第十二講 電子信息工程的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢.ppt

第十四講 電子信息工程的發(fā)展趨勢（一）,引子 為有效的實現(xiàn)前瞻性、戰(zhàn)略性和宏觀性 決策的最好方法就是分析事物的發(fā)展趨勢。,主要內(nèi)容,1.前言 2.電子信息工程概述 3.電子信息技術(shù)的發(fā)展趨勢 4.電子信息工程的現(xiàn)代理論 5.電子信息技術(shù)的連鎖效應(yīng),1.前言（一）,1.1學(xué)科特點： 電子信息工程是一門應(yīng)用電路理論和計算機等現(xiàn)代化技術(shù)進行電子信息控制和信息處理的學(xué)科，主要研究信息的獲取與處理，電子設(shè)備與信息系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)、應(yīng)用和集成等技術(shù)。 1.2主要技術(shù)方向： 語音信號處理，圖像信號處理和數(shù)據(jù)信號處理及其控制；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；遙控遙測遙感技術(shù)；宇航、宇宙通信、射電天文學(xué)；國防電子信息技術(shù)、醫(yī)療電子技術(shù)等等,前言（二）1.3人才培養(yǎng)目標(biāo)：,掌握現(xiàn)代電子技術(shù)理論、熟悉電子系統(tǒng)設(shè)計原理與設(shè)計方法。 具有較強的電子線路、計算機應(yīng)用、外語和相應(yīng)工程技術(shù)應(yīng)用能力。 面向電子技術(shù)、自動控制和智能控制、計算機與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等電子、信息、通信領(lǐng)域的寬口徑、高素質(zhì)、德智體全面發(fā)展的具有創(chuàng)新能力的高級工程技術(shù)人才。,返回,2.電子信息工程概述（一）2.1專業(yè)背景與市場預(yù)測：,電子信息工程專業(yè)是前沿學(xué)科，現(xiàn)代社會的各個領(lǐng)域及人們?nèi)粘Ｉ畹榷寂c電子信息技術(shù)有著緊密的聯(lián)系。 全國各地從事電子技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)、開發(fā)、安裝調(diào)試、運行維護、銷售和應(yīng)用的企事業(yè)單位很多，隨著社會的發(fā)展，這樣的企事業(yè)和相關(guān)企業(yè)會越來越多。,2.電子信息工程概述（二）培養(yǎng)要求 ：2.2,學(xué)習(xí)信號的獲取與處理、電子設(shè)備與信息系統(tǒng)等方面的基本理論和基本知識，受到電子與信息工程實踐（包括生產(chǎn)實習(xí)和室內(nèi)實驗）的基本訓(xùn)練。 具備良好的科學(xué)素質(zhì)，具備設(shè)計、開發(fā)、應(yīng)用和集成電子設(shè)備和信息系統(tǒng)的基本能力，并具有較強的知識更新能力和廣泛的科學(xué)適應(yīng)能力。,2、 電子信息工程概述（三） 2.3 就業(yè)去向 ：,在電子信息類的相關(guān)企業(yè)中，從事電子產(chǎn)品的生產(chǎn)、經(jīng)營與技術(shù)管理和開發(fā)工作； 面向電子產(chǎn)品與設(shè)備的生產(chǎn)企業(yè)和經(jīng)營單位，從事各種電子產(chǎn)品與設(shè)備的裝配、調(diào)試、檢測、應(yīng)用及維修技術(shù)工作； 到企事業(yè)單位從事機電設(shè)備、通信設(shè)備及計算機控制等設(shè)備的安全運行及維護管理工作； 從事電子設(shè)備和信息系統(tǒng)的設(shè)計、應(yīng)用開發(fā)以及技術(shù)管理等。 比如，做電子工程師，設(shè)計開發(fā)一些電子、通信器件；做軟件工程師，設(shè)計開發(fā)與硬件相關(guān)的各種軟件；做項目主管，策劃一些大的系統(tǒng)，這對經(jīng)驗、知識要求很高；還可以繼續(xù)進修成為教師，從事科研工作等。,3.電子信息技術(shù)的發(fā)展趨勢-朝陽產(chǎn)業(yè)、八大熱點簡介,：引言：電子信息產(chǎn)業(yè)是一項新興的高科技產(chǎn)業(yè)，被稱為朝陽產(chǎn)業(yè)。 據(jù)信息產(chǎn)業(yè)部分析，“十五”期間是我國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵時期，預(yù)計電子信息產(chǎn)業(yè)仍將以高于經(jīng)濟增速兩倍左右的速度快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)前景十分廣闊。 就目前技術(shù)發(fā)展情況分析，大致由八大熱點技術(shù)，一下介紹之。 3.1 元器件的發(fā)展趨勢 3.2 集成電路 3.3 軟件 3. 4 新型平板顯示 3.5 太陽能光伏 3.6 音視頻 技術(shù) 3.7 移動通信 3.8 計算機 科學(xué)與技術(shù) 通信業(yè)務(wù)如數(shù)據(jù)通信、多媒體、互聯(lián)網(wǎng)、電話信息服務(wù)、手機短信等業(yè)務(wù)也將迅速擴展； 值得關(guān)注的還有文化科技產(chǎn)業(yè)，如網(wǎng)絡(luò)游戲等。 目前，信息技術(shù)支持人才需求中排除技術(shù)故障、設(shè)備和顧客服務(wù)、硬件和軟件安裝以及配置更新和系統(tǒng)操作、監(jiān)視與維修等四類人才最為短缺。 此外，電子商務(wù)和互動媒體、數(shù)據(jù)庫開發(fā)和軟件工程方面的需求量也非常大。,返回,3.1 元器件的發(fā)展意義和趨勢,1）意義：電子元件是信息技術(shù)的重要支撐，是電子裝備、電子信息系統(tǒng)以及武器裝備控制系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。 2）元器件的發(fā)展趨勢： 片 式化、小型化 復(fù)合化、集成化 高頻化、高性能、高精度,2）元器件的發(fā)展趨勢：,片 式化、小型化:即各種元器件做成片狀或壓縮體積，其外形小而薄，片式化已成為衡量電子元件技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一，也是電子元件發(fā)展史上的一個重要里程碑，并由此掀起了組裝革命的熱潮 。 片 式化元器件范圍：包括無源元件、機電元件、音響元件和復(fù)合元件，如片式的電阻器、電容器、電位器、電感器、連接器、繼電器、開關(guān)、蜂鳴器、揚聲器、濾波器、振蕩器、延遲線、變壓器、傳感器等。,片式化、小型化舉例,片式鉭電容器和片式塑料膜電容器最小尺寸均已達1.60.8mm2，且已商品化 ； 片式陶瓷電容器、片式負溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）已開始批量生產(chǎn)0603型（0.60.3mm2）微小型產(chǎn)品 ； 2mm見方的片式微調(diào)電位器也已商品化； 壓控振蕩器現(xiàn)已降到0.05cm3（4.85.51.9mm2）； 0.02cm3的溫度補償晶體振蕩器（TCXO）已開始批量生產(chǎn)； 0.012cm3（42.51.2mm2）的溫度補償晶體振蕩器（TCXO）已開發(fā)成功； 2003年日本已開始批量生產(chǎn)體積僅0.0045cm3（2.52.00.9mm2）的石英晶體濾波器； 在繼電器產(chǎn)品方面，日本歐姆龍（Omron）公司已開發(fā)了目前世界上尺寸最小的繼電器G6J系列，其尺寸僅為0.445cm3（4.810.39mm），同時該公司還開發(fā)了當(dāng)今尺寸最小的片式繼電器G6K系列，其體積僅0.325cm3。,主要國家電子元件的發(fā)展概況（一）,美國：是傳統(tǒng)電子元件強國，上世紀90年代中期，為促進電子元件發(fā)展，美國政府就曾撥款7000萬美元，實施了一項旨在開發(fā)無源集成和多芯片組裝技術(shù)的三年計劃。 2000年，美國商務(wù)部、國家標(biāo)準(zhǔn)與計劃研究所和一些大型企業(yè)聯(lián)合發(fā)起了一個規(guī)模更大的“先進嵌入式無源元件聯(lián)合研究計劃”，這為期四年的計劃，通過建立一個國家制造科學(xué)中心，推動了新一代元件的研發(fā)。 在美國國防部2004財政年度計劃中，“先進元件開發(fā)與產(chǎn)品”被列為7個重大計劃之一，其預(yù)算經(jīng)費高達132億美元。,主要國家電子元件的發(fā)展概況（二）,俄羅斯 ：2007年末，俄羅斯聯(lián)邦政府批準(zhǔn)了“20082015年發(fā)展電子元器件和無線電聯(lián)邦專項計劃”，旨在幫助解決電子元件在內(nèi)的電子領(lǐng)域技術(shù)工藝落后問題。俄聯(lián)邦拔給該計劃的預(yù)算資金為1100億盧布，此外還有預(yù)算外資金770億盧布。該計劃如能順利實施，到2015年，俄羅斯國產(chǎn)元件預(yù)計將會占據(jù)國內(nèi)市場的一半份額。,世界主要國家電子元件的發(fā)展（三）,日本：長期以來，日本的電子元件發(fā)展都具有扎實的基礎(chǔ)，這主要歸功于日本電子元件工業(yè)界對元件基礎(chǔ)研究的重視，并著眼于中長期的研究和開發(fā)。 日本的電子元件廠商普遍與企業(yè)結(jié)成聯(lián)盟并制訂了510年基礎(chǔ)研究的技術(shù)路線圖，對包括材料技術(shù)、納米級加工技術(shù)和其他加工技術(shù)在內(nèi)的技術(shù)領(lǐng)域進行深入研究。 2007年，各電子元件企業(yè)把研發(fā)目標(biāo)指向技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的融合，將研發(fā)經(jīng)費積極投向強化核心技術(shù)和新技術(shù)發(fā)明，致力于向高性能化、復(fù)合化、多樣化發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，日本十大電子元件主流廠商2007年度研發(fā)經(jīng)費的投入總金額達到2352億日元。,2）元器件的發(fā)展趨勢（2）復(fù)合化、集成化,在傳感器方面，美國摩托羅位公司已將化學(xué)傳感器、加速度和壓力傳感器相集成，Burr-Brown公司已提供集成有紅外LED/放大器的氣體傳感器，從而提高了性能，降低了成本，縮小了體積。 在微電機方面，德國Faulhaber電機公司開發(fā)了集成有磁性敏感元件的脈沖傳感器和專用集成電路的微電機。 電阻網(wǎng)絡(luò)已成為日本片式電阻網(wǎng)絡(luò)的主流產(chǎn)品 ； 連接器與其他部件或電路的復(fù)合化產(chǎn)品也在不斷發(fā)展，日本廠商已開發(fā)了具有良好電磁干擾（EMI）屏蔽特性的嵌入濾波器的D連接器，并已用于筆記本計算機 ；,2）元器件的發(fā)展趨勢（3)高頻化,要求：擬制電容的串聯(lián)電阻（ESR）和等效電感（ESL）； 在片式多層陶瓷電容器（MLCC）領(lǐng)域，美國ATC、AVX和英國Morgan公司在RF/微波高功率和微波高Q、微波低等效串聯(lián)電感技術(shù)方面已居世界領(lǐng)先地位。 日本Murata采用銅內(nèi)電極已獲得了極低等效串聯(lián)電阻產(chǎn)品； 在低等效串聯(lián)電感方面，美國JohansonTechnology公司100pF電容器的等效串聯(lián)電感僅0.2nH； TDK的3216型104pF電容器的等效串聯(lián)電感僅為0.28nH，等效串聯(lián)電阻僅為14m，分別為傳統(tǒng)3216型產(chǎn)品的44%和70%；而3216型2200pf的三端電容器其等效串聯(lián)電感為0.03nH，等效串聯(lián)電阻為32m，僅分別為常規(guī)產(chǎn)品的1/25和1/8。,2）元器件的發(fā)展趨勢（4） 高性能、高精度化,在晶體振蕩器方面，日本精工愛普生公司2003年已設(shè)計出EG-2000聲表面波振蕩器，其周期抖動T值僅3.0ps，峰峰抖動最大周期T值為25ps，工作頻率最高可達400MHz，頻率漂移為10010-6； 在光纖光纜方面，日本住友電工和日本北海道大學(xué)已合作研制成一種低損耗多孔光纖，其在1550nm波長處的損耗低至創(chuàng)記錄的0.82dB/km，較以前的多孔光纖降低了99.67%； 溫度傳感器現(xiàn)一般測溫范圍可達-100+350，重復(fù)性誤差0.1%。半導(dǎo)體氣敏元件的重復(fù)誤差小于2%，響應(yīng)時間小于5秒。,第十五講 電子信息工程的發(fā)展趨勢（二）,主要內(nèi)容 1.前言（已講） 2.電子信息工程概述（已講） 3.電子信息技術(shù)的發(fā)展趨勢（續(xù)） 4.電子信息工程的現(xiàn)代理論 5.電子信息技術(shù)的連鎖效應(yīng),. 3.電子信息技術(shù)的發(fā)展趨勢 3.2集成電路,1）概況世界集成電路市場近年來保持穩(wěn)步增長，據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計組織(WSTS)的數(shù)據(jù)，2007年市場銷售值為2194億美元，比2006年增長4.7%，預(yù)計未來幾年仍保持一位數(shù)的增長態(tài)勢。集成電路市場具有明顯的區(qū)域性，亞太地區(qū)尤其是日本一直是市場增長的重點區(qū)域，目前占世界整體市場份額的最大部分，但其增長速度已經(jīng)趨緩；歐洲保持穩(wěn)步增長；美國市場疲軟，呈現(xiàn)下降的態(tài)勢。從企業(yè)角度上看，世界主要市場被業(yè)內(nèi)巨頭所瓜分，60%以上的市場份額來自于20強企業(yè)，其中世界集成電路兩大巨頭英特爾與三星所占據(jù)的市場份額高達20%。,3.2集成電路,2）技術(shù)水平： （1） 線寬： 集成電路技術(shù)的發(fā)展主線一直體現(xiàn)在設(shè)計線寬的不斷縮小上。2005年，90nm設(shè)計線寬的集成電路產(chǎn)品開始上市，基于90nm/12英寸的生產(chǎn)線正式開始進入批量產(chǎn)階段，集成電路技術(shù)的總體水平自此跨入了全新的納米時代。2006年，在90nm產(chǎn)品逐漸增多的同時，基于65nm技術(shù)的集成電路產(chǎn)品相繼出現(xiàn)。2007年，各類60nm65nm水平的DRAM、FLASH、ASIC、FPGA等電路產(chǎn)品已經(jīng)大批量生產(chǎn)，45nm工藝技術(shù)的成熟程度也在不斷提高，多類產(chǎn)品開發(fā)成功，商品化產(chǎn)品開始進入市場。作為45nm之后的32nm技術(shù)，近期也取得了進展。集成電路專用設(shè)備是實現(xiàn)產(chǎn)品制造的必要保障，其中最具代表性的光刻設(shè)備，近年取得了突破性進展。總之，當(dāng)前集成電路總體技術(shù)水平表現(xiàn)為：65nm技術(shù)已成熟，45nm技術(shù)基本完備，32nm技術(shù)繼續(xù)前行。,3.2集成電路,（2） 集成度： 在納米級集成電路加工技術(shù)的支撐下，集成電路產(chǎn)品正從特大規(guī)模集成電路(ULSI，集成度107109)階段向極大規(guī)模集成電路(GLSI,集成度109以上)階段邁進。CPU作為最具有代表性的集成電路產(chǎn)品目前已經(jīng)進入了多核時代；FLASH是半導(dǎo)體存儲器中發(fā)展最快的一個品種，主流產(chǎn)品為8Gb16Gb，研發(fā)水平達到64Gb；DRAM主流產(chǎn)品為1Gb，研發(fā)水平達到4Gb；ASIC產(chǎn)品發(fā)展速度趨于平緩；可編程器件正在興起；SoC（系統(tǒng)級芯片）產(chǎn)品發(fā)展迅速。,3.2集成電路,3）集成電路產(chǎn)業(yè)鏈概況： 全球集成電路設(shè)計業(yè)和封裝測試業(yè)發(fā)展態(tài)勢良好。在芯片制造領(lǐng)域，全球12英寸生產(chǎn)線不斷增加。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2006年底，全球12英寸生產(chǎn)線約30條，其中我國臺灣共10條，美國約7條，韓國3條，新加坡、日本和歐洲等共計約10條。,3.2集成電路4)我國概況,（1）生產(chǎn)線：我國大陸已投產(chǎn)的12英寸生產(chǎn)線共3條(包括2007年12月新投產(chǎn)的中芯國際上海生產(chǎn)線)，另有2條正在建設(shè)中。 （2）技術(shù)水平： 已初步形成了設(shè)計、芯片制造和封裝測試三業(yè)并舉、較為協(xié)調(diào)的發(fā)展格局，設(shè)計業(yè)和芯片制造業(yè)在產(chǎn)業(yè)中的比重顯著提高，2006年三業(yè)產(chǎn)值所占比例為18.5%32.2%49.3%。 與發(fā)達國家相比，我國集成電路缺乏核心技術(shù)，總體技術(shù)水平與國外還有很大的差距，產(chǎn)業(yè)形態(tài)以代工為主，缺乏自主品牌，產(chǎn)業(yè)規(guī)模小，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)滯后于市場需求，集成電路專用設(shè)備及材料自給率低，集成電路產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成。提高自主創(chuàng)新能力，推進產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)發(fā)展是我國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。,3.電子信息技術(shù)的發(fā)展趨勢3)軟件,（1）概況 2001年以來，世界軟件產(chǎn)業(yè)的年均增長率一直保持在6%左右，呈現(xiàn)平穩(wěn)發(fā)展態(tài)勢。據(jù)EITO（歐洲信息技術(shù)觀察協(xié)會）統(tǒng)計，2006年，世界軟件產(chǎn)業(yè)規(guī)模達7486億美元，比2005年增長6.6%。估計2007年全球軟件產(chǎn)業(yè)規(guī)模達7946億美元，比2006年增長6.1%。其中，美國、歐洲、日本的軟件產(chǎn)業(yè)規(guī)模分別為3301億美元、2831億美元、936億美元，占全球軟件產(chǎn)業(yè)規(guī)模的41.5%、35.6%和11.8% 。占全球軟件總產(chǎn)值的88.9%,3)軟件,（2）特點:獨立性、開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、集成性、可擴展性、服務(wù)性和模塊化等特點。軟件從單一產(chǎn)品競爭轉(zhuǎn)向平臺競爭，各類軟件平臺成為競爭的焦點 （3）分類 微軟公司從桌面開始構(gòu)建Windows平臺 ：正在逐步跨越服務(wù)器、嵌入式領(lǐng)域，并以其桌面環(huán)境為基礎(chǔ)，吸引眾多的獨立軟件開發(fā)商、開發(fā)人員、硬件供應(yīng)商、系統(tǒng)集成商開發(fā)Windows平臺上的應(yīng)用軟件，來滿足社會各領(lǐng)域、各層次的用戶需求。 一方面，軟件的服務(wù)模式發(fā)生根本性的變化，企業(yè)將基于互聯(lián)網(wǎng)向人們提供軟件升級、應(yīng)用等服務(wù)，近幾年流行的軟件即服務(wù)(SaaS)便是軟件服務(wù)化的生動體現(xiàn)；另一方面，軟件的商業(yè)模式會因此而發(fā)生重大變化，目前軟件產(chǎn)品銷售的方式將逐漸被軟件服務(wù)方式所取代。未來，軟件服務(wù)將逐步成為市場競爭的核心。,（3）軟件分類,Linux為代表的開源軟件發(fā)展極為迅速、技術(shù)不斷成熟，市場逐步擴大。開源軟件產(chǎn)品已涉及操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間軟件以及各類應(yīng)用軟件等諸領(lǐng)域，在應(yīng)用中與各類商業(yè)軟件融合。開源軟件應(yīng)用也正從網(wǎng)絡(luò)邊緣應(yīng)用向核心商用邁進，充分顯示開源軟件正在逐步成熟，發(fā)展前景十分樂觀。 特點:運算功能強大，使用于大型運算；融合了DOS系統(tǒng)的優(yōu)點；權(quán)限等級劃分層次嚴格；病毒 少，安全性能好； 軟件外包是軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的領(lǐng)域之一 ：即軟件設(shè)計承包給外單位或個人。 外包業(yè)務(wù)范圍從客戶服務(wù)中心、數(shù)據(jù)處理、遠程技術(shù)維護等企業(yè)非核心業(yè)務(wù)逐漸向高端的業(yè)務(wù)流程外包(BPO)、商業(yè)系統(tǒng)咨詢、結(jié)構(gòu)設(shè)計及商務(wù)運營等領(lǐng)域拓展，外包服務(wù)模式也向在岸開發(fā)、離岸開發(fā)模式和在岸、離岸結(jié)合等多樣化發(fā)展。據(jù)預(yù)測，到2010年，軟件外包總值將達到8000億美元10000億美元。,3.電子信息技術(shù)的發(fā)展趨勢5）新型平板顯示,（1）概況 新型平板顯示市場正處于高速發(fā)展時期，年增長速度保持20%以上，據(jù)市場調(diào)研公司DisplaySreach預(yù)測，到2007年底全球平板顯示產(chǎn)值將突破1000億美元。薄膜式液晶顯示(TFT-LCD)和等離子顯示已成為目前平板顯示主流產(chǎn)品，2006年TFT-LCD約占平板顯示75%的市場份額，等離子顯示約占20%，預(yù)計今后幾年兩者仍將占據(jù)平板顯示市場絕大部分份額。 縱觀世界平板顯示產(chǎn)業(yè)格局，TFT-LCD產(chǎn)業(yè)主要集中在日本、韓國和我國的臺灣地區(qū)，等離子顯示屏的生產(chǎn)線主要集中于日本和韓國。，臺灣已經(jīng)成為世界上液晶面板產(chǎn)能最大的地區(qū),4）新型平板顯示,（2）我國概況：我國平板顯示產(chǎn)業(yè)面臨著嚴峻形勢，主要基地在福建省 2008年福建平板顯示產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值超過600億元，已經(jīng)成為中國重要的平板顯示產(chǎn)業(yè)基地。近年來，在全球平板顯示產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的浪潮中，福建光電顯示企業(yè)加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐，順利完成了由CRT向LCD轉(zhuǎn)型，目前全省共有平板顯示企業(yè)及關(guān)聯(lián)企業(yè)100多家。福建省已初步形成平板顯示產(chǎn)業(yè)鏈條。據(jù)介紹，福建平板顯示產(chǎn)業(yè)下游集聚了一批國際知名的終端廠商，包括冠捷(捷聯(lián))、日立數(shù)字映像、廈華等。其中冠捷(捷聯(lián))顯示器產(chǎn)品市場占有率位居全球第一，日立的等離子電視在中國等離子電視銷售市場排名第一。此外，還集聚了臺灣友達、華冠科技等一批液晶模組企業(yè)、輔訊光電等 我國平板顯示企業(yè)還有京東方、上廣電、江蘇龍騰以及在2007年4月28日開始動工興建等離子屏生產(chǎn)線的四川長虹。 市場對平板顯示產(chǎn)品的需求持續(xù)增長，據(jù)國務(wù)院發(fā)展研究中心統(tǒng)計，2007年前3季度，已經(jīng)實現(xiàn)平板電視銷售542萬臺(其中液晶電視492萬臺，等離子電視50萬臺)，全年消費需求有望接近800萬臺。到2007年底，中國城市居民家庭平板電視保有量有望達到1500萬臺，從而實現(xiàn)10%的城鎮(zhèn)居民家庭擁有率，中國平板電視將步入普及消費階段。,3.電子信息技術(shù)的發(fā)展趨勢5）太陽能光伏,（1）定義：光伏發(fā)電是利用太陽能級半導(dǎo)體電子器件有效地吸收太陽光輻射能，并使之轉(zhuǎn)變成電能的直接發(fā)電方式，是當(dāng)今主流的太陽能發(fā)電方式。 （2）概況：最近10年太陽能光伏產(chǎn)業(yè)仍保持了25%40%的高速年均增長率。2005年以前，世界光伏發(fā)電主要集中在發(fā)達國家，特別是日本、德國(占歐盟總量八成)和美國3個經(jīng)濟強國，約占世界光伏發(fā)電市場的80%。 自2005年以來，中國的光伏發(fā)電市場迅速增長，2006年光伏電池產(chǎn)能達到1200MW，產(chǎn)量達450MW，比2005年增長280%；光伏組件產(chǎn)量達到800MW，產(chǎn)能則達到2000MW。目前，中國已成為僅次于日本和德國的第三大光伏電池生產(chǎn)國。2006年，世界太陽能電池產(chǎn)量為1818MW，而排名前10位的廠商產(chǎn)量為1667MW。前10大廠商除一家英國廠商外，全部是日、德、中三國廠商，其中日本夏普2006年光伏電池產(chǎn)量達434MW，已經(jīng)連續(xù)7年位居第1位。我國的尚德電力已從2005年的第6躍居到第4位，預(yù)計到2007年將上升到第2位，尚德電力已成為世界知名的光伏品牌。,5）太陽能光伏,（3）技術(shù)難點： 效率低。 單晶硅太陽能電池的實驗室效率已經(jīng)提高至24.7%，多晶硅電池的實驗室效率也達到了20.3%，非晶硅薄膜電池實驗室效率達到了13%。其他新型電池，如多晶硅薄膜電池、染料敏化電池、有機電池等不斷取得進展。先進技術(shù)不斷向產(chǎn)業(yè)注入，使商業(yè)化電池技術(shù)不斷得到提升。目前市場上商業(yè)化電池份額為晶體硅電池占90%以上，非晶硅電池占9%，其他類型電池占1%。商業(yè)化晶體硅電池的效率達到14%20%(其中單晶硅電池為16%20%，多晶硅電池為14%16%)。 生產(chǎn)規(guī)模?。禾柲茈姵貑螐S生產(chǎn)規(guī)模已經(jīng)從20世紀90年代的5MWp30MWp/年，增長到現(xiàn)在的50MWp500MWp/年。生產(chǎn)工藝不斷簡化，自動化程度不斷提高，出現(xiàn)了多家年產(chǎn)量超過100MW的大型企業(yè)。,5）太陽能光伏,（4）我國概況 我國在產(chǎn)業(yè)鏈的前端與國外先進水平相比仍差距較大，晶體硅的生產(chǎn)僅處于百噸級水平，離最小經(jīng)濟規(guī)模 千噸級水平尚有較大差距；國內(nèi)生產(chǎn)線工藝設(shè)備落后，物料和電力消耗過大，與國際水平相比，能耗高出一倍以上，缺乏競爭力；硅片制造所需的加工設(shè)備也主要依賴進口。這導(dǎo)致我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)是典型的兩頭在外的產(chǎn)業(yè)，即技術(shù)和原材料、銷售和市場在國外，加工制造在國內(nèi)。要實現(xiàn)我國光伏產(chǎn)業(yè)由大到強的轉(zhuǎn)變，必須加強產(chǎn)業(yè)鏈前端部分，突破材料制造和加工設(shè)備這兩大制約我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。,3.電子信息技術(shù)的發(fā)展趨勢6）音視頻 技術(shù),（1）含義：聲音和圖像信號的產(chǎn)生、處理和播放等方面的技術(shù)； （2）概況：音視頻領(lǐng)域是信息產(chǎn)業(yè)最為活躍的領(lǐng)域之一 。世界電子數(shù)據(jù)年鑒2007數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計2007年消費電子產(chǎn)品年銷售額為1488億美元，同比增長3.1%，美國、日本和中國是世界前三大電子消費品市場。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展整體情況來看，平板電視、便攜式播放器和DVD播放器等產(chǎn)品仍是音視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動力，其增長速度高于其他門類。從產(chǎn)業(yè)競爭格局來看，日本保持著音視頻產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先地位；美國在新型數(shù)字音視頻產(chǎn)品領(lǐng)域的地位強勁；中國依然是世界最大的消費電子產(chǎn)品生產(chǎn)國，對產(chǎn)業(yè)格局發(fā)展起著越來越重要的作用。,6）音視頻 技術(shù),（3）技術(shù)發(fā)展趨勢：向數(shù)字化、高清化和融合化發(fā)展，并且標(biāo)準(zhǔn)與專利競爭非常激烈。 世界部分國家已經(jīng)停播模擬電視，數(shù)字電視時代開始全面到來。高清化是音視頻領(lǐng)域不斷追求的目標(biāo)，目前，世界許多國家已經(jīng)開展了高清廣播，高清電視機、高清DVD等終端產(chǎn)品發(fā)展非常迅速。美、日、歐等國家和地區(qū)都積極發(fā)展移動電視（手機接受），如美國加快移動電視標(biāo)準(zhǔn)化進程，2007年宣布開發(fā)新的移動電視標(biāo)準(zhǔn)ATSC-M/H技術(shù)規(guī)格。,3.電子信息技術(shù)的發(fā)展趨勢7）移動電話,（1）概況：隨著移動通信的快速發(fā)展，移動電話已發(fā)展成為一個年產(chǎn)值超過1000億美元的重點電子產(chǎn)品。市場調(diào)研機構(gòu)IDC的調(diào)查顯示，2007年，全球移動電話銷售11億部，比2006年的10.19億部增長7.95%。預(yù)計20072010年，年均增長速度為6.25%，印度、中國等發(fā)展中國家將是主要增長區(qū)域，智能移動電話將是市場競爭的焦點，移動互聯(lián)網(wǎng)將成為重要應(yīng)用，移動電話正逐步從一個簡單的語音通信工具，變成一種普及的移動信息收集和處理平臺。,7）移動電話,（2）技術(shù)概況： 如同PC中的中心處理器(CPU)和操作系統(tǒng)(OS)一樣，移動電話中的芯片(數(shù)字基帶芯片、模擬基帶芯片、應(yīng)用處理器、射頻芯片、電源管理芯片等)和軟件(系統(tǒng)控制軟件、操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件等)是其核心價值所在。 系統(tǒng)級芯片(System-on-a-chip，SoC)具有集成度高、系統(tǒng)性能優(yōu)異、價格低及功耗小等優(yōu)點，已成為芯片的重要趨勢。目前部分廠商已經(jīng)能把數(shù)字基帶、模擬、多媒體應(yīng)用硬件加速器(音/視頻的錄/播)和高性能應(yīng)用處理器設(shè)計成一個SoC。使用SoC芯片，制造一部移動電話所需的元器件從原來的150到200個左右減少到50個左右。價格便宜、外形尺寸小的單芯片移動電話已經(jīng)上市。 2G移動電話芯片技術(shù)基本成熟，市場上有多種成熟的系統(tǒng)方案可供選擇 。 3G移動電話芯片技術(shù)趨于成熟,7）移動電話（3）智能移動電話,已初步形成Symbian、WindowsMobile、Linux“三足鼎立”的局面。未來智能移動電話操作系統(tǒng)將如今天的Windows在PC中的地位一樣重要。智能移動電話操作系統(tǒng)與開發(fā)、管理工具及各種應(yīng)用軟件等形成平臺。平臺廠商將采取開放的策略，降低授權(quán)費用，甚至開源來吸引軟硬件廠商加入。 移動電話的終端-手機，是典型的嵌入式技術(shù)應(yīng)用實例 。目前移動電話的應(yīng)用重心仍然在語音通信，盡管可以使用互聯(lián)網(wǎng)，但費用高昂。隨著3G進程加快、更低成本無線寬帶接入的成熟，移動電話即將成為移動應(yīng)用平臺，有望成為與PC、互聯(lián)網(wǎng)同等效應(yīng)的里程碑式應(yīng)用。 。,3.電子信息技術(shù)的發(fā)展趨勢8）計算機技術(shù)及應(yīng)用,（1）概況：近年來，世界計算機產(chǎn)業(yè)進入平穩(wěn)增長期，產(chǎn)業(yè)規(guī)模穩(wěn)步擴大，市場逐漸成熟。據(jù)IDC統(tǒng)計，2006年世界主要計算機產(chǎn)品(包括臺式機、筆記本、X86服務(wù)器)的銷量為2.354億臺(同比增長10.1%)，預(yù)計2007年為2.698億臺(同比增長14.6%)。世界計算機產(chǎn)業(yè)在未來5年中將延續(xù)平穩(wěn)增長的態(tài)勢，年復(fù)合增長率將維持在10%左右。 在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面：在整機產(chǎn)品中，筆記本市場規(guī)模擴大的速度要遠遠高于其他主要的計算機產(chǎn)品。生產(chǎn)規(guī)模的擴大和零部件的降價，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展以及移動平臺技術(shù)對筆記本的性能、重量、外觀的改善，使得全球筆記本銷量在過去的5年內(nèi)保持了30%以上的高復(fù)合增長率。在外設(shè)產(chǎn)品中，PC類產(chǎn)品和DVR、STB等消費電子產(chǎn)品銷量增長對硬盤產(chǎn)品產(chǎn)生了強勁需求。據(jù)iSuppli預(yù)測，2007年各種類型硬盤總銷量預(yù)計達5.1億臺，同比增長18%。,DVR 和STB說明,（1）DVR：即是Digital Video Recorder(也叫: Personal video recorder 即PVR)數(shù)字視頻錄像機或數(shù)字硬盤錄像機,我們習(xí)慣上稱為硬盤錄像機。 它是一套進行圖像存儲處理的計算機系統(tǒng),具有對圖像/語音進行長時間錄像。 (2) STB( Set Top Box ) 機頂盒 STB(英文名全稱是Set Top Box，簡稱STB) 機頂盒STB是指用來增強或擴展電視機功能的一種信息設(shè)備，由于人們通常將它放在電視機的上面，所以又被稱為機頂盒或頂置盒。可接收衛(wèi)星廣播和通過電纜傳遞過來的節(jié)目，并可提供附加服務(wù)，如在Internet上選擇想看的電影，享受衛(wèi)星的VOD（按需點播）服務(wù)，還能進行家庭銀行等電子商務(wù)交易。,8）計算機技術(shù)及應(yīng)用,(2)產(chǎn)業(yè)競爭概況：產(chǎn)業(yè)重組加速，形成寡頭壟斷的競爭態(tài)勢。2007年，惠普、戴爾、聯(lián)想、宏和東芝5個廠商占據(jù)了主要計算機產(chǎn)品市場規(guī)模的55.5%。競爭的激烈也加劇了計算機企業(yè)轉(zhuǎn)型的步伐：IBM將PC業(yè)務(wù)出售給聯(lián)想，完成了從硬件制造商向信息技術(shù)服務(wù)公司的轉(zhuǎn)型；惠普正逐漸將研發(fā)投資和收購并購活動，從傳統(tǒng)的硬件領(lǐng)域轉(zhuǎn)移到軟件和服務(wù)領(lǐng)域；PC的同質(zhì)化、低利潤促使蘋果向消費類電子領(lǐng)域轉(zhuǎn)型，聯(lián)想也將消費類電子產(chǎn)品作為新的利潤增長點。,8）計算機技術(shù)及應(yīng)用,（3）技術(shù)發(fā)展趨勢：計算機技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展重心從“高性能”進階到“高效能”，從“以性能為導(dǎo)向”過渡到“以應(yīng)用為導(dǎo)向”。 處理器技術(shù)的研發(fā)重點從過去注重主頻的提高轉(zhuǎn)向注重效能的多核并行計算模式，移動端、桌面端和服務(wù)器端處理器已經(jīng)全面進入雙核時代，四核處理器主要應(yīng)用于高端。 刀片服務(wù)器的快速發(fā)展是服務(wù)器產(chǎn)品追求更高效能的集中體現(xiàn)，相對于最初一味追求高計算密度，目前的刀片服務(wù)器更加強調(diào)整體綜合性能。刀片服務(wù)器技術(shù)已經(jīng)進入成熟期。,8）計算機技術(shù)及應(yīng)用,刀片服務(wù)器： 所謂刀片服務(wù)器(準(zhǔn)確的說應(yīng)叫做刀片式服務(wù)器)是指在標(biāo)準(zhǔn)高度的機架式機箱內(nèi)可插裝多個卡式的服務(wù)器單元，實現(xiàn)高可用和高密度。每一塊“刀片”實際上就是一塊系統(tǒng)主板。它們可以通過“板載”硬盤啟動自己的操作系統(tǒng)，如Windows NT/2000、Linux等，類似于一個個獨立的服務(wù)器，在這種模式下，每一塊母板運行自己的系統(tǒng)，服務(wù)于指定的不同用戶群，相互之間沒有關(guān)聯(lián)。不過，管理員可以使用系統(tǒng)軟件將這些母板集合成一個服務(wù)器集群。在集群模式下，所有的母板可以連接起來提供高速的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并同時共享資源，為相同的用戶群服務(wù)。,4.電子信息工程的現(xiàn)代理論,1）智能控制 3）測控理論 4）波譜理論 5）其他,1）智能控制,（1）神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Artificial Neural Networks, ANN），一種模仿動物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)行為特征，進行分布式并行信息處理的算法數(shù)學(xué)模型。這種網(wǎng)絡(luò)依靠系統(tǒng)的復(fù)雜程度，通過調(diào)整內(nèi)部大量節(jié)點之間相互連接的關(guān)系，從而達到智能處理信息的目的。神經(jīng)專家系統(tǒng)、模式識別、智能控制、組合優(yōu)化、預(yù)測等領(lǐng)域得到成功應(yīng)用。 （2）特征識別理論：包括人類、動物、植物和礦物等的識別。例如人類身份的識別，常用的方法：指紋，虹膜，聲紋等。在上述信號轉(zhuǎn)換為電信號后，常用小波理論結(jié)合其他融合算法，抽出特征值，而確定人體的身份。,1）智能控制,(3)共性提取理論：提取人類或其他事物的特征的方法。 如計算機的語音輸入，方言判斷，親子鑒定等 (4)自學(xué)習(xí)、自判斷理論:應(yīng)用計算機和軟件相結(jié)合，課實現(xiàn)自學(xué)和經(jīng)驗積累；也可以實現(xiàn)邏輯判斷，此外在公式推導(dǎo)方面也去得了長足的發(fā)展。 （5)模糊控制理論：是建立在模糊數(shù)學(xué)和計算機基礎(chǔ)上而形成的一種理論。模糊控制理論是高于精確控制的高級控制理論。例如人類的模糊識別：識人，碰指，撓癢等等。應(yīng)用放生學(xué)而轉(zhuǎn)換為機器人的相應(yīng)功能。 （6）自適應(yīng)控制理論：這是美國學(xué)者穩(wěn)宙在1974年提出的一種控制理論，其基本思路是：觀察，推論和控制的循環(huán)執(zhí)行。即它能修正自己的特性以適應(yīng)對象和擾動的動態(tài)特性的變化的控制理論。自適應(yīng)控制的研究對象是具有一定程度不確定性的系統(tǒng)，這里所謂的“不確定性”是指描述被控對象及其環(huán)境的數(shù)學(xué)模型不是完全確定的，其中包含一些未知因素和隨機因素。,2）信號處理,（1）自適應(yīng)信號處理：是自適應(yīng)理論在信號處理方面的應(yīng)用。包括確定性信號與隨機過程(平穩(wěn)與非平穩(wěn)信號)檢測理論，不用訓(xùn)練序列的本身自適應(yīng)的盲信號處理理論，從一維到多維、線性到非線性、經(jīng)典自適應(yīng)到神經(jīng)智能自適應(yīng)等近代信號處理。它將信息論、時間序列分析、系統(tǒng)辨識、譜估計理論、高階譜理論、優(yōu)化理論、進化計算，以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論等學(xué)科知識綜合而成一體。常用的算法是LMS算法。（補理論與實踐的差異與修正）。 （2）自適應(yīng)濾波：是自適應(yīng)理論在信號濾波方面的應(yīng)用。,2）信號處理,（3）小波理論：小波理論的概念是由法國從事石油信號處理的工程師J.Morlet在1974年首先提出的 ，通過物理的直觀和信號處理的實際需要，由經(jīng)驗的建立了反演公式。其主要應(yīng)用有： a)小波分析用於信號與影像壓縮，是小波分析應(yīng)用的一個重要方面。它的特點是壓縮比高，壓縮速度快，壓縮后能保持信號與影像的特征不變，且在傳遞中可以抗干擾?；缎〔ǚ治龅膲嚎s方法很多，比較成功的有小波包最好基方法，小波網(wǎng)域紋理模型方法，小波變換零樹壓縮，小波變換向量壓縮等。 b)小波在信號分析中的應(yīng)用也十分廣泛。它可以用於邊界的處理與濾波、時頻分析、信噪分離與提取弱信號、求分形指數(shù)、信號的識別與診斷以及多尺度邊緣偵測等。 c)在工程技術(shù)等方面的應(yīng)用。包括電腦視覺、電腦圖形學(xué)、曲線設(shè)計、湍流、遠端宇宙的研究與生物醫(yī)學(xué)方面。,2）信號處理,（4）時頻分析（JTFA）：即時頻聯(lián)合域分析（Joint Time-Frequency Analysis）的簡稱，作為分析時變非平穩(wěn)信號的有力工具，成為現(xiàn)代信號處理研究的一個熱點，它作為一種新興的信號處理方法，近年來受到越來越多的重視。時頻分析方法提供了時間域與頻率域的聯(lián)合分布信息，清楚地描述了信號頻率隨時間變化的關(guān)系。 時頻分析的基本思想是：設(shè)計時間和頻率的聯(lián)合函數(shù)，用以同時描述信號在不同時間和頻率的能量密度或強度。時間和頻率的這種聯(lián)合函數(shù)簡稱為時頻分布。利用時頻分布來分析信號，能在每一時間指示出信號在瞬時頻率串附近的能量聚集情況，并且能夠進行時頻濾波和時變信號綜合。,4.電子信息工程的現(xiàn)代理論,3）測控理論 （1）GPS定位精度：即無線電衛(wèi)星定位系統(tǒng)。麻省理工學(xué)院研究人員稱，探索“量子奧秘”將極大的提高雷達，聲納，GPS和其他目標(biāo)定位系統(tǒng)的精度。雷達，聲納，激光雷達，GPS都是用時鐘同步法確定目標(biāo)的空間位置和時間的，也就是說，這些技術(shù)通過定時定點定向發(fā)射電波，聲波或光波，然后確定脈沖返回參考點的時間，以此達到定位的目的，目標(biāo)定位精度取決于脈沖到達時間的精度。而通過研究量子奧秘，原理上可以極大的提高脈沖定時精度 。 （2）執(zhí)導(dǎo)理論：測量目標(biāo)的位置并控制導(dǎo)彈，衛(wèi)星和飛行物按照所需要的軌跡運動的測控理論。,4.電子信息工程的現(xiàn)代理論,4）波譜理論： （1）概述：電磁波包括的范圍很廣。實驗證明，無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線都是電磁波。它們的區(qū)別僅在于頻率或波長有很大差別。光波的頻率比無線電波的頻率要高很多，光波的波長比無線電波的波長短很多；而X射線和射線的頻率則更高，波長則更短。為了對各種電磁波有個全面的了解，人們按照波長或頻率的順序把這些電磁波排列起來，這就是電磁波譜。,4）波譜理論：,（2）波譜劃分原則 （a）不同的電磁波產(chǎn)生的機理和產(chǎn)生方式不同 （b）在電磁波譜中各種電磁波段的特性不同， 如波長較長的無線電波很容易表現(xiàn)出干涉、衍射等現(xiàn)象，但對波長越來越短的可見光、紫外線、倫琴射線、r射線要觀察到它們的干涉衍射現(xiàn)象就越來越困難。但是從電磁波譜中看到各種電磁波的范圍已經(jīng)銜接起來，并且發(fā)生了交錯，因此它們本質(zhì)上相同，服從共同的規(guī)律：即麥克斯韋爾方程。,4.電子信息工程的現(xiàn)代理論,5）其他： （1）如仿真理論：個體仿真和系統(tǒng)仿真 （2）匹配理論：即最佳配合理論。如共軛匹配，阻抗匹配，M匹配等。 （3）拓撲理論：是將數(shù)學(xué)的拓撲學(xué)和電路理論相結(jié)合，并用于分析電路規(guī)律的理論。 （4）估值優(yōu)化理論：是建立目標(biāo)函數(shù)和約束條件，處理系統(tǒng)優(yōu)化的理論.如通信網(wǎng)路優(yōu)化，控制系統(tǒng)優(yōu)化，產(chǎn)品壽命優(yōu)化，可靠性優(yōu)化。 （5）在線檢測理論 等等，上述電子信息方面的理論僅是現(xiàn)代理論的一部分，可以說是掛一漏萬,5.電子信息技術(shù)的連鎖效應(yīng),1）專家系統(tǒng)：醫(yī)療專家系統(tǒng)，橋梁設(shè)計專家系統(tǒng)，遠程醫(yī)療 2）活體的保存 3）電控發(fā)酵：沼氣池、酒、醋、酸奶、面粉等的發(fā)酵傳統(tǒng)的人工操作效率低下。而電控發(fā)酵自動測控裝置，可以完全替代傳統(tǒng)的人工操作，能自動測量液位和溫度、自動控溫、自動噴淋、定時攪拌，并能自動協(xié)調(diào)以上各功能正常轉(zhuǎn)換連續(xù)工作，并且運行穩(wěn)定，操作簡單，極大的提高工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。,5.電子信息技術(shù)的連鎖效應(yīng),4）土壤輻射輪作制：土壤輻射輪作制：國外人均占有土地面積大,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)采用輪作制,土壤有休養(yǎng)生息的機會。我們國家則相反，人口多土地少，土地復(fù)耕系數(shù)大，不能采用輪作制。隨著電子技術(shù)的發(fā)展人們設(shè)想采用電磁波輻射技術(shù),在耕地的同時對土壤進行輻射，效果與傳統(tǒng)的輪作制相同，甚至更好。 5）電子鎖具：用電子信息技術(shù)嫁接改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)促進鎖具行業(yè)快速發(fā)展，如中國鎖具發(fā)展中心煙臺三環(huán)鎖業(yè)集團有限公 司。輕工業(yè)、手工業(yè) 五金制品工業(yè) 五金制品 日用五金制品 小五金 鎖具 6）電子商務(wù) 7）電子政務(wù)： 8）文化產(chǎn)品、游戲和考古。,小結(jié)題（期終考核）,1、淺議電子信息技術(shù)的發(fā)展趨勢 2、淺議智能控制理論 3、淺議信號處理理論 4、淺議學(xué)習(xí)電子信息的一門主干課 5、學(xué)習(xí)電子信息導(dǎo)論的心得、體會、建議和意見 6、其他自選題（必須與電子信息導(dǎo)論有關(guān)）,謝謝 再見,