2.6 本章小结
电子技术是19世纪末20世纪初发展起来的新兴技术,是近代科学技术发展的一个重要标志。现代电子技术在国防、科技、工业、农业、医学、通信及文化生活等各个领域都起着巨大的作用。可以说,没有现代电子技术,就没有我们现在的生活。
本章在介绍电子技术发展历程及21世纪新兴电子器件的基础上,详述了现代电子技术中发展最为迅猛的关键技术:微电子技术、EDA技术、纳米电子技术和光电子技术。具体内容如下:
(1)从微电子学与集成电路的发展规律出发,回顾了英特尔公司微处理器发展的几个主要里程碑事件,在此基础上,指出了微电子技术面临的挑战和关键技术,并指明了微电子技术未来发展的新方向。
(2)EDA技术是现代电子设计的重要工具,随着计算机、集成电路、电子系统设计的发展,经历了计算机辅助设计、计算机辅助工程设计和电子设计自动化三个发展阶段。EDA技术使得设计者可以利用硬件描述语言和EDA工具软件来完成对硬件系统功能的实现,最终完成符合用户要求的可编程逻辑器件的设计。EDA设计采用的高层次设计给人们提供了一种“自顶向下”的全新设计方法,这种设计方法首先从系统设计入手,在顶层进行功能模块图的划分和结构设计。在模块图一级进行仿真、纠错,并用硬件描述语言对高层次的系统行为进行描述,在系统一级进行验证。这种自顶向下的设计有利于早期发现结构设计上的错误,避免设计工作的浪费,同时也减少了逻辑功能仿真的工作量,提高了设计的一次成功率。
(3)随着器件的特征尺寸越来越小,不可避免地会遇到器件结构、关键工艺、集成技术以及材料等方面的一系列问题。纳米电子技术就是为解决这些问题,继微电子技术发展起来的一门新兴学科。纳米效应就是指当物质达到纳米尺度以后,物质的性能就会发生突变,出现传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性。这些特性包括纳米材料的表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。人们利用纳米电子材料和纳米光刻技术,已研制出许多纳米电子器件,如电子共振隧穿器件、有机分子场效应晶体管、单电子碳纳米晶体管及碳纳米管制造的存储器等。碳纳米晶体管的发现及应用对未来晶体管尺寸的小型化具有重要意义,目前量子计算机和DNA计算机等纳米电子系统已研制成功。
(4)光电子技术是光学技术和电子学技术的融合,它围绕光信号的产生、传输、处理和接收,涵盖了新材料、微加工和微机电、器件和系统集成等从基础到应用的各个领域。光电子技术科学是光电信息产业的支柱与基础,涉及光电子学、光学、电子学、计算机技术等前沿学科理论,是多学科相互渗透、相互交叉而形成的高新技术学科。光电子技术成为继微电子技术之后兴起的又一门高新科技,并与微电子技术共同构成信息技术的两大重要支柱。