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【關(guān)鍵詞】微電子;延伸領(lǐng)域;發(fā)展方向
1.引言
微電子技術(shù)是隨著集成電路,尤其是大規(guī)模集成電路發(fā)展起來的一門新技術(shù)。微電子產(chǎn)業(yè)包括系統(tǒng)電路設(shè)計(jì),器件物理,工藝技術(shù),材料制備,自動(dòng)測(cè)試及封裝等一系列專門的技術(shù)的產(chǎn)業(yè)。微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常迅速,它已經(jīng)滲透到了國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域,特別是以集成電路為關(guān)鍵技術(shù)的電子戰(zhàn)和信息戰(zhàn)都要依托于微電子產(chǎn)業(yè)。
微電子技術(shù)是微電子產(chǎn)業(yè)的核心,是在電子電路和系統(tǒng)的超小型化和微型化的過程中逐漸形成和發(fā)展起來的。微電子技術(shù)也是信息技術(shù)的基礎(chǔ)和心臟,是當(dāng)今發(fā)展最快的技術(shù)之一。近年來,微電子技術(shù)已經(jīng)開始向相關(guān)行業(yè)滲透,形成新的研究領(lǐng)域。
2.微電子技術(shù)概述
2.1 認(rèn)識(shí)微電子
微電子技術(shù)的發(fā)展水平已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家科技進(jìn)步和綜合國力的重要標(biāo)志之一。因此,學(xué)習(xí)微電子,認(rèn)識(shí)微電子,使用微電子,發(fā)展微電子,是信息社會(huì)發(fā)展過程中,當(dāng)代大學(xué)生所渴求的一個(gè)重要課程。
生活在當(dāng)代的人們,沒有不使用微電子技術(shù)產(chǎn)品的,如人們每天隨身攜帶的手機(jī);工作中使用的筆記本電腦,乘坐公交、地鐵的IC卡,孩子玩的智能電子玩具,在電視上欣賞從衛(wèi)星上發(fā)來的電視節(jié)目等等,這些產(chǎn)品與設(shè)備中都有基本的微電子電路。微電子的本領(lǐng)很大,但你要看到它如何工作卻相當(dāng)難,例如有一個(gè)像我們頭腦中起記憶作用的小硅片―它的名字叫存儲(chǔ)器,是電腦的記憶部分,上面有許許多多小單元,它與神經(jīng)細(xì)胞類似,這種小單元工作一次所消耗的能源只有神經(jīng)元的六十分之一,再例如你手中的電話,將你的話音從空中發(fā)射出去并將對(duì)方說的話送回來告訴你,就是靠一種叫“射頻微電子電路”或叫“微波單片集成電路”進(jìn)行工作的。它們會(huì)將你要表達(dá)的信息發(fā)送給對(duì)方,甚至是通過通信衛(wèi)星發(fā)送到地球上的任何地方。其傳遞的速度達(dá)到300000KM/S,即以光速進(jìn)行傳送,可實(shí)現(xiàn)雙方及時(shí)通信。
“微電子”不是“微型的電子”,其完整的名字應(yīng)該是“微型電子電路”,微電子技術(shù)則是微型電子電路技術(shù)。微電子技術(shù)對(duì)我們社會(huì)發(fā)展起著重要作用,是使我們的社會(huì)高速信息化,并將迅速地把人類帶入高度社會(huì)化的社會(huì)?!靶畔⒔?jīng)濟(jì)”和“信息社會(huì)”是伴隨著微電子技術(shù)發(fā)展所必然產(chǎn)生的。
2.2 微電子技術(shù)的基礎(chǔ)材料――取之不盡的硅
位于元素周期表第14位的硅是微電子技術(shù)的基礎(chǔ)材料,硅的優(yōu)點(diǎn)是工作溫度高,可達(dá)200攝氏度;二是能在高溫下氧化生成二氧化硅薄膜,這種氧化硅薄膜可以用作為雜質(zhì)擴(kuò)散的掩護(hù)膜,從而能使擴(kuò)散、光刻等工藝結(jié)合起來制成各種結(jié)構(gòu)的電路,而氧化硅層又是一種很好的絕緣體,在集成電路制造中它可以作為電路互聯(lián)的載體。此外,氧化硅膜還是一種很好的保護(hù)膜,它能防止器件工作時(shí)受周圍環(huán)境影響而導(dǎo)致性能退化。第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)是受主和施主雜質(zhì)有幾乎相同的擴(kuò)散系數(shù)。這就為硅器件和電路工藝的制作提供了更大的自由度。硅材料的這些優(yōu)越性能促成了平面工藝的發(fā)展,簡(jiǎn)化了工藝程序,降低了制造成本,改善了可靠性,并大大提高了集成度,使超大規(guī)模集成電路得到了迅猛的發(fā)展。
2.3 集成電路的發(fā)展過程
20世紀(jì)晶體管的發(fā)明是整個(gè)微電子發(fā)展史上一個(gè)劃時(shí)代的突破。從而使得電子學(xué)家們開始考慮晶體管的組合與集成問題,制成了固體電路塊―集成電路。從此,集成電路迅速從小規(guī)模發(fā)展到大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路,如圖1所示。
圖1 集成電路發(fā)展示意圖
集成電路的分類方法很多,按領(lǐng)域可分為:通用集成電路和專用集成電路;按電路功能可分為:數(shù)字集成電路、模擬集成電路和數(shù)?;旌霞呻娐?;按器件結(jié)構(gòu)可分為:MOS集成電路、雙極型集成電路和BiIMOS集成電路;按集成電路集成度可分為:小規(guī)模集成電路SSI、中規(guī)模集成電路MSI、大規(guī)模集成電路LSI、超導(dǎo)規(guī)模集成電路VLSI、特大規(guī)模集成電路ULSI和巨大規(guī)模集成電路CSI。
隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了集成電路(IC),集成電路是微電子學(xué)的研究對(duì)象,其正在向著高集成度、低功耗、高性能、高可靠性的方向發(fā)展。
2.4 走進(jìn)人們生活的微電子
IC卡,是現(xiàn)代微電子技術(shù)的結(jié)晶,是硬件與軟件技術(shù)的高度結(jié)合。存儲(chǔ)IC卡也稱記憶IC卡,它包括有存儲(chǔ)器等微電路芯片而具有數(shù)據(jù)記憶存儲(chǔ)功能。在智能IC卡中必須包括微處理器,它實(shí)際上具有微電腦功能,不但具有暫時(shí)或永久存儲(chǔ)、讀取、處理數(shù)據(jù)的能力,而且還具備其他邏輯處理能力,還具有一定的對(duì)外界環(huán)境響應(yīng)、識(shí)別和判斷處理能力。
IC卡在人們工作生活中無處不在,廣泛應(yīng)用于金融、商貿(mào)、保健、安全、通信及管理等多種方面,例如:移動(dòng)電話卡,付費(fèi)電視卡,公交卡,地鐵卡,電子錢包,識(shí)別卡,健康卡,門禁控制卡以及購物卡等等。IC卡幾乎可以替代所有類型的支付工具。
隨著IC技術(shù)的成熟,IC卡的芯片已由最初的存儲(chǔ)卡發(fā)展到邏輯加密卡裝有微控制器的各種智能卡。它們的存儲(chǔ)量也愈來愈大,運(yùn)算功能越來越強(qiáng),保密性也愈來愈高。在一張卡上賦予身份識(shí)別,資料(如電話號(hào)碼、主要數(shù)據(jù)、密碼等)存儲(chǔ),現(xiàn)金支付等功能已非難事,“手持一卡走遍天下”將會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。
3.微電子技術(shù)發(fā)展的新領(lǐng)域
微電子技術(shù)是電子科學(xué)與技術(shù)的二級(jí)學(xué)科。電子信息科學(xué)與技術(shù)是當(dāng)代最活躍,滲透力最強(qiáng)的高新技術(shù)。由于集成電路對(duì)各個(gè)產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)烈滲透,使得微電子出現(xiàn)了一些新領(lǐng)域。
3.1 微機(jī)電系統(tǒng)
MEMS(Micro-Electro-Mechanical systems)微機(jī)電系統(tǒng)主要由微傳感器、微執(zhí)行器、信號(hào)處理電路和控制電路、通信接口和電源等部件組成,主要包括微型傳感器、執(zhí)行器和相應(yīng)的處理電路三部分,它融合多種微細(xì)加工技術(shù),并將微電子技術(shù)和精密機(jī)械加工技術(shù)、微電子與機(jī)械融為一體的系統(tǒng)。是在現(xiàn)代信息技術(shù)的最新成果的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的高科技前沿學(xué)科。
當(dāng)前,常用的制作MEMS器件的技術(shù)主要由三種:一種是以日本為代表的利用傳統(tǒng)機(jī)械加工手段,即利用大機(jī)械制造小機(jī)械,再利用小機(jī)械制造微機(jī)械的方法,可以用于加工一些在特殊場(chǎng)合應(yīng)用的微機(jī)械裝置,如微型機(jī)器人,微型手術(shù)臺(tái)等。第二種是以美國為代表的利用化學(xué)腐蝕或集成電路工藝技術(shù)對(duì)硅材料進(jìn)行加工,形成硅基MEMS器件,它與傳統(tǒng)IC工藝兼容,可以實(shí)現(xiàn)微機(jī)械和微電子的系統(tǒng)集成,而且適合于批量生產(chǎn),已成為目前MEMS的主流技術(shù),第三種是以德國為代表的LIGA(即光刻,電鑄如塑造)技術(shù),它是利用X射線光刻技術(shù),通過電鑄成型和塑造形成深層微結(jié)構(gòu)的方法,人們已利用該技術(shù)開發(fā)和制造出了微齒輪、微馬達(dá)、微加速度計(jì)、微射流計(jì)等。
MEMS的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,在信息技術(shù),航空航天,科學(xué)儀器和醫(yī)療方面將起到分別采用機(jī)械和電子技術(shù)所不能實(shí)現(xiàn)的作用。
3.2 生物芯片
生物芯片(Bio chip)將微電子技術(shù)與生物科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物,它以生物科學(xué)基礎(chǔ),利用生物體、生物組織或細(xì)胞功能,在固體芯片表面構(gòu)建微分析單元,以實(shí)現(xiàn)對(duì)化合物、蛋白質(zhì)、核酸、細(xì)胞及其他生物組分的正確、快速的檢測(cè)。目前已有DNA基因檢測(cè)芯片問世。如Santford和Affymetrize公司制作的DNA芯片包含有600余種DNA基本片段。其制作方法是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基本片段。采用施加電場(chǎng)等措施可使一些特殊物質(zhì)反映出某些基因的特性從而達(dá)到檢測(cè)基因的目的。以DNA芯片為代表的生物工程芯片將微電子與生物技術(shù)緊密結(jié)合,采用微電子加工技術(shù),在指甲大小的硅片上制作包含多達(dá)20萬種DNA基本片段的芯片。DNA芯片可在極短的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)或發(fā)現(xiàn)遺傳基因的變化,對(duì)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。生物工程芯片是21世紀(jì)微電子領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)并且具有廣闊的應(yīng)用前景。
3.3 納米電子技術(shù)
在半導(dǎo)體領(lǐng)域中,利用超晶格量子阱材料的特性研制出了新一代電子器件,如:高電子遷移晶體管(HEMT),異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT),低閾值電流量子激光器等。
在半導(dǎo)體超薄層中,主要的量子效應(yīng)有尺寸效應(yīng)、隧道效應(yīng)和干涉效應(yīng)。這三種效應(yīng),已在研制新器件時(shí)得到不同程度的應(yīng)用。
(1)在FET中,采用異質(zhì)結(jié)構(gòu),利用電子的量子限定效應(yīng),可使施主雜質(zhì)與電子空間分離,從而消除了雜質(zhì)散射,獲得高電子遷移率,這種晶體管,在低場(chǎng)下有高跨度,工作頻率,進(jìn)入毫米波,有極好的噪聲特性。
(2)利用諧振隧道效應(yīng)制成諧振隧道二極管和晶體管。用于邏輯集成電路,不僅可以減小所需晶體管數(shù)目,還有利于實(shí)現(xiàn)低功耗和高速化。
(3)制成新型光探測(cè)器。在量子阱內(nèi),電子可形成多個(gè)能級(jí),利用能級(jí)間躍遷,可制成紅外線探測(cè)器。
利用量子線、量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)作激光器的有源區(qū),比量子阱激光器更加優(yōu)越。在量子遂道中,當(dāng)電子通過隧道結(jié)時(shí),隧道勢(shì)壘兩側(cè)的電位差發(fā)生變化,如果勢(shì)壘的靜電能量的變化比熱能還大,那么就能對(duì)下一個(gè)電子隧道結(jié)起阻礙作用?;谶@一原理,可制作放大器件,振蕩器件或存儲(chǔ)器件。
量子微結(jié)構(gòu)大體分為微細(xì)加工和晶體生長(zhǎng)兩大類。
4.微電子技術(shù)的主要研究方向
目前微電子技術(shù)正朝著三個(gè)方向發(fā)展。第一,繼續(xù)增大晶圓尺寸并縮小特征尺寸。第二,集成電路向系統(tǒng)芯片(system on chip,SOC)方向發(fā)展。第三,微電子技術(shù)與其他領(lǐng)域相結(jié)合將產(chǎn)生新產(chǎn)業(yè)和新學(xué)科,如微機(jī)電系統(tǒng)和生物芯片。隨著微電子學(xué)與其他學(xué)科的交叉日趨深入,相關(guān)的新現(xiàn)象,新材料,新器件的探索日益增加,光子集成如光電子集成技術(shù)也不斷發(fā)展,這些研究的不斷深入,彼此間的交叉融合,將是未來的研究方向。
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關(guān)鍵詞:微電子;技術(shù)智能;用電應(yīng)用;分析
前言
微電子技術(shù)是一門新興技術(shù),其應(yīng)用范圍很大,但在實(shí)際應(yīng)用過程中存在一些問題,其主要原因是:現(xiàn)階段我國智能電表企業(yè)的發(fā)展機(jī)制不夠完善,電子生產(chǎn)的工作環(huán)境還不能有效地滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要,相關(guān)的配套制度尚未建立,適合微電子儀表的生產(chǎn)和使用的環(huán)境還不完善,我國的智能電網(wǎng)系統(tǒng)存在一些不足等等。微電子技術(shù)已在智能電力系統(tǒng)中得到實(shí)際應(yīng)用,為滿足用戶需求、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。現(xiàn)本文將以電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)為切入點(diǎn),根據(jù)實(shí)際情況合理提出相關(guān)建議,以期促進(jìn)我國微網(wǎng)的健康發(fā)展。
1智能用電應(yīng)用中的問題分析
1.1尚未完善智能電表產(chǎn)業(yè)體系
智能電表是一種高科技產(chǎn)品,是智能用電的具體體現(xiàn)。這就要求企業(yè)展示更高效的生產(chǎn)技術(shù),推進(jìn)生產(chǎn)一體化,全力支持智能電表行業(yè)的發(fā)展。目前,我國企業(yè)生產(chǎn)智能電能表時(shí),技術(shù)含量較低,科學(xué)的管理方案仍存在爭(zhēng)議,智能電能表等關(guān)鍵技術(shù)可用于售后維修方面缺乏專業(yè)術(shù)語??茖W(xué)技術(shù)內(nèi)容的缺乏不利于智能電表行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。然而,現(xiàn)有的智能電表行業(yè)不知道改進(jìn)相關(guān)功能的開發(fā)過程。因此,“智能”的作用并不大,它的作用只體現(xiàn)在信息的傳遞和交換上,實(shí)現(xiàn)終端開發(fā)。智能電表行業(yè)只有不斷改善自身功能和特點(diǎn),促進(jìn)更新和繼續(xù)發(fā)展。
1.2工作環(huán)境有待加強(qiáng)
該公司的微電子設(shè)備具有很高的精確度,另外,由于其自身缺乏完善的功能,在其使用過程中也會(huì)受到外部因素的影響。目前,我國微電子設(shè)備的使用環(huán)境還沒有明確的特別規(guī)定。受多種因素的影響,微電子器件的腐蝕問題一直得不到解決,導(dǎo)致微電子器件難以正常運(yùn)行。
1.3體系化發(fā)展待完善
智能電力的發(fā)展很大程度上依賴于國家智能電網(wǎng)編制的電力系統(tǒng),其不完善將直接影響智能電力的發(fā)展。顯示微電子技術(shù)的應(yīng)用主要基于為國家電網(wǎng)終端提供數(shù)據(jù)處理,而分布式微電子元器件無法有效提高國家智能電網(wǎng)的效率,需要進(jìn)行大規(guī)模的改進(jìn)。
2在智能用電中運(yùn)用微電子
2.1應(yīng)用信息采集系統(tǒng)
與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比,智能電網(wǎng)更加一體化,將更加系統(tǒng)地推動(dòng)高效雙向通信網(wǎng)的建設(shè),更加科學(xué)合理地配置電力資源,提高用戶用電穩(wěn)定性,滿足用戶用電需求。與此同時(shí),通過微電子技術(shù)收集電網(wǎng)能耗信息,促進(jìn)電網(wǎng)建設(shè)人性化發(fā)展。隨著智能化的發(fā)展,電網(wǎng)建設(shè)能夠?yàn)橛脩籼峁└佣鄻踊姆?wù)。微電子學(xué)也可增加分析和預(yù)測(cè)功能,用于收集和使用用戶信息。通過對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的分析和對(duì)客流信息的分析,提高了數(shù)據(jù)流處理的效率和效率。
2.2能源轉(zhuǎn)化
如今,環(huán)境污染和能源危機(jī)愈演愈烈。積極發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì),采用可再生、清潔能源,避免對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞,減少能源消耗,推廣節(jié)能技術(shù)。隨著微型電網(wǎng)的發(fā)展,風(fēng)能和太陽能系統(tǒng)需要更好地滿足大規(guī)模應(yīng)用的需要。對(duì)風(fēng)力發(fā)電的研究,在我國取得成效。為實(shí)現(xiàn)對(duì)間歇性風(fēng)能的有效控制和收集,采用間歇性控制能源技術(shù)可以提高電力供應(yīng)鏈和分配系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性,避免能源浪費(fèi)。重視能量轉(zhuǎn)換技術(shù)的應(yīng)用,提高能量轉(zhuǎn)換對(duì)微網(wǎng)應(yīng)用的適應(yīng)性,根據(jù)技術(shù)特點(diǎn)和實(shí)際需要,合理調(diào)整電源結(jié)構(gòu),有效地減少對(duì)太陽能、風(fēng)能等可再生能源的依賴。首先是對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制,通過逐步提高控制能力,實(shí)現(xiàn)電力資源的合理配置;
2.3在智能電表中的應(yīng)用
隨著居民對(duì)智能電表需求的增加,更多地體現(xiàn)居民用電意愿,智能表是連接智能電網(wǎng)與用戶的中樞。智能化儀表的研發(fā)不僅體現(xiàn)了信息采集和傳輸?shù)墓δ?,而且注重?cái)?shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性,使儀表更加人性化,數(shù)據(jù)分析更加科學(xué)。通過對(duì)微電子技術(shù)的應(yīng)用,能有效地實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),豐富智能電表的功能,如增加終端控制功能、數(shù)據(jù)傳輸處理功能、防盜功能等智能功能。而智能電表的廣泛應(yīng)用,可有效降低國家在智能電網(wǎng)建設(shè)過程中的人工成本,可獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益,增加電網(wǎng)管理的便利性,滿足電力用戶的實(shí)際需要,體現(xiàn)在電力用戶有能力根據(jù)自己的需求進(jìn)行用電計(jì)劃和用電,從而促進(jìn)用電計(jì)劃的科學(xué)實(shí)施。它優(yōu)良的性能,是智能電網(wǎng)應(yīng)用過程中微電子技術(shù)的基本內(nèi)容,最大程度地提高了人們的接通率。
2.4電力配電系統(tǒng)中的應(yīng)用
目前配電網(wǎng)的分布連接還存在很多技術(shù)問題。由于電力損耗過大,一方面不能滿足企業(yè)對(duì)高效率配電的要求,導(dǎo)致電力系統(tǒng)的傳輸效率低下;另一方面,由于不規(guī)則的波動(dòng)和干擾,使得配電系統(tǒng)提供的電能質(zhì)量常常很差,因?yàn)楣緦?duì)特定頻率和電壓的要求。所以在配電網(wǎng)高穩(wěn)定、低損耗是電力系統(tǒng)外接時(shí)必須解決的問題。電力電子技術(shù)為解決這一問題提供了有效的方法。變壓器在輸送電能時(shí),能及時(shí)對(duì)電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換和控制,并動(dòng)態(tài)地控制電網(wǎng)諧波,以提高配電系統(tǒng)的效率,同時(shí)可根據(jù)電力需求自行調(diào)節(jié),以降低輸送效率。有效解決了配電系統(tǒng)電能質(zhì)量低、傳輸不穩(wěn)定、傳輸功率低的問題。
【關(guān)鍵詞】可再生能源 互聯(lián)網(wǎng) 微電子技術(shù) 應(yīng)用
1 分布式儲(chǔ)能技術(shù)
傳統(tǒng)的電力儲(chǔ)能技術(shù)主要包括抽水儲(chǔ)能、蓄電池儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能等等。而在以上儲(chǔ)能技術(shù)當(dāng)中,比較成熟的就是蓄電池儲(chǔ)能,并且鉛酸蓄電池在各行業(yè)當(dāng)中被廣泛應(yīng)用,這也是其他儲(chǔ)能技術(shù)無法比擬的。然而,在可再生能源不斷推廣和應(yīng)用的過程中,傳統(tǒng)的電力儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)無法滿足人們?nèi)粘I畹男枨螅?,?yīng)研發(fā)出高效小型儲(chǔ)能器以及儲(chǔ)能管理系統(tǒng),這也將成為分布式儲(chǔ)能技術(shù)未來的發(fā)展需求。其中,鋰離子電池的工作電壓比較高,其能量密度較大,循環(huán)壽命相對(duì)較長(zhǎng),而且具有無記憶效應(yīng),所以,是當(dāng)前電子產(chǎn)品中的主要電源,并且成為新能源汽車中重要的技術(shù)路線。但是,鋰離子電池在分布式儲(chǔ)能器中的實(shí)際應(yīng)用仍然存在諸多不足,其電池的電解液容易出現(xiàn)爆炸,而且電池的安全性無法得到保證。
分布式儲(chǔ)能器應(yīng)在多個(gè)方面予以突破與創(chuàng)新,而超級(jí)電容電池比較適用在分布式微電網(wǎng)當(dāng)中。因?yàn)椋?jí)電容電池,具有較高的安全性,而且成本不高,其比能量和比功率都相對(duì)較高,循環(huán)壽命更長(zhǎng)。所以,同其他電池相比,電容量受到溫度影響的程度比較小,所以,有可能成為全新的分布式儲(chǔ)能器。其中,超級(jí)電容主要就是把兩個(gè)無反應(yīng)活性多孔電極板懸浮在電解質(zhì)當(dāng)中,而在極板加電以后,極板就能夠分別吸附相應(yīng)的離子,進(jìn)而形成等效超高密度的雙層電容器。超級(jí)電容電池把雙層電容器和鉛酸電池融合在一起,不僅能夠始終保持較高的功率,而且還可以延長(zhǎng)使用壽命,使得電路更加簡(jiǎn)化,比能量提升,減少了整體費(fèi)用。然而,超級(jí)電容電池中重要的技術(shù)就是碳材料,所以,在有限的尺寸情況下,擴(kuò)大極板有效表面積是十分重要的。此外,要想解決負(fù)極板中存在的硫酸鹽化現(xiàn)象,則可以增加其中所含的碳含量,進(jìn)而對(duì)負(fù)極板中的PbSO4積累予以抑制,最終增加電池的使用壽命。
2 信息采集芯片技術(shù)
可再生能源互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)最主要的區(qū)別就在于信息技術(shù)的深度融合,而且為實(shí)現(xiàn)能源的共享及運(yùn)行的高效性提供有力的保障。在微電子技術(shù)的基礎(chǔ)上所產(chǎn)生的新型信息采集芯片在可再生能源互聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮著重要的支撐作用,同時(shí)還能夠真實(shí)地體現(xiàn)出信息技術(shù)在可再生能源互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中的深度融合。
其中,可再生能源互聯(lián)網(wǎng)之所以能夠?qū)崿F(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)的信息化,主要的原因就是信息采集芯片的不斷發(fā)展,然而,這也是可再生能源互聯(lián)網(wǎng)信息的主要特征所決定的。
2.1 海量的數(shù)據(jù)信息
因?yàn)榭稍偕茉椿ヂ?lián)網(wǎng)當(dāng)中的信息,其來源空間分布的十分廣闊,并且數(shù)據(jù)量比較大。所以,信息采集芯片就要在能源互聯(lián)網(wǎng)中進(jìn)行海量裝備,進(jìn)而保證實(shí)時(shí)并且廣泛地監(jiān)控電力網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài),不斷提升可再生能源互聯(lián)網(wǎng)可靠程度。
2.2 信息的多樣化
在能源互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中,信息種類較多,所以,要采集多樣化并且多功能的信息。最關(guān)鍵的就是對(duì)與電學(xué)相關(guān)的信息,因?yàn)檫@部分信息不僅能夠?qū)﹄娔苓M(jìn)行監(jiān)測(cè),同時(shí)還能夠確保電能質(zhì)量所需的質(zhì)量。此外,需要采集與非電學(xué)量相關(guān)的信息內(nèi)容,這樣就能夠直接地反映出電力網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的狀態(tài)信息。當(dāng)可再生能源大量地接入網(wǎng)絡(luò)以后,確??稍偕茉椿ヂ?lián)網(wǎng)穩(wěn)定性的前提條件就是所獲得的分布式發(fā)電裝置與分布式儲(chǔ)能裝置的狀態(tài)信息數(shù)據(jù),同時(shí)還能夠?qū)ζ溥M(jìn)行嚴(yán)格地調(diào)度與監(jiān)控。在微電子微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的過程中,為其提供了成本偏低且能夠集成傳感的方案,進(jìn)而更好地對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)信息進(jìn)行全面實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。
3 通信芯片技術(shù)
可再生電網(wǎng)和信息網(wǎng)絡(luò)是可再生能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分,而通信的安全與可靠也同樣是可再生能源互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的重要保證。目前所存在的互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)主要就是有線通信與無線通信,能夠保證可再生能源互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的正常。但是,互聯(lián)網(wǎng)開放程度較大,很容易受到攻擊,所以,把電力網(wǎng)絡(luò)全部暴露在互聯(lián)網(wǎng)中并不安全和可靠。因此,在具有較高安全性要求的應(yīng)用當(dāng)中,一定要建立其同互聯(lián)網(wǎng)物理隔離的另外一套通信體系,確保信息的傳輸是安全可靠的。而電力線通信是最佳選擇,電力線路與電力網(wǎng)絡(luò)都是封閉的,同互聯(lián)網(wǎng)是物理隔離,很難受到攻擊,具有極高的安全性和可靠性。將電力線作為重要載體,利用PLC來控制可再生能源互聯(lián)網(wǎng)。然而,PLC芯片本身存在問題,而且,可再生能源互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模比較大,信息采集點(diǎn)比較多,所以,只是依靠PLC是很難將全部通信需求覆蓋的。所以,可以采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)當(dāng)作PLC的補(bǔ)充。這樣一來,信息采集就可以配備無線傳感通信芯片,而且,部分無線傳感通信芯片還可以在電力線處獲得電能,但是也有部分無法獲得電能。所以,需要將低功耗芯片技術(shù)同微型超級(jí)電池相結(jié)合,進(jìn)而使芯片的使用壽命更長(zhǎng)。
4 結(jié)束語
綜上所述,在可再生能源互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中,微電子具有支撐作用,而且在可再生能源互聯(lián)網(wǎng)的多個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用。文章對(duì)可再生互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中的微電子技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)地分析,希望可以加快微電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,并促進(jìn)可再生能源互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)步。
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―、構(gòu)建課程體系的總體思路
構(gòu)建微電子技術(shù)專業(yè)課程體系的總體思路是以微電子行業(yè)職業(yè)崗位需求為依據(jù),以素質(zhì)培養(yǎng)為基礎(chǔ),以技術(shù)應(yīng)用能力為核心,構(gòu)建基于工作過程的課程體系。實(shí)施學(xué)院“四環(huán)相扣”的工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式,將“能力標(biāo)準(zhǔn)、模塊課程、工學(xué)交替、職場(chǎng)鑒定”的四個(gè)環(huán)節(jié)完整統(tǒng)一,環(huán)環(huán)相扣,充分體現(xiàn)了高職教育工學(xué)結(jié)合的人才培養(yǎng)思想,努力為社會(huì)培養(yǎng)優(yōu)秀高端技能型人才。
1.行業(yè)、企業(yè)等用人單位調(diào)研。通過調(diào)研國內(nèi)“成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)”為主)微電子技術(shù)行業(yè)、企業(yè)等用人需求和要求,了解現(xiàn)有高職微電子技術(shù)專業(yè)學(xué)生就業(yè)情況、用人單位反饋意見及人才供需中存在的問題。電子信息產(chǎn)業(yè)是重慶市國民經(jīng)濟(jì)的第一支柱產(chǎn)業(yè)。重慶市“十二五”規(guī)劃建議提出,培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。把新一代信息產(chǎn)業(yè)建設(shè)為重要支柱產(chǎn)業(yè),建設(shè)全球最大的筆記本電腦加工基地、建設(shè)通信設(shè)備、高性能集成電路、光伏組件及系統(tǒng)、新材料等重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈(集群),建成國家重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)基地。以集成電路產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)項(xiàng)目為牽引,建成包括芯片制造、封裝、測(cè)試、模擬及混合集成電路設(shè)計(jì)和制造等項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)集群,形成較為完善的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈;四川電子信息產(chǎn)業(yè)未來5年將邁萬億元,成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)將打造成西部集成電路的產(chǎn)業(yè)高地。隨著惠普、富士康、英業(yè)達(dá)、廣達(dá)集團(tuán)等世界級(jí)的IT巨頭進(jìn)入成渝,未來幾年IT人才需求在20萬以上,而現(xiàn)在成渝地區(qū)每年培養(yǎng)的相關(guān)人才不過2萬人左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足社會(huì)需求。市場(chǎng)需求的調(diào)查表明,近年來成渝地區(qū)IC制造、IC封裝及測(cè)試、IC版圖設(shè)計(jì)等崗位的微電子技術(shù)應(yīng)用型人才緊缺。同時(shí)調(diào)研表明半導(dǎo)體行業(yè)企業(yè)卻難以招到滿意的人才,學(xué)生在校學(xué)非所用,用非所學(xué),實(shí)踐動(dòng)手能力、社會(huì)適應(yīng)能力、責(zé)任意識(shí)、職業(yè)素養(yǎng)難以滿足企業(yè)要求。
2.基于工作過程的課程體系的理論基礎(chǔ)。基于工作過程的課程體系的理論基礎(chǔ),主要從德國“雙元制”職業(yè)教育學(xué)習(xí)論和教學(xué)論的角度闡述構(gòu)建基于工作過程的課程體系的理論依據(jù)。工作過程系統(tǒng)化的課程體系必須針對(duì)職業(yè)崗位進(jìn)行分析,整理出具體的、能夠涵蓋職業(yè)崗位全部工作任務(wù)的若干典型工作過程,按照人的職業(yè)能力的形成規(guī)律進(jìn)行序列化,從中找出符合職業(yè)崗位要求的技術(shù)知識(shí)和破譯出隱性的工作過程知識(shí),并以工作任務(wù)為核心,組織技術(shù)知識(shí)和工作過程知識(shí)[2]。通過完全打破原有學(xué)科體系,按照企業(yè)實(shí)際的工作任務(wù)、工作過程和工作情境組織課程,形成圍繞工作過程的新型教學(xué)項(xiàng)目的“綜合性”課程開發(fā)。
3.形成專業(yè)定位,確定培養(yǎng)目標(biāo)。根據(jù)存在的問題及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈過程:集成電路設(shè)計(jì)—裸芯片精細(xì)加工^封裝測(cè)試—芯片應(yīng)用—PCB設(shè)計(jì)制造,充分掌握現(xiàn)有微電子技術(shù)專業(yè)課程體系建設(shè)的基礎(chǔ)及存在的問題,形成重慶電子工程職業(yè)學(xué)院微電子技術(shù)專業(yè)定位,確定培養(yǎng)目標(biāo):培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展;掌握微電子技術(shù)專業(yè)領(lǐng)域必備的基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí);有較強(qiáng)的崗位職業(yè)技能和職業(yè)能力;面向集成電路設(shè)計(jì)、芯片制造及其相關(guān)電子行業(yè)企業(yè),滿足生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)和管理第一線的優(yōu)秀高端技能型專門人才。畢業(yè)生應(yīng)該既掌握微電子方面的基本技術(shù),又具有很強(qiáng)的實(shí)際操作能力。具體可從事崗位:集成電路版圖設(shè)計(jì);半導(dǎo)體器件制造;IC制造、測(cè)試、封裝;電子工藝(半導(dǎo)體)設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)與管理;簡(jiǎn)單電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開發(fā);電子產(chǎn)品的銷售與售后服務(wù),并為技術(shù)負(fù)責(zé)人、項(xiàng)目經(jīng)理等后續(xù)提升崗位奠定良好基礎(chǔ)。
二、構(gòu)建基于工作過程的學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程體系
對(duì)專業(yè)核心課程的構(gòu)建采用“微電子行業(yè)專家確定典型工作任務(wù)—學(xué)校專家歸并行動(dòng)領(lǐng)域—微電子行業(yè)專家論證行動(dòng)領(lǐng)域—學(xué)校專家開發(fā)學(xué)習(xí)領(lǐng)域—校企專家論證課程體系”的“五步工作機(jī)制”,實(shí)現(xiàn)校企專家共同參與課程體系設(shè)計(jì)。通過工作任務(wù)歸并法,實(shí)現(xiàn)典型工作任務(wù)到行動(dòng)領(lǐng)域轉(zhuǎn)換,通過工作過程分析法,實(shí)現(xiàn)從行動(dòng)領(lǐng)域到學(xué)習(xí)領(lǐng)域轉(zhuǎn)換,通過工作任務(wù)還原法,實(shí)現(xiàn)從學(xué)習(xí)領(lǐng)域到學(xué)習(xí)情境轉(zhuǎn)換的“三階段分析法”,構(gòu)建基于工作過程的微電子技術(shù)專業(yè)課程體系和教學(xué)內(nèi)容,獲得人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、課程教學(xué)方案“三項(xiàng)主要成果”。即“533”課程設(shè)計(jì)方法。
1.確定行動(dòng)領(lǐng)域。工作過程系統(tǒng)化課程是按照工作過程要求序化知識(shí)、能力和素質(zhì),是以工作過程為參照物,將陳述性知識(shí)與過程知識(shí)整合、理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)整合,在陳述性知識(shí)總量沒有變化的情況下,增加經(jīng)驗(yàn)以及策略方面的“過程性知識(shí)”3]。對(duì)典型工作任務(wù)進(jìn)行歸納,確定行動(dòng)領(lǐng)域。將本專業(yè)52個(gè)典型工作任務(wù)歸納為6個(gè)行動(dòng)領(lǐng)域,即集成電路版圖設(shè)計(jì)、晶圓制造、集成電路芯片制造技術(shù)、芯片封裝、芯片測(cè)試、SMT技術(shù)。
2.確定典型工作任務(wù)。所謂典型工作任務(wù)是指一個(gè)復(fù)雜的職業(yè)活動(dòng)中具有結(jié)構(gòu)完整的工作過程,它是職業(yè)工作中同類工作任務(wù)的歸類,能表現(xiàn)出職業(yè)工作的內(nèi)容和形式,并具有該職業(yè)的典型意義。我院召集企業(yè)專家和工作在一線的工程師、技術(shù)員,與學(xué)院的微電子技術(shù)專業(yè)教師一起,召開課程開發(fā)座談會(huì),進(jìn)行微電子技術(shù)課程體系開發(fā):以“集成電路(版圖)設(shè)計(jì)—晶圓制造—封裝測(cè)試—表面貼裝”工作過程為主線,與行業(yè)企業(yè)一線技術(shù)骨干、專家解析微電子技術(shù)專業(yè)崗位中版圖設(shè)計(jì)師、半導(dǎo)體芯片制造工、IC測(cè)試助理工程師、SMT工程師、FPGA助理工程師等典型崗位,得出行動(dòng)領(lǐng)域所具有的專業(yè)素質(zhì)、知識(shí)與能力。
3.將行動(dòng)領(lǐng)域轉(zhuǎn)化成學(xué)習(xí)領(lǐng)域。對(duì)完成典型工作任務(wù)必須具備的基本職業(yè)能力(包括社會(huì)能力、方法能力、專業(yè)能力)進(jìn)行分析。通過歸納形成專業(yè)職業(yè)能力一覽表。這些職業(yè)能力就是學(xué)習(xí)領(lǐng)域(即課程)中學(xué)習(xí)目標(biāo)制定的依據(jù)。打破原有16門專業(yè)理論課程和9門實(shí)踐課程組成的課程體系,按照以工作過程為導(dǎo)向,進(jìn)行課程的解構(gòu)與重構(gòu),將6個(gè)行動(dòng)領(lǐng)域轉(zhuǎn)換為9個(gè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域,即集成電路版圖設(shè)計(jì)、集成電路芯片制造技術(shù)、微電子封裝與測(cè)試、表面貼裝工藝與實(shí)施、電子線路板實(shí)用技術(shù)、電子測(cè)量?jī)x器使用與維護(hù)、語言、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)、FPGA應(yīng)用技術(shù)及實(shí)踐。根據(jù)微電子技術(shù)專業(yè)崗位群的職業(yè)能力和工作過程要求,重新構(gòu)建基于工作過程的課程體系。第一、二學(xué)期:電路分析、電子技術(shù)等基礎(chǔ)課程;第三、四、五學(xué)期:集成電路制造技術(shù)、電子測(cè)量?jī)x器使用與維護(hù)、FPGA應(yīng)用開發(fā)實(shí)用技術(shù)、微電子封裝與測(cè)試、SMT技術(shù)、集成電路版圖設(shè)計(jì)等專業(yè)核心課程。
4.形成學(xué)習(xí)情境模式。學(xué)習(xí)情境是實(shí)施基于工作過程系統(tǒng)化的行動(dòng)導(dǎo)向課程的教學(xué)設(shè)計(jì),由教師根據(jù)學(xué)校教學(xué)計(jì)劃,結(jié)合學(xué)校的教學(xué)設(shè)施條件、教師執(zhí)教能力和專長(zhǎng),由教師按照“資訊、計(jì)劃、決策、實(shí)施、檢查、評(píng)估”的行動(dòng)方式來組織教學(xué),從而促進(jìn)學(xué)生對(duì)職業(yè)實(shí)踐的整體性把握4]。微電子技術(shù)專業(yè)核心課程形成的學(xué)習(xí)情境模式為:①集成電路版圖設(shè)計(jì)課程以任務(wù)為載體形成6個(gè)學(xué)習(xí)情境:N/PM0S晶體管版圖設(shè)計(jì)、反相器、與非門、或非門版圖設(shè)計(jì)、觸發(fā)器版圖設(shè)計(jì)、電壓取樣電路版圖設(shè)計(jì)、比較器版圖設(shè)計(jì)、DC-DC版圖設(shè)計(jì);②集成電路芯片制造技術(shù)課程以設(shè)備為載體形成8個(gè)學(xué)習(xí)情境:集成電路芯片制造技術(shù)工藝流程、硅晶圓制程、硅晶薄膜制備、氧化工藝、摻雜技術(shù)、光刻工藝、刻蝕工藝、集成電路芯片品檢;③微電子封裝與測(cè)試課程以工藝為載體形成4個(gè)學(xué)習(xí)情境:DP封裝、BGA封裝、CSP封裝、MCM封裝;④表面貼裝工藝與實(shí)施課程以工藝流程為載體形成5個(gè)學(xué)習(xí)情境:SMT工藝流程的基本認(rèn)知、表面貼裝生產(chǎn)準(zhǔn)備、表面貼裝設(shè)備操作與編程、表面貼裝品質(zhì)控制、SMT生產(chǎn)線運(yùn)行及工藝優(yōu)化5個(gè)學(xué)習(xí)情境;⑤電子線路板實(shí)用技術(shù)課程以項(xiàng)目為載體形成3個(gè)學(xué)習(xí)情境:?jiǎn)蚊姘宓闹茍D與制板、簡(jiǎn)單雙面板的制圖與制板、復(fù)雜雙面板的制圖與制板;⑥電子測(cè)量?jī)x器使用與維護(hù)課程以電路設(shè)備為載體形成9個(gè)學(xué)習(xí)情境:收音機(jī)元件準(zhǔn)備、收音機(jī)電路測(cè)試、收音機(jī)電路工作狀態(tài)檢測(cè)、收音機(jī)整機(jī)調(diào)整、收音機(jī)裝調(diào)使用儀器的保養(yǎng)與維護(hù)、電視機(jī)元件檢測(cè)、電視機(jī)電路檢測(cè)、電視機(jī)的質(zhì)量檢查、電視機(jī)裝調(diào)使用儀器的保養(yǎng)與維護(hù);⑦C語言課程以項(xiàng)目為載體形成6個(gè)學(xué)習(xí)情境:編程的基本概念、C語言上機(jī)步驟C語言上機(jī)步驟、算法的概念、基本數(shù)據(jù)類型、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)、函數(shù)的概念;⑧單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用課程以任務(wù)為載體形成6個(gè)學(xué)習(xí)情境““跑馬燈”電路分析與實(shí)踐、單片機(jī)做算術(shù)、邏輯運(yùn)算并顯示、開關(guān)信號(hào)狀態(tài)讀取與顯示電路的制作、交通信號(hào)燈電路的設(shè)計(jì)與制作、產(chǎn)品數(shù)量統(tǒng)計(jì)電路的設(shè)計(jì)與制作、兩臺(tái)單片機(jī)數(shù)據(jù)互傳;⑨FPGA應(yīng)用技術(shù)及實(shí)踐課程以項(xiàng)目為載體形成6個(gè)學(xué)習(xí)情境:課程概述、基于QualusII的原理圖輸入設(shè)計(jì)、宏功能模塊應(yīng)用、基于QuarusII軟件的VHDL文本輸入設(shè)計(jì)、VHDL設(shè)計(jì)、實(shí)用狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)。
三、試點(diǎn)實(shí)施效果分析
在教學(xué)實(shí)施上,重點(diǎn)是加強(qiáng)教師執(zhí)教能力:教師在教學(xué)中的角色應(yīng)由主宰者轉(zhuǎn)化為引導(dǎo)者。教師應(yīng)該主動(dòng)地引導(dǎo)、疏導(dǎo)和指導(dǎo)學(xué)生,學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛好,在教師的指導(dǎo)下,充分利用各種資源,相互協(xié)作開展對(duì)某一問題的學(xué)習(xí)探討,從而獲得新知識(shí),得到探索的體驗(yàn)及情感,促進(jìn)能力全面發(fā)展。經(jīng)過我院近3年的教學(xué)實(shí)踐,課程教學(xué)效果得到顯著提高,學(xué)生專業(yè)核心能力、崗位適應(yīng)能力、社會(huì)能力顯著提高,“雙證書”提高到100%,專業(yè)對(duì)口率從原來的48%上升到92%,用人單位滿意度達(dá)90%以上。
高職院校在辦學(xué)過程中要形成特色鮮明的高職辦學(xué)模式,課程體系是重要的載體。辦學(xué)特色正是通過課
程體系的實(shí)施來實(shí)現(xiàn)的?;诠ぷ鬟^程系統(tǒng)化的課程體系,跟隨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,調(diào)整專業(yè)的課程設(shè)置,符合職業(yè)崗位要求,學(xué)生技能顯著提升,同時(shí)結(jié)合我院的辦學(xué)特色,努力探索基于工作過程的高職微電子技術(shù)專業(yè)課程體系的構(gòu)建思路和構(gòu)建策略。
參考文獻(xiàn):
[1]姜大源.關(guān)于工作過程系統(tǒng)化課程結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)〇].職教通訊,2006,(1).
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[4]姜大源,吳全全當(dāng)代德國職業(yè)教育主流教學(xué)思想研究[M].北京:清華大學(xué)出版社,2007.
關(guān)鍵詞:微電子;自動(dòng)化
中圖分類號(hào):TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-7712 (2013) 06-0086-01
隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷深入發(fā)展,電子自動(dòng)化技術(shù)也逐漸應(yīng)用到人們的日常生活中,在很大程度上影響著人們的生活生產(chǎn)過程。并且,隨著生活水平的提高,人們對(duì)于微電子技術(shù)的要求也日益提高,因此深入研究基于微電子的自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于提高人們的生活質(zhì)量有很大作用。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)微電子的自動(dòng)化過程,需要構(gòu)建合適的功能模塊,尤其是電子電路的設(shè)計(jì)。
一、基于微電子的自動(dòng)化技術(shù)特點(diǎn)
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,微電子系統(tǒng)的性能設(shè)計(jì)逐步采用編程的方式完成。這種程序編程的方式使微電子技術(shù)更加的高性能化、高自動(dòng)化以及高節(jié)能環(huán)保。同時(shí),將微電子技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合起來,更加推進(jìn)了自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展與創(chuàng)新。基于微電子的自動(dòng)化技術(shù)主要有以下幾個(gè)特性[1]:
(一)基于計(jì)算機(jī)編程
電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化設(shè)計(jì)采用計(jì)算機(jī)軟件相關(guān)技術(shù),通過編程的手段來完成系統(tǒng)各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的手工做圖方式相比,誤差小、效率高、簡(jiǎn)單易行等特點(diǎn)。同時(shí)應(yīng)用軟件功能開發(fā)各個(gè)系統(tǒng)模塊,優(yōu)化了整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的性能。
(二)芯片集成度較高
電子系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì),在一塊小尺寸的電路板上集成很多具有不同功能的相關(guān)電路,減小了電子線路的占用面積,使芯片集成度高、功耗較小、性價(jià)比高并且便于安裝,與此同時(shí),這種高集成的芯片符合節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)理念。
(三)軟件升級(jí)方便
電子自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的,利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行升級(jí)和維護(hù),具有優(yōu)良的系統(tǒng)升級(jí)平臺(tái)。采用計(jì)算機(jī)編程的方式對(duì)電子系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)和維護(hù),可以做到實(shí)時(shí)在線工作,使系統(tǒng)的性能升級(jí)便捷,漏洞修補(bǔ)及時(shí)。
(四)具備仿真功能
計(jì)算機(jī)仿真功能是電子自動(dòng)化技術(shù)的一大特色,可以解決自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中的數(shù)值問題。同時(shí),利用仿真功能可以很好的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)和分析,方便進(jìn)一步進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化[2]。
整個(gè)電子自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要涉及數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)等多門學(xué)科的理論知識(shí)。其中計(jì)算機(jī)編程的應(yīng)用,推動(dòng)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的發(fā)展,使整個(gè)復(fù)雜的電子系統(tǒng)集成在小規(guī)格芯片之上成為可能。
二、微電子自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程
整個(gè)電子自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是包括各個(gè)功能模塊的生成、系統(tǒng)的維護(hù)與升級(jí)以及各功能版的集成等內(nèi)容。利用計(jì)算機(jī)編程技術(shù)來完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程,為系統(tǒng)功能模塊的生成和功能的實(shí)現(xiàn)提供了良好的技術(shù)平臺(tái),使電子自動(dòng)化系統(tǒng)的功能可以通過高集成的電子芯片體現(xiàn)出來。
(一)輸入模塊設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的輸入版塊主要是負(fù)責(zé)完成系統(tǒng)的輸入功能這一子模塊的設(shè)計(jì)是基于計(jì)算機(jī)編程語言完成的。首先,要對(duì)輸入內(nèi)容用程序語言的方式進(jìn)行定義,這樣便于系統(tǒng)程序的優(yōu)化處理。進(jìn)而,還需要對(duì)程序語言進(jìn)行合理的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化,從而使整個(gè)系統(tǒng)一體化。最后輸入數(shù)據(jù)才可以被很好的儲(chǔ)存供系統(tǒng)調(diào)用。簡(jiǎn)言之,輸入版塊設(shè)計(jì)就是程序語言設(shè)計(jì)過程。
(二)數(shù)據(jù)模塊設(shè)計(jì)
計(jì)算機(jī)編程系統(tǒng)是一個(gè)數(shù)據(jù)量比較龐大的復(fù)雜的過程。在整個(gè)系統(tǒng)編程設(shè)計(jì)的過程中,會(huì)產(chǎn)生大量的過程數(shù)據(jù)和結(jié)果數(shù)據(jù)等,調(diào)用數(shù)據(jù)的過程變得很是復(fù)雜。因此,設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)模塊,對(duì)系統(tǒng)各階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和調(diào)用,便于系統(tǒng)的生成和在線維護(hù)。另外,數(shù)據(jù)模塊可以在一定程度上拓展系統(tǒng)的功能,推動(dòng)自動(dòng)化的革新[3]。
(三)仿真模塊設(shè)計(jì)
仿真模塊的功能主要是完成系統(tǒng)的功能檢測(cè)和數(shù)據(jù)分析。通過仿真模塊的運(yùn)行狀況反映出整個(gè)實(shí)際系統(tǒng)的工作過程,方便及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)漏洞并進(jìn)行在線升級(jí)。
(四)檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)
利用計(jì)算機(jī)編程技術(shù)設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)的過程中,需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行故障檢測(cè)和漏洞排查。檢測(cè)模塊可以保證各個(gè)功能模塊之間更好的匹配運(yùn)行,避免程序運(yùn)行過程中的系統(tǒng)規(guī)劃故障的發(fā)生。
(五)各功能模塊規(guī)劃
將各個(gè)功能模塊合理規(guī)劃集成到一塊小規(guī)格的芯片之上,是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高集成、低功耗的關(guān)鍵步驟。
三、微電子自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用
微電子自動(dòng)化技術(shù)主要是應(yīng)用在高校教學(xué)、電氣設(shè)備以及應(yīng)用軟件開發(fā)等方面。
首先,基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的電子自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以很好的應(yīng)用到高校電氣電子工程的教學(xué)實(shí)踐過程中。采用各專業(yè)術(shù)語和特定操作對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行形象描述和展示,可以使抽象的知識(shí)具體化,同時(shí)自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)可以提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手能力,提高學(xué)生的整體素質(zhì)。
其次,微電子自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,推動(dòng)了電氣設(shè)備的升級(jí)。利用計(jì)算機(jī)程序語言來完成后期的系統(tǒng)革新階段,為電氣設(shè)備的更新升級(jí)提供了很大的空間。同時(shí),微電子技術(shù)的集成特性,使電氣設(shè)備更好的實(shí)現(xiàn)了高集成、高性能的特點(diǎn)。
最后,軟件編程技術(shù)方便了各個(gè)應(yīng)用軟件的開發(fā),在電氣設(shè)備設(shè)計(jì)過程中統(tǒng)一編程,實(shí)現(xiàn)各軟件的兼容,從而便于各功能模塊的集成,推動(dòng)電氣設(shè)備的統(tǒng)一化,同時(shí)降低了研發(fā)成本。
四、小結(jié)
隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展,為電子自動(dòng)化研究越來越深入,基于計(jì)算機(jī)編程的電子設(shè)計(jì)業(yè)逐漸系統(tǒng)化和模式化。微電子自動(dòng)化系統(tǒng)憑借其高集成、高性能、易拓展以及低成本等特性,逐漸應(yīng)用到人們的日常生產(chǎn)和生活過程中。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】電子信息技術(shù) 發(fā)展現(xiàn)狀 應(yīng)用特點(diǎn) 發(fā)展趨勢(shì)
“信息”的意思其實(shí)指的是對(duì)事物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一種陳述,作為一種比較普遍的表達(dá)形式,信息一般都是通過數(shù)據(jù)、文字或者信號(hào)來對(duì)事物進(jìn)行傳遞以及處理,多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)都是信息的一種傳遞的載體,本文論述的電子信息技術(shù),指的是運(yùn)用電子技術(shù),進(jìn)行信息的獲取、收集、處理、傳遞并且加以利用的一種技術(shù),傳感技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及通信技術(shù)都輸電子信息技術(shù)。電子信息的遍布于整個(gè)電子行業(yè),例如通訊設(shè)備的制造、計(jì)算機(jī)的制造以及一些相關(guān)機(jī)械的制造、視頻與音頻、微電子制造,電子信息行業(yè)都有涉及。
1 電子信息技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著目前信息技術(shù)的飛速發(fā)展,電子信息行業(yè)被廣泛的應(yīng)用于人們的各個(gè)生活領(lǐng)域,各行各業(yè)電子信息技術(shù)都有涉及,而且電子信息行業(yè)已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榱私鹑跇I(yè)等方向。例如一萬的紙幣或者是事物貨幣,現(xiàn)在已經(jīng)轉(zhuǎn)換成了一萬的電子貨幣。全球已經(jīng)進(jìn)入了現(xiàn)代信息化,信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度明顯加快了。在上世紀(jì)的90年代一些發(fā)達(dá)國家就已經(jīng)提出了要建設(shè)全球性的信息基礎(chǔ)設(shè)備,這個(gè)計(jì)劃引起了世界各國的熱烈反響,從此以后各個(gè)國家就開展了積極的探索之路,一直在尋找對(duì)策,并且適當(dāng)?shù)男薷牧诵畔⒒母咚俟罚瑥拇巳祟愡M(jìn)入了信息化發(fā)展的先進(jìn)模式中。在進(jìn)入信息化發(fā)展的時(shí)期后,國際的電子行業(yè)就進(jìn)入了科技經(jīng)濟(jì)一體化以及服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的新型模式中。同時(shí)很多的國家都將電子行業(yè)作為國家發(fā)展的重點(diǎn)行業(yè),這種情況一直持續(xù)到21世紀(jì)的今天,電子信息技術(shù)已經(jīng)得到了普及,我國在這股驅(qū)動(dòng)力的作用下同樣將電子信息行業(yè)作為我國目前發(fā)展的重點(diǎn)行業(yè)。
2 電子信息技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)
2.1 智能化與自動(dòng)化
為了適應(yīng)更多人士的使用與適用,電子信息技術(shù)朝著智能化與自動(dòng)化的方法發(fā)展。最普遍的應(yīng)用應(yīng)該為自動(dòng)化導(dǎo)航技術(shù)或者是手機(jī)與電腦具備的云技術(shù)。逐漸智能化的信息技術(shù),提高了人類生活的便利性,在節(jié)省人力資源的同時(shí)也增加了安全指數(shù),融匯了更多的信息化技術(shù)。較之于傳統(tǒng)的電子信息技術(shù),如今的技術(shù)更加的節(jié)省人力物力,收集信息所耗費(fèi)的時(shí)間也大大減少,應(yīng)用先進(jìn)信息技術(shù)的智能傳感器可以在第一時(shí)間內(nèi)傳遞信息或獲取信息,例如將信息快速的傳遞給機(jī)器人或者其他人,這一點(diǎn)在信息技術(shù)的應(yīng)用中尤為重要。
2.2 集成化與微型化
在電子技術(shù)中,集成化已經(jīng)得到了普遍應(yīng)用,其內(nèi)部的電路都是集合電路,這充分認(rèn)證半導(dǎo)體的技術(shù)已經(jīng)非常高明了。目前市場(chǎng)流通的傳感器的體積都非常小,很多納米的傳感器已經(jīng)流通在市面上,它一般都采用非常先進(jìn)的復(fù)合型材料以及高端的新型材料。納米技術(shù)是目前世界上較為先進(jìn)、運(yùn)用最為普遍的一種技術(shù),它的體積雖然很小,但是卻承載了數(shù)量非常巨大的信息。
2.3 數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化
目前存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方式一般采用數(shù)字化存儲(chǔ),在網(wǎng)絡(luò)世界上建立一個(gè)非常巨大的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),通過無線通信、光纖通信等高科技技術(shù)的融合,使得信息的傳輸與存儲(chǔ)都呈現(xiàn)一種可靠性高、分布廣、速度快的特點(diǎn),與此同時(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)時(shí)間也非常久,具有保持時(shí)間久、數(shù)據(jù)量大、不易受到損壞的優(yōu)點(diǎn)。
3 電子信息技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)
3.1 未來信息技術(shù)的核心技術(shù)是光電子技術(shù)
電子信息發(fā)展的兩個(gè)階段分別是電子學(xué)與光電子。如今隨著社會(huì)科技的飛速發(fā)展,電子信息技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了光電子的一個(gè)全新的階段。目前科技的技術(shù)非常適合電子信息技術(shù)的發(fā)展,作為信息與能量的依托的重要載體――光子,能量光子學(xué)以及信息光子學(xué)都是從這里發(fā)展出來的。根據(jù)目前市場(chǎng)的開拓方向與范圍,能量光子學(xué)和信息光子學(xué)將推動(dòng)電子信息技術(shù)完成一個(gè)巨大的跳躍。這個(gè)電子產(chǎn)業(yè)的前景非常開闊,可以為人類的生活提供更多的便利,并滲透到社會(huì)行業(yè)的方方面面。所以,電子信息技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)以光電子技術(shù)為主,同時(shí)在信息技術(shù)領(lǐng)域占有非常重要的地位。
3.2 微電子技術(shù)向系統(tǒng)集成化發(fā)展
電子信息硬件產(chǎn)品的核心是“集成電路”,它是微電子技術(shù)向系統(tǒng)集成化發(fā)展的一個(gè)重要體現(xiàn)。集成電路以后會(huì)發(fā)展成人們生活離不開的一項(xiàng)技術(shù),計(jì)算機(jī)的CPU以及各種IC卡都會(huì)在集成電路中發(fā)揮巨大的作用。微電子技術(shù)是目前高科技的集成電路技術(shù),很大程度上促進(jìn)了世界信息技術(shù)行業(yè)的發(fā)展。
3.3 通訊技術(shù)向?qū)拵Щ?、個(gè)性化和綜合化發(fā)展
移動(dòng)通信技術(shù)、光纖傳輸技術(shù)、有線與無線接入技術(shù)、衛(wèi)星、都屬于通信技術(shù)。低軌道的衛(wèi)星使用技術(shù)目前已經(jīng)投入使用了,而光線的輸入技術(shù)每三至四個(gè)月就會(huì)翻新一次,移動(dòng)通信技術(shù)中的CDMA、GSM技術(shù)已經(jīng)全面取代了模擬移動(dòng)通信;寬帶的接入技術(shù)是發(fā)展勢(shì)頭最猛的技術(shù),目前的光纖主干網(wǎng)站已經(jīng)超過了G級(jí),藍(lán)牙技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)無線接入技術(shù)都已經(jīng)逐漸走向成熟。
4 結(jié)語
電子信息技術(shù)是人類科技發(fā)展迅猛的一個(gè)重要產(chǎn)物,如今在各大行業(yè)都已經(jīng)成為了主流的應(yīng)用技術(shù),以此來看,信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是不可阻擋的。目前人類生活中已經(jīng)離不開電子信息技術(shù),只有掌握了電子信息技術(shù)的主要特點(diǎn),掌握了信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),才能更好的將電子信息技術(shù)應(yīng)用于生活中。
參考文獻(xiàn)
[1]龔成.論電子信息技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)與未來發(fā)展趨勢(shì)[J].計(jì)算機(jī)信息,2014,06(08):197-198.
[2]王源,湯文平.電子信息技術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì)[J].2013,03,29(01):90-92.
1微電子機(jī)械系統(tǒng)的概念
微電子機(jī)械系統(tǒng)所指的就是在大小毫米量級(jí)之下,最終形成的可以控制能夠運(yùn)動(dòng)的微型機(jī)電裝置是由單元尺寸需要在可控制的微米和納米之間,是一個(gè)整體的系統(tǒng),把微機(jī)構(gòu)、微傳感器,以及微執(zhí)行器還有信號(hào)處理系統(tǒng)等等構(gòu)成。在不同的國家對(duì)于微電子機(jī)械系統(tǒng)的稱呼有所不同,
2微電子機(jī)械系統(tǒng)的發(fā)展歷程
微機(jī)械器件以及微電子機(jī)械系統(tǒng)在生產(chǎn)加工的過程中需要對(duì)其深加工技術(shù)進(jìn)行研究和重視。在研究中開始逐漸的形成了微電子加工技術(shù)和微機(jī)械裝置加工技術(shù)。并隨著對(duì)技術(shù)的細(xì)分,開始形成了體微機(jī)械技術(shù)以及外輪廓表面微機(jī)械裝置技術(shù),并同時(shí)也產(chǎn)生了LIGA機(jī)械裝置技術(shù)以及高標(biāo)準(zhǔn)的LIGA機(jī)械裝置技術(shù)。對(duì)其體微機(jī)械技術(shù)按照實(shí)施的目標(biāo)對(duì)象機(jī)械能分析,可以得出體硅單晶體為核心構(gòu)成體并在其物理測(cè)量厚度的10到999單位內(nèi)呈現(xiàn)規(guī)則布局分離,為其核心的技術(shù)策略單位。并對(duì)其技術(shù)中存在的腐蝕以及吻合問題進(jìn)行布局的考慮。對(duì)其技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析得出,其裝置的工藝相對(duì)不繁瑣,但其操控性和調(diào)控性數(shù)值偏低。在表面微機(jī)械裝置中,進(jìn)行相應(yīng)的IC技術(shù)加工,如采用擴(kuò)散光學(xué)和標(biāo)準(zhǔn)尺寸對(duì)應(yīng)光刻以及復(fù)膜層疊等技術(shù)運(yùn)用中,其都會(huì)對(duì)原有的厚度比率進(jìn)行微調(diào),對(duì)其在剝離技術(shù)中和進(jìn)行切割技術(shù)的分析[1]。其技術(shù)的有點(diǎn)在于對(duì)IC技術(shù)有相對(duì)完整的包容性,但存在的不足點(diǎn)也較為顯著,如切割的縱向厚度單位偏低,在電光鑄模和縮微成型以及耐溫差等方面存在一定的技術(shù)局限。LIGA技術(shù)在德文X射線進(jìn)行曝光和電光鑄模中有其良好的優(yōu)越性,其對(duì)設(shè)備的制取尺寸在1單位內(nèi)到999單位內(nèi)。但需要指出LIGA技術(shù)處于高成本和高復(fù)雜度的技術(shù),并需要采用相對(duì)保守的紫外線深度曝光,保障其光刻效果和覆膜效果。而準(zhǔn)LIGA技術(shù)在對(duì)設(shè)備加工中可以在最合理控制尺寸中,保障其電路集成后續(xù)裝置獲得合理的配置[2]。因而其技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在微機(jī)械技術(shù)中可以獲得關(guān)注度的展現(xiàn)。
2.1自動(dòng)對(duì)焦的三維加工技術(shù)
目前自對(duì)準(zhǔn)的準(zhǔn)三維加工技術(shù)普遍采用深度的紫外線厚度型進(jìn)行光度的曝光刻度,并進(jìn)行膠模的處理,保證其在犧牲層和結(jié)構(gòu)層獲得合理的電鑄,并利用其兩層的金屬電鑄特帶你,獲得犧牲層厚度的保障,并進(jìn)行微結(jié)構(gòu)的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)技術(shù)保障[3]。
因而CU可以表示為犧牲層,NI為結(jié)構(gòu)層的技術(shù),并在其平面和垂直兩方向性獲得控制,在其CU和NI中進(jìn)行電鑄處理,使得其種子層和型模層獲得兩種電鑄金屬處理,讓技術(shù)水平在微架構(gòu)層面獲得統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化套準(zhǔn)對(duì)應(yīng)。在其腐蝕性選擇上要對(duì)其液體進(jìn)行考慮,CI屬于腐蝕性,NI不屬于腐蝕性,并對(duì)其微機(jī)械機(jī)構(gòu)進(jìn)行終止惰性反應(yīng)。其配套技術(shù)以及Ic工藝獲得最大化的包容,在溫度上控制在85攝氏度,獲得對(duì)結(jié)構(gòu)合理的微機(jī)械技術(shù)。其深度的單位測(cè)定在22,保障其后續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)后其范圍空載在49到101內(nèi)。
準(zhǔn)LIGA技術(shù)需要在工藝布局考慮中,首先要保障(a)低阻硅片(10-3cm),其熱氧化反映在1.5,其厚度在SIO2其需要把定子對(duì)襯低的外圓位置進(jìn)行確定。同時(shí)進(jìn)行首次的光學(xué)刻,SIO2腐蝕出進(jìn)行1.2各坑道處理。形成在轉(zhuǎn)子下部的新支撐點(diǎn)確定。在除去膠緣后,在真空中進(jìn)行高溫處理形成0.3的銅電鑄種子層。在第二次光學(xué)刻錄中,要對(duì)尺寸厚光刻膠AZ4620進(jìn)行轉(zhuǎn)子膠模處理,保障其電光鑄在3內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)子保障。后進(jìn)行第三次的光刻,在其厚度尺寸中選擇光學(xué)刻錄定子膠模處理,保障其厚度在2.5范圍內(nèi)。形成銅犧牲層的轉(zhuǎn)子和釘子的轉(zhuǎn)化變化,對(duì)其空隙中要包容其電鑄在1.5釘子范圍。在最后一次光刻中,要對(duì)其厚膠光學(xué)刻錄后,對(duì)其1.3銅都犧牲層要進(jìn)行間隙轉(zhuǎn)化的電鑄考慮。并用起腐蝕性的液進(jìn)行HF緩沖液體的處理,通過SIO2合理的釋放轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)子。其微機(jī)械技術(shù)在應(yīng)用中可以獲得廣泛的推崇,靜電驅(qū)動(dòng)鎳晃動(dòng)微馬達(dá)為例,其自對(duì)準(zhǔn)的準(zhǔn)三維加工技術(shù)目前在實(shí)際應(yīng)用中哥已經(jīng)獲得鎳晃動(dòng)馬達(dá)。用電鑄Cu作犧牲層,電鑄Ni作結(jié)構(gòu)層(定子、轉(zhuǎn)子和軸),得到的轉(zhuǎn)子與定子。各項(xiàng)參數(shù)都符合標(biāo)準(zhǔn)。
3結(jié)語
1微電子工藝清洗技術(shù)的理論研究
在微電子元器件的制造過程當(dāng)中,由于其體積小、制造過程復(fù)雜等眾多客觀原因存在,將會(huì)很有可能導(dǎo)致微電子元器件在其步驟繁瑣的制造過程當(dāng)中受到污染。這些污染物質(zhì)通常會(huì)物理吸附或者是化學(xué)吸附等多種方式在電子元器件生產(chǎn)過程當(dāng)中吸附在其表面。比如說,硅膠材質(zhì)的硅片在其制造過程中污染物質(zhì)通常會(huì)以離子或者是以粒子形式吸附在硅片的表面。這些污染物質(zhì)還有可能存在于硅片自身的氧化膜當(dāng)中。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因并不奇怪,這是由于這些污染物質(zhì)破壞掉了硅片表面的化學(xué)鍵,從而導(dǎo)致了在其表面形成了自然的力場(chǎng),讓眾多污染物質(zhì)輕松吸附或者直接進(jìn)入到硅片的氧化膜當(dāng)中。在產(chǎn)生這種現(xiàn)象之后,要清洗硅片就非常困難了。在清洗過程中,既要保持不能去破壞硅片的結(jié)構(gòu),又要保持能夠?qū)ξ廴疚镔|(zhì)進(jìn)行徹底的清洗,以便其對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)當(dāng)中的其他元器件產(chǎn)生污染,這一問題就變得非常棘手,愈發(fā)困難了。在當(dāng)前微電子行業(yè)的大多企業(yè)或是研究所講微電子的清洗技術(shù)兩類:一種叫做濕法清洗;另一種叫做干法清洗。這兩種技術(shù)都能夠保持比較高的清洗度,并且能夠在不破壞電子元器件的化學(xué)鍵的基礎(chǔ)上祛除電子元器件表面或是氧化膜內(nèi)存在的污染物和雜質(zhì)。
2微電子工藝清洗技術(shù)的現(xiàn)狀研究
由于我國行業(yè)的發(fā)展更重視對(duì)服務(wù)業(yè)的發(fā)展和我國微電子行業(yè)的起步和發(fā)展較晚,從而致使當(dāng)前我國微電子工藝的清洗技術(shù)比較落后,并且存在諸多的問題。
2.1濕法清洗技術(shù)研究
濕法清洗這一技術(shù),是由上個(gè)世紀(jì)六十年代的一名美國科學(xué)家所研究發(fā)明出來的。這種方法主要是通過利用化學(xué)溶劑同有機(jī)溶劑和被清洗的微電子元器件之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng),然后再利用多種技術(shù)手段,如:超聲波技術(shù)去污;采用真空去污技術(shù)等多種技術(shù)手段。最終,利用這些步驟實(shí)現(xiàn)對(duì)微電子元器件的清洗。
在以上濕法清洗電子元器件的步驟當(dāng)中還需要用到種類不一的化學(xué)試劑。這些化學(xué)試劑主要包括氫氧化銨和過氧化氫以及硫酸等物質(zhì)。氫氧化銨主要是被利用于對(duì)污染程度不是非常嚴(yán)重的電子元器件的清洗,或者是作為清洗第一部的化學(xué)試劑。其能夠在控制的溫度下、濃度下以及化學(xué)反應(yīng)所經(jīng)歷的時(shí)間下等多種條件下,利用化學(xué)反應(yīng)去腐蝕電子元器件的表面污染物質(zhì)或者是金屬的化合物。但是,由于這種腐蝕程度是需要多種條件來控制的,因此其對(duì)人員的技術(shù)和企業(yè)電子清洗設(shè)備的要求也是很高的,如果不能對(duì)整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)嚴(yán)密的監(jiān)控,將會(huì)對(duì)電子元器件造成損害。過氧化氫在清洗過程當(dāng)中主要是被利用于對(duì)電子元器件的襯底進(jìn)行清洗,通過清洗襯底上所附著的金屬化合物質(zhì)或者是絡(luò)合物質(zhì)。最后一種化學(xué)試劑(硫酸)在清洗過程當(dāng)中扮演著非常重要的角色。在使用硫酸對(duì)被清洗電子元器件進(jìn)行清洗過程中必須采用雙氧水這一化學(xué)試劑來減少其反應(yīng)的時(shí)間,并且降低硫酸的濃度、反應(yīng)時(shí)候的溫度,從而有效的減少了被清洗電子元器件碳化或者是被腐蝕嚴(yán)重的現(xiàn)象發(fā)生。以免讓硫酸對(duì)電子元器件造成損害。濕法清洗技術(shù)在眾多清洗技術(shù)當(dāng)中是比較有效的一種技術(shù),但是其依靠化學(xué)反應(yīng)的客觀因素,讓其很有可能造成化學(xué)物質(zhì)殘留從而導(dǎo)致電子元器件被腐蝕的現(xiàn)象。
2.2干法清洗技術(shù)研究
干洗技術(shù)相對(duì)于濕洗技術(shù)來說其避免了使用化學(xué)試劑,從而大大減少了化學(xué)物質(zhì)殘留導(dǎo)致電子元器件腐蝕的現(xiàn)象發(fā)生。干洗技術(shù)主要是采用等離子、氣相等清洗技術(shù)方式對(duì)電子元器件的金屬化合物和絡(luò)合物進(jìn)行清洗。對(duì)于采用等離子技術(shù)為主的干洗技術(shù),其具有殘留物質(zhì)少、操作難度低等技術(shù)性特點(diǎn),并且在微電子元器件的清洗行業(yè)當(dāng)中其研究最早、技術(shù)較為成熟,從而在當(dāng)前我國微電子行業(yè)的應(yīng)用最為廣泛。但是,等離子技術(shù)也存在一定的弱點(diǎn),就是其無法完全祛除存留于微點(diǎn)電子元器件表面的污染物。而氣相技術(shù)的應(yīng)用相對(duì)于等離子技術(shù)來說是非常少的,主要原因在于其花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)、成本高,并且在采用氣相技術(shù)清洗過程主要是被應(yīng)用于硅片元器件的清洗,對(duì)于其他元器件的適用程度較低。
3對(duì)微電子清洗技術(shù)的展望
從上文的分析當(dāng)中可以發(fā)現(xiàn),就我國企業(yè)當(dāng)前的資金、人力等現(xiàn)狀來說,我國在微電子清洗工藝當(dāng)中,應(yīng)當(dāng)采用干洗技術(shù)當(dāng)中的等離子技術(shù)。這種微電子工藝清洗技術(shù)不需要進(jìn)行二次清洗,就能夠達(dá)到超過其他技術(shù)操作之后的結(jié)果。而對(duì)于其單次清洗過后殘留的金屬混合物來說,可以在繼續(xù)采用其他清洗方式減少其污染物質(zhì)含量,從而在保證電子元器件質(zhì)量前提下在較短時(shí)間內(nèi)較低微電子污染物的含量。
關(guān)鍵詞:1kW地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī);特點(diǎn);日常維護(hù)
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,標(biāo)志著我國電視領(lǐng)域的一個(gè)重大突破,電視信號(hào)從模擬到數(shù)字,電視清晰度也從標(biāo)清到高清。在此,筆者通過對(duì)1kW地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析,并提供一些相關(guān)的日常維護(hù)措施。
11kW地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的組成及其技術(shù)特點(diǎn)
數(shù)字發(fā)射機(jī)和模擬發(fā)射機(jī)在組成結(jié)構(gòu)上并沒有什么太大的區(qū)別,其內(nèi)部組成構(gòu)件都包括激勵(lì)器、分配器、功放、耦合器以及帶通濾波器,唯一區(qū)別就是傳輸信號(hào)上的不同,數(shù)字發(fā)射機(jī)傳輸?shù)男盘?hào)采用的是我國自主研發(fā)的新品標(biāo)準(zhǔn)AVS+信號(hào)。
1.1數(shù)字電視激勵(lì)器
數(shù)字電視激勵(lì)器是發(fā)射機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的主要設(shè)備和中心處理系統(tǒng),其主要功能包括信號(hào)通道的編碼、信號(hào)頻道的調(diào)制、收放信號(hào)的放大和縮小等。數(shù)字電視激勵(lì)器的性能還是影響地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)質(zhì)量的重要指標(biāo),數(shù)字電視激勵(lì)器在電視發(fā)射機(jī)運(yùn)行期間所表現(xiàn)出來的技術(shù)指標(biāo)主要包括對(duì)于誤差的調(diào)整、發(fā)射信號(hào)頻率的穩(wěn)定、相位噪聲的減小等,這都是能夠決定電視發(fā)射機(jī)信號(hào)覆蓋范圍的重要指標(biāo),對(duì)電視收到信號(hào)的穩(wěn)定性有著很大的影響。數(shù)字電視激勵(lì)器是我國研發(fā)的新一代技術(shù)性較強(qiáng)的信號(hào)處理設(shè)備,對(duì)于信號(hào)的處理工作有著極強(qiáng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性,相對(duì)于較低的相位噪聲,能夠做到完美的融合并消除,進(jìn)而保證信號(hào)在傳輸完成之后所展現(xiàn)出來的電視信號(hào)質(zhì)量能夠更加穩(wěn)定,數(shù)字電視激勵(lì)器的優(yōu)良性能可以極大地改善電視機(jī)的收視質(zhì)量。而1kW地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)采用的雙電視激勵(lì)器共同工作,互為主備,其信號(hào)來源采用的是ASI雙路備份輸入,激勵(lì)器還擁有自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)切換和人工切換等功能,并且能夠?qū)鬏斝Ч^差的信號(hào)進(jìn)行分析和處理,自動(dòng)校正,其輸出的頻率在500MW。該數(shù)字電視激勵(lì)器在組成方面符合國家規(guī)定的300中參數(shù)組合,操作方式較為簡(jiǎn)單,設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和處理情況在顯示器上可以一目了然,設(shè)備主要參數(shù)設(shè)置的較為靈活,能夠適應(yīng)多頻率網(wǎng)絡(luò)和單頻率網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)要求。
1.21kW功率分配器和合成器
在數(shù)字信號(hào)發(fā)射機(jī)中,功率分配器和合成器的結(jié)構(gòu)和作用相差無幾,但是在發(fā)揮作用的過程中其所涉及的功能性和性能并無法實(shí)現(xiàn)相互滿足。在1kW地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)設(shè)備內(nèi)部1kW功率分配器采用的是威爾金森方式,采用兩路輸出的方式,將來自于電視激勵(lì)器轉(zhuǎn)換的信號(hào)進(jìn)行均勻分割。而1kW功率合成器采用的是吉賽爾型帶狀線,將均分分割的幅度相等、相位相同的兩路功率進(jìn)行合并,在功率合成器進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中考慮到其要進(jìn)行的信號(hào)合并的問題,采用帶狀線形式擴(kuò)大其信號(hào)填充量,能夠減少能量的損耗。
1.3600W功率放大裝置
發(fā)射機(jī)內(nèi)部采用的功率放大裝置功率為600W,主要由前級(jí)推放、功率分配裝置、末級(jí)功放和功率合成器構(gòu)成,功率放大裝置的主要功能是將不同傳輸功率的信號(hào)進(jìn)行輸出大小的調(diào)整來保證發(fā)射機(jī)性能的高低和穩(wěn)定,和傳統(tǒng)的模擬電視發(fā)射機(jī)相比,數(shù)字電視發(fā)射機(jī)功率放大裝置能夠保證在動(dòng)態(tài)情況下保持性能的穩(wěn)定性以及功放余量等各種技術(shù)指標(biāo)都處于最佳狀態(tài)。功率放大裝置在功能方面包括對(duì)于前級(jí)信號(hào)和末級(jí)信號(hào)的放大,對(duì)工作電路實(shí)施監(jiān)控、對(duì)電路分配器和合成器進(jìn)行主要信號(hào)的分析和采集,其內(nèi)部各個(gè)單元都安裝了散熱基板,在三路合成裝置的輸出和配置端都設(shè)置有環(huán)形適配器,都能夠很好的起到對(duì)信號(hào)隔離的作用。在該裝置中,前級(jí)信號(hào)放大器采用的是雙管MRD6V3090模塊;末級(jí)放大裝置在技術(shù)設(shè)計(jì)方面采用的是并聯(lián)雙管BLF888模塊。該裝置在供電方面采用的是DC50V供電源,總增益為37dB,這在一定程度上極大的提高了發(fā)射機(jī)的性能和效率。其應(yīng)用原理主要如圖1所示。
21kW地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的日常維護(hù)
該數(shù)字電視發(fā)射機(jī)在功率放大裝置中采用了3個(gè)2000W的電源開關(guān)來對(duì)冗余備份電流供應(yīng)電量,改電源在正常工作時(shí)由于生產(chǎn)廠家考慮到其可能會(huì)因?yàn)樵匍L(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的基礎(chǔ)上產(chǎn)生大量的熱量和影響整個(gè)機(jī)器系統(tǒng)的正常運(yùn)行,所以其具備著基本的保護(hù)功能。當(dāng)發(fā)射機(jī)出現(xiàn)故障或者質(zhì)量問題時(shí)整臺(tái)機(jī)器會(huì)自動(dòng)的進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。
2.1電視激勵(lì)器和功率放大裝置的保護(hù)和日常維護(hù)
功率放大裝置的每一個(gè)末級(jí)都具備著一定程度的對(duì)于電路的保護(hù)作用,尤其是針對(duì)高溫,當(dāng)設(shè)備運(yùn)行溫度超過安全溫度時(shí),激勵(lì)器和功率放大裝置都會(huì)及時(shí)的對(duì)單元和控制系統(tǒng)進(jìn)行負(fù)載的顯示和體型,自動(dòng)發(fā)出警報(bào)并使機(jī)械自身進(jìn)入保護(hù)狀態(tài),并通過自動(dòng)控制裝置來關(guān)閉機(jī)械主電源。通常電視激勵(lì)器和功率放大裝置容易受到來自于空氣中濕度、溫度要和灰塵的影響,為了盡可能減少設(shè)備在運(yùn)行工程中出現(xiàn)質(zhì)量問題,在機(jī)房?jī)?nèi)部可以設(shè)置大功率空調(diào)來進(jìn)行吹風(fēng),在日常使用過程中,機(jī)房室內(nèi)溫度盡可能控制在18℃~22℃之間,同時(shí)還要保持機(jī)房?jī)?nèi)衛(wèi)生的潔凈度,電視激勵(lì)器和功率放大裝置的安裝最好設(shè)置有軸流風(fēng)機(jī)和金屬防塵濾網(wǎng),工作人員應(yīng)該定期的對(duì)風(fēng)機(jī)和濾網(wǎng)進(jìn)行清灰處理,尤其是風(fēng)機(jī)處的清潔工作十分重要,在運(yùn)行期間,盡量減少設(shè)備工作處于過熱狀態(tài)而引起的報(bào)警。
2.2冷卻系統(tǒng)及其日常維護(hù)
風(fēng)機(jī)的自動(dòng)保護(hù)主要是根據(jù)霍爾傳感器對(duì)風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)施監(jiān)督,對(duì)風(fēng)機(jī)工作情況進(jìn)行信號(hào)處理和生成,當(dāng)其處于危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí),風(fēng)機(jī)會(huì)通過信號(hào)傳輸?shù)姆绞絹硐蚣?lì)器進(jìn)行反應(yīng),系統(tǒng)控制器如果收到來自于風(fēng)機(jī)傳輸?shù)奈kU(xiǎn)信號(hào),則會(huì)對(duì)其進(jìn)行判斷,將會(huì)使整臺(tái)機(jī)器進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)無法進(jìn)行信號(hào)的輸出。在該情況下,設(shè)備會(huì)主動(dòng)進(jìn)行風(fēng)扇的冷卻,主要負(fù)責(zé)整臺(tái)機(jī)器的散熱,如果風(fēng)機(jī)風(fēng)扇出現(xiàn)問題,那么機(jī)器工作溫度就會(huì)升高,最終會(huì)導(dǎo)致機(jī)器發(fā)生構(gòu)建損壞。由于風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間是保持冷卻的狀態(tài),其發(fā)生故障的概率相對(duì)較高,一般引起風(fēng)機(jī)發(fā)生故障的主要原因有以下幾點(diǎn):1)長(zhǎng)時(shí)間的工作導(dǎo)致風(fēng)機(jī)內(nèi)部機(jī)械軸承發(fā)生磨損;2)電源故障導(dǎo)致線圈短路或者短路;3)機(jī)房?jī)?nèi)部溫度過高,灰塵過大,導(dǎo)致風(fēng)機(jī)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)受到影響,溫度無法進(jìn)行有效的擴(kuò)散。在此基礎(chǔ)上,一般每隔3年就要對(duì)主風(fēng)機(jī)軸承進(jìn)行一次更換,并要定期對(duì)風(fēng)機(jī)濾塵網(wǎng)進(jìn)行清灰和洗塵處理。
3結(jié)論
地面電視數(shù)字化,是地面廣播電視技術(shù)發(fā)展過程中重大歷史進(jìn)程,地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)有著十分優(yōu)秀的抗干擾能力和高效的資源利用率,能夠提高電視節(jié)目的播出質(zhì)量,保證電視傳輸信號(hào)的穩(wěn)定,極大地增強(qiáng)了電視傳播能力和影響力。
作者:韓道平 單位:新源縣文化體育廣播影視局電視臺(tái)
參考文獻(xiàn)
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
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級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫
級(jí)別:北大期刊
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