集成电路在现代生活中的应用

集成电路在现代生活中的应用

随着人类社会的不断发展与进步，各种各样的高新技术应运而生，集成电路作为上世纪60年代的新技术而诞生，并至今造福人类，而且得到了很好地发展。在当今的信息时代，信息技术已经渗透到了国民经济的各个领域，人们在日常生活中无处不感受到信息技术所带来的方便与快捷。信息技术的基础是微电子技术，而集成电路（IC）正是微电子技术的核心，是整个信息产业和信息社会的根本基础。集成电路在现代生活中拥有不可或缺的地位，它已经与我们的日常生活紧紧相连了。

集成电路简介

微电子学即微型电子学，它是脱胎于电子学与固体物理学的一门交叉性的技术学科，其主要任务是研究在固体（主要是半导体）材料上构成微小型化电子电路、子系统及系统的学科。以微电子学为基础发展起来的集成电路技术包括半导体材料及器件物理，集成电路及系统的设计原理和技术，芯片加工工艺、功能和特性的测试技术等重要组成部分。集成电路就是将晶体管等有源元件和电阻、电容等无源元件，按照一定电路“集成”在一起，完成特定的电路或功能的系统。集成电路比常规的手工组装电路更简洁更具科技性，首先是它在体积上的大大减小，节省了相当一部分空间；其次是在制造工艺技术上有着内在的必然联系，能够一次性加工完成，科技含量更高。

晶体管发明并大量生产之后，各式固态半导体组件如二极管、晶体管等大量使用，取代了真空管在电路中的功能与角色。到了20世纪中后期半导体制造技术进步，使得集成电路成为可能。相对于手工组装电路使用个别的分立电子组件而言，集成电路可以把很大数量的微晶体管集成到一个小芯片，这是一个巨大的进步。集成电路的规模生产能力，可靠性，电路设计的模块化方法确保了快速采用标准化IC 代替了设计使用离散晶体管。IC 对于离散晶体管有两个主要优势：成本和性能。成本低是由于芯片把所有的组件通过照相平版技术，作为一个单位印刷，而不是在一个时间只制作一个晶体管。性能高是由于组件快速开关，消耗更低能量，因为组件很小且彼此靠近。

集成电路技术在信息技术领域中的应用

信息是人类社会最重要的战略资源这一。人类在认识世界、改造世界的一切有意义的活动中都离不开对信息资源的开发、加工和利用。信息技术（Information Technology，简称IT），是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。它主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件。在当今这个飞速发展的信息化时代，信息技术作为管理和处理信息的各种技术是人类文明不断向前发展地重要技术手段之一。当然，作为信息技术硬件支持的计算机是必不可少的，但是，计算机中最重要的技术莫过于集成电路技术，于是，集成电路技术成为了信息技术领域中的关键技术。由于它是整个信息技术领域中的最根本的技术支持，所以，它直接决定着信息技术领域的发展。如果集成电路技术能够为计算机提供一个很好的中央处理器的集成电路，那么，计算机的处理速度就会很可观，因此对信息的管理和处理速度就会大大提升。当计算机对信息的管理和处理效率得到提高，就使得信息技术的发展将会较少受到硬件问题的限制，它将会也会发展的更好，在将来更好地为全人类服务。 由此可见，集成电路技术在信息技术领域中的应用是信息技术领域的最关键技术，所以，对集成电路技术的进一步开发与研究不仅使该项技术得到革新，而且也使信息技术

领域的发展得到很好地促进。

在通信上的应用

集成电路在通信中应用广泛，诸如通信卫星，手机，雷达等，我国自主研发的“北斗”导航系统就是其中典型一例。

“北斗”导航系统是我国具有自主知识产权的卫星定位系统，与美国G P S、俄罗斯格罗纳斯、欧盟伽利略系统并称为全球4 大卫星导航系统。它的研究成功，打破了卫星定位导航应用市场由国外GPS 垄断的局面。前不久，我国已成功发射了第二代北斗导航试验卫星，未来将形成由５颗静止轨道卫星和30 颗非静止轨道卫星组成的网络，我国自主卫星定位导航正在由试验向应用快速发展。[6]

将替代“北斗”导航系统内国外芯片的“领航一号”，还可广泛应用于海陆空交通运输、有线和无线通信、地质勘探、资源调查、森林防火、医疗急救、海上搜救、精密测量、目标监控等领域。

近年来,随着高新技术的迅猛发展,雷达技术有了较大的发展空间,雷达与反雷达的相对平衡状态不断被打破。有源相控阵是近年来正在迅速发展的雷达新技术,它将成为提高雷达在恶劣电磁环境下对付快速、机动及隐身目标的一项关键技术。有源相控阵雷达是集现代相控阵理论、超大规模集成电路、高速计算机、先进固态器件及光电子技术为一体的高新技术产物。

相比之下毫米波雷达具有导引精度高、抗干扰能力强、多普勒分辨率高、等离子体穿透能力强等特点；因此其广泛的用于末制导、引信、工业、医疗等方面。无论是军用还是民用，都对毫米波雷达技术有广泛的需求，远程毫米波雷达在发展航天事业上有广泛的应用前景，是解决对远距离、多批、高速飞行的空间目标的精细观测和精确制导的关键手段。可以预料各种战术、战略应用的毫米波雷达将逐渐增多。

集成电路技术在医疗领域的应用

随着人类社会的不断发展和科学技术的不断进步，人们对医疗健康方面的要求也越来越高，因此，以高新技术为基础的医疗设备和医疗产品逐渐发展起来，依托于高新领域电子技术的各种治疗和监护手段也越来越先进，其中集成电路技术被广泛应用于各种医疗设备和医疗产品中，这使得医疗产品突破了传统观念的约束和限制，更好地发挥了医疗设备及医疗产品的作用，人们的健康水平因此得以提高。 随着人们生活水平的不断提高，在医疗健康领域的关注热点正逐渐从最基本的疾病治疗产业向保健产业转变。同时世界人口的老龄化也对医疗护理产品提出了更高的要求，庞大的老龄化群体和慢性患者等群体的现状使得疾病产业和保健产业都必须发展新的技术和产品。其中，以集成电路为基础的医疗电子产品发展迅速，因为这一类的医疗电子产品往往是便携式医疗产品，并且由于集成电路器件的小型化、集成化、网络化、数字化和智能化，人们携带和使用都非常方便，也适合个人或者家庭使用，能够普及广大群众。比如说，电子助听器、电子血压计、便携血糖仪等便携式设备已经很普遍了，同时，核磁共振仪、计算机断层扫描仪、超声诊断仪和X光机等都是各个基层医疗机构的必备医疗设备。

由此可见，集成电路技术在医疗电子领域的应用颇为广泛，大致可以分为四类：医学影像、医疗仪器、消费型医疗设备和诊断、患者监护与治疗设备。第一类包括超生波、计算机化的X射线断层扫描（即CT）、核磁共振成像（即MRI）、X射线等；第二类主要包括实验室配套电子设备、透析仪、分析仪器、外科手术设备、牙科设备等；第三类则偏重于患者使用的终端设备，包括数字体温计、血糖计、血压计等等；第四类则是协助医生判断的相应设备，包括心电图、脑电图、

血氧计、血压计、温度计、呼吸计、除颤器等等。当然，这四种类型都是以集成电路技术为核心的医疗电子设备，它们基本上涵盖了医疗电子领域的各种应用，其中后面两种类型的应用更需要通过先进的集成电路技术来达到医疗电子设备的小型化、智能化、低功耗和高分辨率等目标。

集成电路技术在其他领域中的应用

集成电路技术在日常生活中的其他各个领域都有广泛应用。比如说在汽车上，微控制器、功率半导体器件、电源管理器件、LED驱动器和CCFL驱动器等汽车集成电路器件的应用使得汽车能够出于最佳工作状态；再比如说在热能动力工程领域中的应用，最简单的莫过于温控计，当然，火电厂中的信息管理系统是离不开集成电路技术的。

提到集成电路我们就不得不提到我们的日常生活，在我们生活中与集成电路有关的产品随处可见。手机、电视、数码相机、摄像机等都与我们的生活关系越来越近。 随着技术的进步和社会的发展，手机以其独特的传播功能，日益成为人们获取信息、学习知识、交流思想的重要工具，成为文化传播的重要平台。目前，我国已有手机用户5亿多，形成以手机为载体的网站、报纸、出版物等新的文化。手机功能和手机款式也在不断更新，以适应现代人们生活的要求。各种各样的手机接连问世，从小灵通到具有摄像功能的高新手机，手机行业正在以惊人冲击人们的思维和眼界。 在科学技术与信息同步变革的社会发展过程中，电视传播对整个社会的支配影响作用十分明显。由于电视是一种变化多端的实践、技巧和技术，于是家庭本身也变成了一种家庭技术的复杂网络。正如电通过电视、电脑、电信技术与外部重新建立新的联系一样，电视重组了家庭的时间、空间、家庭闲暇和家庭角色。正因此，电视传播逐步地融入了大众生活，使人们生活方式和价值观均发生了深刻的变化。伴随着现代社会节奏的加快，外界娱乐费用的增涨，电视传播的普及，已经为人们呆在家中提供了充足的理由和条件，足不出户却可以感受社会交谈带来的人际交际感觉。

2011级 信息工程 [**************] 刘杨