摘要本文展望了21世紀(jì)微電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。認(rèn)為：21世紀(jì)初的微電子技術(shù)仍將以硅基CMOS電路為主流工藝，但將突破目前所謂的物理“限制”，繼續(xù)快速發(fā)展；集成電路將逐步發(fā)展成為集成系統(tǒng)；微電子技術(shù)將與其它技術(shù)結(jié)合形成一系列新的增長(zhǎng)點(diǎn)，例如微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）、DNA芯片等。具體地講，SOC設(shè)計(jì)技術(shù)、超微細(xì)光刻技術(shù)、虛擬工廠技術(shù)、銅互連及低K互連絕緣介質(zhì)、高K柵絕緣介質(zhì)和柵工程技術(shù)、SOI技術(shù)等將在近幾年內(nèi)得到快速發(fā)展。21世紀(jì)將是我國(guó)微電子產(chǎn)業(yè)的黃金時(shí)代。

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(shuō)，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(lái)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(guò)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(lái)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(guò)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（siliconage）〖1〗。因此可以說(shuō)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(lái)“創(chuàng)造性的破壞”，但經(jīng)過(guò)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（SystemOnAChip，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，DNAChip等。

摘要本文展望了21世紀(jì)微電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。認(rèn)為：21世紀(jì)初的微電子技術(shù)仍將以硅基CMOS電路為主流工藝，但將突破目前所謂的物理“限制”，繼續(xù)快速發(fā)展；集成電路將逐步發(fā)展成為集成系統(tǒng)；微電子技術(shù)將與其它技術(shù)結(jié)合形成一系列新的增長(zhǎng)點(diǎn)，例如微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）、DNA芯片等。具體地講，SOC設(shè)計(jì)技術(shù)、超微細(xì)光刻技術(shù)、虛擬工廠技術(shù)、銅互連及低K互連絕緣介質(zhì)、高K柵絕緣介質(zhì)和柵工程技術(shù)、SOI技術(shù)等將在近幾年內(nèi)得到快速發(fā)展。21世紀(jì)將是我國(guó)微電子產(chǎn)業(yè)的黃金時(shí)代。

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)。可以毫不夸張地說(shuō)，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(lái)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(guò)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(lái)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(guò)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（siliconage）〖1〗。因此可以說(shuō)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(lái)“創(chuàng)造性的破壞”，但經(jīng)過(guò)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（SystemOnAChip，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，DNAChip等。

0引言

光電檢測(cè)技術(shù)是光學(xué)與電子學(xué)相結(jié)合而產(chǎn)生的一門新興檢測(cè)技術(shù)［1］。它主要利用電子技術(shù)對(duì)光學(xué)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并進(jìn)一步傳遞、儲(chǔ)存、控制、計(jì)算和顯示［2］。光電檢測(cè)技術(shù)從原理上講可以檢測(cè)一切能夠影響光量和光特性的非電量。它可通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)把待檢測(cè)的非電量信息變換成為便于接受的光學(xué)信息，然后用光電探測(cè)器件將光學(xué)信息量變換成電量，并進(jìn)一步經(jīng)過(guò)電路放大、處理，以達(dá)到電信號(hào)輸出的目的［3］。然后采用電子學(xué)、信息論、計(jì)算機(jī)及物理學(xué)等方法分析噪聲產(chǎn)生的原因和規(guī)律，以便于進(jìn)行相應(yīng)的電路改進(jìn)，更好地研究被噪聲淹沒的微弱有用信號(hào)的特點(diǎn)與相關(guān)性，從而了解非電量的狀態(tài)。微弱信號(hào)檢測(cè)的目的是從強(qiáng)噪聲中提取有用信號(hào)，同時(shí)提高檢測(cè)系統(tǒng)輸出信號(hào)的信噪比。

1光電檢測(cè)電路的基本構(gòu)成

光電探測(cè)器所接收到的信號(hào)一般都非常微弱，而且光探測(cè)器輸出的信號(hào)往往被深埋在噪聲之中，因此，要對(duì)這樣的微弱信號(hào)進(jìn)行處理，一般都要先進(jìn)行預(yù)處理，以將大部分噪聲濾除掉，并將微弱信號(hào)放大到后續(xù)處理器所要求的電壓幅度。這樣，就需要通過(guò)前置放大電路、濾波電路和主放大電路來(lái)輸出幅度合適、并已濾除掉大部分噪聲的待檢測(cè)信號(hào)。其光電檢測(cè)模塊的組成框圖如圖1所示。

2光電二極管的工作模式與等效模型

2．1光電二極管的工作模式

一、《微電子學(xué)與計(jì)算機(jī)》是介紹微電子學(xué)與計(jì)算機(jī)理論探索，展示微電子學(xué)與計(jì)算機(jī)方面學(xué)術(shù)和工程應(yīng)用成果的專業(yè)刊物，計(jì)算技術(shù)、微電子技術(shù)中文核心期刊，中國(guó)科學(xué)技術(shù)引文數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)源期刊，為促進(jìn)學(xué)術(shù)交流和科研成果的轉(zhuǎn)化，引導(dǎo)和推動(dòng)我國(guó)微電子學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)方面的發(fā)展，歡迎從事計(jì)算機(jī)與微電子學(xué)理論研究、教學(xué)和應(yīng)用的廣大科技人員及愛好者踴躍投稿。

二、投稿要求如下：1．來(lái)稿內(nèi)容應(yīng)有較高學(xué)術(shù)水平，有創(chuàng)新之處，表達(dá)上做到主題突出、觀點(diǎn)明確、論據(jù)充分、結(jié)構(gòu)合理、層次清楚、語(yǔ)言通順、文字簡(jiǎn)練。2．作者投稿需向編輯部提供一份聲明：稿件內(nèi)容屬于作者的科研成果，署名無(wú)爭(zhēng)議，且未公開發(fā)表過(guò)。3．來(lái)稿一般不超過(guò)8000字（含圖、表），內(nèi)容包括：中英文題目、中文作者姓名及漢語(yǔ)拼音的作者姓名、作者單位及英文譯名、作者簡(jiǎn)介（性別、出生年份、學(xué)位、職稱及研究方向）、中英文摘要（250字左右）、關(guān)鍵詞（3～8個(gè)）、中圖分類號(hào)、正文、參考文獻(xiàn)。如為基金項(xiàng)目資助論文，請(qǐng)?jiān)谖母迨醉?yè)注明，并列出批準(zhǔn)文號(hào)。4．摘要應(yīng)說(shuō)明論文的目的、方法、結(jié)果與結(jié)論。英文摘要的內(nèi)容需與中文一致。5．文中的量與單位應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。外文字母必須分清大小寫、正斜體（包括黑正體、黑斜體及白正體、白斜體）；上下角的字母、數(shù)字和符號(hào)，其位置高低應(yīng)區(qū)分明顯。6．圖、表不超過(guò)6幅；圖、表須有名稱和編號(hào)，其內(nèi)容要與正文中的編號(hào)和說(shuō)明一致；插圖和照片必須是清繪圖和原照片，繪制符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，最好控制在7．5cm×7．5cm內(nèi)；有坐標(biāo)系的插圖，縱橫坐標(biāo)上均要有適宜的刻度、對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，并標(biāo)注出其所代表的物理量和單位；表格盡量采用三線表的形式繪制。7．參考文獻(xiàn)只擇最主要的列入，一般不超過(guò)10條，未公開發(fā)表的資料請(qǐng)勿引用。文獻(xiàn)序號(hào)以文中出現(xiàn)的先后順序編排，文后須與正文中的一一對(duì)應(yīng)。文獻(xiàn)作者3名以內(nèi)應(yīng)全部列出，4名以上的只列出前3名，后加“等”字（或etal）；外文作者姓在前，名在后，名可用縮寫，但不加縮寫點(diǎn)。

三、來(lái)稿請(qǐng)寫清作者或聯(lián)系人姓名、電話、E－mail、工作單位、通訊地址及郵政編碼，自投稿之日起，兩個(gè)月內(nèi)未接到通知者可自行處理稿件。

四、編輯部對(duì)稿件有修改權(quán)，不愿改動(dòng)者，請(qǐng)來(lái)稿時(shí)說(shuō)明。

五、本刊已入編《中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤版）》及有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)，不愿錄入各數(shù)據(jù)庫(kù)者，請(qǐng)?jiān)趤?lái)稿中注明。

六、稿件一經(jīng)發(fā)表，贈(zèng)送刊物兩冊(cè)。

本文作者：余振新汪河洲工作單位：中山大學(xué)激光與光譜學(xué)研究所

1995年5月22一26日,在美國(guó)馬里蘭州巴爾的摩召開的第15屆“激光與光電子學(xué)(CLEO)”和第5屆“量子電子學(xué)與激光科學(xué)(QELS)”會(huì)議,是世界規(guī)模最大的激光一光電子一量子電子學(xué)領(lǐng)域的重要的國(guó)際會(huì)議。本會(huì)議一個(gè)特別新的內(nèi)容是激光在生物學(xué)與醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。同時(shí),還舉辦了一個(gè)龐大的技術(shù)展覽會(huì),展覽了許多與生物醫(yī)學(xué)有關(guān)的新產(chǎn)品。會(huì)上千余篇,內(nèi)容主要側(cè)重固態(tài)與半導(dǎo)體激光器、非線性光學(xué)、超短脈沖激光光源、激光在醫(yī)學(xué)生物學(xué)中的應(yīng)用等。這些論文反映了近年來(lái)激光科學(xué)技術(shù)的進(jìn)展,現(xiàn)分述如下。

1半導(dǎo)體激光

十分引人注目的是半導(dǎo)體激光器件研究方面的成果。其中有關(guān)新材料及其處理過(guò)程,器件工作物理機(jī)制,器件的設(shè)計(jì)思想,器件工作向短波段的延拓等,都有很大的發(fā)展。光子帶隙、半導(dǎo)體量子電子學(xué)的理論和實(shí)驗(yàn)研究逐步使量子阱異質(zhì)結(jié)激光器邁向?qū)嵱秒A段,并導(dǎo)致光學(xué)和光電子學(xué)用的量子阱器件以及超短脈沖半導(dǎo)體激光器和高速光探測(cè)器件的迅速發(fā)展。這對(duì)推動(dòng)高速通訊的發(fā)展是十分重要的。垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)的功率轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)高于50%,闌值電流200拼A,工作體積7只7(拜m)2;半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)材料已經(jīng)可以制作出微腔激光器。一個(gè)10nm的腔體可產(chǎn)生1000nm波長(zhǎng)的窄頻帶輻射。可見區(qū),特別是藍(lán)綠波段半導(dǎo)體激光器研制令人鼓舞,一旦進(jìn)入實(shí)用階段,勢(shì)必劇烈改變小功率可見區(qū)激光器銷售市場(chǎng)的狀況,并將大大擴(kuò)展激光在科技和生活領(lǐng)域的使用范圍。長(zhǎng)波可見段630nm,650nm和670nm的紅色激光二極管(LD)制作成本較前兩年已大大下降。目前可以預(yù)感到:在激光顯示、激光準(zhǔn)直、激光印刷、激光醫(yī)學(xué)生物學(xué)應(yīng)用等方面,半導(dǎo)體紅光激光二極管將會(huì)迅速占領(lǐng)氦氖激光器的原有市場(chǎng),取而代之。與此有關(guān)的藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)已開始以遠(yuǎn)較紅、黃、綠色發(fā)光二極管高昂的價(jià)格投放市場(chǎng)(隨著技術(shù)改進(jìn),將很快降低成本),形成了大型彩色顯示屏幕蓬勃發(fā)展態(tài)勢(shì)。在半導(dǎo)體激光領(lǐng)域,近年備受關(guān)注且影響著該領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)展的課題是半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)和微腔以及在這類器件中的相干現(xiàn)象的研究。

2固體激光

迅速發(fā)展的另一領(lǐng)域是固體激光器。近兩年,明顯看到:纖維激光和波導(dǎo)固體激光,可調(diào)諧固態(tài)激光,特別是用半導(dǎo)體激光二極管陣列泵浦的“全固態(tài)化”固體激光器的實(shí)用化,將可以達(dá)到許多目的:相對(duì)廉價(jià)、穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)、波長(zhǎng)可調(diào)諧范圍寬、脈沖寬度窄,還可以具有優(yōu)良的空間分布光束質(zhì)量等。因此,具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。它已開始取代優(yōu)質(zhì)、高功率的氣體激光器,用于微束打印和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。尤其值得一提的是:“全固態(tài)化”的欽寶石激光器,在連續(xù)操作時(shí).波長(zhǎng)可調(diào)諧范圍甚寬(從600~1100nm),功率很易達(dá)到瓦級(jí)水平。在鎖模脈沖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),可以產(chǎn)生自鎖模,脈寬達(dá)數(shù)十飛鈔,平均功率已達(dá)瓦級(jí)。如此一來(lái),再配合非線性頻率變換辦法,可以把激光波段擴(kuò)展到很大的范圍。再加這類激光器的裝里有牢靠、調(diào)節(jié)簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn),可以做成車載、機(jī)載系統(tǒng)。顯然,在不遠(yuǎn)的將來(lái),有可能由它淘汰染料激光。

一、基本情況

84年7月本科畢業(yè)于河工大自動(dòng)化系，99年7月研究生畢業(yè)于哈工大通信與信息系統(tǒng)專業(yè)并獲工學(xué)碩士學(xué)位，目前在讀河北工業(yè)大學(xué)電機(jī)與電器學(xué)科博士；*年8月取得教授任職資格，*年3月聘任。自97年4月任電子系副主任，20*年8月任系主任/兼黨總支書記。社會(huì)兼職：中國(guó)電子學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員、廊坊市電子學(xué)會(huì)秘書長(zhǎng)，電氣工程（自動(dòng)化）教育專委會(huì)理事、廊坊市科技局聯(lián)系性掛職副局長(zhǎng)。

二、主要教學(xué)研究和科學(xué)研究工作成果

1．教學(xué)研究和課程建設(shè)

系統(tǒng)講授主干技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課9門，指導(dǎo)全部實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，主持或參加5項(xiàng)教學(xué)研究和課程建設(shè)課題并獲1項(xiàng)河北省教學(xué)成果三等獎(jiǎng)（促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量——電子工藝實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)與應(yīng)用）和多項(xiàng)院級(jí)成果和獎(jiǎng)勵(lì)：主持的《電子類技術(shù)基礎(chǔ)課程實(shí)踐教學(xué)體系改革》獲學(xué)院教學(xué)成果一等獎(jiǎng)；負(fù)責(zé)學(xué)院第二批重點(diǎn)課程建設(shè)《電工電子系列課程建設(shè)》，評(píng)為院精品課程；《綜合測(cè)控實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與應(yīng)用》項(xiàng)目獲學(xué)院教學(xué)成果二等獎(jiǎng)；參加的《開展以專業(yè)教研室為基地的課外科技活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力》課題和河北省“十五”規(guī)劃課題《大學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)評(píng)價(jià)》課題的子課題已取得較好效果，在最近一屆的大學(xué)生挑戰(zhàn)杯、電子設(shè)計(jì)大賽中取得河北省1項(xiàng)特等獎(jiǎng)、1項(xiàng)一等獎(jiǎng)、4項(xiàng)二等獎(jiǎng)和2項(xiàng)三等獎(jiǎng)，這是歷屆的最好成績(jī)，也是全省?？茀①愋５淖詈贸煽?jī)，并以此為契機(jī)成立了學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。

主編了3本教材：《可編程器件EDA技術(shù)與實(shí)踐》和《電子CAD實(shí)用教程》，機(jī)械工業(yè)出版社出版，全國(guó)發(fā)行；控制器局部網(wǎng)(CAN)，院內(nèi)出版，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行了雙語(yǔ)教學(xué)的探索。

一、引言

為加快建設(shè)世界一流科技期刊出版強(qiáng)國(guó)，我國(guó)科技期刊的高質(zhì)量發(fā)展既是大勢(shì)所趨，也是科技期刊工作者肩負(fù)的使命與責(zé)任［1］。電氣、電子工程是現(xiàn)代科技領(lǐng)域中的核心學(xué)科之一，更是當(dāng)今高新技術(shù)領(lǐng)域中不可或缺的關(guān)鍵學(xué)科［2］?？茖W(xué)引文索引擴(kuò)展版（SCIE）是世界范圍內(nèi)公認(rèn)的最權(quán)威的科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，2016年至2020年SCIE收錄的電氣、電子工程領(lǐng)域論文高達(dá)391016篇。其中2020年的記錄有101764條，在254個(gè)學(xué)科分類中，繼材料科學(xué)多學(xué)科、環(huán)境科學(xué)和化學(xué)多學(xué)科之后排名第4。電氣和電子工程囊括了幾乎所有的世界前沿研究，是現(xiàn)代科技領(lǐng)域的核心部分，近年來(lái)在世界范圍內(nèi)備受青睞。在高速發(fā)展的學(xué)科背景下，實(shí)現(xiàn)電氣、電子領(lǐng)域科技期刊國(guó)際化，提升國(guó)際話語(yǔ)權(quán)，增強(qiáng)我國(guó)科技軟實(shí)力是我國(guó)電氣、電子領(lǐng)域期刊發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。文章利用SCIE數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，定量描述電氣、電子工程領(lǐng)域的中國(guó)論文產(chǎn)出，分析我國(guó)電氣、電子領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，旨在為我國(guó)此領(lǐng)域期刊整體水平的提高提供建議和參考。

二、我國(guó)電氣、電子工程領(lǐng)域論文發(fā)表現(xiàn)狀

文章所用數(shù)據(jù)來(lái)自科學(xué)引文索引核心合集中的SCIE數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)下載時(shí)間為2021年8月27日。2016年至2020年SCIE收錄的電氣、電子工程領(lǐng)域論文有391016篇，其中中國(guó)作者發(fā)文151538篇，占38.75%，位居世界第1。且中國(guó)作者論文的產(chǎn)出呈現(xiàn)明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)，年均增長(zhǎng)率為23%。截至2020年6月，電氣、電子工程領(lǐng)域共有3602篇論文被引用的次數(shù)已足以將其歸入其學(xué)術(shù)領(lǐng)域中最優(yōu)秀的1%之列，即高被引論文。近五年作者來(lái)自中國(guó)的高被引論文共1964篇，是排名第二的美國(guó)（784篇）的2.5倍，以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)位居國(guó)際首位。2016年至2020年我國(guó)與130個(gè)國(guó)家/地區(qū)合作發(fā)表電氣、電子工程領(lǐng)域論文45751篇，國(guó)際合作論文占比30.19%。近五年中外機(jī)構(gòu)合作發(fā)文數(shù)量每年增加1500余篇，與我國(guó)合作發(fā)文最多的前10個(gè)國(guó)家分別為美國(guó)（占中國(guó)全部SCIE論文的10.42%）、英國(guó)（4.23%）、澳大利亞（3.31%）、加拿大（2.94%）、新加坡（2.22%）、日本（1.34%）、韓國(guó)（1.1%）、法國(guó)（0.96%）、德國(guó)（0.83%）和沙特阿拉伯（0.71%）。除美國(guó)外，中國(guó)與其他九國(guó)的國(guó)際合作日益密切，與美國(guó)合作的論文數(shù)量在2020年下跌，這可能與2019年之后中美貿(mào)易摩擦及美國(guó)對(duì)中國(guó)的科技封鎖和打壓有關(guān)。豐碩的科研成果表明我國(guó)電氣、電子學(xué)科發(fā)展迅速，在一定程度上反映出我國(guó)科研水平已處于國(guó)際領(lǐng)先地位。SCIE收錄我國(guó)2020年電氣、電子工程論文42479篇，而2020年SCIE收錄的8本中國(guó)電氣、電子工程期刊當(dāng)年發(fā)文量?jī)H為1010篇。但進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，2020年SCIE收錄的8本刊有5本為近五年新收錄，且《電子與信息學(xué)報(bào)》《激光與光電子學(xué)進(jìn)展》等中文期刊被“SCI預(yù)備隊(duì)”ESCI數(shù)據(jù)庫(kù)的收錄，意味著接下來(lái)更多的中文刊可能被SCI檢索。雖然與領(lǐng)先的研究水平相比，該領(lǐng)域的中國(guó)科技期刊國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力仍不足，尚有很大提升空間，但值得一提的是，隨著國(guó)家層面對(duì)科技期刊的重視及一系列建設(shè)世界一流科技期刊支持政策的推出，大環(huán)境在不斷改善，我國(guó)的中英文期刊均呈現(xiàn)出欣欣向榮之勢(shì)，逐漸在國(guó)際上嶄露頭角。

（一）發(fā)表中國(guó)論文的主要期刊

2016年至2020年SCIE共收錄我國(guó)電氣、電子工程領(lǐng)域論文151538篇，分布在277種期刊上，按發(fā)表數(shù)量從高到低排序，排名前5的期刊分別是IEEEAccess（2020年影響因子3.367，中國(guó)作者發(fā)文26705篇，占該刊發(fā)文量的62.29%）、Sensors（2020年影響因子3.576，中國(guó)作者發(fā)文8675篇，占該刊發(fā)文量的38.68%）、JournalofMaterialsScience-MaterialsinElectronics（2020年影響因子3.478，中國(guó)作者發(fā)文4866篇，占該刊發(fā)文量的44.30%）、MultimediaToolsandApplications（2020年影響因子2.757，中國(guó)作者發(fā)文3204篇，占該刊發(fā)文量的43.05%）、IEEETransactionsonVehicularTechnology（2020年影響因子5.978，中國(guó)作者發(fā)文2793篇，占該刊發(fā)文量的51.19%）。中國(guó)作者發(fā)表論文時(shí)首選電氣與電子工程師學(xué)會(huì)（IEEE）出版的期刊IEEEAccess。IEEE是全球公認(rèn)的專業(yè)學(xué)會(huì)，并且是國(guó)際上最大的非營(yíng)利性學(xué)會(huì)，IEEE制定了很多電氣電子行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，同時(shí)也檢索、出版很多專業(yè)的期刊、會(huì)議文獻(xiàn)。IEEE期刊在電氣、電子工程領(lǐng)域具有較大的影響力，這可能是我國(guó)很多作者選擇IEEEAccess投稿的原因。該刊近幾年發(fā)文量呈指數(shù)上漲也是促成此現(xiàn)象的重要因素，5年間IEEEAccess發(fā)文量從811篇增長(zhǎng)至17833篇，增長(zhǎng)了21倍。另外，該刊4～6周給出審稿結(jié)果，超快的審稿速度也是吸引作者的關(guān)鍵因素之一。我國(guó)作者在以上5本期刊上的發(fā)文占比都很高，且五年間在其中4本期刊上的發(fā)文量上升非常迅速。5種期刊的影響因子均高于2020年SCIE電氣、電子工程類期刊的中位影響因子2.484，可見我國(guó)作者在發(fā)表電氣、電子工程領(lǐng)域論文時(shí)，傾向于選擇體量大、審稿速度快、質(zhì)量在平均水平以上的期刊。

【文章摘要】為了更好地解決電力電子系統(tǒng)閉環(huán)控制的問(wèn)題，非線性控制、智能控制等現(xiàn)代控制方法都曾嘗試應(yīng)用于電力電子，而混雜系統(tǒng)控制理論和電力電子的結(jié)合才剛開始。本文對(duì)混雜系統(tǒng)控制理論的研究現(xiàn)狀及其在電力電子學(xué)中目前的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)和展望，并著重指出切換系統(tǒng)最優(yōu)控制是一個(gè)有較好前景的研究方向。

【關(guān)鍵詞】混雜系統(tǒng)控制；最優(yōu)控制；電力電子

0引言

由于電力電子變換器本質(zhì)的高階非線性，閉環(huán)控制問(wèn)題多年來(lái)未能得到較好的解決。線性、非線性和智能控制理論在電力電子中先后得到應(yīng)用，由于模型存在誤差或者控制理論本身的不完備，這些解決方案都未能達(dá)到最佳。近年來(lái)隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，高精度的高速微處理器的出現(xiàn)和普及，使現(xiàn)代控制及智能控制方法的實(shí)時(shí)計(jì)算或近似估算成為可能。在設(shè)計(jì)高性能的電力電子系統(tǒng)時(shí)，先進(jìn)控制理論的應(yīng)用是很有實(shí)用價(jià)值的。本文對(duì)混雜系統(tǒng)控制理論的發(fā)展現(xiàn)狀做了總結(jié)，對(duì)電力電子變換器的混雜系統(tǒng)建模及混雜系統(tǒng)控制理論在電力電子學(xué)的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)和展望，指出切換系統(tǒng)最優(yōu)控制的應(yīng)用是一個(gè)比較新穎的研究方向。

1混雜系統(tǒng)控制的研究現(xiàn)狀

混雜系統(tǒng)是一類包含相互作用的連續(xù)動(dòng)態(tài)過(guò)程和離散動(dòng)態(tài)過(guò)程的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，混雜系統(tǒng)控制理論是繼線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)控制理論之后發(fā)展起來(lái)的系統(tǒng)控制理論。經(jīng)典及現(xiàn)代控制理論研究的數(shù)學(xué)模型可以視為混雜系統(tǒng)的一個(gè)特例，而將傳統(tǒng)控制的理論體系推廣到混雜系統(tǒng)控制理論還有大量的理論研究要做?；祀s系統(tǒng)的模型有很多種，如層次結(jié)構(gòu)模型、自動(dòng)機(jī)模型，混合邏輯動(dòng)態(tài)模型，切換模型等，其中應(yīng)用最廣泛的是自動(dòng)機(jī)模型?；祀s系統(tǒng)的控制方法與現(xiàn)代控制理論類似，也包括自適應(yīng)控制、學(xué)習(xí)控制、容錯(cuò)控制、鎮(zhèn)定控制、最優(yōu)控制和魯棒控制等，這里僅對(duì)三種研究較為深入的控制方法加以說(shuō)明。(l)鎮(zhèn)定控制：是指在給定平衡點(diǎn)下，調(diào)整控制策略，使系統(tǒng)由不穩(wěn)定轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的控制策略。類似傳統(tǒng)控制中用輸出或狀態(tài)反饋令開環(huán)不穩(wěn)定系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定。(2)最優(yōu)控制：就是在約束條件下，滿足初值和終值條件，并使系統(tǒng)的給定性能指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)的控制策略。(3)魯棒控制：實(shí)際的混雜系統(tǒng)通常存在各種不確定性，魯棒控制器按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)設(shè)計(jì)，也能夠分析并克服這些不可預(yù)見的干擾因素，令閉環(huán)系統(tǒng)具有一定的魯棒性。

摘要：近年來(lái)，由于規(guī)模的迅速膨脹和經(jīng)驗(yàn)的相對(duì)不足，致使現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育問(wèn)題林立、質(zhì)量難保、社會(huì)信譽(yù)下降。面對(duì)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的發(fā)展現(xiàn)狀，作為教育工作，只有敢于正視這些客觀存在的問(wèn)題、認(rèn)真全面地分析這些問(wèn)題，找出原因、研究對(duì)策并提出合理化建議，才會(huì)使現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育得到健康持續(xù)發(fā)展。對(duì)我國(guó)當(dāng)前遠(yuǎn)程教育教學(xué)模式中存在的一系列問(wèn)題，結(jié)合目前社會(huì)上的需求、遠(yuǎn)程教育教學(xué)機(jī)構(gòu)的實(shí)際，提出一定的改進(jìn)措施和進(jìn)一步完善的建議。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育；教學(xué)模式；問(wèn)題；建議

前言

目前，關(guān)于現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育教學(xué)模式研究的文章盡管數(shù)量很多，但以遠(yuǎn)程教育教學(xué)模式整體為研究對(duì)象的不多，所以難免帶有一定片面性和局限性。本文基于“問(wèn)題意識(shí)”，試圖提出一定改進(jìn)和完善現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育教學(xué)模式的建議和對(duì)策，希望能對(duì)遠(yuǎn)程教育教學(xué)模式的改革提供一定參考。

一、質(zhì)量保證體系和質(zhì)量保證標(biāo)準(zhǔn)

1.1問(wèn)題

在經(jīng)濟(jì)全球化、科學(xué)技術(shù)國(guó)際化的新時(shí)代，各國(guó)間的交往日趨頻繁。國(guó)際交流與合作不僅僅限于經(jīng)貿(mào)領(lǐng)域，而且向社會(huì)生活的各個(gè)方面滲透，包括學(xué)術(shù)領(lǐng)域。英語(yǔ)作為國(guó)際性語(yǔ)言，已經(jīng)成為科學(xué)技術(shù)最前沿信息的載體。對(duì)非英語(yǔ)專業(yè)研究生來(lái)說(shuō)，英語(yǔ)學(xué)術(shù)論文寫作能力至關(guān)重要。

一、早在1999年，語(yǔ)言學(xué)家Flowerdew就指出：“在全球化時(shí)代，用英語(yǔ)以外的任何語(yǔ)言發(fā)表文章都是一方面把自己隔離于國(guó)際社會(huì)之外，另一方面為職業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展帶來(lái)了不利?！盵1]目前國(guó)內(nèi)部分高校已經(jīng)將建設(shè)國(guó)際性知名大學(xué)視為發(fā)展目標(biāo)，“教育國(guó)際化的潮流成為高等教育國(guó)際交流和合作的動(dòng)力，也為我國(guó)高校教育的發(fā)展提供了歷史性的機(jī)遇?！盵2]在國(guó)際刊物上，特別是在諸如SCI、Ei等國(guó)際檢索刊物上的多寡已經(jīng)成為衡量各高校學(xué)術(shù)研究水平的一個(gè)重要參數(shù)。研究生作為國(guó)家培養(yǎng)的高層次精英人才，應(yīng)該具備較強(qiáng)的英語(yǔ)學(xué)術(shù)論文寫作能力，及時(shí)將自己的研究推向世界，實(shí)現(xiàn)專業(yè)學(xué)術(shù)信息的國(guó)際交流。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)教育界對(duì)研究生英語(yǔ)教學(xué)改革給予了極大的關(guān)注，2005年召開的全國(guó)高等院校研究生外語(yǔ)教學(xué)研究會(huì)明確指出：研究生的英語(yǔ)教學(xué)一定要“以需為本”?！皯?yīng)通過(guò)各種方式和渠道，提高研究生的英語(yǔ)應(yīng)用能力，特別是要提高研究生在本專業(yè)和相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的口語(yǔ)和文字交流能力。”[3]為適應(yīng)這一新的要求，國(guó)內(nèi)許多高校相繼開設(shè)了非英語(yǔ)專業(yè)研究生英語(yǔ)選修課程，其中英語(yǔ)學(xué)術(shù)論文寫作被視為提高學(xué)生英語(yǔ)綜合應(yīng)用能力不可或缺的重要組成部分。但由于目前選修課課時(shí)相對(duì)較少，大班授課，同班學(xué)生專業(yè)差異大，教師大多沿用傳統(tǒng)的全堂講解模式，教材較為陳舊，學(xué)生無(wú)法充分體會(huì)授課內(nèi)容和自己專業(yè)的關(guān)聯(lián)性，因此參與度不高，積極性不大，缺乏學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)和興趣，直接影響到學(xué)習(xí)效果。

我們應(yīng)該看到隨著大學(xué)英語(yǔ)教學(xué)改革的深入和研究生招生規(guī)模的擴(kuò)大，現(xiàn)在研究生的英語(yǔ)水平和二十年前不可同日而語(yǔ)。很多研究生已經(jīng)通過(guò)了全國(guó)大學(xué)英語(yǔ)四、六級(jí)考試，有著較為扎實(shí)的英語(yǔ)基礎(chǔ)。另一方面，作為高層次學(xué)術(shù)精英，他們也擁有相當(dāng)量的專業(yè)知識(shí)，較強(qiáng)的認(rèn)知能力、理解能力和自學(xué)能力。如果課堂上仍采用“滿堂灌”的形式，僅僅強(qiáng)調(diào)對(duì)語(yǔ)言的講解，就很難調(diào)動(dòng)他們的積極性。我們要尊重研究生的認(rèn)知特點(diǎn)，探索一種能夠讓學(xué)生全程參與到學(xué)習(xí)中去，在教師的引導(dǎo)下自己去觀察、體驗(yàn)、交流、學(xué)習(xí)、總結(jié)，在實(shí)踐中更新知識(shí)結(jié)構(gòu)的教學(xué)模式。在這種情形下，目前國(guó)外較為盛行的“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法”引起了越來(lái)越多的關(guān)注。

二、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)及理論基礎(chǔ)

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式學(xué)習(xí)是“以學(xué)科的概念和原理為中心，圍繞某一項(xiàng)目而進(jìn)行的探究性學(xué)習(xí)。”[4]項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)目前在西方國(guó)家頗為流行，不僅用于語(yǔ)言教學(xué)，還廣泛地用于其他學(xué)科的教學(xué)中。該模式模擬現(xiàn)實(shí)生活的真實(shí)情景，注重語(yǔ)言的實(shí)用性，讓學(xué)生在實(shí)施項(xiàng)目的過(guò)程中相互協(xié)作、討論，親自操作，積極探索，主動(dòng)研究，有利于增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、積極性和參與意識(shí)，在此過(guò)程中主動(dòng)構(gòu)建新的知識(shí)體系并在將來(lái)的工作中順利完成知識(shí)和技能的遷移。