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航空電子技術(shù)論文范文第1篇

關(guān)鍵詞：綜合航空電子系統(tǒng) 救援直升機(jī) 引導(dǎo)

中圖分類號(hào)：V275 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）02（c）-0030-01

1 救援直升機(jī)概述

當(dāng)前所謂的救援直升機(jī)，主要是指將原有的直升機(jī)進(jìn)行改裝。救援直升機(jī)將普通的直升機(jī)改造成適應(yīng)于各種惡劣條件，同時(shí)還增加了新的設(shè)備。這些新的設(shè)備主要包括新型的無線電導(dǎo)航以及氣象雷達(dá)等。救援直升機(jī)還有一個(gè)很明顯的特點(diǎn)，就是便于救生擔(dān)架的進(jìn)入和抬出。

在自然災(zāi)害發(fā)生之后，航空救援是最重要同時(shí)也是最快捷的災(zāi)后救援方法。這是因?yàn)楹娇站仍軌蚝雎缘乩憝h(huán)境等因素的影響，最快速地到達(dá)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)。因此，航空救援具有救援速度快等特點(diǎn)。在航空救援中，救援直升機(jī)是很重要的一種手段。全世界的航空救援做的最好的當(dāng)屬美國(guó)和俄羅斯，以及瑞典和澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家。他們形成了相對(duì)完善的救援體系：具有救援速度快，完成多種救援任務(wù)，不受復(fù)雜地理環(huán)境的制約等特點(diǎn)[1]。

我國(guó)自然災(zāi)害頻發(fā)，因自然災(zāi)害帶來的損失十分巨大。我國(guó)社會(huì)安全、事故災(zāi)難等也頻繁發(fā)生。這些事件具有地域上的離散型，在空間上也是離散分布的。這就使得救援工作的難度很大，因此如何能夠快速、準(zhǔn)確、高效率地對(duì)災(zāi)害等事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行救援已經(jīng)成為了一個(gè)非常重要的課題。救援直升機(jī)就是十分普遍有效的救援應(yīng)急手段。

2 綜合航空電子系統(tǒng)

2.1 航空電子系統(tǒng)概述

航空電子系統(tǒng)是航空飛機(jī)信息獲取能力的基礎(chǔ)，能夠減輕駕駛員的負(fù)擔(dān)，幫助駕駛員做出決策，同時(shí)還能夠降低飛機(jī)的成本[2]。綜合航空電子技術(shù)是救援直升機(jī)的性能關(guān)鍵所在。

2.2 航空電子系統(tǒng)工作要求

在惡劣環(huán)境下執(zhí)行救援任務(wù)，對(duì)直升機(jī)航空電子系統(tǒng)提出了一系列苛刻的工作要求。

第一，航空電子設(shè)備必須能僅由一個(gè)駕駛員來管理，因?yàn)榱硪粋€(gè)駕駛員經(jīng)常進(jìn)行其他的救援工作。因此單個(gè)駕駛員工作是很實(shí)際的。這一事實(shí)要求雙駕駛員飛機(jī)中的任何一個(gè)駕駛員均能控制所有的系統(tǒng)功能。除了駕駛工作負(fù)擔(dān)要小這個(gè)明顯的要求之外，系統(tǒng)必須對(duì)故障有一個(gè)柔性響應(yīng)，從而使駕駛員在機(jī)動(dòng)飛行的任何時(shí)刻采取局部手動(dòng)控制。這一要求強(qiáng)調(diào)飛行顯示器的重要性。

第二，系統(tǒng)必須是安全的，單個(gè)故障不會(huì)引起災(zāi)難性的后果。而且，任何故障或各種限度要使駕駛員十分清楚。這一，駕駛員可以重新配置系統(tǒng)，并把有害影響減到最小程度。

第三，即使是在有故障的情況下，系統(tǒng)也應(yīng)該能夠繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)并且保持較高的任務(wù)成功率。

第四，系統(tǒng)會(huì)受到嚴(yán)格的尺寸和重量的限制。這些限制最主要的原因是救援直升機(jī)的任務(wù)是救援災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)。救援過程中向前和向下的座艙角度是非常重要的[3]。

克洛威爾――柯林斯公司基于救援直升機(jī)的航空電子系統(tǒng)的工作要求以及任務(wù)，逐步發(fā)展了滿足上述要求的系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)概念能夠使得救援直升機(jī)的原圖搜索、救援的能力得到提高。為了滿足這些系統(tǒng)要求，現(xiàn)存的每個(gè)不足都應(yīng)該得到充分考慮。

3 救援任務(wù)中的引導(dǎo)和控制

飛行引導(dǎo)和控制系統(tǒng)僅僅包括了整個(gè)航空電子綜合系統(tǒng)的一部分。航空電子系統(tǒng)的其他部分是飛行管理系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)。飛行引導(dǎo)和控制系統(tǒng)與這些系統(tǒng)共用許多公用部件，從而簡(jiǎn)易管理性，減少硬件。飛行管理系統(tǒng)的控制顯示單元（KDU），任務(wù)計(jì)算機(jī)（FMS）以及各種傳感器系統(tǒng)都有多種用途。

駕駛的易管理性是最最重要的。廣泛的環(huán)境工程研究結(jié)果和救援工作分析已經(jīng)用在顯示格式、控制算法、狀態(tài)反饋和駕駛員輸入的實(shí)現(xiàn)中，從而保證駕駛員是受系統(tǒng)的支援而不是被系統(tǒng)所征服。

4 如何提高綜合航空電子系統(tǒng)

今年來我國(guó)的航空電子系統(tǒng)發(fā)展很快，但是仍然存在可以進(jìn)步的地方。我國(guó)航空電子系統(tǒng)各子系統(tǒng)的研制生產(chǎn)分散，各類傳感器、平視顯示器等并不是由同一個(gè)單位部門生產(chǎn)研制的。為了提高我國(guó)航空電子技術(shù)的水平，縮小與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的差距，就需要各單位打破行業(yè)界限，實(shí)現(xiàn)資源、技術(shù)共享，在行業(yè)內(nèi)部進(jìn)行強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，共同開發(fā)關(guān)鍵設(shè)備，使航空電子系統(tǒng)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)模塊化、通用化[4]。

5 結(jié)語(yǔ)

為了使直升機(jī)能夠適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境，能夠在各種環(huán)境下進(jìn)行救援，就不能單單只靠先進(jìn)的顯示器和傳感器。將這些航空電子系統(tǒng)相互補(bǔ)充，才能充分發(fā)揮它們的作用。我國(guó)的綜合航空電子系統(tǒng)發(fā)展開始于20世紀(jì)80年代中期，對(duì)于救援直升機(jī)的引導(dǎo)和控制航空電子系統(tǒng)，仍需要投入資金和精力進(jìn)行研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳德煌.F-22戰(zhàn)斗機(jī)的綜合航空電子系統(tǒng)[J].電光與控制，2003，10（1）：50-53.

[2] 徐盛，李家云.我國(guó)海上救援直升機(jī)現(xiàn)狀和分析[J].直升機(jī)技術(shù)，2010，161（1）：68-71.

航空電子技術(shù)論文范文第2篇

關(guān)鍵詞：電氣工程；應(yīng)用型人才；課程體系；實(shí)踐教學(xué)

作者簡(jiǎn)介：黃文力（1974-），男，河南孟州人，鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，副教授；何琳琳（1972-），女，河南鄭州人，鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，副教授。（河南 鄭州 450015）

基金項(xiàng)目：本文系河南省教育廳科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2010B470010）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）08-0005-03

近年來，由于隸屬機(jī)制由原中國(guó)航空工業(yè)總公司轉(zhuǎn)變?yōu)橹醒肱c地方共建、日常管理以河南省為主，同時(shí)學(xué)生的就業(yè)形勢(shì)也由定向培養(yǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向選擇、自主擇業(yè)，因此為適應(yīng)新形勢(shì)發(fā)展要求，鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院改變過去單一管理類的專業(yè)設(shè)置，調(diào)整設(shè)立了“管工結(jié)合、文理并重、管理學(xué)科優(yōu)勢(shì)明顯、多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展”的辦學(xué)方針，大力發(fā)展工科專業(yè)。于2001年籌建了電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，其后根據(jù)河南省區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特點(diǎn)，對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)進(jìn)一步細(xì)分，于2008年新設(shè)置了自動(dòng)化專業(yè)，從而引起了對(duì)電氣專業(yè)原有的專業(yè)特色、人才定位、課程設(shè)置等一系列新的思考。本文主要介紹鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)，討論相應(yīng)課程體系的建設(shè)，及突出實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)本專業(yè)工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

一、應(yīng)用型人才培養(yǎng)的定位

1.電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的特點(diǎn)

電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)是1998年教育部在高等學(xué)校專業(yè)目錄調(diào)整時(shí)，把原來的“電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化”、“電機(jī)電器及其控制”、“高電壓與絕緣技術(shù)”及“電氣技術(shù)”四個(gè)強(qiáng)電類專業(yè)合并而成的專業(yè)，是新專業(yè)目錄中合并調(diào)整原有專業(yè)最多的新專業(yè)之一。[1]新專業(yè)的建設(shè)遵循“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”的原則，改變了過去專業(yè)設(shè)置過多、過細(xì)的做法，強(qiáng)調(diào)本科階段對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，具有強(qiáng)電與弱電、電工技術(shù)與電子技術(shù)、軟件與硬件、元件與系統(tǒng)相結(jié)合的特點(diǎn)。由上述的發(fā)展可以看出，電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)應(yīng)該是一個(gè)以強(qiáng)電為主、強(qiáng)弱電相結(jié)合的專業(yè)，應(yīng)該體現(xiàn)以“強(qiáng)電為體、弱電為用”的理念，培養(yǎng)的學(xué)生既要懂強(qiáng)電又要懂弱電，既搞硬件也搞軟件，既掌握電氣技術(shù)的專業(yè)知識(shí)，亦了解計(jì)算機(jī)與電子技術(shù)的應(yīng)用。[2]

鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是：培養(yǎng)德智體全面發(fā)展的，適應(yīng)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)需要的，具有良好的文化科學(xué)素質(zhì)及電氣工程專業(yè)知識(shí)和應(yīng)用能力的，能夠從事與電氣工程有關(guān)的系統(tǒng)運(yùn)行、自動(dòng)控制、電力電子技術(shù)、信息處理、試驗(yàn)分析、研究開發(fā)、經(jīng)濟(jì)管理以及電子與計(jì)算機(jī)應(yīng)用等領(lǐng)域工作的寬口徑、創(chuàng)新型、復(fù)合型高級(jí)工程技術(shù)人才。該專業(yè)的學(xué)生由于受到電工、電子、信息控制及計(jì)算機(jī)等技術(shù)的基礎(chǔ)訓(xùn)練，既具有電氣工程方面的專業(yè)知識(shí)，又具有自動(dòng)化與計(jì)算機(jī)方面的基礎(chǔ)知識(shí)，使其在今后的就業(yè)中具有較大的優(yōu)勢(shì)。

2.電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)面臨的發(fā)展機(jī)遇

我國(guó)電力工業(yè)經(jīng)過多年的快速發(fā)展，現(xiàn)今無論是發(fā)電裝機(jī)總量還是年發(fā)電量在世界上均居第二位，僅次于美國(guó)，但人均裝機(jī)量與人均年發(fā)電量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后，仍有很大的發(fā)展空間。電力工業(yè)的“十一五”發(fā)展規(guī)劃提出了特高壓的發(fā)展戰(zhàn)略，并且提出構(gòu)建智能型堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)的概念與目標(biāo)，為電力工業(yè)、電氣設(shè)備制造業(yè)及相關(guān)的機(jī)械、材料工業(yè)提供了無限的發(fā)展?jié)摿?。[3]

河南省在第十一個(gè)五年發(fā)展規(guī)劃中指出：“加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，增強(qiáng)電力輸送能力。加快計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)的推廣應(yīng)用，提高城網(wǎng)的自動(dòng)化水平”與“重點(diǎn)發(fā)展高壓超高壓輸變電成套設(shè)備，電站輔機(jī)以及中高端電工專用設(shè)備，風(fēng)能、低溫余熱發(fā)電設(shè)備”?，F(xiàn)如今，發(fā)展循環(huán)、低碳經(jīng)濟(jì)，建設(shè)環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會(huì)成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，電力工業(yè)必將在其中扮演更重要的角色。

事實(shí)表明，高質(zhì)量的電能供應(yīng)是中國(guó)社會(huì)現(xiàn)代化建設(shè)的重要保障，也是河南區(qū)域經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的基礎(chǔ)條件，需要有大量合格的電氣工程師，而這正是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的根本使命與發(fā)展前景。因此，鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院電氣專業(yè)緊密跟蹤我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，結(jié)合地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特點(diǎn)，及時(shí)調(diào)整專業(yè)的辦學(xué)方向，力爭(zhēng)辦出專業(yè)特色，培養(yǎng)出更多的電氣工程技術(shù)專門人才。

3.電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的現(xiàn)狀

鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院是一所按二本招生的普通本科院校，是面向地方經(jīng)濟(jì)和航空工業(yè)生產(chǎn)第一線，培養(yǎng)輸出復(fù)合型應(yīng)用人才的重要基地。電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)于2001年籌建，根據(jù)電力工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與區(qū)域經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，提出了電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，并且結(jié)合鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院工科發(fā)展的水平及電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的師資力量，編制了偏于電機(jī)電器及其控制的課程體系。電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)經(jīng)過數(shù)年的建設(shè)，并且與21世紀(jì)電力工業(yè)的迅猛發(fā)展相適應(yīng)，于2008年對(duì)原有的電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)進(jìn)行了細(xì)分，新設(shè)置了自動(dòng)化專業(yè)，并且該專業(yè)在師資方面也有了較大的進(jìn)步，這些都促進(jìn)了電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)強(qiáng)電本色的回歸，推動(dòng)了對(duì)相應(yīng)課程體系及專業(yè)定位的思考。

雖然近幾年鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)有了較大的發(fā)展，但是專業(yè)基礎(chǔ)與兄弟院校相比還很薄弱，實(shí)驗(yàn)條件與師資力量還很有限，仍然處于快速發(fā)展時(shí)期，總體仍處于較低水平。因此，目前的電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)仍需且必須定位于工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，學(xué)生畢業(yè)以后可以到電廠、電力設(shè)計(jì)單位、電氣制造企業(yè)及各工礦企業(yè)從事與電氣相關(guān)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、管理等工作。

4.應(yīng)用型人才的特點(diǎn)與培養(yǎng)

應(yīng)用型人才的特點(diǎn)是學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)，實(shí)踐能力與創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)，除了具有較好的科學(xué)素養(yǎng)外，還具有良好的工程素養(yǎng)，具備解決工程實(shí)際問題的能力，畢業(yè)以后主要在生產(chǎn)第一線從事運(yùn)行與管理等工作。應(yīng)用型人才首先是一種創(chuàng)新人才，具有把理論知識(shí)和技術(shù)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐生產(chǎn)力的創(chuàng)新能力；其次也是一種復(fù)合型人才，因?yàn)閼?yīng)用型人才的工作是以解決實(shí)際問題為根本，而要解決一個(gè)實(shí)際問題往往不能僅靠一種專業(yè)知識(shí)，實(shí)踐的創(chuàng)新多出現(xiàn)在學(xué)科邊緣或者各學(xué)科的交叉處，因此應(yīng)用型人才也是一種復(fù)合型創(chuàng)新人才。[4]

對(duì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，不是簡(jiǎn)單地增減幾門課就能做到的，構(gòu)建科學(xué)的課程體系是培養(yǎng)合格應(yīng)用型人才的基礎(chǔ)。如何建立以強(qiáng)電課程為主，滲透電子技術(shù)、信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的課程體系，是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程，需要透徹理解相關(guān)的課程及經(jīng)受實(shí)踐的檢驗(yàn)。

二、課程體系的建設(shè)

在電氣專業(yè)新課程體系的設(shè)置上著重突出“以強(qiáng)電為主，弱電為輔，強(qiáng)弱電、軟硬件、電氣控制與信息技術(shù)相結(jié)合”的專業(yè)特色，主要依據(jù)四個(gè)基本原則：一是突出強(qiáng)電特色，并且結(jié)合電力發(fā)展前景與現(xiàn)有師資力量，設(shè)置了電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化與電機(jī)電器及其控制兩個(gè)專業(yè)方向的課程模塊；二是緊密結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域的應(yīng)用，保持電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)相關(guān)課程教學(xué)四年不斷線；三是強(qiáng)化本專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的特色，保持實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)四年不斷線；四是激勵(lì)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，結(jié)合學(xué)生就業(yè)需要，注重課程安排的科學(xué)性與系統(tǒng)性。

新課程體系的主要特點(diǎn)是適應(yīng)鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院原電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)細(xì)分為電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)與自動(dòng)化專業(yè)的發(fā)展需要，突出了電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的強(qiáng)電特色，根據(jù)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重實(shí)踐、強(qiáng)應(yīng)用”的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式而設(shè)置。

1.課程體系的改革

鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院原電氣專業(yè)結(jié)合了電氣工程及其自動(dòng)化與自動(dòng)化兩個(gè)專業(yè)的內(nèi)容，專業(yè)的特點(diǎn)為“強(qiáng)弱結(jié)合、適當(dāng)偏弱”；新電氣專業(yè)的特點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)椤皬?qiáng)弱結(jié)合、強(qiáng)電為主”，專業(yè)課程的口徑相對(duì)變窄。新電氣專業(yè)的課程設(shè)置不再是電氣專業(yè)與自動(dòng)化專業(yè)的區(qū)分，而是電氣專業(yè)內(nèi)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化與電機(jī)電器及其控制兩個(gè)方向的設(shè)立。由此考慮把原來的學(xué)科基礎(chǔ)課—專業(yè)基礎(chǔ)課—專業(yè)選修課—跨專業(yè)選修課—實(shí)踐環(huán)節(jié)的課程體系改為更符合新電氣專業(yè)特點(diǎn)的一級(jí)學(xué)科基礎(chǔ)課—二級(jí)學(xué)科選修課—跨二級(jí)學(xué)科選修課—跨專業(yè)選修課—實(shí)踐環(huán)節(jié)的課程體系，如表1所示。新的課程體系保證了學(xué)生的理論教學(xué)在滿足基本學(xué)分的前提下，能夠小于2500學(xué)時(shí)，同時(shí)優(yōu)化了課程內(nèi)容，擴(kuò)大了選修課程范圍，擴(kuò)展了學(xué)生的知識(shí)面，激勵(lì)了學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。

表1 電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)新的課程體系

課程類型 課程名稱

一級(jí)學(xué)科

基礎(chǔ)課 自動(dòng)控制原理（雙語(yǔ)）、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電路（雙語(yǔ)）、電磁場(chǎng)、微機(jī)原理與接口技術(shù)、復(fù)變函數(shù)與積分變換、電機(jī)學(xué)、電力系統(tǒng)分析、電力電子變流技術(shù)、信號(hào)分析與處理、專業(yè)技術(shù)講座

二級(jí)學(xué)科

限選課 電力系統(tǒng)自動(dòng)化、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)及調(diào)度自動(dòng)化、發(fā)電廠電氣部分

電機(jī)設(shè)計(jì)及優(yōu)化、電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)、電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)、電器學(xué)

跨二級(jí)學(xué)科

選修課 高電壓技術(shù)、發(fā)電廠動(dòng)力部分、供配電技術(shù)、電力市場(chǎng)基礎(chǔ)、電力系統(tǒng)的MATLAB/SIMULINK仿真與應(yīng)用；檢測(cè)技術(shù)及儀表、傳感器應(yīng)用技術(shù)、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)、微特電機(jī)、交直流調(diào)速系統(tǒng)與MATLAB仿真；單片機(jī)原理及應(yīng)用、DSP原理及應(yīng)用、電氣與PLC控制技術(shù)；機(jī)械制圖CAD技術(shù)、軟件技術(shù)基礎(chǔ)（雙語(yǔ)）、可視化程序、EDA技術(shù)（雙語(yǔ)）、工業(yè)組態(tài)技術(shù)；科技論文寫作

跨專業(yè)

選修課 管理學(xué)、市場(chǎng)營(yíng)銷學(xué)；音樂欣賞、美術(shù)鑒賞；機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（雙語(yǔ)）

實(shí)踐教學(xué)

環(huán)節(jié) 金工實(shí)習(xí)、專業(yè)實(shí)習(xí)、專業(yè)調(diào)查、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、軍事訓(xùn)練、社會(huì)調(diào)查、公益勞動(dòng)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)；單片機(jī)課程設(shè)計(jì)（選）、PLC課程設(shè)計(jì)（選）、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)（選）、發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)（選）、電力拖動(dòng)課程設(shè)計(jì)（選）；電氣專業(yè)制作實(shí)踐、電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)、電機(jī)學(xué)課程設(shè)計(jì)、電力電子課程設(shè)計(jì)

2.課程內(nèi)容的優(yōu)化

新的課程體系在強(qiáng)電專業(yè)“寬口徑”的前提下，突出“厚基礎(chǔ)”的要求，公共基礎(chǔ)課與學(xué)科基礎(chǔ)課的學(xué)時(shí)比例達(dá)到總學(xué)時(shí)的74%。在實(shí)現(xiàn)了同一專業(yè)的通識(shí)教育課、專業(yè)基礎(chǔ)課完全打通，專業(yè)主干課程也基本相同，而專業(yè)方向的不同只體現(xiàn)在專業(yè)課程中的非主干課程及實(shí)踐環(huán)節(jié)的要求的基礎(chǔ)上，[1] 新課程體系既實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生人文社會(huì)科學(xué)與自然科學(xué)知識(shí)的培養(yǎng)，又強(qiáng)化了對(duì)學(xué)生對(duì)本專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的要求，同時(shí)還突出了不同的專業(yè)方向特色。

新課程體系在課程內(nèi)容上更加突出強(qiáng)電特色，突出計(jì)算機(jī)技術(shù)與弱電控制技術(shù)在本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的運(yùn)用。按照電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化與電機(jī)電器及其控制兩個(gè)專業(yè)方向，設(shè)置了兩個(gè)特色顯著的課程模塊作為任選的必修環(huán)節(jié)。另外，按照“拓寬”與“加深”的原則，開設(shè)總數(shù)達(dá)到19門的二級(jí)學(xué)科選修課，學(xué)生可以選修其中的5～7門。按照提高學(xué)生綜合素質(zhì)的要求，設(shè)置了跨專業(yè)選修課與全校公共選修課，要求學(xué)生在人文社科、經(jīng)濟(jì)管理等方面修習(xí)約6門課程。

3.授課時(shí)序的調(diào)整

按照先基礎(chǔ)后專業(yè)、由淺入深、循序漸進(jìn)的原則，保持計(jì)算機(jī)教學(xué)、英語(yǔ)教學(xué)不斷線，科學(xué)分配各門課程的授課時(shí)間與學(xué)時(shí)。

（1）保持計(jì)算機(jī)教學(xué)不斷線。計(jì)算機(jī)課程按照教學(xué)次序包括：“計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)”、“C++語(yǔ)言”、“機(jī)械制圖CAD技術(shù)”、“軟件技術(shù)基礎(chǔ)”、“微機(jī)原理與接口技術(shù)”、“工業(yè)組態(tài)技術(shù)”、“電力系統(tǒng)的MATLAB/SIMULINK仿真與應(yīng)用”、“單片機(jī)原理”、“交直流調(diào)速系統(tǒng)與MATLAB仿真”、“EDA技術(shù)”、“可視化程序”、“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”、“畢業(yè)設(shè)計(jì)”。

（2）保持英語(yǔ)教學(xué)不斷線。建議取消“專業(yè)英語(yǔ)”課程，增開雙語(yǔ)課程教學(xué)。用英語(yǔ)（或雙語(yǔ)）教學(xué)的相關(guān)課程包括：“大學(xué)英語(yǔ)”、“電路”、“軟件技術(shù)基礎(chǔ)”、“自動(dòng)控制原理”、“EDA技術(shù)”、“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”、“畢業(yè)設(shè)計(jì)”。

（3）科學(xué)分配各學(xué)期的課時(shí)量。如第一、第二學(xué)年學(xué)生的學(xué)習(xí)效果較好，可以適當(dāng)增加基礎(chǔ)課與專業(yè)課的課時(shí)量；第四學(xué)年學(xué)生因社會(huì)實(shí)踐、找工作、考研等，學(xué)習(xí)效果下降，此時(shí)可以突出計(jì)算機(jī)與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，利用課程的強(qiáng)實(shí)用性平抑學(xué)生的浮躁心態(tài)，最大限度保證學(xué)習(xí)效果。

三、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

實(shí)踐教學(xué)是高等院校培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才的必備環(huán)節(jié)，是提高人才核心競(jìng)爭(zhēng)力的決定性要素。各高校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)的人才水平的高低，取決于實(shí)踐教學(xué)水平的高低，包括實(shí)驗(yàn)條件的完善、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)教師的素質(zhì)。鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院電氣專業(yè)的實(shí)踐環(huán)節(jié)主要由課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)等組成，組成了一個(gè)比較系統(tǒng)、由線到面、由基礎(chǔ)到綜合，分層次、全方位的內(nèi)容體系。[5]

1.課程實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)

課程實(shí)驗(yàn)包括電工電路、電子技術(shù)、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、電力系統(tǒng)自動(dòng)化、電力電子技術(shù)、電機(jī)與拖動(dòng)、C++語(yǔ)言、單片機(jī)原理、電氣PLC原理等。

課程設(shè)計(jì)是工科專業(yè)實(shí)踐教育的重要一環(huán)，是培養(yǎng)大學(xué)生獨(dú)立思考、信息檢索、相互合作，初步從事科學(xué)研究能力的重要途徑。課程設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)主要由核心專業(yè)課程與部分實(shí)用性強(qiáng)的專業(yè)課程如“電機(jī)設(shè)計(jì)”、“電力系統(tǒng)分析”、“單片機(jī)原理”、發(fā)電廠電氣部分等的課程設(shè)計(jì)構(gòu)成。

2.實(shí)習(xí)基地

實(shí)習(xí)基地由校內(nèi)與校外兩部分組成。校內(nèi)實(shí)習(xí)基地主要由校辦工廠組成，完成金工實(shí)習(xí)、電工電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)性專業(yè)訓(xùn)練；校外實(shí)習(xí)基地主要包括陜西航空電氣有限責(zé)任公司、成都飛機(jī)制造廠、貴州飛機(jī)制造廠等，學(xué)生在校外實(shí)習(xí)基地主要接受現(xiàn)代化企業(yè)的生產(chǎn)教育，培養(yǎng)工程實(shí)踐能力。

3.畢業(yè)設(shè)計(jì)

電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題多來自于工程實(shí)踐。題目通常由導(dǎo)師自行擬定，或者來自于導(dǎo)師科研項(xiàng)目的某一模塊，或者來自于導(dǎo)師熟悉的專業(yè)領(lǐng)域，與工程實(shí)際結(jié)合緊密。針對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)中存在的問題，如題目陳舊、知識(shí)面過窄、實(shí)驗(yàn)條件較差、學(xué)生支差應(yīng)付、成果可操作性不強(qiáng)等問題，現(xiàn)階段可積極采取以下措施：一是加強(qiáng)對(duì)教師和學(xué)生的管理。對(duì)教師尤其是青年教師中期抽查考核，組織討論，詢問學(xué)生等；對(duì)學(xué)生加強(qiáng)考勤，不定期考查，組織中期檢查與預(yù)答辯等。二是鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)科知識(shí)范圍內(nèi)自由選題，激勵(lì)他們選擇來自于生活實(shí)踐、能夠解決實(shí)際問題的課題。三是創(chuàng)造條件允許學(xué)生到實(shí)習(xí)或工作單位做設(shè)計(jì)，聘請(qǐng)企業(yè)中有高級(jí)職稱的人員參與畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)工作。

除了以上基本的專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)之外，還可以積極組織學(xué)生參加“挑戰(zhàn)杯”、“電子設(shè)計(jì)”等全國(guó)大賽，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行科技創(chuàng)新制作，建設(shè)專業(yè)的開放型實(shí)驗(yàn)室，積極探索有助于提高學(xué)生創(chuàng)新能力、工程實(shí)踐能力的教育教學(xué)模式。

四、結(jié)束語(yǔ)

電力工業(yè)巨大的發(fā)展空間與鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院辦學(xué)方針的轉(zhuǎn)變，為電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)提供了良好的發(fā)展機(jī)遇。抓住此發(fā)展契機(jī)，基于“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”的電氣專業(yè)的教育理念，構(gòu)建了科學(xué)有效的課程體系，為今后培養(yǎng)大量合格的應(yīng)用型電氣技術(shù)人才奠定了基礎(chǔ)。對(duì)該專業(yè)課程體系的建設(shè)與應(yīng)用型人才的培養(yǎng)過程仍需經(jīng)受實(shí)踐的檢驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]丁堅(jiān)勇，向鐵元，張承學(xué).電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)改革之管見[J].中國(guó)電力教育，2000，（1）：34-37.

[2]華容.“電氣工程及其自動(dòng)化”專業(yè)建設(shè)和課程設(shè)置的思考及探索[J].上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，（2）：34-37.

[3]黃文力，張丹.構(gòu)建和諧電力系統(tǒng)研究[J].鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，27（3）：53-55.

航空電子技術(shù)論文范文第3篇

【Abstract】Along with the development of China's aerospace industry， the reliability of avionics communication equipment in the aerospace industry has attracted more and more attention from the relevant departments， the paper first introduces the significance of avionics communication equipment reliability design， and then analyzes the main influence factors of avionics communication equipment’s reliability， and finally puts forward specific measures to ensure aviation electronic communication equipment reliability design.

【關(guān)鍵詞】航空；設(shè)備；可靠性；技術(shù)

【Keywords】aviation； equipment； reliability； technology

【中圖分類號(hào)】V243.1 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）04-0141-02

1 引言

隨著我國(guó)整體科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及近年來在航天事業(yè)上的巨大發(fā)展，在航天產(chǎn)業(yè)中具備極大影響的電子通信設(shè)備其可靠性越發(fā)的受到人們的重視。目前眾多的電子通信生產(chǎn)企業(yè)在其生產(chǎn)理念上，已經(jīng)逐漸建立起了以切實(shí)檢驗(yàn)手段來進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量保障的體系，可靠性、質(zhì)量已經(jīng)成為設(shè)備使用者的最重要的關(guān)注點(diǎn)。在此背景下，論文圍繞航空電子通信設(shè)備的可靠性，分三部分展開了細(xì)致的分析探討，旨在提供一些該方面的理論參考，以下是具體內(nèi)容。

2 航空電子通信設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)的重要意義

2.1 是通信電子設(shè)備使用壽命的直接影響因素

首先基于航空事業(yè)其本身的特點(diǎn)，往往使用的周期很長(zhǎng)，這也就要求航空電子設(shè)備具備很長(zhǎng)的使用周期。而電子通信設(shè)備的可靠性設(shè)計(jì)便是電子通信設(shè)備使用壽命的最直接影響因素。從整體上觀察，電子通信設(shè)備的設(shè)計(jì)、安裝以及使用和后期的維修過程，可靠性都參與其中，因此也可以說目前在通信電子設(shè)備設(shè)計(jì)上可靠性已經(jīng)成為一個(gè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)所在。

2.2 是信息時(shí)代人們對(duì)電子通信設(shè)備的基本需求

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的整體抬頭，目前市場(chǎng)上的電子通信設(shè)備也越發(fā)的多元化和多樣化。而隨著通信電子設(shè)備數(shù)量的增多，在航空事業(yè)方面對(duì)通信電子設(shè)備的選擇要求也就相應(yīng)提升，除了要求通信電子設(shè)備滿足基本的通信功能之外，在使用感受以及可靠性等方面，也提出了更多的要求，因此航空通信電子設(shè)備的可靠性設(shè)計(jì)是時(shí)代背景下的一個(gè)客觀要求。

3 航空電子通信設(shè)備可靠性的主要影響因素

3.1 制造技術(shù)及制造條件的影響

在航空電子通信設(shè)備可靠性方面的影響因素，首先便是生產(chǎn)航空電子通信設(shè)備的制造技術(shù)以及制造的條件。就目前的航空電子通信設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行觀察，便捷化、智能化以及多功能化是未來的發(fā)展趨勢(shì)，而要實(shí)現(xiàn)這一趨勢(shì)就必須在航空電子通信設(shè)備的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，保障一個(gè)良好完整的生產(chǎn)體系。目前存在著一部分生產(chǎn)廠家，在生產(chǎn)中并不具備完備的生產(chǎn)的條件，進(jìn)而難以保障航空電子通信設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量，在可靠性方面就會(huì)存在一定不確定性。

3.2 惡劣天氣的影響

因?yàn)楹娇针娮油ㄐ旁O(shè)備的使用往往位于外界，而地球的環(huán)境十分多變，在太空更是會(huì)受到諸多的宇宙因素影響。雷電天氣、雨雪天氣等都會(huì)對(duì)航空電子通信設(shè)備產(chǎn)生一定干擾和破壞，影響設(shè)備的正常工作狀態(tài)，而這些因素便會(huì)對(duì)航空電子通信設(shè)備的可靠性產(chǎn)生一定的影響。

3.3 外界電磁的影響

航空電子通信設(shè)備在使用原理上，電磁波是其最為主要的一環(huán)，但是在航空電子通信設(shè)備使用時(shí)常常會(huì)受到一些外界電磁的影響。地球本身就是一個(gè)巨大的磁場(chǎng)，而這些電磁場(chǎng)中的電磁波所產(chǎn)生的輻射，便會(huì)對(duì)航空電子通信設(shè)備的正常工作產(chǎn)生一定的影響，進(jìn)而對(duì)航空電子通信設(shè)備的可靠性造成了影響。

4 保障航空子通信設(shè)備的可靠性措施

4.1 不斷優(yōu)化、簡(jiǎn)化電子線路

不斷進(jìn)行航空電子通信設(shè)備電子線路的優(yōu)化和簡(jiǎn)化，便可以極大化的減少外界磁場(chǎng)對(duì)航空電子通信設(shè)備可靠性的影響。而在航空電子通信設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)時(shí)，必須在滿足基本的航空電子通信設(shè)備功能以及質(zhì)量的基礎(chǔ)上，通過不斷地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)制造流程的優(yōu)化，從而達(dá)到航空電子通信設(shè)備電子線路的簡(jiǎn)化和優(yōu)化，具體而言可以從以下幾個(gè)方面入手：①在元器件的使用通道設(shè)計(jì)上，可以設(shè)計(jì)為幾個(gè)元器件共同使用一個(gè)通道，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)線路通道的減少[1]；②在元器件的使用數(shù)量上，可在保障基本功能之上，通過技術(shù)創(chuàng)新，盡可能減少對(duì)元器件的使用數(shù)量；③在設(shè)備組成上，盡可能使用軟件對(duì)硬件進(jìn)行代替；④對(duì)于設(shè)備中的一些模擬電路可使用數(shù)字電路進(jìn)行代替。但在整體的線路簡(jiǎn)化、優(yōu)化的過程中必須注意，不能為了最大化的簡(jiǎn)化路線，而導(dǎo)致元器件在使用過程中出現(xiàn)集成電路板被過載燒壞的現(xiàn)象，更不能將一些成熟性不足的技術(shù)和設(shè)計(jì)方案使用到航空電子通信設(shè)備電子線路的優(yōu)化和簡(jiǎn)化中。

4.2 深化低耗功率設(shè)計(jì)

目前在航空電子通信設(shè)備可靠性提升設(shè)計(jì)方面，低耗功率設(shè)計(jì)已經(jīng)得到了一定的應(yīng)用，但是從整體上進(jìn)行觀察，低耗功率設(shè)計(jì)還有很大的進(jìn)一步深化空間，因此在提升航空電子通信設(shè)備可靠性方面，可以進(jìn)一步對(duì)低耗功率設(shè)計(jì)進(jìn)行深化。從航空電子通信設(shè)備性能上進(jìn)行觀察，航空電子通信設(shè)備正逐漸朝著高密度化以及微型化的方向發(fā)展，而這一趨勢(shì)直接導(dǎo)致了航空電子通信設(shè)備中元器件數(shù)量的增多以及集成電路在能耗方面的提升，進(jìn)而在航空電子通信設(shè)備的使用過程中持續(xù)發(fā)熱的現(xiàn)象越發(fā)凸顯，而這一問題就可能會(huì)導(dǎo)致，航空電子通信設(shè)備使用可靠性受到影響。因此在目前已有的低耗功率設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，還需要進(jìn)一步深化低耗功率設(shè)計(jì)，保護(hù)航空電子通信設(shè)備電路安全，也提升航空電子通信設(shè)備的可靠性[2]。

4.3 依托維修性設(shè)計(jì)提升設(shè)備可靠性

除了設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)提升航空電子通信設(shè)備可靠性之外，面對(duì)航空電子通信設(shè)備機(jī)械化工作環(huán)境和惡劣天氣導(dǎo)致的航空電子通信設(shè)備損壞，還需要通過維修性設(shè)計(jì)，在航空電子通信設(shè)備的后期使用上提升其可靠性。具體而言，航空電子通信設(shè)備的制作人員必須保障航空電子通信設(shè)備在故障出現(xiàn)后的檢查和拆卸十分方便；此外對(duì)于航空電子通信設(shè)備的一些元器件必須是可以在市場(chǎng)上買到的，不能大量使用一些不再生產(chǎn)和使用的元器件。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)航天事業(yè)的整體抬頭，以及通信電子設(shè)備的不斷多元化和多樣化，人們逐漸對(duì)通信電子設(shè)備的可靠性提出了新的要求，而通信電子設(shè)備的可靠性設(shè)計(jì)本身，也直接對(duì)通信電子設(shè)備的使用壽命產(chǎn)生影響，也是時(shí)代背景下的一種必然要求。航空電子通信設(shè)備可靠性方面，制造技術(shù)及制造條件、機(jī)械化工作環(huán)境、惡劣天氣、外界電磁都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響，基于這些影響因素以及結(jié)合航空電子通信設(shè)備的特殊性，不斷優(yōu)化、簡(jiǎn)化電子線路、深化低耗功率設(shè)計(jì)、依托于維修性設(shè)計(jì)提升設(shè)備可靠性是切實(shí)有效保障航空子通信設(shè)備可靠性的具體措施，值得相關(guān)企業(yè)充分合理地參考使用。

【參考文獻(xiàn)】

航空電子技術(shù)論文范文第4篇

關(guān)鍵詞：CDIO工程教育；實(shí)驗(yàn)設(shè)備；航空電子專業(yè)；實(shí)驗(yàn)體系

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）40-0167-03

一、引言

航空機(jī)務(wù)維修工程是應(yīng)用多學(xué)科知識(shí)，從事復(fù)雜系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)的工作，內(nèi)容涵蓋相關(guān)理論、工程技術(shù)、技能、規(guī)范、流程、人為因素等，維修質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到飛行安全及航空公司的經(jīng)濟(jì)效益。隨著民用航空技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)要實(shí)現(xiàn)從民航大國(guó)向民航強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變，高素質(zhì)人才的培養(yǎng)無疑是重要的因素之一。這要求學(xué)生不僅應(yīng)具有堅(jiān)實(shí)寬廣的基礎(chǔ)理論知識(shí)，而且更應(yīng)注重對(duì)綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。對(duì)航空機(jī)務(wù)維修人員而言，工程技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)顯得尤為重要和緊迫，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系已越來越難以滿足現(xiàn)代人才培養(yǎng)的需求。因此，根據(jù)民航發(fā)展對(duì)航空工程機(jī)務(wù)維修人員的實(shí)際需要，建立適合民航專業(yè)人才培養(yǎng)模式的實(shí)踐教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、考核方式是一項(xiàng)亟待研究和解決的課題。

二、建設(shè)背景

目前，民航院校人才培養(yǎng)的主要問題是與航空企業(yè)的實(shí)際脫節(jié)，不能很好地滿足企業(yè)需要，為企業(yè)提供滿意的“產(chǎn)品”。中國(guó)民航大學(xué)作為國(guó)內(nèi)民航特色專業(yè)門類齊全的唯一高校，在硬件設(shè)施及專業(yè)教師等方面有一定的優(yōu)勢(shì)，但也存在實(shí)踐課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法手段等方面不能很好地滿足民航對(duì)專業(yè)人才培養(yǎng)的要求[1-5]。因此，電子信息工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合改革借鑒CDIO工程教育理念，構(gòu)造集系統(tǒng)性思維養(yǎng)成、工程實(shí)現(xiàn)意識(shí)鍛造、創(chuàng)新精神激勵(lì)為一體的人才培養(yǎng)模式，在實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)探索國(guó)際合作、企業(yè)參與的工程訓(xùn)練模式，建立了天津市航空電子電氣實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心。

中國(guó)民航大學(xué)歷來重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，2011年，學(xué)校了《中國(guó)民航大學(xué)教育教學(xué)改革與發(fā)展規(guī)劃綱要（2011—2020）》，到2020年基本形成凸顯中國(guó)民航大學(xué)特色的以工程應(yīng)用型為主的人才培養(yǎng)體系。以樹立“大工程觀”為理念，以創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式為主線，深化高等工程教育改革，著力提高學(xué)生工程實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。多?xiàng)舉措從不同的側(cè)面與角度促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和建設(shè)，對(duì)提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、綜合素質(zhì)與創(chuàng)新精神均起到了重要的作用。

三、建設(shè)思路

遵循“面向機(jī)務(wù)工程實(shí)際，以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，知識(shí)、能力、素質(zhì)全面發(fā)展”的教學(xué)理念，基于CDIO工程教育的航空電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)體系的建設(shè)思路，是構(gòu)建層次完善、結(jié)構(gòu)合理的基于“大工程觀”教育理念的航電一體化實(shí)驗(yàn)體系。以學(xué)生為主體，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生人文素養(yǎng)、工程能力、創(chuàng)新能力、社會(huì)責(zé)任、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、環(huán)境意識(shí)的綜合培養(yǎng)，加強(qiáng)學(xué)科交叉和特色專業(yè)綜合，借助航空機(jī)務(wù)專業(yè)科研成果轉(zhuǎn)化，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研協(xié)同發(fā)展。新的實(shí)驗(yàn)體系體現(xiàn)了以下特征。

1.構(gòu)建航電一體化的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)層次和類型，以飛機(jī)系統(tǒng)基本構(gòu)成和原理—飛機(jī)電子電氣設(shè)備單元設(shè)計(jì)—飛機(jī)電子電氣系統(tǒng)測(cè)試、維護(hù)與綜合應(yīng)用為主線，建立由淺入深、由表及里、由單元到系統(tǒng)，涵蓋知識(shí)、能力、素質(zhì)，航電一體化的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，在學(xué)科專業(yè)設(shè)置綜合化的條件下，探索提高實(shí)驗(yàn)課程體系的科學(xué)性和柔性適應(yīng)能力的有效途徑。

2.基于“大工程觀”，以學(xué)生為中心，加強(qiáng)學(xué)生工程實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力的培養(yǎng)。積極探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，提高學(xué)生綜合工程能力為宗旨，調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的積極主動(dòng)性。轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，在教學(xué)理念上淡化理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的界限，將理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)的結(jié)合，融知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育于一體，實(shí)現(xiàn)原理、方法、應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合。

3.加強(qiáng)學(xué)科交叉和特色專業(yè)綜合，借助航空機(jī)務(wù)專業(yè)科研成果轉(zhuǎn)化，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研協(xié)同發(fā)展，建設(shè)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的航電實(shí)驗(yàn)室。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的系統(tǒng)性和綜合性，使跨專業(yè)知識(shí)在天津市航空電子電氣實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心各實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上完成系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)。將科研成果與特色實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密結(jié)合，研發(fā)先進(jìn)系統(tǒng)性特色專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置，構(gòu)建航空電子維修模擬環(huán)境。充分開放和共享專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)資源。凝聚校內(nèi)外各方力量，建立航空維修專業(yè)校外實(shí)習(xí)基地。

4.建立以培養(yǎng)綜合能力為目標(biāo)的考核機(jī)制和管理體系。建設(shè)系列課程下的實(shí)驗(yàn)技能綜合評(píng)價(jià)機(jī)制，按逐級(jí)達(dá)標(biāo)要求，建立多元實(shí)驗(yàn)考核方法，統(tǒng)籌考核實(shí)驗(yàn)過程與實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)理論、基本技能、設(shè)計(jì)能力及創(chuàng)新能力進(jìn)行更為客觀的評(píng)價(jià)。將個(gè)人能力考核與團(tuán)隊(duì)成績(jī)相結(jié)合。

四、建設(shè)內(nèi)容

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)。航電一體化的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系如圖1所示。該體系面向一個(gè)人才培養(yǎng)目標(biāo)、基于一條主線、集成四大類實(shí)驗(yàn)。

人才培養(yǎng)目標(biāo)服務(wù)和服從專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)在專業(yè)教學(xué)計(jì)劃之上的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。該任務(wù)緊密圍繞飛機(jī)系統(tǒng)基本構(gòu)成和原理—飛機(jī)電子電氣設(shè)備單元設(shè)計(jì)—飛機(jī)電子電氣系統(tǒng)測(cè)試、維護(hù)與綜合應(yīng)用這一主線，并依托控制科學(xué)與工程學(xué)科基礎(chǔ)。航電一體化專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容歸為專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和行業(yè)實(shí)踐四大類。按照實(shí)驗(yàn)階梯型層次規(guī)劃和設(shè)計(jì)，配置了課程基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和行業(yè)綜合維修實(shí)訓(xùn)。航電系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)和綜合維修實(shí)訓(xùn)則建立在網(wǎng)絡(luò)互連的平臺(tái)基礎(chǔ)之上，打破專業(yè)壁壘，構(gòu)建的開放式實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

突出實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)之間的密切關(guān)系，構(gòu)建了以實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)為導(dǎo)向、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為載體、創(chuàng)新能力為核心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。該體系層次清晰、目標(biāo)明確。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與科研和工程應(yīng)用緊密結(jié)合，并注重其趣味性、工程性和探究性。突出系統(tǒng)級(jí)實(shí)踐訓(xùn)練和新技術(shù)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)體系設(shè)計(jì)如下：（1）層次一：專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)包括電子專業(yè)基礎(chǔ)課程中各課程對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，是專業(yè)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，一般作為驗(yàn)證專業(yè)基礎(chǔ)理論的實(shí)驗(yàn)階段，如模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、自動(dòng)控制原理等。（2）層次二：專業(yè)實(shí)驗(yàn)。從這一層次開始逐步體現(xiàn)了CDIO工程教育思想。專業(yè)實(shí)驗(yàn)包括航空電子、特色專業(yè)課程的課程實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，以及涵蓋航空電子、電氣、機(jī)械和發(fā)動(dòng)機(jī)的綜合維修實(shí)訓(xùn)。通過綜合性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生在理論學(xué)習(xí)過程中的實(shí)地構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與操作的工程實(shí)踐應(yīng)用與團(tuán)隊(duì)合作創(chuàng)新能力。專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重工程實(shí)踐訓(xùn)練，特別設(shè)計(jì)了綜合維修實(shí)訓(xùn)，從制作電子鐘、飛機(jī)防撞燈控制等小系統(tǒng)的基本工程技能訓(xùn)練到特色專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)，再到綜合維修實(shí)訓(xùn)。（3）層次三：創(chuàng)新實(shí)踐實(shí)驗(yàn)。創(chuàng)新實(shí)踐實(shí)驗(yàn)主要給學(xué)生提供第二課堂活動(dòng)，有助于學(xué)生創(chuàng)造和創(chuàng)新能力的提高。在創(chuàng)新實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生開展創(chuàng)造、創(chuàng)新活動(dòng)，積極參加全國(guó)大學(xué)生電子制作競(jìng)賽和智能車競(jìng)賽等活動(dòng)，并參加科研課題的申報(bào)及研究。通過加大對(duì)實(shí)驗(yàn)室的開放，建立科學(xué)的課外活動(dòng)體系，與課內(nèi)緊密結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。引導(dǎo)學(xué)生以工程觀學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，從系統(tǒng)觀的角度引導(dǎo)學(xué)生了解、掌握專業(yè)知識(shí)體系。由課題需求引導(dǎo)學(xué)習(xí)、激發(fā)學(xué)生探求知識(shí)的主動(dòng)性和積極性，能良好地掌握相關(guān)的課程知識(shí)，提高分析問題、解決問題的能力。（4）層次四：行業(yè)實(shí)習(xí)基地。行業(yè)實(shí)習(xí)基地利用校外機(jī)務(wù)維修資源，建立天津航大雄英行業(yè)實(shí)習(xí)基地，其內(nèi)容涵蓋從飛機(jī)電子、電氣各系統(tǒng)原理、構(gòu)造、運(yùn)行性能及其維護(hù)技能實(shí)習(xí)等多個(gè)環(huán)節(jié)，其中尤其強(qiáng)化了特色專業(yè)基本技能訓(xùn)練和有效的專業(yè)維修基礎(chǔ)實(shí)習(xí)和系統(tǒng)維修實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)。

將工程實(shí)際貫穿于學(xué)生的教育培養(yǎng)，促使學(xué)生帶著工程問題進(jìn)入針對(duì)性的學(xué)習(xí)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的興趣。在學(xué)生的入學(xué)階段樹立工程創(chuàng)新意識(shí)，對(duì)他們整個(gè)培養(yǎng)階段的創(chuàng)新能力和成就極為重要。民航機(jī)務(wù)工程師維修技能的高低關(guān)系到維修人員能否盡快上崗，能否達(dá)到維修質(zhì)量，是盡量減小維修差錯(cuò)的關(guān)鍵。在認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)階段，要強(qiáng)化行業(yè)及對(duì)人才需求的綜合能力要求，除了有很重要的工程實(shí)踐技能之外，還要學(xué)生了解航空法規(guī)和人為因素等方面對(duì)機(jī)務(wù)工程綜合能力培養(yǎng)的作用。

《機(jī)務(wù)維修實(shí)踐》課程是與民航維修聯(lián)系最緊密的實(shí)踐課程。同時(shí)，《機(jī)務(wù)維修實(shí)踐》課程的培訓(xùn)內(nèi)容按照民航局CCAR-147法規(guī)技能培訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)制訂。具體實(shí)驗(yàn)室建設(shè)如圖2所示。

2.考核方法與實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定。（1）實(shí)驗(yàn)過程結(jié)構(gòu)比例考核方法。為使綜合性實(shí)驗(yàn)的考核環(huán)節(jié)貼近工程實(shí)際，嘗試改變以往以實(shí)驗(yàn)態(tài)度和實(shí)驗(yàn)過程為主，評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績(jī)的方法。在考核的過程中，注重對(duì)學(xué)生的課程專長(zhǎng)加以考核和評(píng)價(jià)，依據(jù)學(xué)生的興趣進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。通過實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目報(bào)告、設(shè)計(jì)評(píng)估等形式，學(xué)生也可以自評(píng)、互評(píng)等方式實(shí)質(zhì)性地提出實(shí)驗(yàn)過程考核結(jié)構(gòu)比例，目的是讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定，自主建立起對(duì)學(xué)習(xí)和生活的品格的塑造，實(shí)現(xiàn)育人的目標(biāo)。（2）團(tuán)隊(duì)（與個(gè)人貢獻(xiàn)）加權(quán)考核方法。由團(tuán)隊(duì)共同協(xié)作完成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，采用新型的答辯考核方式，由課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員組成課程考核委員會(huì)，對(duì)學(xué)生的課程進(jìn)行加權(quán)考核?？己宋瘑T會(huì)對(duì)團(tuán)隊(duì)角色貢獻(xiàn)予以評(píng)價(jià)，得出每個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的總評(píng)成績(jī)。實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目和開發(fā)創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目的階段工作研究報(bào)告，亦可以作為課程考試部分成績(jī)或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合維修實(shí)訓(xùn)成績(jī)等。

總之，評(píng)價(jià)方式的改革和教學(xué)模式改革是相配套的。大部分課程的成績(jī)應(yīng)由理論知識(shí)掌握的程度和做實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等幾部分組成，合理和綜合安排實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)整個(gè)過程的各項(xiàng)成績(jī)所占的比例，突出考核學(xué)生的綜合能力，鼓勵(lì)學(xué)生勤于思考，克服困難完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中既提倡小組合作，又鼓勵(lì)他們獨(dú)立研究。

五、結(jié)束語(yǔ)

在天津市航空電子電氣實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的良好環(huán)境下，經(jīng)過三年多來中心教師的不懈努力，形成了具有鮮明時(shí)代特征的實(shí)踐教育教學(xué)思想，重構(gòu)了實(shí)驗(yàn)課程體系，更新了教學(xué)內(nèi)容，主持了9項(xiàng)省部級(jí)教研項(xiàng)目，發(fā)表了多篇論文，獲得了多項(xiàng)省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)和教學(xué)獎(jiǎng)。高素質(zhì)的師資隊(duì)伍，已有的建設(shè)成果及優(yōu)良的天津市航空電子電氣實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，為課程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)歷時(shí)三年，實(shí)踐證明在下列方面具有明顯的效果。

1.學(xué)生獲取信息和知識(shí)的能力普遍提高。例如：學(xué)生利用本?！按髮W(xué)生科技創(chuàng)新基金”的資助，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，借助創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室提供的條件完成多項(xiàng)科技項(xiàng)目制作，設(shè)計(jì)方案新穎實(shí)用、富有創(chuàng)意，說明實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革后的大學(xué)生思想活躍、有進(jìn)取心，綜合應(yīng)用已學(xué)知識(shí)，實(shí)踐能力得到明顯提高。

2.學(xué)生自主選擇開發(fā)課題的意識(shí)和能力有明顯的提高。如學(xué)生參與的自行研制的教學(xué)設(shè)備，已用于本專業(yè)綜合課程實(shí)驗(yàn)中。

3.優(yōu)秀學(xué)生自愿參加老師科研活動(dòng)的人數(shù)明顯增多。在近年舉行的飛思卡爾智能車大賽、“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中，本專業(yè)學(xué)生獲得多項(xiàng)全國(guó)和賽區(qū)的獎(jiǎng)項(xiàng)。

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航空電子技術(shù)論文范文第5篇

關(guān)鍵詞　微電子技術(shù)　集成系統(tǒng)　微機(jī)電系統(tǒng)　dna芯片

1 引　言

綜觀人類社會(huì)發(fā)展的文明史，一切生產(chǎn)方式和生活方式的重大變革都是由于新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和新技術(shù)的產(chǎn)生而引發(fā)的，科學(xué)技術(shù)作為革命的力量，推動(dòng)著人類社會(huì)向前發(fā)展。從50多年前晶體管的發(fā)明到目前微電子技術(shù)成為整個(gè)信息社會(huì)的基礎(chǔ)和核心的發(fā)展歷史充分證明了“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”。信息是客觀事物狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)特征的一種普遍形式，與材料和能源一起是人類社會(huì)的重要資源，但對(duì)它的利用卻僅僅是開始。當(dāng)前面臨的信息革命以數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化作為特征。數(shù)字化大大改善了人們對(duì)信息的利用，更好地滿足了人們對(duì)信息的需求；而網(wǎng)絡(luò)化則使人們更為方便地交換信息，使整個(gè)地球成為一個(gè)“地球村”。以數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化為特征的信息技術(shù)同一般技術(shù)不同，它具有極強(qiáng)的滲透性和基礎(chǔ)性，它可以滲透和改造各種產(chǎn)業(yè)和行業(yè)，改變著人類的生產(chǎn)和生活方式，改變著經(jīng)濟(jì)形態(tài)和社會(huì)、政治、文化等各個(gè)領(lǐng)域。而它的基礎(chǔ)之一就是微電子技術(shù)?？梢院敛豢鋸埖卣f，沒有微電子技術(shù)的進(jìn)步，就不可能有今天信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，微電子已經(jīng)成為整個(gè)信息社會(huì)發(fā)展的基石。

50多年來微電子技術(shù)的發(fā)展歷史，實(shí)際上就是不斷創(chuàng)新的過程，這里指的創(chuàng)新包括原始創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用創(chuàng)新等。晶體管的發(fā)明并不是一個(gè)孤立的精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，而是一系列固體物理、半導(dǎo)體物理、材料科學(xué)等取得重大突破后的必然結(jié)果。1947年發(fā)明點(diǎn)接觸型晶體管、1948年發(fā)明結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管以及以后的硅平面工藝、集成電路、cmos技術(shù)、半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器、cpu、非揮發(fā)存儲(chǔ)器等微電子領(lǐng)域的重大發(fā)明也都是一系列創(chuàng)新成果的體現(xiàn)。同時(shí)，每一項(xiàng)重大發(fā)明又都開拓出一個(gè)新的領(lǐng)域，帶來了新的巨大市場(chǎng)，對(duì)我們的生產(chǎn)、生活方式產(chǎn)生了重大的影響。也正是由于微電子技術(shù)領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新，才能使微電子能夠以每三年集成度翻兩番、特征尺寸縮小倍的速度持續(xù)發(fā)展幾十年。自1968年開始，與硅技術(shù)有關(guān)的學(xué)術(shù)論文數(shù)量已經(jīng)超過了與鋼鐵有關(guān)的學(xué)術(shù)論文，所以有人認(rèn)為，1968年以后人類進(jìn)入了繼石器、青銅器、鐵器時(shí)代之后硅石時(shí)代（silicon age）〖1〗。因此可以說社會(huì)發(fā)展的本質(zhì)是創(chuàng)新，沒有創(chuàng)新，社會(huì)就只能被囚禁在“超穩(wěn)態(tài)”陷阱之中。雖然創(chuàng)新作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的改革動(dòng)力往往會(huì)給社會(huì)帶來“創(chuàng)造性的破壞”，但經(jīng)過這種破壞后，又將開始一個(gè)新的處于更高層次的創(chuàng)新循環(huán)，社會(huì)就是以這樣螺旋形上升的方式向前發(fā)展。

在微電子技術(shù)發(fā)展的前50年，創(chuàng)新起到了決定性的作用，而今后微電子技術(shù)的發(fā)展仍將依賴于一系列創(chuàng)新性成果的出現(xiàn)。我們認(rèn)為：目前微電子技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)很關(guān)鍵的時(shí)期，21世紀(jì)上半葉，也就是今后50年微電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和主要的創(chuàng)新領(lǐng)域主要有以下四個(gè)方面：以硅基cmos電路為主流工藝；系統(tǒng)芯片（system on a chip，soc）為發(fā)展重點(diǎn)；量子電子器件和以分子（原子）自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學(xué)；與其他學(xué)科的結(jié)合誕生新的技術(shù)增長(zhǎng)點(diǎn)，如mems，dna chip等。

2 21世紀(jì)上半葉仍將以硅基cmos電路為主流工藝

微電子技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)是不斷提高集成系統(tǒng)的性能及性能價(jià)格比，因此便要求提高芯片的集成度，這是不斷縮小半導(dǎo)體器件特征尺寸的動(dòng)力源泉。以mos技術(shù)為例，溝道長(zhǎng)度縮小可以提高集成電路的速度；同時(shí)縮小溝道長(zhǎng)度和寬度還可減小器件尺寸，提高集成度，從而在芯片上集成更多數(shù)目的晶體管，將結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜、性能更加完善的電子系統(tǒng)集成在一個(gè)芯片上；此外，隨著集成度的提高，系統(tǒng)的速度和可靠性也大大提高，價(jià)格大幅度下降。由于片內(nèi)信號(hào)的延遲總小于芯片間的信號(hào)延遲，這樣在器件尺寸縮小后，即使器件本身的性能沒有提高，整個(gè)集成系統(tǒng)的性能也可以得到很大的提高。

自1958年集成電路發(fā)明以來，為了提高電子系統(tǒng)的性能，降低成本，微電子器件的特征尺寸不斷縮小，加工精度不斷提高，同時(shí)硅片的面積不斷增大。集成電路芯片的發(fā)展基本上遵循了intel公司創(chuàng)始人之一的gordon e．moore 1965年預(yù)言的摩爾定律，即每隔三年集成度增加4倍，特征尺寸縮小倍。在這期間，雖然有很多人預(yù)測(cè)這種發(fā)展趨勢(shì)將減緩，但是微電子產(chǎn)業(yè)三十多年來發(fā)展的狀況證實(shí)了moore的預(yù)言[2]。而且根據(jù)我們的預(yù)測(cè)，微電子技術(shù)的這種發(fā)展趨勢(shì)還將在21世紀(jì)繼續(xù)一段時(shí)期，這是其它任何產(chǎn)業(yè)都無法與之比擬的。

現(xiàn)在，0．18微米cmos工藝技術(shù)已成為微電子產(chǎn)業(yè)的主流技術(shù)，0．035微米乃至0．020微米的器件已在實(shí)驗(yàn)室中制備成功，研究工作已進(jìn)入亞0．1微米技術(shù)階段，相應(yīng)的柵氧化層厚度只有2．0～1．0nm。預(yù)計(jì)到2010年，特征尺寸為0．05～0．07微米的64gdram產(chǎn)品將投入批量生產(chǎn)。

21世紀(jì)，起碼是21世紀(jì)上半葉,微電子生產(chǎn)技術(shù)仍將以尺寸不斷縮小的硅基cmos工藝技術(shù)為主流。盡管微電子學(xué)在化合物和其它新材料方面的研究取得了很大進(jìn)展；但還不具備替代硅基工藝的條件。根據(jù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展規(guī)律，一種新技術(shù)從誕生到成為主流技術(shù)一般需要20到30年的時(shí)間，硅集成電路技術(shù)自1947年發(fā)明晶體管1958年發(fā)明集成電路,到60年代末發(fā)展成為大產(chǎn)業(yè)也經(jīng)歷了20多年的時(shí)間。另外，全世界數(shù)以萬億美元計(jì)的設(shè)備和技術(shù)投入，已使硅基工藝形成非常強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)能力；同時(shí)，長(zhǎng)期的科研投入已使人們對(duì)硅及其衍生物各種屬性的了解達(dá)到十分深入、十分透徹的地步，成為自然界100多種元素之最，這是非常寶貴的知識(shí)積累。產(chǎn)業(yè)能力和知識(shí)積累決定了硅基工藝起碼將在50年內(nèi)仍起重要作用，人們不會(huì)輕易放棄。

目前很多人認(rèn)為當(dāng)微電子技術(shù)的特征尺寸在2015年達(dá)到0．030～0．015微米的“極限”之后，將是硅技術(shù)時(shí)代的結(jié)束，這實(shí)際上是一種誤解。且不說微電子技術(shù)除了以特征尺寸為代表的加工工藝技術(shù)之外，還有設(shè)計(jì)技術(shù)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等方面需要進(jìn)一步的大力發(fā)展，這些技術(shù)的發(fā)展必將使微電子產(chǎn)業(yè)繼續(xù)高速增長(zhǎng)。即使是加工工藝技術(shù)，很多著名的微電子學(xué)家也預(yù)測(cè)，微電子產(chǎn)業(yè)將于2030年左右步入像汽車工業(yè)、航空工業(yè)這樣的比較成熟的朝陽(yáng)工業(yè)領(lǐng)域。即使微電子產(chǎn)業(yè)步入汽車、航空等成熟工業(yè)領(lǐng)域，它仍將保持快速發(fā)展趨勢(shì)，就像汽車、航空工業(yè)已經(jīng)發(fā)展了50多年仍極具發(fā)展?jié)摿σ粯印?/p>

隨著器件的特征尺寸越來越小，不可避免地會(huì)遇到器件結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵工藝、集成技術(shù)以及材料等方面的一系列問題，究其原因，主要是：對(duì)其中的物理規(guī)律等科學(xué)問題的認(rèn)識(shí)還停留在集成電路誕生和發(fā)展初期所形成的經(jīng)典或半經(jīng)典理論基礎(chǔ)上，這些理論適合于描述微米量級(jí)的微電子器件，但對(duì)空間尺度為納米量級(jí)、空間尺度為飛秒量級(jí)的系統(tǒng)芯片中的新器件則難以適用；在材料體系上，sio2柵介質(zhì)材料、多晶硅／硅化物柵電極等傳統(tǒng)材料由于受到材料特性的制約，已無法滿足亞50納米器件及電路的需求；同時(shí)傳統(tǒng)器件結(jié)構(gòu)也已無法滿足亞50納米器件的要求，必須發(fā)展新型的器件結(jié)構(gòu)和微細(xì)加工、互連、集成等關(guān)鍵工藝技術(shù)。具體的需要?jiǎng)?chuàng)新和重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域包括：基于介觀和量子物理基礎(chǔ)的半導(dǎo)體器件的輸運(yùn)理論、器件模型、模擬和仿真軟件，新型器件結(jié)構(gòu)，高k柵介質(zhì)材料和新型柵結(jié)構(gòu)，電子束步進(jìn)光刻、13nmeuv光刻、超細(xì)線條刻蝕，soi、gesi／si等與硅基工藝兼容的新型電路，低k介質(zhì)和cu互連以及量子器件和納米電子器件的制備和集成技術(shù)等。

3 量子電子器件（qed）和以分子原子自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學(xué)將帶來嶄新的領(lǐng)域

在上節(jié)我們談到的以尺寸不斷縮小的硅基cmos工藝技術(shù)，可稱之為“scaling down”，與此同時(shí)我們必須注意“bottom up”?！癰ottom up”最重要的領(lǐng)域有二個(gè)方面：

(1)量子電子器件（qed—quantum electron device）這里包括單電子器件和單電子存儲(chǔ)器等。它的基本原理是基于庫(kù)侖阻塞機(jī)理控制一個(gè)或幾個(gè)電子運(yùn)動(dòng)，由于系統(tǒng)能量的改變和庫(kù)侖作用，一個(gè)電子進(jìn)入到一個(gè)勢(shì)阱，則將阻止其它電子的進(jìn)入。在單電子存儲(chǔ)器中量子阱替代了通常存儲(chǔ)器中的浮柵。它的主要優(yōu)點(diǎn)是集成度高；由于只有一個(gè)或幾個(gè)電子活動(dòng)所以功耗極低；由于相對(duì)小的電容和電阻以及短的隧道穿透時(shí)間，所以速度很快；且可用于多值邏輯和超高頻振蕩。但它的問題是制造比較困難，特別是制造大量的一致性器件很困難；對(duì)環(huán)境高度敏感，可靠性難以保證；在室溫工作時(shí)要求電容極?。é羏），要求量子點(diǎn)大小在幾個(gè)納米。這些都為集成成電路帶來了很大困難。

因此，目前可以認(rèn)為它們的理論是清楚的，工藝有待于探索和突破。

(2)以原子分子自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米電子學(xué)。這里包括量子點(diǎn)陣列（qca—quantum－dot cellular automata)和以碳納米管為基礎(chǔ)的原子分子器件等。

量子點(diǎn)陣列由量子點(diǎn)組成，至少由四個(gè)量子點(diǎn),它們之間以靜電力作用。根據(jù)電子占據(jù)量子點(diǎn)的狀態(tài)形成“0”和“1”狀態(tài)。它在本質(zhì)上是一種非晶體管和無線的方式達(dá)到陣列的高密度、低功耗和實(shí)現(xiàn)互連。其基本優(yōu)勢(shì)是開關(guān)速度快，功耗低，集成密度高。但難以制造，且對(duì)值置變化和大小改變都極為靈敏，0．05nm的變化可以造成單元工作失效。

以碳納米管為基礎(chǔ)的原子分子器件是近年來快速發(fā)展的一個(gè)有前景的領(lǐng)域。碳原子之間的鍵合力很強(qiáng)，可支持高密度電流，而熱導(dǎo)性能類似于金剛石，能在高集成度時(shí)大大減小熱耗散，性質(zhì)類金屬和半導(dǎo)體，特別是它有三種可能的雜交態(tài)，而ge、si只有一個(gè)。這些都使碳納米管（cnt）成為當(dāng)前科研熱點(diǎn)，從1991年發(fā)現(xiàn)以來，現(xiàn)在已有大量成果涌現(xiàn)，北京大學(xué)納米中心彭練矛教授也已制備出0．33納米的cnt并提出“t形結(jié)”作為晶體管的可能性。但是問題是如何去生長(zhǎng)有序的符合設(shè)計(jì)性能的cnt器件，更難以集成。

目前“bottom up”的量子器件和以自組裝技術(shù)為基礎(chǔ)的納米器件在制造工藝上往往與“scaling down”的加工方法相結(jié)合以制造器件。這對(duì)于解決高集成度cmos電路的功耗制約將會(huì)帶來突破性的進(jìn)展。

qca和cnt器件不論在理論上還是加工技術(shù)上都有大量工作要做，有待突破，離開實(shí)際應(yīng)用還需較長(zhǎng)時(shí)日！但這終究是一個(gè)誘人探索的領(lǐng)域，我們期待它們將創(chuàng)出一個(gè)新的天地。

4 系統(tǒng)芯片（system on a chip）是21世紀(jì)微電子技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)

在集成電路（ic）發(fā)展初期，電路設(shè)計(jì)都從器件的物理版圖設(shè)計(jì)入手，后來出現(xiàn)了集成電路單元庫(kù)（cell－lib），使得集成電路設(shè)計(jì)從器件級(jí)進(jìn)入邏輯級(jí)，這樣的設(shè)計(jì)思路使大批電路和邏輯設(shè)計(jì)師可以直接參與集成電路設(shè)計(jì)，極大地推動(dòng)了ic產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但集成電路僅僅是一種半成品，它只有裝入整機(jī)系統(tǒng)才能發(fā)揮它的作用。ic芯片是通過印刷電路板（pcb）等技術(shù)實(shí)現(xiàn)整機(jī)系統(tǒng)的。盡管ic的速度可以很高、功耗可以很小，但由于pcb板中ic芯片之間的連線延時(shí)、pcb板可靠性以及重量等因素的限制，整機(jī)系統(tǒng)的性能受到了很大的限制。隨著系統(tǒng)向高速度、低功耗、低電壓和多媒體、網(wǎng)絡(luò)化、移動(dòng)化的發(fā)展，系統(tǒng)對(duì)電路的要求越來越高，傳統(tǒng)集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)已無法滿足性能日益提高的整機(jī)系統(tǒng)的要求。同時(shí)，由于ic設(shè)計(jì)與工藝技術(shù)水平提高，集成電路規(guī)模越來越大，復(fù)雜程度越來越高，已經(jīng)可以將整個(gè)系統(tǒng)集成為一個(gè)芯片。目前已經(jīng)可以在一個(gè)芯片上集成108－109個(gè)晶體管，而且隨著微電子制造技術(shù)的發(fā)展，21世紀(jì)的微電子技術(shù)將從目前的3g時(shí)代逐步發(fā)展到3t時(shí)代（即存儲(chǔ)容量由g位發(fā)展到t位、集成電路器件的速度由ghz發(fā)展到燈thz、數(shù)據(jù)傳輸速率由gbps發(fā)展到tbps，注：1g=109、1t=1012、bps：每秒傳輸數(shù)據(jù)位數(shù)）。

正是在需求牽引和技術(shù)推動(dòng)的雙重作用下，出現(xiàn)了將整個(gè)系統(tǒng)集成在一個(gè)微電子芯片上的系統(tǒng)芯片（system on a chip，簡(jiǎn)稱soc）概念。

系統(tǒng)芯片（soc）與集成電路（ic）的設(shè)計(jì)思想是不同的，它是微電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一場(chǎng)革命，它和集成電路的關(guān)系與當(dāng)時(shí)集成電路與分立元器件的關(guān)系類似，它對(duì)微電子技術(shù)的推動(dòng)作用不亞于自50年代末快速發(fā)展起來的集成電路技術(shù)。

soc是從整個(gè)系統(tǒng)的角度出發(fā)，把處理機(jī)制、模型算法、芯片結(jié)構(gòu)、各層次電路直至器件的設(shè)計(jì)緊密結(jié)合起來，在單個(gè)（或少數(shù)幾個(gè)）芯片上完成整個(gè)系統(tǒng)的功能，它的設(shè)計(jì)必須是從系統(tǒng)行為級(jí)開始的自頂向下（top－down）的。很多研究表明，與ic組成的系統(tǒng)相比，由于soc設(shè)計(jì)能夠綜合并全盤考慮整個(gè)系統(tǒng)的各種情況，可以在同樣的工藝技術(shù)條件下實(shí)現(xiàn)更高性能的系統(tǒng)指標(biāo)。例如若采用soc方法和0．35μm工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)芯片,在相同的系統(tǒng)復(fù)雜度和處理速率下，能夠相當(dāng)于采用0．18～0.25μm工藝制作的ic所實(shí)現(xiàn)的同樣系統(tǒng)的性能；還有，與采用常規(guī)ic方法設(shè)計(jì)的芯片相比,采用soc設(shè)計(jì)方法完成同樣功能所需要的晶體管數(shù)目約可以降低l～2個(gè)數(shù)量級(jí)。

對(duì)于系統(tǒng)芯片（soc）的發(fā)展，主要有三個(gè)關(guān)鍵的支持技術(shù)。

（1）軟、硬件的協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)。面向不同系統(tǒng)的軟件和硬件的功能劃分理論（functional partition theory），這里不同的系統(tǒng)涉及諸多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、數(shù)據(jù)壓縮解壓縮和加密解密系統(tǒng)等等。

（2）ip模塊庫(kù)問題。ip模塊有三種,即軟核，主要是功能描述；固核，主要為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；和硬核，基于工藝的物理設(shè)計(jì)、與工藝相關(guān)，并經(jīng)過工藝驗(yàn)證過的。其中以硬核使用價(jià)值最高。cmos的cpu、dram、sram、e2prom和flash memory以及a／d、d／a等都可以成為硬核。其中尤以基于深亞微米的新器件模型和電路模擬為基礎(chǔ)，在速度與功耗上經(jīng)過優(yōu)化并有最大工藝容差的模塊最有價(jià)值。現(xiàn)在,美國(guó)硅谷在80年代出現(xiàn)無生產(chǎn)線（fabless)公司的基礎(chǔ)上，90年代后期又出現(xiàn)了一些無芯片（chipless）的公司,專門銷售ip模塊。

（3）模塊界面間的綜合分析技術(shù),這主要包括ip模塊間的膠聯(lián)邏輯技術(shù)（glue logic technologies）和ip模塊綜合分析及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)等。

微電子技術(shù)從ic向soc轉(zhuǎn)變不僅是一種概念上的突破,同時(shí)也是信息技術(shù)新發(fā)展的里程碑。通過以上三個(gè)支持技術(shù)的創(chuàng)新,它必將導(dǎo)致又一次以系統(tǒng)芯片為主的信息技術(shù)上的革命。目前，soc技術(shù)已經(jīng)嶄露頭角，21世紀(jì)將是soc技術(shù)真正快速發(fā)展的時(shí)期。

在新一代系統(tǒng)芯片領(lǐng)域，需要重點(diǎn)突破的創(chuàng)新點(diǎn)主要包括實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的算法和電路結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面。在微電子技術(shù)的發(fā)展歷史上,每一種算法的提出都會(huì)引起一場(chǎng)變革，例如維特比算法、小波變換等均對(duì)集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展起到了非常重要的作用,目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊算法等也很有可能取得較大的突破。提出一種新的電路結(jié)構(gòu)可以帶動(dòng)一系列的應(yīng)用,但提出一種新的算法則可以帶動(dòng)一個(gè)新的領(lǐng)域,因此算法應(yīng)是今后系統(tǒng)芯片領(lǐng)域研究的重點(diǎn)學(xué)科之一。在電路結(jié)構(gòu)方面,在系統(tǒng)芯片中，由于射頻、存儲(chǔ)器件的加入，其中的電路結(jié)構(gòu)已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的cmos結(jié)構(gòu)，因此需要發(fā)展更靈巧的新型電路結(jié)構(gòu)。另外，為了實(shí)現(xiàn)膠聯(lián)邏輯（glue logic）新的邏輯陣列技術(shù)有望得到快速的發(fā)展,在這一方面也需要做系統(tǒng)深入的研究。

5 微電子與其他學(xué)科的結(jié)合誕生新的技術(shù)增長(zhǎng)點(diǎn)

微電子技術(shù)的強(qiáng)大生命力在于它可以低成本、大批量地生產(chǎn)出具有高可靠性和高精度的微電子結(jié)構(gòu)模塊。這種技術(shù)一旦與其它學(xué)科相結(jié)合,便會(huì)誕生出一系列嶄新的學(xué)科和重大的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，這方面的典型例子便是mems（微機(jī)電系統(tǒng)）技術(shù)和dna生物芯片。前者是微電子技術(shù)與機(jī)械、光學(xué)等領(lǐng)域結(jié)合而誕生的，后者則是與生物工程技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。

微電子機(jī)械系統(tǒng)不僅是微電子技術(shù)的拓寬和延伸,它將微電子技術(shù)和精密機(jī)械加工技術(shù)相互融合，實(shí)現(xiàn)了微電子與機(jī)械融為一體的系統(tǒng)。mems將電子系統(tǒng)和外部世界聯(lián)系起來，它不僅可以感受運(yùn)動(dòng)、光、聲、熱、磁等自然界的外部信號(hào)，把這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成電子系統(tǒng)可以認(rèn)識(shí)的電信號(hào)，而且還可以通過電子系統(tǒng)控制這些信號(hào)，發(fā)出指令并完成該指令。從廣義上講，mems是指集微型傳感器、微型執(zhí)行器、信號(hào)處理和控制電路、接口電路、通信系統(tǒng)以及電源于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。mems技術(shù)是一種典型的多學(xué)科交叉的前沿性研究領(lǐng)域，它幾乎涉及到自然及工程科學(xué)的所有領(lǐng)域，如電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、光學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)等〖3〗。

mems的發(fā)展開辟了一個(gè)全新的技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)。它們不僅可以降低機(jī)電系統(tǒng)的成本，而且還可以完成許多大尺寸機(jī)電系統(tǒng)所不能完成的任務(wù)。正是由于mems器件和系統(tǒng)具有體積小、重量輕、功耗低、成本低、可靠性高、性能優(yōu)異及功能強(qiáng)大等傳統(tǒng)傳感器無法比擬的優(yōu)點(diǎn),因而mems在航空、航天、汽車、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事以及幾乎人們接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。例如微慣性傳感器及其組成的微型慣性測(cè)量組合能應(yīng)用于制導(dǎo)、衛(wèi)星控制、汽車自動(dòng)駕駛、汽車防撞氣囊、汽車防抱死系統(tǒng)（abs）、穩(wěn)定控制和玩具；微流量系統(tǒng)和微分析儀可用于微推進(jìn)、傷員救護(hù)；信息mems系統(tǒng)將在射頻系統(tǒng)、全光通訊系統(tǒng)和高密度存儲(chǔ)器和顯示等方面發(fā)揮重大作用；同時(shí)mems系統(tǒng)還可以用于醫(yī)療、光譜分析、信息采集等等?，F(xiàn)在已經(jīng)成功地制造出了尖端直徑為5μm的可以?shī)A起一個(gè)紅細(xì)胞的微型鑷子，可以在磁場(chǎng)中飛行的象蝴蝶大小的飛機(jī)等。

mems技術(shù)及其產(chǎn)品的增長(zhǎng)速度非常之高，目前正處在技術(shù)發(fā)展時(shí)期，再過若干年將會(huì)迎來mems產(chǎn)業(yè)化高速發(fā)展的時(shí)期。2000年，全世界mems的市場(chǎng)達(dá)到120到140億美元，而帶來的與之相關(guān)的市場(chǎng)達(dá)到1000億美元。

目前，mems系統(tǒng)與集成電路發(fā)展的初期情況極為相似。集成電路發(fā)展初期，其電路在今天看來是很簡(jiǎn)單的，應(yīng)用也非常有限，以軍事需求為主,但它的誘人前景吸引了人們進(jìn)行大量投資，促進(jìn)了集成電路飛速發(fā)展。集成電路技術(shù)的進(jìn)步,加快了計(jì)算機(jī)更新?lián)Q代的速度，對(duì)cpu和ram的需求越來越大,反過來又促進(jìn)了集成電路的發(fā)展。集成電路和計(jì)算機(jī)在發(fā)展中相互推動(dòng)，形成了今天的雙贏局面，帶來了一場(chǎng)信息革命?，F(xiàn)階段的微機(jī)電系統(tǒng)專用性很強(qiáng)，單個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍非常有限,還沒有出現(xiàn)類似于cpu和ram這樣量大面廣的產(chǎn)品。隨著微機(jī)電系統(tǒng)的進(jìn)步，最后將有可能形成像微電子技術(shù)一樣有廣泛應(yīng)用前景的新產(chǎn)業(yè)，從而對(duì)人們的社會(huì)生產(chǎn)和生活方式產(chǎn)生重大影響。

當(dāng)前mems系統(tǒng)能否取得更更大突破，取決于兩方面的因素：第一是在微系統(tǒng)理論與基礎(chǔ)技術(shù)方面取得突破性進(jìn)展，使人們依靠掌握的理論和基礎(chǔ)技術(shù)可以高效地設(shè)計(jì)制造出所需的微系統(tǒng)；第二是找準(zhǔn)應(yīng)用突破口，揚(yáng)長(zhǎng)避短，以特別適合微系統(tǒng)應(yīng)用的重大領(lǐng)域?yàn)槟繕?biāo)進(jìn)行研究,取得突破，從而帶動(dòng)微系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在mems發(fā)展中需要繼續(xù)解決的問題主要有：mems建模與設(shè)計(jì)方法學(xué)研究；三維微結(jié)構(gòu)構(gòu)造原理、方法、仿真及制造；微小尺度力學(xué)和熱學(xué)研究；mems的表征與計(jì)量方法學(xué)；納結(jié)構(gòu)與集成技術(shù)等。

微電子與生物技術(shù)緊密結(jié)合誕生的以dna芯片等為代表的生物芯片將是21世紀(jì)微電子領(lǐng)域的另一個(gè)熱點(diǎn)和新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。它是以生物科學(xué)為基礎(chǔ)，利用生物體、生物組織或細(xì)胞等的特點(diǎn)和功能，設(shè)計(jì)構(gòu)建具有預(yù)期性狀的新物種或新品系，并與工程技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行加工生產(chǎn)，它是生命科學(xué)與技術(shù)科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。具有附加值高、資源占用少等一系列特點(diǎn)，正日益受到廣泛關(guān)注。目前最有代表性的生物芯片是dna芯片。

采用微電子加工技術(shù)，可以在指甲蓋大小的硅片上制作出包含有多達(dá)萬種dna基因片段的芯片。利用這種芯片可以在極快的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)或發(fā)現(xiàn)遺傳基因的變化等情況，這無疑對(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。

dna芯片的基本思想是通過生物反應(yīng)或施加電場(chǎng)等措施使一些特殊的物質(zhì)能夠反映出某種基因的特性從而起到檢測(cè)基因的目的。目前stanford和affymetrix公司的研究人員已經(jīng)利用微電子技術(shù)在硅片或玻璃片上制作出了dna芯片〖4〗。他們制作的dna芯片是通過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基因片段，該芯片共包括6000余種dna基因片段。dna（脫氧核糖核酸）是生物學(xué)中最重要的一種物質(zhì)，它包含有大量的生物遺傳信息，dna芯片的作用非常巨大，其應(yīng)用領(lǐng)域也非常廣泛：它不僅可以用于基因?qū)W研究、生物醫(yī)學(xué)等，而且隨著dna芯片的發(fā)展還將形成微電子生物信息系統(tǒng)，這樣該技術(shù)將廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)學(xué)和環(huán)境保護(hù)等人類生活的各個(gè)方面，那時(shí)，生物芯片有可能象今天的ic芯片一樣無處不在。

目前的生物芯片主要是指通過平面微細(xì)加工技術(shù)及超分子自組裝技術(shù)，在固體芯片表面構(gòu)建的微分析單元和系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)化合物、蛋白質(zhì)、核酸、細(xì)胞以及其它生物組分的準(zhǔn)確、快速、大信息量的篩選或檢測(cè)。生物芯片的主要研究包括采用生物芯片的具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)、基于生物芯片的生物信息學(xué)以及高密度生物芯片的設(shè)計(jì)、檢測(cè)方法學(xué)等等。

6 結(jié)　語(yǔ)

在微電子學(xué)發(fā)展歷程的前50年中，創(chuàng)新和基礎(chǔ)研究曾起到非常關(guān)鍵的決定性作用。而隨著器件特征尺寸的縮小、納米電子學(xué)的出現(xiàn)、新一代soc的發(fā)展、mems和dna芯片的崛起，又提出了一系列新的課題，客觀需求正在“召喚”創(chuàng)新成果的誕生。

回顧20世紀(jì)后50年，展望21世紀(jì)前50年，即百年的微電子科學(xué)技術(shù)發(fā)展歷程，使我們深切地感受到，世紀(jì)之交的微電子技術(shù)對(duì)我們既是一個(gè)重大的機(jī)遇，也是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，如果我們能夠抓住這個(gè)機(jī)遇，立足創(chuàng)新，去勇敢地迎接這個(gè)挑戰(zhàn)，則有可能使我國(guó)微電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)騰飛，在新一代微電子技術(shù)中擁有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，促進(jìn)我國(guó)微電子 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為迎接21世紀(jì)中葉將要到來的偉大的民族復(fù)興奠定技術(shù)基礎(chǔ)，以重鑄中華民族的輝煌！

參考文獻(xiàn)

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[2]bob schaller.the origin,nature and lmplication of“moore’s law”,http///research/barc/gray/moore.law.html.1996.

[3]張興、郝一龍、李志宏、王陽(yáng)元?？缡兰o(jì)的新技術(shù)－微電子機(jī)械系統(tǒng)。電子科技導(dǎo)報(bào)，1999，4：2

[4]nicholas wade where computers and biology meet:making a dna chip.new york times,april 8,1997