電子科學與技術

 人参与 | 时间:2023-02-05 20:09:59
原標題 :電子科學與技術

作者:

鄒劍,电科上海交通大學電子信息與電氣工程學院08級本科生

本科招生專業

電子科學與技術


一 、学技學科概述

電子科學與技術是电科信息技術的基礎科學,著眼於集成電子係統和光電子係統的学技設計 、製造、电科微電子器件、学技光電子器件、电科通信專用集成電路,学技以及相應的电科新材料、新技術和新工藝的学技研究和開發 ,技術已滲透到信息電子科學與通信工程 、电科醫學 、学技生命科學和機械等領域。电科

本專業培養具備物理電子 、学技光電子與微電子學領域內寬廣理論基礎、电科實驗能力和專業知識 ,能在該領域內從事各種電子材料 、元器件、集成電路,乃至集成電子係統和光電子係統的設計 、製造和相應的新產品 、新技術、新工藝的研究 、開發等方麵工作的高級工程技術人才。

本專業學生主要學習數學、基礎物理、物理電子、光電子、微電子學領域的基本理論和基本知識 ,受到相關的信息電子實驗技術、計算機技術等方麵的基本訓練 ,掌握各種電子材料、工藝、零件及係統的設計 、研究與開發的基本能力 。

二 、學科曆史與現狀

1. 發展曆史

電子科學與技術專業中微電子技術和光電子技術的前身是半導體專業和激光專業。

1947年美國貝爾實驗室發明了晶體管,開創了固體電子技術時代  。根據國外發展電子器件的進程,中國在1956年提出了向科學進軍,將半導體技術列為重點發展的領域之一。同年,中科院應用物理所首先舉辦了半導體器件短期培訓班,請回國的半導體專家黃昆 、吳錫九、黃敞 、林蘭英 、王守武、成眾誌等講授半導體理論 、晶體管製造技術和半導體線路 。由北京大學 、複旦大學  、吉林大學、廈門大學和南京大學五所大學聯合開辦了半導體物理專業;在工科院校 ,清華大學率先開辦了半導體專業 。

到了1970年前後 ,隨著對半導體器件需求量的增加,尤其是大型電子計算機對集成電路需求的推動,促進了國內半導體工業的發展以及對專業人才的需求 ,全國很多高校都先後增加了半導體物理與器件專業。進入20世紀80年代 ,由於國內半導體器件和集成電路生產還缺乏競爭力,受到進口元器件的衝擊,很多半導體器件廠下馬或轉產 ,市場不景氣導致了很多高校的半導體專業被迫取消,專業萎縮 。進入20世紀90年代,由於微型計算機、通信 、家電等信息產業的發展和普及,對集成電路芯片的需求量越來越大 ,此外幾場局部戰爭讓全世界接受了電子戰 、信息戰的高科技戰爭的理念 。微電子技術得到了前所未有的重視,半導體技術專業由此更名為微電子技術專業。為了在信息時代和高科技領域趕上國際先進水平,國家加大了對微電子技術行業的支持力度 ,並不斷吸引外資 ,市場對微電子技術專業畢業生的需求不斷增加,從而迎來了微電子技術專業發展的新高峰 。

另一方麵,隨著20世紀60年代激光技術的飛速發展,我國在1971年,由清華大學、北京大學、天津大學 、中國科技大學 、哈爾濱工業大學、西北電訊工程學院、北京工業學院  、華中工學院、成都電訊工程學院等院校在科學研究的基礎上 ,成立了激光專業,後來又有多所學校相繼成立了激光專業 。1985年 ,根據原國家教委頒布的專業目錄 ,將激光專業和紅外光譜學合並,更名為光電子技術專業。

為了拓寬專業口徑和與國際接軌 ,教育部1998年4月頒布了新的本科專業目錄和引導性專業目錄 ,將原微電子技術 、光電子技術 、物理電子技術、電子材料與元器件和電磁場與微波等本科專業整合為一級學科電子科學與技術 。

2. 現狀與趨勢

  • 微電子技術相關行業的現狀與發展趨勢

微電子技術一般是指以集成電路技術為代表  ,製造和使用微小型電子元器件和電路 ,實現電子係統功能新型技術學科 ,主要涉及研究集成電路的設計 、製造 、封裝相關的技術與工藝 。由於實現信息化的網絡 、計算機和各種電子設備的基礎是集成電路 ,因此微電子技術是電子信息技術的核心技術和戰略性技術 ,是信息社會的基石。

微電子技術相關行業主要是集成電路行業和半導體製造行業 ,它們既是技術密集型產業,又是投資密集型產業,是電子工業中的重工業。與集成電路應用相關的主要行業有  :計算機及其外設、家用電器及民用電子產品 、通信器材 、工業自動化設備 、國防軍事 、醫療儀器等。

中國內地集成電路起步於1965年 。但在之後30年間發展緩慢 ,與世界發達國家和地區的差距愈拉愈遠。到了九五計劃期間 ,國家加大投資,才拉開了新世紀中國內地加速發展微電子產業的序幕 。通過啟動909工程,成功建成25條芯片製造線 。中國集成電路市場持續快速增長 。2003年中國集成電路產量為96.3億塊 ,產值達到1470億元,比2002年增長22.5%。巨大的市場吸引國際知名集成電路企業紛紛來華投資 。

現代經濟發展的數據表明 ,GDP每增長100元 ,需要10元左右電子工業產值和1~3元集成電路產值的支持。據美國半導體協會(SIA)預測 ,到2012年,集成電路全行業銷售額將達到1萬億美元,它將支持6萬億到8萬億美元的電子裝備、30萬億美元的電子信息服務業和約50萬億美元GDP。

  • 光電子技術相關行業的現狀與發展趨勢

光電子技術涉及以下內容 :作為光子產生、控製的激光技術及其相關應用技術;作為光子傳輸的波導技術;作為光子探測和分析的光子檢測技術;光計算和信息處理技術;作為光子存儲信息的光存儲技術;光子顯示技術;利用光子加工與物質相互作用的光子加工與光子生物技術。由以上技術形成的光電子行業的五大類產業格局:光電子材料與元件產業、光信息(資訊)產業、傳統光學(光學器材)產業 、光通信產業  、激光器與激光應用(能量 、醫療)產業。

許多國家,特別是工業發達國家,都在大力發展光電子技術和產業,雖然2000—2002年光通信領域出現較大滑坡 ,但是根據美國光電子行業協會(OIDA)的統計 ,全世界光子技術產業的市場規模已達1.5萬億美元。國外光電子產業主要在美國、日本和西歐 ,美國和日本的光電子產業發展現狀與趨勢具有代表性  。美國將光電子技術的應用領域分為民用和軍用兩大類:民用包括計算 、通信、娛樂  、教育 、電子商務 、公共衛生和交通運輸;軍用包括部隊指揮和控製係統、照相、雷達、飛行傳感器和光製導武器 。光電子技術行業的主要產品包括 :激光器、光盤、成像傳感器、光纖以及關鍵部位使用光電子元器件的所有儀器和係統 。在北美(美國和加拿大)有大約15萬人從事光電子方麵的工作,光電子技術產業創造的稅收從1991年的40億美元增長到2003年的超過200億美元 。

近20多年來 ,隨著中國大陸的改革開放,使中國內地的激光、光電子科學事業的發展立足創新、麵向市場,取得了前所未有的進步 。在多項國家級戰略性科技計劃中,激光、光電子技術受到重視。863計劃七大領域中有激光技術和光電子技術(包括用於信息領域的激光技術),1995年又增列了慣性約束聚變(高功率激光及激光核聚變)項目 。國防預研光電技術作為跨部門項目正式立項 。國家六五和七五攻關計劃 ,激光 、光電子技術被列為重大項目。

光電子產業是21世紀的支柱產業之一。國家發展委員會從2002年開始組織實施光電子產業化專項 ,擬分3年實施 。光電子專項產業化目標是:①根據中國在光電子研究開發方麵所具有的技術優勢和資源特點,重點支持一批技術水平高 、市場前景好的光電子產品,實現產業技術升級 ,並盡量形成規模生產。②十五期間初步形成具有知識產權和產業優勢的光電子產業體係 。通過對中國已有技術和資源優勢並在國際市場有競爭力的光電子產品的重點支持,力爭在十五期間使國內光電子產業能夠滿足國內各行業的需要 ,並進入國際市場 。③通過技術創新和項目建設的帶動,扶持光電子產業基地的形成 。

三 、主要學習內容

1. 學科公共基礎類

工程圖學與計算機繪圖,線性代數,場論與複變函數,概率論與數理統計,電路分析基礎,信號與係統,電路信號與係統實驗,模擬電子技術基礎 ,數字電路與邏輯設計 ,射頻電路基礎 ,電子線路實驗 ,數字信號處理 ,隨機信號分析,自動控製技術  ,電磁場與電磁波,數字電路 、模擬電路 、信號與係統、計算機程序設計 、微型計算機原理 、電磁場  、量子力學、固體物理、半導體物理與器件等 。

2. 專業基礎類

  • 電子工程方向(電子信息工程,電子信息科學與技術 ,空間信息與數字技術)

雷達原理 、雷達係統 、雷達對抗原理 、數字圖像處理、數字音視頻處理 、DSP係統設計 、航天技術概論 、衛星通信與導航、微波遙感基礎、天線原理 、電磁兼容原理與技術 、 微波測量 、天線測量、通信原理 、計算機網絡、微波技術、微波電子線路等 。

  • 電磁場與微波技術方向方向(電磁場與無線技術,電波傳播與天線)

電磁場理論 、微波技術基礎、電波傳播概論、通信原理 、天線原理、微波仿真技術 、電離層傳播 、 對流層傳播、微波器件與電路、線天線與麵天線、陣列天線、地波傳播 、電磁兼容原理與技術、天線CAD、射頻識別技術、微波遙感基礎、智能天線概論 、電波傳播的數值方法等  。

  • 微電子與集成電路方向(微電子學,集成電路與集成係統,電子封裝技術)

半導體物理、雙極型器件物理 、場效應器件物理、化合物半導體器件、模擬集成電路、數字集成電路、集成電路製造技術 、集成電路可靠性、集成電路測試技術 ,硬件描述語言,集成電路EDA基礎,嵌入式係統與SoC設計 、射頻識別技術理論與實踐 、大規模可編程器件技術,電子封裝設備、電子封裝材料與工藝、電子封裝測試與可靠性、微機電及其封裝技術等 。

  • 光電子與電子材料及元器件方向(電子科學與技術 ,光電信息工程)

量子力學,固體物理 、半導體物理、物理光學與應用光學 、電子材料、固態電子器件、光電子技術 ,激光原理與技術 、光纖技術 、紅外技術、紅外物理  、光電係統設計,光學信息處理 ,數字圖像處理,材料現代分析技術 ,材料工程基礎 ,薄膜與電子陶瓷 ,電介質物理 、物理化學、納米電子學 、薄厚膜混合集成電路、電子元器件等等 。

除此之外 ,各個專業方向會根據本學科的研究側重開設多門選修課涉及電子信息及相關學科的各個方向。而且關於課程及專業方向,不同學校會有不同的安排,但差別不會很大。

四、主要競爭優勢

具有堅實的數理理論基礎知識、寬厚紮實的電子信息基礎理論和專業知識 ,以及良好的自學、知識更新、終身學習的能力;掌握發現 、分析和解決問題的科學思維方法和研究方法,具有一定的解決科學和實際工程問題的能力;具有嚴謹的科學態度和求實創新意識,以及質量 、效益和保密觀念。能主動適應國防現代化和飛速發展的電子技術對人才能力和素質的新要求。

五、其他培養建議

與諸多工科類專業類似,本專業的學習除需要紮實的理論基礎外,還應注意實驗類課程的培養 ,這些對於今後工作或者研究的幫助是非常明顯的 ,同時 ,動手性的實驗類課程對於理論知識的深入理解是大有裨益的 。

一般學校會提供學生較多的實驗類課程 ,包括數字電路實驗 、模擬電路實驗 、單片機開發 、VLSi設計實驗等相關課程 ,不同學校在提供實驗課程或安排上會有不同  ,但學生應抓住這些機會多動手  ,多思考,盡早接觸實驗開發 。有興趣的同學還可以在之後通過參與電子設計大賽等項目來獲得提高 。

六、主要應用領域及就業情況

1. 主要研究領域涉

VLSI CAD技術,通信專用高速集成電路設計 、 語音處理專用芯片設計、集成電路故障診斷 ,VLSI可靠性建模 ,寬禁帶 半導體金剛石薄膜及器件 ,薄膜電子材料及器件 ,微加工技術,納米電子技術 ,智能微光機電係統 ,光電子技術、太陽能光伏技術,微檢測及微控製 ,化合物半導體器件,超導微電子器件等。

2. 畢業去向



  • 出國

出國深造本學科與信息與通信工程及其他相關學科統稱為EE或者與計算機合稱為ECE,國外相關學校推薦:Massachusetts Institute of Technology ,Stanford University,University of California-Berkeley,University of Illinois-Urbana-Champaign,California Institute of Technology ,Georgia Institute of Technology,Carnegie Mellon University,University of Michigan-Ann Arbor ,Cornell University,University of Texas-Austin ,Princeton University,Purdue University-West Lafayette,University of California-Los Angeles.

  • 國內讀研

國內讀研清華大學,北大大學,國防科技大學 ,中科院,航天院,電科集團,西安電子科技大學 ,成都電子科技大學 ,北京郵電大學 ,上海交通大學,東南大學等院校和研究所 ,方向涉及電子 ,通信及相關的各個學科均可 。

  • 就業

就業本專業的平均就業率及起薪均較高 ,就業地區主要有北京 、上海、深圳、西安、南京 、廣州等地區 ,就業行業主要有雷達、通信、航空航天 、計算機、電子信息等,就業單位主要有中國電子科技集團  、中國航天科技集團 、中國兵器工業總公司、中國船舶工業總公司及所屬研究所,各地方電子 、通信企業和外企,各軍種 、總裝備部 、總參謀部的機關和研究所,著名的中興、華為、海信 、大唐等大企業 ,貝爾、摩托羅拉 、諾基亞等合資企業 ,各省市的移動 、聯通公司 ,大專院校 、政府公務員以及民營企業等 。本科薪水範圍從3500元人民幣到上萬不等 ,平均起薪以華為2010年招聘為例 ,本科生基本工資6500元人民幣,隨一二線城市及工作職位不同略有變動  。研究生一般年薪十萬以上 ,上不封頂 。

七、眾說紛紜

【1樓】

電子科學與技術與電子信息科學與技術有區別嗎?

【小編回複】

電子科學與技術的著重點在於電子 ,它的學習範圍是物理電子、光電子和微電子學。電子科學與技術專業有兩個內容十分重要 ,一個是集成電路設計 ,也就是芯片;另一個重要內容就是嵌入式係統 。

電子信息科學與技術是一個寬口徑的專業,主要是偏電路設計 ,以後的方向是技術類 ,如超大規模集成電路設計或研發等,學習內容非常廣泛  ,涉及電子、計算機 、信息技術三大知識板塊。

電子信息科學與技術專業的學習內容與電子科學與技術專業的內容在很大程度上相似,如計算機、信息處理、嵌入式方向 。不過與電子科學與技術不同的是,計算機與嵌入式主要是偏重硬件,信息處理偏重算法,要求很強數學功底。

【2樓】

電子科學與技術本科畢業後可以進入哪些領域 ?

【小編回複】

電子科學與技術是電子信息領域的一門基礎學科,學生學的內容比較寬泛 ,涉及電路設計、芯片設計 、計算機  、通信、光電子等多個領域,在本科內打好基礎 ,可在以後根據個人興趣分別轉向不同方向。此類專業由於要學的知識很多 ,本科階段所學知識比較基礎,如需進入相關行業的研發領域,一般還需碩士研究生階段的進一步學習,這也使得本科階段的偏向性並不是過於重要 。從了解相關領域及打好相應基礎的角度來看 ,電子科學與技術是一個很好的選擇。

【3樓】

哪一類人適合學習本專業 ?

【小編回複】

本專業數學和物理要求尤為嚴格,數學與物理不是很好的同學謹慎報考。此外,較強的動手能力也是一個較好的優勢 ,尤其是平時對於電子產品或電子設計很感興趣的學生  ,進入該專業係統地學習理論之後,會有較好的效果,當然,這並非必須,動手能力可以慢慢培養 ,有些方向對於傳統的動手能力也沒有過高要求 。

【4樓】

關於這個專業日後的深造,如出國 、讀研甚至讀博,就目前的情況來看,有什麽建議 ?

【小編回複】

電子科學與技術本科基本上為學科基礎課 ,多數人選擇畢業後繼續深造 ,出國和讀研都是比較好的選擇,博士需謹慎。

【5樓】

本專業畢業生麵臨就業時 ,在地域的選擇上有沒有什麽傾向性?

【小編回複】

學生報考時可以不用太考慮地域的原因 ,該學科相關專業主要就業地點為長三角,珠江三角洲,京津冀等中心地區,對任何學校都是如此 。

【6樓】

我看到不同的學校下該專業的名稱或是方向都有所不同 ,報考時我該如何選擇 ?

【小編回複】

這些不同是由於曆史原因 ,地域原因 ,學校原因造成各個學校在各個專業的設置上不同的情況 ,並且,側重也不同,同時也形成了不同的特色  ,選專業時一定要弄清楚,謹慎報考。

八 、小編感受

電子科學與技術 ,聽起來是一個較為寬泛和空洞的概念,而實際課程也較為繁多和寬泛 ,但這並不等同於學不到具體的知識或是畢業之後無所適從。由於電子信息領域發展到今天,已是一個具備很廣泛範圍和較深研究的領域。電子科學與技術專業的學習 ,對於整個電子信息領域的係統性了解以及作為基礎階段的培養 ,都是大有裨益的 。

而且 ,包括通信 、微電子等方向性更明確的專業來說,要真正具備較好的研發能力 ,都需要碩士研究生階段的學習 ,所以本科階段的基礎性學習 ,並不是電子科學與技術的特例。

當然,不管是哪一領域和專業 ,興趣應該是選擇的基礎 。如果僅僅是根據社會上所謂熱門專業來選擇的話 ,其結果往往會使人失望。尤其是像電子信息此類更新發展較快的領域,趨勢和潮流更是瞬息萬變。對於那些確實對電子領域感興趣或者希望深入了解和接觸大的電子信息領域的考生而言 ,可以大膽地報考本專業。

顶: 38955踩: 54487