電子技術(shù)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀PPT課件

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,電子技術(shù)發(fā)展歷史與趨勢,電子技術(shù)是十九世紀末、二十世紀初開始發(fā)展起來的新興技術(shù)，二十世紀發(fā)展最迅速，應(yīng)用最廣泛，成為近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個重要標志。,引言,進入21世紀，人們面臨的是以微電子技術(shù)（半導(dǎo)體和集成電路為代表）電子計算機和因特網(wǎng)為標志的信息社會，高科技的廣泛應(yīng)用使社會生產(chǎn)力和經(jīng)濟獲得了空前的發(fā)展。,引言,現(xiàn)代電子技術(shù)在國防、科學(xué)、工業(yè)、醫(yī)學(xué)、通訊（信息采集、處理、傳輸和交流）及文化生活等各個領(lǐng)域中都起著巨大的作用?，F(xiàn)在的世界，電子技術(shù)無處不在。 收音機、彩電、音響、VCD、DVD、電子手表、數(shù)碼相機、微電腦、大規(guī)模生產(chǎn)的工業(yè)流水線、因特網(wǎng)、機器人、航天飛機、宇宙探測儀，可以說，人們現(xiàn)在生活在電子世界中，一天也離不開它。,引言,,引言,電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)由來,一、電子科學(xué)與技術(shù)的知識領(lǐng)域,二、電子材料與元器件的發(fā)展,電子材料與元器件是電子、信息、機械、航天、國防、自動化等各領(lǐng)域的基石。電子產(chǎn)品中材料與器件的研究是其核心競爭力的源泉。,按電子器件的材料屬性分：半導(dǎo)體材料與器件，陶瓷材料與器件，磁性材料與器件。,按電子器件的發(fā)展階段分：分離元器件（真空電子管、半導(dǎo)體晶體管），集成電路元器件（ SSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI ）。,基本器件的兩個發(fā)展階段,分立元件階段（1905～1959） 真空電子管、半導(dǎo)體晶體管 集成電路階段（1959～） SSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI,第一代電子?產(chǎn)品以電子管為核心。四十年代末世界上誕生了第一只半導(dǎo)體三極管，它以小巧、輕便、省電、壽?命長等特點，很快地被各國應(yīng)用起來，在很大范圍內(nèi)取代了電子管。 五十年代末期，世界上出現(xiàn)了第一塊集成電路，它把許多晶體管等電子元件集成在一塊硅芯片上，使電子產(chǎn)品向更小型化發(fā)展。集成電路從小規(guī)模集成電路迅速發(fā)展到大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路，從而使電子產(chǎn)品向著高效能、低消耗、高精度、高穩(wěn)定、智能化的方向發(fā)展。,（一）元器件的發(fā)展歷史,真空電子管時代（1905～1948） 為現(xiàn)代技術(shù)采取了決定性步驟,主要大事記,1905年 愛因斯坦闡述相對論——E＝mc2 1906年 亞歷山德森研制成高頻交流發(fā)電機 德福雷斯特在弗菜明二極管上加?xùn)艠O，制威第一只三極管 1912年 阿諾德和蘭米爾研制出高真空電子管 1917年 坎貝爾研制成濾波器 1922年 弗里斯研制成第一臺超外差無線電收音機 1934年 勞倫斯研制成回旋加速器 1940年 帕全森和洛弗爾研制成電子模擬計算機 1947年 肖克萊、巴丁和布拉頓發(fā)明晶體管；香農(nóng)奠定信息論的基礎(chǔ),,（一）元器件的發(fā)展歷史,晶體管時代（1948～1959） 宇宙空間的探索即將開始,1947年 貝爾實驗室的巴丁、布拉頓和肖克萊研制成第一個點接觸型晶體管1948年 貝爾實驗室的香農(nóng)發(fā)表信息論的論文 英國采用EDSAG計算機，這是最早的一種存儲程序數(shù)字計算機 1949年 諾伊曼提出自動傳輸機的概念 1950年 麻省理工學(xué)院的福雷斯特研制成磁心存儲器 1952年 美國爆炸第一顆氫彈 1954年 貝爾實驗室研制太陽能電池和單晶硅 1957年 蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星 1958年 美國得克薩斯儀器公司和仙童公司宣布研制成第一個集成電路,主要大事記,（一）元器件的發(fā)展歷史,自1958年第一塊集成元件問世以來，集成電路已經(jīng)跨越了小、中、大、超大、特大、巨大規(guī)模幾個臺階，集成度平均每2年提高近3倍。隨著集成度的提高，器件尺寸不斷減小。,1985年，1兆位ULSI的集成度達到200萬個元件，器件條寬僅為1微米；1992年，16兆位的芯片集成度達到了3200萬個元件，條寬減到0.5微米，而后的64兆位芯片，其條寬僅為0.3微米。,集成電路時代（1950～） 現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的基石,（一）元器件的發(fā)展歷史,可編程邏輯器件（PLD）,數(shù)字信號處理器（DSP）,大規(guī)模存儲芯片（RAM/ROM）,集成電路時代（1950～） 現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的基石,集成電路制造技術(shù)的發(fā)展日新月異，其中最具有代表性的集成電路芯片主要包括以下幾類，它們構(gòu)成了現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的基石。,微控制芯片（MCU）,（一）元器件的發(fā)展歷史,新型元器件將向微型化、片式化、高性能化、集成化、智能化、環(huán)保節(jié)能方向發(fā)展； 行業(yè)技術(shù)進步的重點：微小型和片式化技術(shù)、無源集成技術(shù)、抗電磁干擾技術(shù)、低溫共燒陶瓷技術(shù)、綠色化生產(chǎn)技術(shù)等； 電子材料正朝高性能化、綠色化和復(fù)合化方向發(fā)展； 新型顯示器件的發(fā)展趨勢是平板化、薄型化、大屏幕高清晰度和環(huán)保節(jié)能： TFT-LCD和PDP成為主流平板顯示器件 新一代平板顯示器件和投影器件也將快速發(fā)展 CRT產(chǎn)品將向高清晰、短管頸方向發(fā)展 電子技術(shù)與冶金、有色、化工等其他行業(yè)技術(shù)的融合將不斷加深， 高精度、高可靠性設(shè)備儀器和新工藝技術(shù)將成為電子材料技術(shù)發(fā)展的重要因素，綠色無害材料和工藝將得到廣泛應(yīng)用。,（二）元器件的發(fā)展趨勢,電子材料和元器件技術(shù)將發(fā)生深刻變化：,電子元器件產(chǎn)業(yè)(不含集成電路和顯示器件) 新型顯示器件 電子材料 半導(dǎo)體材料 新型顯示器件材料 光電子材料 電子功能陶瓷材料 綠色電池材料 磁性材料、覆銅板材料、電子封裝材料,（三）元器件的發(fā)展重點,16個重大專項中相關(guān)的有 核心電子器件 高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件 極大規(guī)模集成電路制造技術(shù)及成套工藝 11個重點領(lǐng)域及優(yōu)先主題中相關(guān)的有 新一代信息功能材料與器件 高清晰度大屏幕平板顯示 8個前沿技術(shù)中相關(guān)的有 激光技術(shù),（三）元器件的發(fā)展重點,國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）中涉及的重要經(jīng)濟技術(shù)領(lǐng)域：,1. 電子元器件產(chǎn)業(yè),片式元器件 印刷電路板 混合集成電路 傳感器及敏感元器件 綠色電池 新型半導(dǎo)體分立器件 新型機電組件 光通信器件 高亮度發(fā)光二極管,（三）元器件的發(fā)展重點,2.新型顯示器件,TFT-LCD顯示器件 PDP顯示器件 OLED等新一代顯示器件及模塊 CRT顯示器件(高清/短管頸),（三）元器件的發(fā)展重點,3. 電子材料 —半導(dǎo)體材料,大力發(fā)展半導(dǎo)體級和太陽能級多晶硅材料 實現(xiàn)8~12英寸硅單晶及外延片的產(chǎn)業(yè)化 積極發(fā)展6”SiGe，6、8”SO2，4~6”GaAs和InP等化合物半導(dǎo)體材料 重點支持248nm及以下光刻膠、引線框架、金絲、超凈高純試劑，以及8”及以上濺射靶材等配套產(chǎn)品,（三）元器件的發(fā)展重點,在TFT-LCD液晶顯示器件材料方面，積極發(fā)展TFT-LCD液晶材料、大尺寸基板玻璃、彩色濾光片、偏光板和背光模組等關(guān)鍵材料生產(chǎn)技術(shù) PDP關(guān)鍵材料方面，重點發(fā)展熒光粉、電極材料、介質(zhì)材料、障壁材料等 OLED關(guān)鍵材料方面，主要發(fā)展有機發(fā)光材料、隔離柱材料、lTO基板玻璃,3. 電子材料 —新型顯示器件半導(dǎo)體材料,（三）元器件的發(fā)展重點,以高亮度發(fā)光材料為突破口，著重發(fā)展GaN、SiC等晶體及外延材料等，國內(nèi)市場占有率達50％以上 保持我國在激光晶體材料方面的生產(chǎn)和技術(shù)優(yōu)勢，進一步加大研發(fā)力度，重點發(fā)展高功率激光晶體材料、LD泵浦激光晶體材料、可調(diào)諧激光晶體材料、新波長激光晶體材料、高效低閾值晶體材料,3. 電子材料 —光電子材料,（三）元器件的發(fā)展重點,重點研發(fā)和生產(chǎn)高性能高可靠片式電容器陶瓷材料、低溫共燒陶瓷(LTCC)材料及封裝陶瓷材料、賤金屬電子漿料(Ni、Cu) 順應(yīng)綠色化潮流，積極開展無鉛、無鎘等瓷料研究和生產(chǎn)，并開展納米基瓷料研究和生產(chǎn),3. 電子材料 —電子功能陶瓷材料,（三）元器件的發(fā)展重點,以電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模優(yōu)勢帶動材料發(fā)展，替代進口，重點發(fā)展鋰離子電池高性能、低成本正負極材料，綠色電池高性能隔膜材料。,3. 電子材料 —綠色電池材料,（三）元器件的發(fā)展重點,保持規(guī)模優(yōu)勢，加大研發(fā)力度，提高產(chǎn)品附加值，重點發(fā)展粘結(jié)NdFeB永磁材料、納米復(fù)合永磁材料、低溫共燒材料和納米軟磁材料、巨磁致伸縮材料、磁致冷材料、電磁屏蔽材料、磁記錄材料、高檔永磁軟磁鐵氧體材料等市場前景好的材料。,3. 電子材料 —磁性材料,（三）元器件的發(fā)展重點,重點發(fā)展環(huán)保型的高性能覆銅板、特殊功能覆銅板、高性能撓性覆銅板和基板材料等。,3. 電子材料 —覆銅板材料,（三）元器件的發(fā)展重點,重點發(fā)展先進封裝模塑料(EMC)、先進的封裝復(fù)合材料、高精度引線框架材料、高性能聚合物封裝材料、壓電石英晶體封裝材料、高密度多層基板材料、精密陶瓷封裝材料、無鉛焊料、以及系統(tǒng)封裝(SIP)用先進封裝材料等材料,3. 電子材料 —電子封裝材料,（三）元器件的發(fā)展重點,Honeywell電子材料部總經(jīng)理Rebecca Liebert： 電子材料廣泛用于整個半導(dǎo)體行業(yè)，而且涉及整個設(shè)計和制造流程，在整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的最前端，是技術(shù)的增強者 半導(dǎo)體的發(fā)展需要靠設(shè)備與材料共同發(fā)展來推動。更重要的是，材料已經(jīng)開始決定成本優(yōu)勢，材料技術(shù)成本決定后期芯片廠的生產(chǎn)優(yōu)勢 材料的精度逐漸加強，降低技術(shù)融合的成本以提高競爭力是材料企業(yè)發(fā)展的重點,（三）元器件的發(fā)展啟示,材料是技術(shù)的增強者,1.3 微電子技術(shù)簡介,（一）微電子技術(shù)與集成電路 （二）集成電路的制造 （三）集成電路的發(fā)展趨勢 （四）IC卡,三、微電子與集成電路的發(fā)展,晶體管 (1948),中/小規(guī)模集成 電路(1950年代),大規(guī)模/超大規(guī)模 集成電路(1970年代),電子管 (1904),1.什么是微電子技術(shù)？,,,,微電子技術(shù)是實現(xiàn)電子電路和電子系統(tǒng)超小型化及微型化的技術(shù)，它是以集成電路為核心的電子技術(shù)。 微電子技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)，是發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)和各項高技術(shù)的基礎(chǔ)。微電子技術(shù)的核心是集成電路技術(shù),（一）微電子技術(shù)與集成電路,集成電路 (Integrated Circuit，簡稱IC)： 以半導(dǎo)體單晶片作為基片,采用平面工藝，將晶體管、電阻、電容等元器件及其連線所構(gòu)成的電路制作在基片上所構(gòu)成的一個微型化的電路或系統(tǒng)。 集成電路的優(yōu)點： 體積小、重量輕 功耗小、成本低 速度快、可靠性高,超大規(guī)模集成電路,小規(guī)模集成電路,2.什么是集成電路？,（一）微電子技術(shù)與集成電路,IC是所有電子產(chǎn)品的核心,（一）微電子技術(shù)與集成電路,3.集成電路的分類,（一）微電子技術(shù)與集成電路,按集成度分： 按用途分： 通用集成電路 專用集成電路（ASIC） 按電路的功能分： 數(shù)字集成電路 模擬集成電路 按晶體管結(jié)構(gòu)、電路和工藝分： 雙極型（Bipolar）電路 金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)電路 ······,集成電路芯片是微電子技術(shù)的結(jié)晶，它們是計算機和通信設(shè)備的核心。 先進的微電子技術(shù)→→高集成度芯片→→高性能的計算機→→利用計算機進行集成電路的設(shè)計、生產(chǎn)過程控制及自動測試，又能制造出性能高、成本更低的集成電路芯片。 集成電路是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)和信息社會的基礎(chǔ) 集成電路是改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)：2000年世界半導(dǎo)體產(chǎn)值達2000億美元，電子信息產(chǎn)品市場總額超過1萬億美元。 據(jù)預(yù)測：未來十年內(nèi)世界半導(dǎo)體的年平均增長率將達15%以上，2010年全世界半導(dǎo)體的年銷售額可達到6000~8000億美元，將支持4~5萬億美元的電子裝備市場。,（一）微電子技術(shù)與集成電路,總結(jié),集成電路的制造工序繁多，從原料熔煉開始到最終產(chǎn)品包裝大約需要400多道工序，工藝復(fù)雜且技術(shù)難度非常高，有一系列的關(guān)鍵技術(shù)。許多工序必須在恒溫、恒濕、超潔凈的無塵廠房內(nèi)完成。 目前興建一個有兩條生產(chǎn)線能加工8英寸晶圓的集成電路工廠需投資人民幣10億元以上。,（二）集成電路的制造,硅襯底,,晶圓,,芯片,硅平面工藝,剔除、分類,,集成電路,封裝,,成品,成品測試,,,,,,,集成電路的制造材料：主要是硅，也可以是化合物半導(dǎo)體如砷化鎵。,,400多道工序,（二）集成電路的制造,（三）IC卡,幾乎每個人每天都與IC卡打交道，例如我們的身份證、手機SIM卡、交通卡、飯卡等等，什么是IC卡？它有哪些類型和用途？工作原理大致是怎樣的？ IC卡(chip card、smart card)，又稱為集成電路卡，它是把集成電路芯片密封在塑料卡基片內(nèi)，使其成為能存儲信息、處理和傳遞數(shù)據(jù)的載體,特點： 存儲信息量大 保密性能強 可以防止偽造和竊用 抗干擾能力強 可靠性高 應(yīng)用舉例： 作為電子證件，記錄持卡人的信息，用作身份識別（如身份證、考勤卡、醫(yī)療卡、住房卡等） 作為電子錢包（如電話卡、公交卡、加油卡等）,1.什么昌IC卡？,存儲器卡：封裝的集成電路為存儲器，信息可長期保存，也可通過讀卡器改寫。結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。用于安全性要求不高的場合，如電話卡、水電費卡、公交卡、醫(yī)療卡等 （帶加密邏輯的存儲器卡增加了加密電路） CPU卡：封裝的集成電路為中央處理器（CPU）和存儲器，還配有芯片操作系統(tǒng)(Chip Operating System)，處理能力強，保密性更好，常用作證件和信用卡使用。手機中使用的SIM卡就是一種特殊的CPU卡。,2.IC卡的類型(按芯片分類),（三）IC卡,2.IC卡的類型(按使用方式分類),接觸式IC卡(如電話IC卡) 表面有方型鍍金接口，共8個或6個鍍金觸點。使用時必須將IC卡插入讀卡機，通過金屬觸點傳輸數(shù)據(jù)。 用于信息量大、讀寫操作比較復(fù)雜的場合,但易磨損、怕臟、壽命短 非接觸式IC卡(射頻卡、感應(yīng)卡) 采用電磁感應(yīng)方式無線傳輸數(shù)據(jù)，解決了無源（卡中無電源）和免接觸問題 操作方便，快捷，采用全密封膠固化，防水、防污，使用壽命長 用于讀寫信息較簡單的場合，如身份驗證等,非接觸式IC卡,（三）IC卡,集成電路的工作速度主要取決于晶體管的尺寸。晶體管的尺寸越小，其極限工作頻率越高，門電路的開關(guān)速度就越快，相同面積的晶片可容納的晶體管數(shù)目就越多。 所以從集成電路問世以來，人們就一直在縮小晶體管、電阻、電容、連接線的尺寸上下功夫。,（四）集成電路的發(fā)展趨勢,IC集成度提高的規(guī)律(Moore定律)：單塊集成電路的集成度平均每18個月翻一番 (Gordon E.Moore,1965年),（四）集成電路的發(fā)展趨勢,IC技術(shù)發(fā)展——增大晶圓面積,增大硅晶圓的面積：使每塊晶圓能生產(chǎn)更多的芯片 比如，使用0.13微米的工藝在200mm的晶圓上可以生產(chǎn)大約179個處理器核心，而使用同樣工藝在300mm的晶圓可以制造大約427個處理器核心，而實際成本提高不多,（四）集成電路的發(fā)展趨勢,IC技術(shù)發(fā)展——減小蝕刻尺寸,減小蝕刻尺寸，縮小晶體管、電阻、電容和連線的尺寸 尺寸越小，開關(guān)速度越快，性能越高 相同面積晶片可容納的晶體管數(shù)目就越多，成本越低 8086的蝕刻尺寸為 3μm Pentium的蝕刻尺寸是 0.80μm Pentium 4的蝕刻尺寸當前是 0.09μm（90納米） 酷睿2雙核的蝕刻尺寸為 0.065μm（65納米） 酷睿2四核的蝕刻尺寸為 0.045μm（45納米） 酷睿i7六核的蝕刻尺寸為 0.032μm（32納米）,（四）集成電路的發(fā)展趨勢,Intel CPU芯片工藝的進展,（四）集成電路的發(fā)展趨勢,進一步提高集成度的問題與出路,問題： 線寬進一步縮小后，晶體管線條小到納米級時，其電流微弱到僅有幾十個甚至幾個電子流動，晶體管將逼近其物理極限而無法正常工作 出路： 在納米尺寸下，納米結(jié)構(gòu)會表現(xiàn)出一些新的量子現(xiàn)象和效應(yīng)，人們正在利用這些量子效應(yīng)研制具有全新功能的量子器件，使能開發(fā)出新的納米芯片和量子計算機 同時，正在研究將光作為信息的載體，發(fā)展光子學(xué)，研制集成光路，或把電子與光子并用，實現(xiàn)光電子集成,（四）集成電路的發(fā)展趨勢,（一）光電子技術(shù)概述 （二）光電子器件的發(fā)展 （三）光電子技術(shù)的未來,四、光電子技術(shù)的發(fā)展,光學(xué)與電子學(xué)相互滲透的一門學(xué)科。 包括：激光技術(shù)、光波導(dǎo)技術(shù)、光檢測技術(shù)、光信息處理技術(shù)、光存儲技術(shù)、光顯示技術(shù)、太陽能電池，等。 形成了光電子材料與元件產(chǎn)業(yè)、光信息產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代光學(xué)產(chǎn)業(yè)、光通信產(chǎn)業(yè)、激光器與激光應(yīng)用產(chǎn)業(yè)。,（一）光電子技術(shù)的概述,（二）光電子器件的發(fā)展,信息技術(shù) - 人類在信息社會生存與發(fā)展的重要支柱,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)革命，將進一步縮小人們的空間和時間距離 人機交互技術(shù)的革命，將進一步縮小人與計算機之間的距離 軟件技術(shù)的革命，為網(wǎng)絡(luò)和計算機的應(yīng)用提供更加靈活和可靠的技術(shù)保證 微電子由IC向IS(系統(tǒng)集成)發(fā)展導(dǎo)致軟、硬件結(jié)合技術(shù)的革命 分子電子學(xué)、量子電子學(xué)、信息光子學(xué)的興起, 在信息技術(shù)領(lǐng)域會引起原理性的變革 現(xiàn)代通信、計算機技術(shù)的發(fā)展引起工業(yè)控制系統(tǒng)、技術(shù)、方法與理論的革命性變革,（三）光電子技術(shù)的未來,信息高速公路的關(guān)鍵技術(shù),1. 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 2. 光纖通信, 同步網(wǎng)技術(shù) 3. 異步轉(zhuǎn)移模式 ( ATM ) 技術(shù) 4. 衛(wèi)星通信技術(shù) 5. 移動通信技術(shù) (包括全球個人移動通信技術(shù) ) 6. 信息通用接入網(wǎng)技術(shù) 7. 高性能并行計算機系統(tǒng)和接口技術(shù),8. 大型數(shù)據(jù)庫和圖像庫技術(shù) 9. 高級軟件技術(shù)和算法 10. 高速LAN 技術(shù) 11. ( HDTV )大畫面高清晰度電視 技術(shù) 12. 多媒體技術(shù) 13. 遠程醫(yī)療診斷支持系統(tǒng) 14. 遠程教育系統(tǒng),（三）光電子技術(shù)的未來,光通信新技術(shù),相干光通信 光孤子通信 量子通信,（三）光電子技術(shù)的未來,,五、EDA技術(shù)與未來電子科技,（一）EDA技術(shù),（二）納米電子技術(shù),（三 ）光子計算機技術(shù),（四）量子計算機技術(shù),（五）分子計算機技術(shù),（六）生物計算機技術(shù),,（一）EDA技術(shù),電子設(shè)計技術(shù)的核心就是EDA技術(shù)。EDA是指以計算機為工作平臺，融合應(yīng)用電子技術(shù)、計算機技術(shù)、智能化技術(shù)最新成果而研制成的電子CAD通用軟件包，主要能輔助進行三方面的設(shè)計工作，即IC設(shè)計、電子電路設(shè)計和PCB設(shè)計。,,ARM開發(fā)板,電子系統(tǒng)設(shè)計自動化(ESDA)階段（ 90年代以后）：設(shè)計人員按照“自頂向下”的設(shè)計方法，對整個系統(tǒng)進行方案設(shè)計和功能劃分，系統(tǒng)的關(guān)鍵電路用一片或幾片專用集成電路（ASIC）實現(xiàn)，然后采用硬件描述語言（HDL）完成系統(tǒng)行為級設(shè)計，最后通過綜合器和適配器生成最終的目標器件。,EDA技術(shù)發(fā)展的三個階段：,計算機輔助設(shè)計(CAD)階段（ 70年代）：用計算機輔助進行IC版圖編輯、PCB布局布線，取代了手工操作。,計算機輔助工程(CAE)階段（ 80年代）：與CAD相比，CAE除了有純粹的圖形繪制功能外，又增加了電路功能設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計，并且通過電氣連接網(wǎng)絡(luò)表將兩者結(jié)合在一起，實現(xiàn)了工程設(shè)計。CAE的主要功能是：原理圖輸入，邏輯仿真，電路分析，自動布局布線，PCB后分析。,（一）EDA技術(shù),納米電子學(xué)主要在納米尺度空間內(nèi)研究電子、原子和分子運動規(guī)律和特性，研究納米尺度空間內(nèi)的納米膜、納米線。納米點和納米點陣構(gòu)成的基于量子特性的納米電子器件的電子學(xué)功能、特性以及加工組裝技術(shù)。其性能涉及放大、振蕩、脈沖技術(shù)、運算處理和讀寫等基本問題。其新原理主要基于電子的波動性、電子的量子隧道效應(yīng)、電子能級的不連續(xù)性、量子尺寸效應(yīng)和統(tǒng)計漲落特性等。,從微電子技術(shù)到納米電子器件將是電子器件發(fā)展的第二次變革，與從真空管到晶體管的第一次變革相比，它含有更深刻的理論意義和豐富的科技內(nèi)容。在這次變革中，傳統(tǒng)理論將不再適用，需要發(fā)展新的理論，并探索出相應(yīng)的材料和技術(shù)。,（二）納米電子技術(shù),光能夠像電一樣來傳遞信息，甚至效果更好。而且，更重要的一個特點在于它不會和周圍環(huán)境發(fā)生相互干擾的作用。,（三 ）光子計算機技術(shù),是運用量子力學(xué)來設(shè)計的。從理論上說，它們的速度提高可以說是沒有止境的，因為量子計算技術(shù)可以在同一時間內(nèi)執(zhí)行各種操作，同時有足夠的能力來完成現(xiàn)在電子計算機還很難完成的任務(wù)，比如說完成密碼的破譯和語音的識別等等。這是因為量子不像半導(dǎo)體只能記錄0與1，它可以同時表示多種狀態(tài)。如果把半導(dǎo)體比成單一樂器，量子電腦就像交響樂團，一次運算可以處理多種不同狀況。,（四）量子計算機技術(shù),（五）分子計算機技術(shù),現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出來一種能夠由氮氣和二氯化碳來開動和關(guān)閉的分子計算機，這種超高速的微型計算機離現(xiàn)實已經(jīng)很近了。分子計算機能夠比硅計算機更小、更便宜,耗 ... 分子計算機的各種應(yīng)用:手表大的超級計算機、可縫進到衣服里 ...,（六）生物計算機技術(shù),實際上就是隨著生物技術(shù)的發(fā)展，人們將模仿人的大腦制造一種用基因?qū)W的機制來開發(fā)的新一代計算機。 現(xiàn)在生物計算機的模型已經(jīng)出來。以色列的科學(xué)家制造了一個有可能會比單個活細胞還要小的計算機的模型。這么微小的計算機也可能將在我們的體內(nèi)漫游，監(jiān)視我們的健康。也許會糾正它所發(fā)現(xiàn)人體內(nèi)哪個地方脂肪的堆積，幫助解決問題。其實每一個細胞實際上都是一個復(fù)雜的生物機件，一個系統(tǒng)。用這么一種仿生技術(shù)來制造生物計算機。,懇請批評指正！,物理與電子技術(shù)系 2013年9月,