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課件13張PPT。電子技術發展史工業系統認識實習（第一部分） 電子技術是十九世紀末、二十世紀初開始發展起來的新興技術，二十世紀發展最迅速，應用最廣泛，成為近代科學技術發展的一個重要標志。進入21世紀，人們面臨的是以微電子技術（半導體和集成電路為代表）電子計算機和因特網為標志的信息社會。高科技的廣泛應用使社會生產力和經濟獲得了空前的發展。現代電子技術在國防、科學、工業、醫學、通訊（信息處理、傳輸和交流）及文化生活等各個領域中都起著巨大的作用?，F在的世界，電子技術無處不在：收音機、彩電、音響、VCD、DVD、電子手表、數碼相機、微電腦、大規模生產的工業流水線、因特網、機器人、航天飛機、宇宙探測儀，可以說，人們現在生活在電子世界中，一天也離不開它。電子技術的應用基本器件的兩個發展階段分立元件階段（1905～1959）
真空電子管、半導體晶體管
集成電路階段（1959～）
SSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI主要階段概述 第一代電子?產品以電子管為核心。四十年代末世界上誕生了第一只半導體三極管，它以小巧、輕便、省電、壽?命長等特點，很快地被各國應用起來，在很大范圍內取代了電子管。五十年代末期，世界上出現了第一塊集成電路，它把許多晶體管等電子元件集成在一塊硅芯片上，使電子產品向更小型化發展。集成電路從小規模集成電路迅速發展到大規模集成電路和超大規模集成電路，從而使電子產品向著高效能低消耗、高精度、高穩定、智能化的方向發展。分立元件階段電子管時代（1905～1948）
為現代技術采取了決定性步驟主要大事記1905年 愛因斯坦闡述相對論——E＝mc2
1906年 亞歷山德森研制成高頻交流發電機
德福雷斯特在弗菜明二極管上加柵極，制威第一只三極管
1912年 阿諾德和蘭米爾研制出高真空電子管
1917年 坎貝爾研制成濾波器
1922年 弗里斯研制成第一臺超外差無線電收音機
1934年 勞倫斯研制成回旋加速器
1940年 帕全森和洛弗爾研制成電子模擬計算機
1947年 肖克萊、巴丁和布拉頓發明晶體管；香農奠定信息論的基礎真空電子管分立元件階段晶體管時代（1948～1959）
宇宙空間的探索即將開始主要大事記1947年 貝爾實驗室的巴丁、布拉頓和肖克萊研制成第一個點接觸型晶體管1948年 貝爾實驗室的香農發表信息論的論文
英國采用EDSAG計算機，這是最早的一種存儲程序數字計算機
1949年 諾伊曼提出自動傳輸機的概念
1950年 麻省理工學院的福雷斯特研制成磁心存儲器
1952年 美國爆炸第一顆氫彈
1954年 貝爾實驗室研制太陽能電池和單晶硅
1957年 蘇聯發射第一顆人造地球衛星
1958年 美國得克薩斯儀器公司和仙童公司宣布研制成第一個集成電路基本分立元件展示集成電路階段 自1958年第一塊集成元件問世以來，集成電路已經跨越了小、中、大、超大、特大、巨大規模幾個臺階，集成度平均每2年提高近3倍。隨著集成度的提高，器件尺寸不斷減小。 1985年，1兆位ULSI的集成度達到200萬個元件，器件條寬僅為1微米；1992年，16兆位的芯片集成度達到了3200萬個元件，條寬減到0.5微米，而后的64兆位芯片，其條寬僅為0.3微米。集成電路階段 集成電路制造技術的發展日新月異，其中最具有代表性的集成電路芯片主要包括以下幾類，它們構成了現代數字系統的基石?？删幊踢壿嬈骷≒LD）微控制芯片（MCU）數字信號處理器（DSP）大規模存儲芯片（RAM/ROM）IBM 7090電子計算機的發展 伴隨著電子技術的發展而飛速發展起來的電子計算機所經歷的四個階段充分說明了電子技術發展的四個階段的特性。
第一代（1946～1957）電子管計算機
第二代（1958～1963）晶體管計算機
第三代（1964～1970）集成電路計算機
第四代（1971～）大規模集成電路計算機 世界上第一臺電子計算機于1946年在美國研制成功，取名ENIAC。這臺計算機使用了18800個電子管，占地170平方米，重達30噸，耗電140千瓦，價格40多萬美元，是一個昂貴耗電的"龐然大物"。由于它采用了電子線路來執行算術運算、邏輯運算和存儲信息，從而就大大提高了運算速度。ENIAC每秒可進行5000次加法和減法運算，把計算一條彈道的時間短為30秒。它最初被專門用于彈道運算，后來經過多次改進而成為能進行各種科學計算的通用電子計算機。從1946年2月交付使用，到1955年10月最后切斷電源，ENIAC服役長達9年。IBM 360 晶體管計算機ENIAC品牌電腦IBM 7090ENIAC電子計算機的發展IBM 360 晶體管計算機品牌電腦第二代（1958～1963）晶體管計算機時代：它的基本電子元件是晶體管，內存儲器大量使用磁性材料制成的磁芯存儲器。與第一代電子管計算機相比，晶體管計算機體積小，耗電少，成本低，邏輯功能強，使用方便，可靠性高?。（IBM 7090）第三代（1964～1970）集成電路計算機時代：它的基本元件是小規模集成電路和中規模集成電路，磁芯存儲器進一步發展，并開始采用性能更好的半導體存儲器，運算速度提高到每秒幾十萬次基本運算。由于采用了集成電路，第三代計算機各方面性能都有了極大提高：體積縮小，價格降低，功能增強，可靠性大大提高。
（IBM 360系列為代表） 第四代（1971～）大規模集成電路計算機時代：它的基本元件是大規模集成電路，甚至超大規模集成電路，集成度很高的半導體存儲器替代了磁芯存儲器，運算速度可達每秒幾百萬次，甚至上億次基本運算。具有體積小、功能強、可靠性高等特點。EDA技術 電子設計技術的核心就是EDA技術。EDA是指以計算機為工作平臺，融合應用電子技術、計算機技術、智能化技術最新成果而研制成的電子CAD通用軟件包，主要能輔助進行三方面的設計工作，即IC設計、電子電路設計和PCB設計。電子系統設計自動化(ESDA)階段（ 90年代以后）：設計人員按照“自頂向下”的設計方法，對整個系統進行方案設計和功能劃分，系統的關鍵電路用一片或幾片專用集成電路（ASIC）實現，然后采用硬件描述語言（HDL）完成系統行為級設計，最后通過綜合器和適配器生成最終的目標器件。EDA技術發展的三個階段：計算機輔助設計(CAD)階段（ 70年代）：用計算機輔助進行IC版圖編輯、PCB布局布線，取代了手工操作。計算機輔助工程(CAE)階段（ 80年代）：與CAD相比，CAE除了有純粹的圖形繪制功能外，又增加了電路功能設計和結構設計，并且通過電氣連接網絡表將兩者結合在一起，實現了工程設計。CAE的主要功能是：原理圖輸入，邏輯仿真，電路分析，自動布局布線，PCB后分析。ARM開發板納米電子技術 納米電子學主要在納米尺度空間內研究電子、原子和分子運動規律和特性，研究納米尺度空間內的納米膜、納米線。納米點和納米點陣構成的基于量子特性的納米電子器件的電子學功能、特性以及加工組裝技術。其性能涉及放大、振蕩、脈沖技術、運算處理和讀寫等基本問題。其新原理主要基于電子的波動性、電子的量子隧道效應、電子能級的不連續性、量子尺寸效應和統計漲落特性等。 從微電子技術到納米電子器件將是電子器件發展的第二次變革，與從真空管到晶體管的第一次變革相比，它含有更深刻的理論意義和豐富的科技內容。在這次變革中，傳統理論將不再適用，需要發展新的理論，并探索出相應的材料和技術。謝謝觀看！
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