淺談數(shù)字電子技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢

齊曉光

摘要：數(shù)字電子技術(shù)在科學(xué)的發(fā)展和市場的巨大需求的帶帶東下迅速的發(fā)展著，數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用鄰域也得到了很大的擴大，數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展和壯大已經(jīng)逐漸占領(lǐng)了全球信息化進程的主導(dǎo)地位，本篇文章簡單的介紹了數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了數(shù)字電子技術(shù)的未來發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電子技術(shù) 應(yīng)用現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢

數(shù)字電子技術(shù)是當前發(fā)展最快的學(xué)科之一，電子技術(shù)可以分為數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)，就邏輯器件而言，已經(jīng)從20世紀40年代的電子管、20世紀50年代的晶體管和20世紀60年代的小規(guī)模集成電路，從中等到大規(guī)模集成，至今已發(fā)展到超大規(guī)模集成電路。近幾年又出現(xiàn)了可編程邏輯電路，提供了更加完善方便的設(shè)計器件世紀過程和方法也再不斷的演變和發(fā)展。半導(dǎo)體技術(shù)的大力發(fā)展推動應(yīng)用，數(shù)字電子技術(shù)作為電子時代的支撐技術(shù)，在全球電子信息化的進程中起著巨大的推動作用。

一、發(fā)展現(xiàn)狀

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類的進步，電子技術(shù)已經(jīng)成了各種工程技術(shù)的核心，特別是進入信息時代以來，電子技術(shù)更是成了基本技術(shù)，其具體應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋了通信領(lǐng)域、控制系統(tǒng)、測試系統(tǒng)、計算機等等各行各業(yè)。 電子技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，使人類進入了高新技術(shù)時代，電子技術(shù)誕生的歷史雖短，但深入的領(lǐng)域卻是最廣最深，而且成為人類探索宇宙宏光世界和微觀世界的物質(zhì)技術(shù)和基礎(chǔ)。

電子科學(xué)技術(shù)是人類在生產(chǎn)斗爭和科學(xué)實驗中發(fā)展起來的。1883年美國發(fā)明家愛迪生發(fā)現(xiàn)了熱電子效應(yīng)，隨后在1904年弗萊明利用這個效應(yīng)制成了電子二極管，并證實了電子管具有“閥門”作用，它首先被用于無線電檢波。1906年美國的德福雷斯在弗萊明的二極管中放進了第三電極—柵極而發(fā)明了電子三極管，從而建樹了早期電子技術(shù)上最重要的里程碑。半個多世紀以來，電子管在電子技術(shù)中立下了很大功勞;但是電子管畢竟成本高，制造繁，體積大，耗電多，從1948年美國貝爾實驗室的幾位研究人員發(fā)明晶體管以來，在大多數(shù)領(lǐng)域中已逐漸用晶體管來取代電子管。但是，我們不能否定電子管的獨特優(yōu)點，在有些裝置中，不論從穩(wěn)定性、經(jīng)濟性或功率上考慮，還需要采用電子管。 集成電路的第一個樣品是在1958年見諸于世的。集成電路的出現(xiàn)和應(yīng)用，標志著電子技術(shù)發(fā)展到了一個新的階段。它實現(xiàn)了材料、元件、電路三者之間的統(tǒng)一;同傳統(tǒng)的電子元件的設(shè)計與生產(chǎn)方式、電路的結(jié)構(gòu)形式有著本質(zhì)的不同。隨著集成電路制造工藝的進步，集成度越來越高，出現(xiàn)了在規(guī)模和超大規(guī)模集成電路（例如可在一塊6平方毫米的硅片上制成一個完整的計算機），進一步顯示出集成電路的優(yōu)越性。按元器件集成度（芯片上所集成的元件數(shù)量）分為小規(guī)模集成電路（100個元件以上）SSI、中規(guī)模集成電路（100—1000個元件）MSI，大規(guī)模集成電路（1000—100000個元件）LSI，超大規(guī)模集成電路（100000個以上元件）VLSI等四種，現(xiàn)在集成度已達到數(shù)千億。 隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展和科學(xué)研究、生產(chǎn)、管理和生活等方面的要求，電子計算機應(yīng)時而興起，并且日益完善。從1946年誕生第一臺電子計算機以來，已經(jīng)經(jīng)歷了電子管、晶體管、集成電路及大規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路，每秒運算速度已達百億次。

現(xiàn)在正在研究開發(fā)第五代計算機（人工智能計算機），他們不依靠程序工作，而是依靠人工智能工作。目前利用電子計算機對幾十臺乃至上百臺數(shù)字控制機床進行集中控制也已經(jīng)實現(xiàn)。由于大功率半導(dǎo)體器件的制造工藝日益完善，電力電子技術(shù)已是當今一門發(fā)展迅速、方興未艾的科學(xué)技術(shù)，應(yīng)用于中頻電源、變頻調(diào)速、直流輸電、不間斷電源等諸多方面，使半導(dǎo)體進入了強電領(lǐng)域?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的先進的電子材料有：仿生智能材料、納米材料、先進復(fù)合材料、低維材料（量子點、量子線巴基球和巴基管）、高溫超導(dǎo)材料和生物電子材料等，先進電子材料正應(yīng)用于新型電子器件的制造之中。新型電子材料的問世，將使電子技術(shù)向更高層次發(fā)展，這些材料將使今后的電子器件具有功能化、智能化、結(jié)構(gòu)功能一體化，使電子器件尺寸進一步縮小，功能更全，運算速度更快，為分子器件、單電子器件、分子計算機和生物計算機打下了基礎(chǔ)。

二、數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展趨勢

1.隨著信息化時代的到來，社會需求者電子技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字電子技術(shù)更是成為社會經(jīng)濟發(fā)展的主力軍，市場需求推動著信息技術(shù)向更深層次的邁進。因此科技信息的不斷進步加速了產(chǎn)業(yè)的升級換代，這就要求數(shù)字電子技術(shù)必須要順應(yīng)市場的雪求，數(shù)字化是電子技術(shù)的必由之路，這已經(jīng)成為當代的共識。我國的電子技術(shù)研究者經(jīng)過多次探索和實驗，使得數(shù)字化的歷程在不斷進行著一系列的重大變革。當代我們所使用的電子產(chǎn)品由于技術(shù)的不斷革新正在以前所未有的速度進行更新?lián)Q代，而這種革新又主要表現(xiàn)在大規(guī)模可編程邏輯器件的廣泛應(yīng)用之中，特別是在當今這個時代，半導(dǎo)體的工藝水平經(jīng)過不斷開發(fā)已經(jīng)達到了深亞微米，芯片的集成度也達到千兆位，時鐘頻率也正在向千兆赫茲以上發(fā)展，數(shù)據(jù)傳輸位數(shù)甚至達到了幾十億次，這些技術(shù)在之前是難以想象的，這就注定soc片上系統(tǒng)必將成為未來集成電路技術(shù)的發(fā)展趨勢。電子設(shè)計技術(shù)在不斷的更新?lián)Q代，發(fā)展到了今天，又將面臨另一次更大意義的突破電子設(shè)計自動化基礎(chǔ)的廣泛應(yīng)用必將在我們的信息時代再創(chuàng)奇跡。

2.數(shù)字與模擬電子技術(shù)之間的融合促進了新型電子器件的誕生，不斷的提高性能一直是電子器件追求的目標，模擬技術(shù)與數(shù)字電子技術(shù)的融合首先提高了傳統(tǒng)電子器件的性能，促進了新型電子器件的誕生。例如，傳統(tǒng)電位器噪聲大、實驗壽命短、可靠性差、而集成EEROM、電子開關(guān)和線性電阻技術(shù)數(shù)字電位器改變了傳統(tǒng)電位器的機械結(jié)構(gòu)，從而根除了傳統(tǒng)電位器的固有缺陷，提高了其性能。目前各種電子產(chǎn)品廣泛的開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器、D類音頻放大器都是數(shù)字與模擬相結(jié)合的新型電子器件。

隨著科技的大力發(fā)展，數(shù)字電子技術(shù)將更廣泛的應(yīng)用生產(chǎn)生活中去，要大力發(fā)展數(shù)字電子技術(shù)，就要擺脫傳統(tǒng)技術(shù)理念的束縛，將其與新興技術(shù)結(jié)合起來，從而大大提高自身的工作效率，為電子產(chǎn)品數(shù)字化邁進奠定了堅實的基礎(chǔ)，為未來的科技發(fā)展保駕護航。