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電子元器件的發(fā)展歷程及未來(lái)趨勢(shì)每種事物都有其自身的發(fā)展歷史和發(fā)展規(guī)律,電子元器件也不例外,它歷經(jīng)了經(jīng)典電子元器件、小型化電子元器件、一般微電子元器件、智能微電子元器件時(shí)代,未來(lái)正在邁向量子電子元器件時(shí)代。電子元器件的發(fā)展離不開電子信息技術(shù)和整機(jī)的發(fā)展,二者是相互促進(jìn),相互牽制的關(guān)系。微電子元器件包括集成電路、混合集成電路、片式和扁平式元件和機(jī)電組件、片式半導(dǎo)體分立器件等。微電子指采用微細(xì)工藝的集成電路,隨集成電路集成度和復(fù)雜度的大幅度提高、線寬越來(lái)越細(xì)和采用銅導(dǎo)線,其基頻和處理速度也大幅度提高,在電子線路中其周邊的其他元器件必然要有相應(yīng)速率的處理速度,才能完成所承擔(dān)的功能。因此,需要通過整個(gè)設(shè)備及系統(tǒng)來(lái)分析元器件的發(fā)展。表1電子元器件的發(fā)展階段及特點(diǎn)發(fā)展階段經(jīng)典電子元器件小型化電子元器件微電子元器件核心有源器件電子管半導(dǎo)體分立器件(含低頻低速集成電器)高頻高速處理集成電路整機(jī)裝聯(lián)工藝以薄鐵為支撐,通過管座和支架利用引線和導(dǎo)線將元器件連接,采用手工釬焊裝聯(lián)。以插裝方式將元器件安裝在有通孔的印制電路板上,印制電器板既作為支撐又用其銅圖形作導(dǎo)體連接各種元器件。采用手工和自動(dòng)插裝機(jī)及波峰焊為主。以SMT表面和芯片尺寸貼裝CSP等方式將元器件安裝在相應(yīng)的印制電路板(表面貼裝和高密度互連印制電路板上)。采用全自動(dòng)貼裝或智能化混合安裝及再流焊、雙波峰焊設(shè)備等裝聯(lián)設(shè)備。電子元器件技術(shù)、生產(chǎn)特點(diǎn)高電壓、大體積、門類和品種少、長(zhǎng)引線或管座、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,生產(chǎn)規(guī)模小,年生產(chǎn)規(guī)模多以萬(wàn)計(jì)。以工夾具和簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)備方式生產(chǎn)。小型化、低電壓、高可靠、高穩(wěn)定、門類和品種大幅度增多、出現(xiàn)功能性和組合元器件,年生產(chǎn)規(guī)模多以億計(jì)。單機(jī)和連動(dòng)生產(chǎn)線,產(chǎn)品和零部件專業(yè)化生產(chǎn)。微小型化、適于表面安裝。高頻特性好、寬帶、一致性、高可靠、高穩(wěn)定、高精度、低功耗、多功能、組件化、智能化、模塊化。具有盡可能小的寄生參數(shù)、有定阻抗、EM/RF要求。門類、品種之間及其消長(zhǎng)關(guān)系有新的規(guī)律。年生產(chǎn)規(guī)模多以十、百億計(jì)。自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)線。對(duì)生產(chǎn)環(huán)境有不同凈化要求。零部件、工序的專業(yè)化。上述電子元器件的發(fā)展階段的劃分是2001年提出來(lái)的,但近年來(lái)電子技術(shù)和電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展很快,新技術(shù),新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),尤其是智能化產(chǎn)品和系統(tǒng)越來(lái)越普及,智能化已經(jīng)到來(lái),同時(shí),量子技術(shù)有了突破,信息技術(shù)有可能進(jìn)入“量子化時(shí)代”。智能化已經(jīng)到來(lái)觀察一下我們周圍,可以發(fā)現(xiàn),智能化家用電子及電器,如智能電視機(jī)、電灶具、電熱水器等;智能化終端如手機(jī)、手表式終端等,智能化汽車電子及智能化公交系統(tǒng)等,其發(fā)展的總趨勢(shì)是以智能化為核心的信息化,系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化。這些變化也可以從智能化設(shè)備和系統(tǒng)框圖構(gòu)成來(lái)分析對(duì)電子元器件的新要求:1)指揮控制系統(tǒng)--嵌入式處理器芯片,高速,大容量的集成電路,計(jì)算芯片已經(jīng)滲入到各種系統(tǒng)和產(chǎn)品中。整機(jī)采用雙核、四核,八核以至更多的芯片并行,以加速運(yùn)算速率的智能化處理。2)信息采集系統(tǒng)--以傳感器為代表將各種信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào),并進(jìn)行處理。傳感器技術(shù)是一項(xiàng)當(dāng)今世界令人矚目的迅猛發(fā)展起來(lái)的高新技術(shù)之一,也是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志,它與通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)成信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱。如果說計(jì)算機(jī)是人類大腦的擴(kuò)展,那么傳感器就是人類五官的延伸,當(dāng)集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展時(shí),人們才逐步認(rèn)識(shí)信息攝取裝置--傳感器沒有跟上信息技術(shù)的發(fā)展而驚呼“大腦發(fā)達(dá)、五官不靈”.但是目前傳感器的發(fā)展已成為一個(gè)瓶頸,對(duì)其品質(zhì)、穩(wěn)定性、一致性與可靠性等程度要求越來(lái)越高。還出現(xiàn)如數(shù)字話筒、智能傳感器模塊等一些數(shù)字化器件。3)傳輸系統(tǒng)--信號(hào)荷載信息,經(jīng)過不同的頻率交換、調(diào)制或編碼,變成適當(dāng)?shù)男问?,以便適合于各種不同媒介質(zhì)的傳輸。傳輸系統(tǒng)需要高速大容量網(wǎng)絡(luò),包括無(wú)線、有線傳輸,常由兩者結(jié)合傳輸。a)傳輸系統(tǒng)為有更高的傳輸速率和帶寬,對(duì)元器件品質(zhì)要求如;高頻、帶寬、阻抗匹配、電磁干擾、穩(wěn)定性與耗損等等特性有更加嚴(yán)格的要求,這將導(dǎo)致這些符合條件的元器件發(fā)展更快。b)光網(wǎng)絡(luò),光電結(jié)合更加普及,如光纖到戶(FTTH),光纖到桌(FTTD),許多終端都有光接口。光電結(jié)合和轉(zhuǎn)化的元器件如光器件,光電轉(zhuǎn)化元器件等不斷出現(xiàn)和高速發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)傳輸速率越來(lái)越快,如3G通信,國(guó)際電聯(lián)“IMT-2000”(國(guó)際移動(dòng)電話2000)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,移動(dòng)終端以車速移動(dòng)時(shí),其傳轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)速率為144kbps,室外靜止或步行時(shí)速率為384kbps,而室內(nèi)為2Mbps.4G是集3G與WLAN于一體,并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像,它的圖像傳輸質(zhì)量與高清晰度電視不相上下。4G系統(tǒng)能夠以100Mbps的速度下載,上傳的速度也能達(dá)到20Mbps.4)執(zhí)行系統(tǒng)--如控制元件(繼電器,包括固體繼電器)、微特電機(jī)及功能性電子元器件發(fā)展更快。功能性電子元器件是具有某些獨(dú)特功能的元器件,如頻率、時(shí)頻及顯示器件2012年,量子技術(shù)有了突破,獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)?lì)}目叫做《量子調(diào)控新紀(jì)元》,這個(gè)物理獎(jiǎng)和量子調(diào)控非常有關(guān)系。研究量子計(jì)算機(jī)的中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士就說:“現(xiàn)在做量子計(jì)算機(jī),實(shí)際上就是芯片,把很多離子糾纏在一起,分到各個(gè)區(qū)里面,如果這個(gè)能實(shí)現(xiàn),量子計(jì)算機(jī)有希望從這兒走。”由清華大學(xué)、中科院物理所和斯坦福大學(xué)研究人員聯(lián)合組成的團(tuán)隊(duì)在量子反?;魻栃?yīng)研究中取得重大突破,他們從實(shí)驗(yàn)中首次觀測(cè)到量子反常霍爾效應(yīng),這是我國(guó)科學(xué)家從實(shí)驗(yàn)中獨(dú)立觀測(cè)到的一個(gè)重要物理現(xiàn)象,也是物理學(xué)領(lǐng)域基礎(chǔ)研究的一項(xiàng)重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)。該成果于北京時(shí)間3月15日凌晨在美國(guó)《科學(xué)》雜志在線發(fā)表。量子技術(shù)的重要突破,可能在未來(lái)電子器件中發(fā)揮特殊的作用,可用于制備極低能耗的高速電子器件,量子計(jì)算機(jī)就有可能實(shí)現(xiàn)。從而,基于新機(jī)理、新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝以及新功能的極低能耗,適應(yīng)于高速率的量子電子元器件和多功能的組件也會(huì)出現(xiàn)。綜合以上對(duì)電子整機(jī)及系統(tǒng)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝以及市場(chǎng)的分析,

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