圖文傳真、可視電話等各種業(yè)務(wù)為一體的網(wǎng)絡(luò)，適用于不同的帶寬要求和多樣的業(yè)務(wù)要求。異步傳輸模式ATM(Asynchronous Transfer Mode)就是用于寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的一種交換技術(shù)。A T M是在分組交換基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它使用固定長度分組，并使用空閑信元來填充信道，從而使信道被等長的時(shí)間小段。由于光纖通信提供了低誤碼率的傳輸通道，因而流量控制和差錯(cuò)控制便可移到用戶終端，網(wǎng)絡(luò)只負(fù)責(zé)信息的交換和傳送，從而使傳輸時(shí)延減小。所以A T M適用于高速數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)。

隨著通信技術(shù)和通信業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，迫使電信網(wǎng)絡(luò)必須向?qū)拵ЬC合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(B—ISDN)方向發(fā)展。這要求通信網(wǎng)絡(luò)和交換設(shè)備既要容納非實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，又要容納實(shí)時(shí)性的電話和電視信號(hào)業(yè)務(wù)，還要考慮到滿足突發(fā)性強(qiáng)、瞬時(shí)業(yè)務(wù)量大的要求，提高通信效率和經(jīng)濟(jì)性。在這樣的通信業(yè)務(wù)條件下，傳統(tǒng)的電路交換和分組交換都不能夠勝任。電路交換的主要缺點(diǎn)是信道帶寬(速率)分配缺乏靈活性，以及在處理突發(fā)業(yè)務(wù)情況下效率低。而分組交換則由于處理操作帶來的時(shí)延而不適宜于實(shí)時(shí)通信。因此，在研究新的傳送模式時(shí)需要找出兩全的辦法，既能達(dá)到網(wǎng)絡(luò)資源的充分利用，又能使各種通信業(yè)務(wù)獲得高質(zhì)量的傳送水平。這種新的傳送模式就是后來出現(xiàn)的“異步轉(zhuǎn)移模式”(ATM)。

A T M是在光纖大容量傳輸媒體的環(huán)境中分組交換技術(shù)的新發(fā)展。在大量使用光纜之前，數(shù)字通信網(wǎng)中的中繼線路是最緊張也是質(zhì)量最差的資源，提高線路利用率和減少誤碼是最著重考慮的事情。光纜的大量使用不僅大大增加了通信能力，而且也大大提高了傳輸質(zhì)量。這使得人們逐漸傾向于寧可犧牲部分線路利用率來減少節(jié)點(diǎn)的處理負(fù)擔(dān)。

與此同時(shí)，人類對于通信帶寬的需求日益增加。特別是傳送圖像信息和海量數(shù)據(jù)，已經(jīng)使人們對于數(shù)據(jù)通信的速率由過去的幾千比特／秒增加到幾兆比特／秒。這樣，節(jié)點(diǎn)的處理能力成了數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中的“瓶頸”。A T M對于節(jié)點(diǎn)處理能力的要求遠(yuǎn)低于分組轉(zhuǎn)送方式，更能適應(yīng)現(xiàn)代的這種環(huán)境。

A T M方式中，采用了分組交換中的虛電路形式，同時(shí)在呼叫建立過程中向網(wǎng)絡(luò)提出傳輸所希望使用的資源，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)當(dāng)前的狀態(tài)決定是否接受這個(gè)呼叫?？梢哉f，A T M方式既兼顧了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營效率，又能夠滿足接入網(wǎng)絡(luò)的連接進(jìn)行快速數(shù)據(jù)傳送的需要。

五、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換技術(shù)發(fā)展的展望

近年來。以Internet為代表的新技術(shù)革命正在深刻地改變著傳統(tǒng)的電信觀念和體系架構(gòu)，并且隨著信息社會(huì)的到來，人們的日常生活、學(xué)習(xí)工作已經(jīng)離不開網(wǎng)絡(luò)，這導(dǎo)致了人類社會(huì)對網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求急劇增長，并且對網(wǎng)絡(luò)也提出了更高的要求，不僅要提供話音、數(shù)據(jù)、視頻業(yè)務(wù)，也要同時(shí)支持實(shí)時(shí)多媒體流的傳送，并且要求網(wǎng)絡(luò)具有更高的安全性、可靠性和高性能。下一代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)是—個(gè)能夠屏蔽底層通信基礎(chǔ)設(shè)施多樣性，并能提供一個(gè)統(tǒng)一開放的、可伸縮的、安全穩(wěn)定和高性能的融合服務(wù)平臺(tái)，能夠支持快速靈活地開發(fā)、集成、定制和部署新的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。

下一代網(wǎng)絡(luò)將是—一個(gè)以軟交換為核心、光網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、分組型傳送技術(shù)的開放式的融合網(wǎng)。軟交換的出現(xiàn)，可通過一個(gè)融合的網(wǎng)絡(luò)為用戶同時(shí)提供話音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)國際電聯(lián)提出的“通過互聯(lián)互通的電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和電視網(wǎng)等網(wǎng)路資源的無縫融合，構(gòu)成一個(gè)具有統(tǒng)一接入和應(yīng)用界面的高效率網(wǎng)路，使人類能在任何時(shí)間和地點(diǎn)，以一種可以接受的費(fèi)用和質(zhì)量，安全的享受多種方式的信息應(yīng)用”的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]金惠文　陳建亞　紀(jì)　紅　馮春燕:現(xiàn)代交換原理.北京:電子工業(yè)出版社，2005

篇9

關(guān)鍵詞微電子技術(shù)集成系統(tǒng)微機(jī)電系統(tǒng)DNA芯片

1引言

綜觀人類社會(huì)發(fā)展的文明史，一切生產(chǎn)方式和生活方式的重大變革都是由于新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和新技術(shù)的產(chǎn)生而引發(fā)的，科學(xué)技術(shù)作為革命的力量，推動(dòng)著人類社會(huì)向前發(fā)展。從50多年前晶體管的發(fā)明到目前微電子技術(shù)成為整個(gè)信息社會(huì)的基礎(chǔ)和核心的發(fā)展歷史充分證明了“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”。信息是客觀事物狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)特征的一種普遍形式，與材料和能源一起是人類社會(huì)的重要資源，但對它的利用卻僅僅是開始。當(dāng)前面臨的信息革命以數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化作為特征。數(shù)字化大大改善了人們對信息的利用，更好地滿足了人們對信息的需求；而網(wǎng)絡(luò)化則使人們更為方便地交換信息，使整個(gè)地球成為一個(gè)“地球村”。以數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化為特征的信息技術(shù)同一般技術(shù)不同，它具有極強(qiáng)的滲透性和基礎(chǔ)性，它可以滲透和改造各種產(chǎn)業(yè)和行業(yè)，改變著人類的生產(chǎn)和生活方式，改變著經(jīng)濟(jì)形態(tài)和社會(huì)、政治、文化等各個(gè)領(lǐng)域。而它的基礎(chǔ)之一就是微電子技術(shù)?？梢院敛豢鋸埖卣f，沒有微電子技術(shù)的進(jìn)步，就不可能有今天信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，微電子已經(jīng)成為整個(gè)信息社會(huì)發(fā)展的基石。

50多年來微電子技術(shù)的發(fā)展歷史，實(shí)際上就是不斷創(chuàng)新的過程，這里指的創(chuàng)新包括原始創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用創(chuàng)新等。晶體管的發(fā)明并不是一個(gè)孤立的精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，而是一系列固體物理、半導(dǎo)體物理、材料科學(xué)等取得重大突破后的必然結(jié)果。1947年發(fā)明點(diǎn)接觸型晶體管、1948年發(fā)明結(jié)型場效應(yīng)晶體管以及以后的硅平面工藝、集成電路、CMOS技術(shù)、半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器、CPU、非揮發(fā)存儲(chǔ)器等微電子領(lǐng)域的重大發(fā)明也都是一系列創(chuàng)新成果的體現(xiàn)。同時(shí)，每一項(xiàng)重大發(fā)明又都開拓出一個(gè)新的領(lǐng)域，帶來了新的巨大市場，對我們的生產(chǎn)、生活方式產(chǎn)生了重大的影響。也正是由于微電子技術(shù)領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新，才能使微電子能夠以每三年集成度翻兩番、特征尺寸縮小倍的速度持續(xù)發(fā)展幾十年。自1968年開始，與硅技術(shù)有關(guān)的學(xué)術(shù)論文數(shù)量已經(jīng)超過了與鋼鐵有關(guān)的學(xué)術(shù)論文，所以有人認(rèn)為，1968年以后人類進(jìn)入了繼石器、青銅器、鐵器時(shí)代之后硅石時(shí)代（siliconage）〖1〗。因此可以說社會(huì)發(fā)展的本質(zhì)是創(chuàng)新，沒有創(chuàng)新，社會(huì)就只能被囚禁在“超穩(wěn)態(tài)”陷阱之中。雖然創(chuàng)新作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的改革動(dòng)力往往會(huì)給社會(huì)帶來“創(chuàng)造性的破壞”，但經(jīng)過這種破壞后，又將開始一個(gè)新的處于更高層次的創(chuàng)新循環(huán)，社會(huì)就是以這樣螺旋形上升的方式向前發(fā)展。

在微電子技術(shù)發(fā)展的前50年，創(chuàng)新起到了決定性的作用，而今后微電子技術(shù)的發(fā)展仍將依賴于一系列創(chuàng)新性成果的出現(xiàn)。我們認(rèn)為：目前微電子技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)很關(guān)鍵的時(shí)期，21世紀(jì)上半葉，也就是今后50年微電子技術(shù)的發(fā)展趨勢和主要的創(chuàng)新領(lǐng)域主要有以下四個(gè)方面：以硅基CMOS電路為主流工藝；系統(tǒng)芯片（SystemOnAChip，SOC）為發(fā)展重點(diǎn)；量子電子器件和以分子（原子）自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學(xué)；與其他學(xué)科的結(jié)合誕生新的技術(shù)增長點(diǎn)，如MEMS，DNAChip等。

221世紀(jì)上半葉仍將以硅基CMOS電路為主流工藝

微電子技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)是不斷提高集成系統(tǒng)的性能及性能價(jià)格比，因此便要求提高芯片的集成度，這是不斷縮小半導(dǎo)體器件特征尺寸的動(dòng)力源泉。以MOS技術(shù)為例，溝道長度縮小可以提高集成電路的速度；同時(shí)縮小溝道長度和寬度還可減小器件尺寸，提高集成度，從而在芯片上集成更多數(shù)目的晶體管，將結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜、性能更加完善的電子系統(tǒng)集成在一個(gè)芯片上；此外，隨著集成度的提高，系統(tǒng)的速度和可靠性也大大提高，價(jià)格大幅度下降。由于片內(nèi)信號(hào)的延遲總小于芯片間的信號(hào)延遲，這樣在器件尺寸縮小后，即使器件本身的性能沒有提高，整個(gè)集成系統(tǒng)的性能也可以得到很大的提高。

自1958年集成電路發(fā)明以來，為了提高電子系統(tǒng)的性能，降低成本，微電子器件的特征尺寸不斷縮小，加工精度不斷提高，同時(shí)硅片的面積不斷增大。集成電路芯片的發(fā)展基本上遵循了Intel公司創(chuàng)始人之一的GordonE．Moore1965年預(yù)言的摩爾定律，即每隔三年集成度增加4倍，特征尺寸縮小倍。在這期間，雖然有很多人預(yù)測這種發(fā)展趨勢將減緩，但是微電子產(chǎn)業(yè)三十多年來發(fā)展的狀況證實(shí)了Moore的預(yù)言[2]。而且根據(jù)我們的預(yù)測，微電子技術(shù)的這種發(fā)展趨勢還將在21世紀(jì)繼續(xù)一段時(shí)期，這是其它任何產(chǎn)業(yè)都無法與之比擬的。

現(xiàn)在，0．18微米CMOS工藝技術(shù)已成為微電子產(chǎn)業(yè)的主流技術(shù)，0．035微米乃至0．020微米的器件已在實(shí)驗(yàn)室中制備成功，研究工作已進(jìn)入亞0．1微米技術(shù)階段，相應(yīng)的柵氧化層厚度只有2．0～1．0nm。預(yù)計(jì)到2010年，特征尺寸為0．05～0．07微米的64GDRAM產(chǎn)品將投入批量生產(chǎn)。

21世紀(jì)，起碼是21世紀(jì)上半葉,微電子生產(chǎn)技術(shù)仍將以尺寸不斷縮小的硅基CMOS工藝技術(shù)為主流。盡管微電子學(xué)在化合物和其它新材料方面的研究取得了很大進(jìn)展；但還不具備替代硅基工藝的條件。根據(jù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展規(guī)律，一種新技術(shù)從誕生到成為主流技術(shù)一般需要20到30年的時(shí)間，硅集成電路技術(shù)自1947年發(fā)明晶體管1958年發(fā)明集成電路,到60年代末發(fā)展成為大產(chǎn)業(yè)也經(jīng)歷了20多年的時(shí)間。另外，全世界數(shù)以萬億美元計(jì)的設(shè)備和技術(shù)投入，已使硅基工藝形成非常強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)能力；同時(shí)，長期的科研投入已使人們對硅及其衍生物各種屬性的了解達(dá)到十分深入、十分透徹的地步，成為自然界100多種元素之最，這是非常寶貴的知識(shí)積累。產(chǎn)業(yè)能力和知識(shí)積累決定了硅基工藝起碼將在50年內(nèi)仍起重要作用，人們不會(huì)輕易放棄。

目前很多人認(rèn)為當(dāng)微電子技術(shù)的特征尺寸在2015年達(dá)到0．030～0．015微米的“極限”之后，將是硅技術(shù)時(shí)代的結(jié)束，這實(shí)際上是一種誤解。且不說微電子技術(shù)除了以特征尺寸為代表的加工工藝技術(shù)之外，還有設(shè)計(jì)技術(shù)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等方面需要進(jìn)一步的大力發(fā)展，這些技術(shù)的發(fā)展必將使微電子產(chǎn)業(yè)繼續(xù)高速增長。即使是加工工藝技術(shù)，很多著名的微電子學(xué)家也預(yù)測，微電子產(chǎn)業(yè)將于2030年左右步入像汽車工業(yè)、航空工業(yè)這樣的比較成熟的朝陽工業(yè)領(lǐng)域。即使微電子產(chǎn)業(yè)步入汽車、航空等成熟工業(yè)領(lǐng)域，它仍將保持快速發(fā)展趨勢，就像汽車、航空工業(yè)已經(jīng)發(fā)展了50多年仍極具發(fā)展?jié)摿σ粯印?/p>

隨著器件的特征尺寸越來越小，不可避免地會(huì)遇到器件結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵工藝、集成技術(shù)以及材料等方面的一系列問題，究其原因，主要是：對其中的物理規(guī)律等科學(xué)問題的認(rèn)識(shí)還停留在集成電路誕生和發(fā)展初期所形成的經(jīng)典或半經(jīng)典理論基礎(chǔ)上，這些理論適合于描述微米量級的微電子器件，但對空間尺度為納米量級、空間尺度為飛秒量級的系統(tǒng)芯片中的新器件則難以適用；在材料體系上，SiO2柵介質(zhì)材料、多晶硅／硅化物柵電極等傳統(tǒng)材料由于受到材料特性的制約，已無法滿足亞50納米器件及電路的需求；同時(shí)傳統(tǒng)器件結(jié)構(gòu)也已無法滿足亞50納米器件的要求，必須發(fā)展新型的器件結(jié)構(gòu)和微細(xì)加工、互連、集成等關(guān)鍵工藝技術(shù)。具體的需要?jiǎng)?chuàng)新和重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域包括：基于介觀和量子物理基礎(chǔ)的半導(dǎo)體器件的輸運(yùn)理論、器件模型、模擬和仿真軟件，新型器件結(jié)構(gòu)，高k柵介質(zhì)材料和新型柵結(jié)構(gòu)，電子束步進(jìn)光刻、13nmEUV光刻、超細(xì)線條刻蝕，SOI、GeSi／Si等與硅基工藝兼容的新型電路，低K介質(zhì)和Cu互連以及量子器件和納米電子器件的制備和集成技術(shù)等。

3量子電子器件（QED）和以分子原子自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學(xué)將帶來嶄新的領(lǐng)域

在上節(jié)我們談到的以尺寸不斷縮小的硅基CMOS工藝技術(shù)，可稱之為“scalingdown”，與此同時(shí)我們必須注意“bottomup”。“bottomup”最重要的領(lǐng)域有二個(gè)方面：

(1)量子電子器件（QED—QuantumElectronDevice）這里包括單電子器件和單電子存儲(chǔ)器等。它的基本原理是基于庫侖阻塞機(jī)理控制一個(gè)或幾個(gè)電子運(yùn)動(dòng)，由于系統(tǒng)能量的改變和庫侖作用，一個(gè)電子進(jìn)入到一個(gè)勢阱，則將阻止其它電子的進(jìn)入。在單電子存儲(chǔ)器中量子阱替代了通常存儲(chǔ)器中的浮柵。它的主要優(yōu)點(diǎn)是集成度高；由于只有一個(gè)或幾個(gè)電子活動(dòng)所以功耗極低；由于相對小的電容和電阻以及短的隧道穿透時(shí)間，所以速度很快；且可用于多值邏輯和超高頻振蕩。但它的問題是制造比較困難，特別是制造大量的一致性器件很困難；對環(huán)境高度敏感，可靠性難以保證；在室溫工作時(shí)要求電容極?。é罠），要求量子點(diǎn)大小在幾個(gè)納米。這些都為集成成電路帶來了很大困難。

因此，目前可以認(rèn)為它們的理論是清楚的，工藝有待于探索和突破。

(2)以原子分子自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學(xué)。這里包括量子點(diǎn)陣列（QCA—Quantum－dotCellularAutomata)和以碳納米管為基礎(chǔ)的原子分子器件等。

量子點(diǎn)陣列由量子點(diǎn)組成，至少由四個(gè)量子點(diǎn),它們之間以靜電力作用。根據(jù)電子占據(jù)量子點(diǎn)的狀態(tài)形成“0”和“1”狀態(tài)。它在本質(zhì)上是一種非晶體管和無線的方式達(dá)到陣列的高密度、低功耗和實(shí)現(xiàn)互連。其基本優(yōu)勢是開關(guān)速度快，功耗低，集成密度高。但難以制造，且對值置變化和大小改變都極為靈敏，0．05nm的變化可以造成單元工作失效。

以碳納米管為基礎(chǔ)的原子分子器件是近年來快速發(fā)展的一個(gè)有前景的領(lǐng)域。碳原子之間的鍵合力很強(qiáng)，可支持高密度電流，而熱導(dǎo)性能類似于金剛石，能在高集成度時(shí)大大減小熱耗散，性質(zhì)類金屬和半導(dǎo)體，特別是它有三種可能的雜交態(tài)，而Ge、Si只有一個(gè)。這些都使碳納米管（CNT）成為當(dāng)前科研熱點(diǎn)，從1991年發(fā)現(xiàn)以來，現(xiàn)在已有大量成果涌現(xiàn)，北京大學(xué)納米中心彭練矛教授也已制備出0．33納米的CNT并提出“T形結(jié)”作為晶體管的可能性。但是問題是如何去生長有序的符合設(shè)計(jì)性能的CNT器件，更難以集成。

目前“bottomup”的量子器件和以自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米器件在制造工藝上往往與“Scalingdown”的加工方法相結(jié)合以制造器件。這對于解決高集成度CMOS電路的功耗制約將會(huì)帶來突破性的進(jìn)展。

QCA和CNT器件不論在理論上還是加工技術(shù)上都有大量工作要做，有待突破，離開實(shí)際應(yīng)用還需較長時(shí)日！但這終究是一個(gè)誘人探索的領(lǐng)域，我們期待它們將創(chuàng)出一個(gè)新的天地。

4系統(tǒng)芯片（SystemOnAChip）是21世紀(jì)微電子技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)

在集成電路（IC）發(fā)展初期，電路設(shè)計(jì)都從器件的物理版圖設(shè)計(jì)入手，后來出現(xiàn)了集成電路單元庫（Cell－Lib），使得集成電路設(shè)計(jì)從器件級進(jìn)入邏輯級，這樣的設(shè)計(jì)思路使大批電路和邏輯設(shè)計(jì)師可以直接參與集成電路設(shè)計(jì)，極大地推動(dòng)了IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但集成電路僅僅是一種半成品，它只有裝入整機(jī)系統(tǒng)才能發(fā)揮它的作用。IC芯片是通過印刷電路板（PCB）等技術(shù)實(shí)現(xiàn)整機(jī)系統(tǒng)的。盡管IC的速度可以很高、功耗可以很小，但由于PCB板中IC芯片之間的連線延時(shí)、PCB板可靠性以及重量等因素的限制，整機(jī)系統(tǒng)的性能受到了很大的限制。隨著系統(tǒng)向高速度、低功耗、低電壓和多媒體、網(wǎng)絡(luò)化、移動(dòng)化的發(fā)展，系統(tǒng)對電路的要求越來越高，傳統(tǒng)集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)已無法滿足性能日益提高的整機(jī)系統(tǒng)的要求。同時(shí)，由于IC設(shè)計(jì)與工藝技術(shù)水平提高，集成電路規(guī)模越來越大，復(fù)雜程度越來越高，已經(jīng)可以將整個(gè)系統(tǒng)集成為一個(gè)芯片。目前已經(jīng)可以在一個(gè)芯片上集成108－109個(gè)晶體管，而且隨著微電子制造技術(shù)的發(fā)展，21世紀(jì)的微電子技術(shù)將從目前的3G時(shí)代逐步發(fā)展到3T時(shí)代（即存儲(chǔ)容量由G位發(fā)展到T位、集成電路器件的速度由GHz發(fā)展到燈THz、數(shù)據(jù)傳輸速率由Gbps發(fā)展到Tbps，注：1G=109、1T=1012、bps：每秒傳輸數(shù)據(jù)位數(shù)）。

正是在需求牽引和技術(shù)推動(dòng)的雙重作用下，出現(xiàn)了將整個(gè)系統(tǒng)集成在一個(gè)微電子芯片上的系統(tǒng)芯片（SystemOnAChip，簡稱SOC）概念。

系統(tǒng)芯片（SOC）與集成電路（IC）的設(shè)計(jì)思想是不同的，它是微電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一場革命，它和集成電路的關(guān)系與當(dāng)時(shí)集成電路與分立元器件的關(guān)系類似，它對微電子技術(shù)的推動(dòng)作用不亞于自50年代末快速發(fā)展起來的集成電路技術(shù)。

SOC是從整個(gè)系統(tǒng)的角度出發(fā)，把處理機(jī)制、模型算法、芯片結(jié)構(gòu)、各層次電路直至器件的設(shè)計(jì)緊密結(jié)合起來，在單個(gè)（或少數(shù)幾個(gè)）芯片上完成整個(gè)系統(tǒng)的功能，它的設(shè)計(jì)必須是從系統(tǒng)行為級開始的自頂向下（Top－Down）的。很多研究表明，與IC組成的系統(tǒng)相比，由于SOC設(shè)計(jì)能夠綜合并全盤考慮整個(gè)系統(tǒng)的各種情況，可以在同樣的工藝技術(shù)條件下實(shí)現(xiàn)更高性能的系統(tǒng)指標(biāo)。例如若采用SOC方法和0．35μm工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)芯片,在相同的系統(tǒng)復(fù)雜度和處理速率下，能夠相當(dāng)于采用0．18～0.25μm工藝制作的IC所實(shí)現(xiàn)的同樣系統(tǒng)的性能；還有，與采用常規(guī)IC方法設(shè)計(jì)的芯片相比,采用SOC設(shè)計(jì)方法完成同樣功能所需要的晶體管數(shù)目約可以降低l～2個(gè)數(shù)量級。

對于系統(tǒng)芯片（SOC）的發(fā)展，主要有三個(gè)關(guān)鍵的支持技術(shù)。

（1）軟、硬件的協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)。面向不同系統(tǒng)的軟件和硬件的功能劃分理論（FunctionalPartitionTheory），這里不同的系統(tǒng)涉及諸多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、數(shù)據(jù)壓縮解壓縮和加密解密系統(tǒng)等等。

（2）IP模塊庫問題。IP模塊有三種,即軟核，主要是功能描述；固核，主要為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；和硬核，基于工藝的物理設(shè)計(jì)、與工藝相關(guān)，并經(jīng)過工藝驗(yàn)證過的。其中以硬核使用價(jià)值最高。CMOS的CPU、DRAM、SRAM、E2PROM和FlashMemory以及A／D、D／A等都可以成為硬核。其中尤以基于深亞微米的新器件模型和電路模擬為基礎(chǔ)，在速度與功耗上經(jīng)過優(yōu)化并有最大工藝容差的模塊最有價(jià)值?，F(xiàn)在,美國硅谷在80年代出現(xiàn)無生產(chǎn)線（Fabless)公司的基礎(chǔ)上，90年代后期又出現(xiàn)了一些無芯片（Chipless）的公司,專門銷售IP模塊。

（3）模塊界面間的綜合分析技術(shù),這主要包括IP模塊間的膠聯(lián)邏輯技術(shù)（gluelogictechnologies）和IP模塊綜合分析及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)等。

微電子技術(shù)從IC向SOC轉(zhuǎn)變不僅是一種概念上的突破,同時(shí)也是信息技術(shù)新發(fā)展的里程碑。通過以上三個(gè)支持技術(shù)的創(chuàng)新,它必將導(dǎo)致又一次以系統(tǒng)芯片為主的信息技術(shù)上的革命。目前，SOC技術(shù)已經(jīng)嶄露頭角，21世紀(jì)將是SOC技術(shù)真正快速發(fā)展的時(shí)期。

在新一代系統(tǒng)芯片領(lǐng)域，需要重點(diǎn)突破的創(chuàng)新點(diǎn)主要包括實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的算法和電路結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面。在微電子技術(shù)的發(fā)展歷史上,每一種算法的提出都會(huì)引起一場變革，例如維特比算法、小波變換等均對集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展起到了非常重要的作用,目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊算法等也很有可能取得較大的突破。提出一種新的電路結(jié)構(gòu)可以帶動(dòng)一系列的應(yīng)用,但提出一種新的算法則可以帶動(dòng)一個(gè)新的領(lǐng)域,因此算法應(yīng)是今后系統(tǒng)芯片領(lǐng)域研究的重點(diǎn)學(xué)科之一。在電路結(jié)構(gòu)方面,在系統(tǒng)芯片中，由于射頻、存儲(chǔ)器件的加入，其中的電路結(jié)構(gòu)已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的CMOS結(jié)構(gòu)，因此需要發(fā)展更靈巧的新型電路結(jié)構(gòu)。另外，為了實(shí)現(xiàn)膠聯(lián)邏輯（GlueLogic）新的邏輯陣列技術(shù)有望得到快速的發(fā)展,在這一方面也需要做系統(tǒng)深入的研究。

5微電子與其他學(xué)科的結(jié)合誕生新的技術(shù)增長點(diǎn)

微電子技術(shù)的強(qiáng)大生命力在于它可以低成本、大批量地生產(chǎn)出具有高可靠性和高精度的微電子結(jié)構(gòu)模塊。這種技術(shù)一旦與其它學(xué)科相結(jié)合,便會(huì)誕生出一系列嶄新的學(xué)科和重大的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，這方面的典型例子便是MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）技術(shù)和DNA生物芯片。前者是微電子技術(shù)與機(jī)械、光學(xué)等領(lǐng)域結(jié)合而誕生的，后者則是與生物工程技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。

微電子機(jī)械系統(tǒng)不僅是微電子技術(shù)的拓寬和延伸,它將微電子技術(shù)和精密機(jī)械加工技術(shù)相互融合，實(shí)現(xiàn)了微電子與機(jī)械融為一體的系統(tǒng)。MEMS將電子系統(tǒng)和外部世界聯(lián)系起來，它不僅可以感受運(yùn)動(dòng)、光、聲、熱、磁等自然界的外部信號(hào)，把這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成電子系統(tǒng)可以認(rèn)識(shí)的電信號(hào)，而且還可以通過電子系統(tǒng)控制這些信號(hào)，發(fā)出指令并完成該指令。從廣義上講，MEMS是指集微型傳感器、微型執(zhí)行器、信號(hào)處理和控制電路、接口電路、通信系統(tǒng)以及電源于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。MEMS技術(shù)是一種典型的多學(xué)科交叉的前沿性研究領(lǐng)域，它幾乎涉及到自然及工程科學(xué)的所有領(lǐng)域，如電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、光學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)等〖3〗。

MEMS的發(fā)展開辟了一個(gè)全新的技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)。它們不僅可以降低機(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)所不能完成的任務(wù)。正是由于MEMS器件和系統(tǒng)具有體積小、重量輕、功耗低、成本低、可靠性高、性能優(yōu)異及功能強(qiáng)大等傳統(tǒng)傳感器無法比擬的優(yōu)點(diǎn),因而MEMS在航空、航天、汽車、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事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。例如微慣性傳感器及其組成的微型慣性測量組合能應(yīng)用于制導(dǎo)、衛(wèi)星控制、汽車自動(dòng)駕駛、汽車防撞氣囊、汽車防抱死系統(tǒng)（ABS）、穩(wěn)定控制和玩具；微流量系統(tǒng)和微分析儀可用于微推進(jìn)、傷員救護(hù)；信息MEMS系統(tǒng)將在射頻系統(tǒng)、全光通訊系統(tǒng)和高密度存儲(chǔ)器和顯示等方面發(fā)揮重大作用；同時(shí)MEMS系統(tǒng)還可以用于醫(yī)療、光譜分析、信息采集等等?，F(xiàn)在已經(jīng)成功地制造出了尖端直徑為5μm的可以夾起一個(gè)紅細(xì)胞的微型鑷子，可以在磁場中飛行的象蝴蝶大小的飛機(jī)等。

MEMS技術(shù)及其產(chǎn)品的增長速度非常之高，目前正處在技術(shù)發(fā)展時(shí)期，再過若干年將會(huì)迎來MEMS產(chǎn)業(yè)化高速發(fā)展的時(shí)期。2000年，全世界MEMS的市場達(dá)到120到140億美元，而帶來的與之相關(guān)的市場達(dá)到1000億美元。

目前，MEMS系統(tǒng)與集成電路發(fā)展的初期情況極為相似。集成電路發(fā)展初期，其電路在今天看來是很簡單的，應(yīng)用也非常有限，以軍事需求為主,但它的誘人前景吸引了人們進(jìn)行大量投資，促進(jìn)了集成電路飛速發(fā)展。集成電路技術(shù)的進(jìn)步,加快了計(jì)算機(jī)更新?lián)Q代的速度，對CPU和RAM的需求越來越大,反過來又促進(jìn)了集成電路的發(fā)展。集成電路和計(jì)算機(jī)在發(fā)展中相互推動(dòng)，形成了今天的雙贏局面，帶來了一場信息革命?，F(xiàn)階段的微機(jī)電系統(tǒng)專用性很強(qiáng)，單個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍非常有限,還沒有出現(xiàn)類似于CPU和RAM這樣量大面廣的產(chǎn)品。隨著微機(jī)電系統(tǒng)的進(jìn)步，最后將有可能形成像微電子技術(shù)一樣有廣泛應(yīng)用前景的新產(chǎn)業(yè)，從而對人們的社會(huì)生產(chǎn)和生活方式產(chǎn)生重大影響。

當(dāng)前MEMS系統(tǒng)能否取得更更大突破，取決于兩方面的因素：第一是在微系統(tǒng)理論與基礎(chǔ)技術(shù)方面取得突破性進(jìn)展，使人們依靠掌握的理論和基礎(chǔ)技術(shù)可以高效地設(shè)計(jì)制造出所需的微系統(tǒng)；第二是找準(zhǔn)應(yīng)用突破口，揚(yáng)長避短，以特別適合微系統(tǒng)應(yīng)用的重大領(lǐng)域?yàn)槟繕?biāo)進(jìn)行研究,取得突破，從而帶動(dòng)微系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在MEMS發(fā)展中需要繼續(xù)解決的問題主要有：MEMS建模與設(shè)計(jì)方法學(xué)研究；三維微結(jié)構(gòu)構(gòu)造原理、方法、仿真及制造；微小尺度力學(xué)和熱學(xué)研究；MEMS的表征與計(jì)量方法學(xué)；納結(jié)構(gòu)與集成技術(shù)等。

微電子與生物技術(shù)緊密結(jié)合誕生的以DNA芯片等為代表的生物芯片將是21世紀(jì)微電子領(lǐng)域的另一個(gè)熱點(diǎn)和新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。它是以生物科學(xué)為基礎(chǔ)，利用生物體、生物組織或細(xì)胞等的特點(diǎn)和功能，設(shè)計(jì)構(gòu)建具有預(yù)期性狀的新物種或新品系，并與工程技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行加工生產(chǎn)，它是生命科學(xué)與技術(shù)科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。具有附加值高、資源占用少等一系列特點(diǎn)，正日益受到廣泛關(guān)注。目前最有代表性的生物芯片是DNA芯片。

采用微電子加工技術(shù)，可以在指甲蓋大小的硅片上制作出包含有多達(dá)萬種DNA基因片段的芯片。利用這種芯片可以在極快的時(shí)間內(nèi)檢測或發(fā)現(xiàn)遺傳基因的變化等情況，這無疑對遺傳學(xué)研究、疾病診斷、疾病治療和預(yù)防、轉(zhuǎn)基因工程等具有極其重要的作用。

DNA芯片的基本思想是通過生物反應(yīng)或施加電場等措施使一些特殊的物質(zhì)能夠反映出某種基因的特性從而起到檢測基因的目的。目前Stanford和Affymetrix公司的研究人員已經(jīng)利用微電子技術(shù)在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片〖4〗。他們制作的DNA芯片是通過在玻璃片上刻蝕出非常小的溝槽，然后在溝槽中覆蓋一層DNA纖維。不同的DNA纖維圖案分別表示不同的DNA基因片段，該芯片共包括6000余種DNA基因片段。DNA（脫氧核糖核酸）是生物學(xué)中最重要的一種物質(zhì)，它包含有大量的生物遺傳信息，DNA芯片的作用非常巨大，其應(yīng)用領(lǐng)域也非常廣泛：它不僅可以用于基因?qū)W研究、生物醫(yī)學(xué)等，而且隨著DNA芯片的發(fā)展還將形成微電子生物信息系統(tǒng)，這樣該技術(shù)將廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)學(xué)和環(huán)境保護(hù)等人類生活的各個(gè)方面，那時(shí)，生物芯片有可能象今天的IC芯片一樣無處不在。

目前的生物芯片主要是指通過平面微細(xì)加工技術(shù)及超分子自組裝技術(shù)，在固體芯片表面構(gòu)建的微分析單元和系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對化合物、蛋白質(zhì)、核酸、細(xì)胞以及其它生物組分的準(zhǔn)確、快速、大信息量的篩選或檢測。生物芯片的主要研究包括采用生物芯片的具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)、基于生物芯片的生物信息學(xué)以及高密度生物芯片的設(shè)計(jì)、檢測方法學(xué)等等。

6結(jié)語

在微電子學(xué)發(fā)展歷程的前50年中，創(chuàng)新和基礎(chǔ)研究曾起到非常關(guān)鍵的決定性作用。而隨著器件特征尺寸的縮小、納米電子學(xué)的出現(xiàn)、新一代SOC的發(fā)展、MEMS和DNA芯片的崛起，又提出了一系列新的課題，客觀需求正在“召喚”創(chuàng)新成果的誕生。

回顧20世紀(jì)后50年，展望21世紀(jì)前50年，即百年的微電子科學(xué)技術(shù)發(fā)展歷程，使我們深切地感受到，世紀(jì)之交的微電子技術(shù)對我們既是一個(gè)重大的機(jī)遇，也是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，如果我們能夠抓住這個(gè)機(jī)遇，立足創(chuàng)新，去勇敢地迎接這個(gè)挑戰(zhàn)，則有可能使我國微電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)騰飛，在新一代微電子技術(shù)中擁有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，促進(jìn)我國微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為迎接21世紀(jì)中葉將要到來的偉大的民族復(fù)興奠定技術(shù)基礎(chǔ)，以重鑄中華民族的輝煌！

參考文獻(xiàn)

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[4]NicholasWadeWhereComputersandBiologyMeet:MakingaDNAChip.NewYorkTimes,April8,1997

篇10

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；教學(xué)改革；教學(xué)方法；實(shí)踐教學(xué)

“電力電子技術(shù)”是對電力進(jìn)行變換和控制的一門技術(shù)，相對于電氣專業(yè)的其他學(xué)科來說，是一門比較活躍的學(xué)科。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電力電子技術(shù)也得到了迅猛的發(fā)展。電力電子技術(shù)中不斷涌現(xiàn)出許多新技術(shù)、新觀點(diǎn)，使得其內(nèi)容越來越豐富。如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，更好地完成教學(xué)任務(wù)，使學(xué)生能夠在今后的工作中應(yīng)用到所學(xué)的知識(shí)，成了“電力電子技術(shù)”課程教師普遍面對的一個(gè)問題。因此對“電力電子技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐等進(jìn)行全面的改革勢在必行。

一、“電力電子技術(shù)”課程定位

“電力電子技術(shù)”是電氣工程專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，是電力技術(shù)、電子技術(shù)和控制技術(shù)三個(gè)領(lǐng)域的工程技術(shù)科學(xué)，是一門利用開關(guān)器件對電能進(jìn)行高效變換和控制的技術(shù)。該課程具有電路圖多，波形圖多，工程性強(qiáng)等特點(diǎn)。上至神舟飛船，下至家用電器等均有電力電子技術(shù)，因此其應(yīng)用十分廣泛。

二、“電力電子技術(shù)”教改理念

以現(xiàn)代教育思想為指導(dǎo)，以高素質(zhì)師資團(tuán)隊(duì)為基礎(chǔ)，以建設(shè)先進(jìn)性、實(shí)用性的教材為前提，以適應(yīng)工程實(shí)際需要為目標(biāo)，以培養(yǎng)能力為主線，以交、直流傳動(dòng)為平臺(tái)，以嚴(yán)格教學(xué)管理體制為保障，對教學(xué)內(nèi)容、方法、手段和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐等進(jìn)行改革的探討與實(shí)踐。

三、“電力電子技術(shù)”改革內(nèi)容

1.課程內(nèi)容改革

（1）大綱與教材。首先必須對教學(xué)大綱進(jìn)行修訂。2005年以來，對“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)大綱進(jìn)行多次修改，以滿足社會(huì)對畢業(yè)生技術(shù)知識(shí)的需求。教材也是教學(xué)內(nèi)容改革很重要的一環(huán)，從2007年開始選用《電力電子應(yīng)用技術(shù)》教材至今已經(jīng)使用6年，該教材雖好但也跟不上不斷增加的新器件、新電路、新技術(shù)（如PWM控制技術(shù)）等內(nèi)容，故教研室于2009年編寫出版了《電力電子技術(shù)》教材。

（2）內(nèi)容模塊化。以工程應(yīng)用為目標(biāo)，篩選內(nèi)容，構(gòu)成模塊化，即將課程劃分為器件、AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC、工程應(yīng)用（整流、變頻等）和控制（相位與PWM）等7個(gè)模塊，如圖1所示；并且在器件模塊中由單一講授SCR而改為SCR、MOSFET、IGBT等三種器件，如圖2所示。不是把所有器件逐一講授，而以滿、直流傳動(dòng)和整流電源需要為前提。

又如AC/DC模塊以工程應(yīng)用較多的單相全控橋和三相全控橋及雙反星形大功率整流電路為重點(diǎn)，刪減其他整流電路等內(nèi)容。DC/AC模塊以無源逆變（變頻）PWM控制為重點(diǎn)，刪減其他逆變電路等等。

（3）必修與選修內(nèi)容。必修內(nèi)容為整流與無源逆變，它是工程實(shí)踐必備的知識(shí)，是最基本的內(nèi)容，是教材的精髓；選修內(nèi)容為已具備的知識(shí)，能讀懂，通過自學(xué)就能學(xué)會(huì)的知識(shí)。如整流變參數(shù)計(jì)算，RC保護(hù)等知識(shí)，約占1/3時(shí)數(shù)。

2.方法改革

以教學(xué)效果為目標(biāo)，以教學(xué)方法為手段，以工程實(shí)踐為主線，進(jìn)行教學(xué)方法的改革。講授時(shí)以工程實(shí)際項(xiàng)目引入課題如格力變頻空調(diào)、神州飛船整流罩、百米飛人博爾特金項(xiàng)鏈用的黃金怎么煉出來的等等實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)SCR整流和無源逆變等內(nèi)容。激發(fā)興趣，有時(shí)布置小問題，讓學(xué)生查閱資料，第2次課啟發(fā)學(xué)生回答，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，產(chǎn)生學(xué)習(xí)動(dòng)力，使學(xué)生從不愿學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)。

在此基礎(chǔ)上，教師用精練的語言、思路的清晰講解新內(nèi)容，居高臨下地運(yùn)用教師知識(shí)庫中的“那一桶水”，把知識(shí)講活，豐滿知識(shí)“血肉”，展現(xiàn)在學(xué)生面前的不是一堆雜亂無章、分不清精髓的“死知識(shí)”，而是一個(gè)無比誘人的知識(shí)世界，把學(xué)生興味盎然地一步一步引入知識(shí)的勝境。有設(shè)疑，有激穎，有答穎等，千姿百態(tài)的教學(xué)方法牢牢地吸引學(xué)生。

3.手段改革

手段上變“死教”為“活教”，廢絕“滿堂灌”。新方法既不是“黑板+粉筆”，也不是一律“PPT”課件的教學(xué)手段，而是依內(nèi)容恰當(dāng)?shù)仂`活的采用上述手段或復(fù)合式手段（黑板+粉筆+PPT），有時(shí)畫龍點(diǎn)睛，有時(shí)融合知識(shí)、娓娓動(dòng)聽地講故事，有時(shí)長于形象的比喻，有時(shí)運(yùn)用直觀教具或CAI課件。教師一個(gè)神色，一個(gè)比喻，一個(gè)手勢，幾乎勝過千言萬語，各現(xiàn)異彩，使學(xué)生不知不覺中度過90分鐘，課后回味無窮。運(yùn)用好啟發(fā)式，能更好地解決內(nèi)容與時(shí)間的矛盾，知識(shí)數(shù)量和質(zhì)量的矛盾。教學(xué)中教師不是背教材，不是說內(nèi)容，不是解說員而是解惑、答疑傳授員，學(xué)生主體老師主導(dǎo)。教活知識(shí)，求規(guī)律，給方法，打開學(xué)生學(xué)知識(shí)的閘門，把疑解得開，把感悟釋放明白，用于實(shí)踐，變知識(shí)為能力。

4.實(shí)踐改革

實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐內(nèi)容也有選修與必修之分。必修內(nèi)容是必須學(xué)會(huì)的基本技能，動(dòng)手能力，如三相橋整流與觸發(fā)器調(diào)試、無源逆變的變頻調(diào)速等內(nèi)容。選修內(nèi)容是綜合、設(shè)計(jì)、創(chuàng)新等內(nèi)容，如雙反星形大功率整流柜安裝，變頻器安裝，大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽中運(yùn)動(dòng)控制題目設(shè)計(jì)安裝調(diào)試及課程設(shè)計(jì)中的內(nèi)容等。這不僅解決課時(shí)與內(nèi)容多的矛盾，又培養(yǎng)了學(xué)生基本技能和創(chuàng)新實(shí)踐的能力。多實(shí)踐、多練是學(xué)生掌握知識(shí)、學(xué)會(huì)技能、變知識(shí)為能力的有效捷徑。

學(xué)校購買了新的“電力電子技術(shù)”實(shí)驗(yàn)裝置，開放實(shí)驗(yàn)室?！白詣?dòng)化研究所”、“吉林省智能電力電子工程研究中心”等，都有大量學(xué)生參與關(guān)于整流電源和變頻柜等工程實(shí)踐。實(shí)驗(yàn)手段上增加了MATLAB電力電子仿真實(shí)驗(yàn)。

四、改革效果

通過幾年改革實(shí)踐，取得效果如下：學(xué)生學(xué)習(xí)本課程興趣大增，考試平均成績從70.4分提高到72.6分；動(dòng)手能力、基本技能提高，學(xué)生通過競爭考核才能參加“研究所”、“智能研究中心”的工程項(xiàng)目，并給學(xué)生一定報(bào)酬；參與老師科研項(xiàng)目的學(xué)生增多，近三年來獲得跑車運(yùn)動(dòng)控制項(xiàng)目東北地區(qū)一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，省級一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，其項(xiàng)目電源都是采用“電力電子技術(shù)”；三年來公開出版了《電力電子技術(shù)》教材一部，發(fā)表相關(guān)論文數(shù)篇，購買了新的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，先后建設(shè)了實(shí)驗(yàn)室、自動(dòng)化研究所、智能電力電子工程研究中心等3個(gè)實(shí)訓(xùn)校內(nèi)基地；就業(yè)率提高，凡參與上述工程實(shí)踐活動(dòng)的學(xué)生百分之百就業(yè)，有的成為企業(yè)中維修整流電源的骨干力量。

五、結(jié)束語

隨著電力電子技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的廣泛和深入，“電力電子技術(shù)”課程的改革也一樣會(huì)不斷地向前推進(jìn)，各種各樣的探討和方法也會(huì)不斷涌現(xiàn)。因此，圍繞學(xué)生，追尋電力電子技術(shù)發(fā)展前沿，鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工作能力和激發(fā)其創(chuàng)新能力，是課程改革發(fā)展的方向。

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