时间：2022-06-17 02:53:01
1微电子机械系统的概念
微电子机械系统所指的就是在大小毫米量级之下，最终形成的可以控制能够运动的微型机电装置是由单元尺寸需要在可控制的微米和纳米之间，是一个整体的系统，把微机构、微传感器，以及微执行器还有信号处理系统等等构成。在不同的国家对于微电子机械系统的称呼有所不同，
2微电子机械系统的发展历程
微机械器件以及微电子机械系统在生产加工的过程中需要对其深加工技术进行研究和重视。在研究中开始逐渐的形成了微电子加工技术和微机械装置加工技术。并随着对技术的细分，开始形成了体微机械技术以及外轮廓表面微机械装置技术，并同时也产生了LIGA机械装置技术以及高标准的LIGA机械装置技术。对其体微机械技术按照实施的目标对象机械能分析，可以得出体硅单晶体为核心构成体并在其物理测量厚度的10到999单位内呈现规则布局分离，为其核心的技术策略单位。并对其技术中存在的腐蚀以及吻合问题进行布局的考虑。对其技术的优势分析得出，其装置的工艺相对不繁琐，但其操控性和调控性数值偏低。在表面微机械装置中，进行相应的IC技术加工，如采用扩散光学和标准尺寸对应光刻以及复膜层叠等技术运用中，其都会对原有的厚度比率进行微调，对其在剥离技术中和进行切割技术的分析[1]。其技术的有点在于对IC技术有相对完整的包容性，但存在的不足点也较为显著，如切割的纵向厚度单位偏低，在电光铸模和缩微成型以及耐温差等方面存在一定的技术局限。LIGA技术在德文X射线进行曝光和电光铸模中有其良好的优越性，其对设备的制取尺寸在1单位内到999单位内。但需要指出LIGA技术处于高成本和高复杂度的技术，并需要采用相对保守的紫外线深度曝光，保障其光刻效果和覆膜效果。而准LIGA技术在对设备加工中可以在最合理控制尺寸中，保障其电路集成后续装置获得合理的配置[2]。因而其技术的优势在微机械技术中可以获得关注度的展现。
2.1自动对焦的三维加工技术
目前自对准的准三维加工技术普遍采用深度的紫外线厚度型进行光度的曝光刻度，并进行胶模的处理，保证其在牺牲层和结构层获得合理的电铸，并利用其两层的金属电铸特带你，获得牺牲层厚度的保障，并进行微结构的自动对准技术保障[3]。
因而CU可以表示为牺牲层，NI为结构层的技术，并在其平面和垂直两方向性获得控制，在其CU和NI中进行电铸处理，使得其种子层和型模层获得两种电铸金属处理，让技术水平在微架构层面获得统一标准化套准对应。在其腐蚀性选择上要对其液体进行考虑，CI属于腐蚀性，NI不属于腐蚀性，并对其微机械机构进行终止惰性反应。其配套技术以及Ic工艺获得最大化的包容，在温度上控制在85摄氏度，获得对结构合理的微机械技术。其深度的单位测定在22，保障其后续的标准对应后其范围空载在49到101内。
准LIGA技术需要在工艺布局考虑中，首先要保障（a）低阻硅片（10-3cm），其热氧化反映在1.5，其厚度在SIO2其需要把定子对衬低的外圆位置进行确定。同时进行首次的光学刻，SIO2腐蚀出进行1.2各坑道处理。形成在转子下部的新支撑点确定。在除去胶缘后，在真空中进行高温处理形成0.3的铜电铸种子层。在第二次光学刻录中，要对尺寸厚光刻胶AZ4620进行转子胶模处理，保障其电光铸在3内进行转子保障。后进行第三次的光刻，在其厚度尺寸中选择光学刻录定子胶模处理，保障其厚度在2.5范围内。形成铜牺牲层的转子和钉子的转化变化，对其空隙中要包容其电铸在1.5钉子范围。在最后一次光刻中，要对其厚胶光学刻录后，对其1.3铜都牺牲层要进行间隙转化的电铸考虑。并用起腐蚀性的液进行HF缓冲液体的处理，通过SIO2合理的释放转化的转子。其微机械技术在应用中可以获得广泛的推崇，静电驱动镍晃动微马达为例，其自对准的准三维加工技术目前在实际应用中哥已经获得镍晃动马达。用电铸Cu作牺牲层，电铸Ni作结构层（定子、转子和轴），得到的转子与定子。各项参数都符合标准。
3结语
关键词：微电子；微项目；创新能力
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）10-0178-03
一、引言
微电子器件课程是一门以实践教学为主，以半导体基本理论和器件工艺知识为向导，以培养学生的实践创新能力和科学研究能力为目标的课程，是电子工程专业的重要内容[1]。它以微小型电子器件和各种传感器的设计、制作和测试为载体，培养学生的实践工程能力，使学生获得微纳器件制备工艺的基础知识，了解微纳器件的生产过程，并初步具备开发新型微纳米半导体器件的能力[2]。随着微纳米加工和检测技术的不断进步，新材料、新器件层出不穷。然而，由于微纳电子器件和传感器的制造和加工设备价格昂贵，国内拥有供科研和教学用的实验平台极其有限[3]。对于绝大多数的高校而言，传统的教学内容和教学模式与新形势下以培养学生的创新能力和工程实践能力为目标的教学要求之间的矛盾日益突出。本文以苏州科技学院的实际情况出发，发挥地域优势，通过跟中科院苏州纳米所的实践教学合作，探索出了一条具有开发微电子新产品、新技术和新工艺的应用型人才培养模式。
本文以电子科学与技术专业核心课程“微电子器件”教学实践为研究对象，针对本校电子工艺教学中存在的问题就该教学内容、教学方法和考核方式进行了探讨。
二、本校微电子器件教学中存在的问题
微电子技术的发展日新月异，对微电子人才的要求不断提升，2013苏州科技学院院电子信息工程专业被遴选为江苏省“十二五”高等学校重点专业和江苏省卓越工程师培养计划试点专业，自立项以来，学院始终坚持以“重点专业建设”为主线，坚持以创新理念思路为先导，以推进学生优质就业为导向，以提高人才培养质量为目标，加强专业建设。在各个方面有了极大的进步，形成了鲜明的特色，但在实践中仍存在一些问题，主要有如下几方面：
1.教学内容陈旧。授课内容依然局限于半导体基础知识、基本理论、基本方程、PN结、二极管、双极性晶体管与绝缘栅场效应晶体管的基本工作原理，以及二极管和三极管的小信号模型等，而对于真正的微电子工艺介绍则仅限于概念性的介绍，授课内容理论性太强、知识点过于抽象。随着MEMS加工技术的快速发展，超大规模集成电路、新型太阳能电池、陀螺仪、加速度计等新产品发展迅猛，传统的焊接训练、组装收音机、万用表等简单的电子产品越来越跟不上电子元器件和电子工业的飞速发展。以授课为主的传统教学模式已无法充分调动学生的学习兴趣和积极性，更无法锻炼学生的创新能力和实践能力，微电子器件教学应以生为本，以授为辅，向以培养学生的综合应用能力和创新实践能力的综合训练模式过渡。
2.经费的不足，实验设备缺乏。由于微纳器件加工和制造设备价格昂贵，实验环境要求苛刻，加之经费严重短缺，教学设备和实验仪器得不到及时的补充和更新，微电子器件教学只能停留在理论教学阶段，而对于电子工艺教学只能借助企业和科研院所进行短期参观和实习教学，学生没有机会亲自动手，无法深入理解所学的理论知识，严重影响教育和教学质量。
3.考核方式单一。单一的以卷面考试为核心，不能充分体现学生的实践能力、创新意识和综合素质。因此，本课程对学生的考核，以强调理论与实践的有机结合，校内与校外的结合。其中理论考试占学生总成绩的40%，实践考核占60%，理论考试由本校组织，实践考试由中科院苏州纳米所组织。真正做到有理论、有实践，最终考核以实践为主，组成双方参加的教学团队完成教授内容。
三、以生为本的高校微电子器件教学研究
1.优化教学内容。教学内容的设计是决定教学效果和课程建设优劣的先决条件，它决定了培养目标的实现与否。将传统的重理论、轻实践的教学内容和要求调整为重实践和轻理论。将微电子器件工艺课程内容分为理论教学（弱化）和实践教学（强化）两个模块进行施教：（1）了解微电子器件的基本原理，主要包括：半导体器件基础知识、能带理论、PN结以及MOS管的工作原理等内容。这部分内容介绍了集成电路制造的基础知识，阐述了集成电路制造工艺的物理基础和基本原理，铺平了学生探索之路，为实践工作奠定了理论基础。（2）掌握先进的微纳加工技术，主要包括：硅片的加工、掺杂技术、刻蚀技术、镀膜技术以及封装技术。这部分内容属于重点学习和掌握的内容。其中，掺杂技术包括离子注入技术和扩散技术，刻蚀技术包括光刻、干法刻蚀和湿法刻蚀技术，镀膜技术包括氧化、物理气相沉积、化学气相沉积、原子层沉积以及电镀技术，封装技术包括引线焊接技术、倒装焊技术以及TSV技术。而对于各章的单项工艺，如介绍光刻工艺工艺时，应强调光刻工艺的原理、光刻的步骤（八步）、光刻胶的类型（正向光刻胶和负向光刻胶）及特性、光刻的方式（接触式、接近式等）及各种方式的优缺点、影响光刻分辨率和对比度的因素等内容。这部分内容几乎涉及到半导体光电器件制备的所有流程，是培养学生实践能力和综合素质的重要环节。
2.多媒体辅助教学方式。运用多媒体技术辅助教学能使学生看到图文并茂、视听一体的交互式集成信息。笔者从教学实践出发，从多年的器件加工工作中积累了大量的视频资料和各种现场加工图片，在讲述工艺制备过程时，除了用实际生产过程中采集到的多幅图像外，还通过动画详细介绍了设备的内部结构、工作原理以及展示工艺设备的外形，同时利用EntaurusTCAD软件模拟工艺设备的工作过程及工作原理。如图1为甩胶工艺示意图；图2为课件中采用的光刻机工作原理。所用的图片均使CorelDRAW软件手工制作。一些较复杂的工艺采用视频录像的方式来展示，如图3所示为笔者在实验过程中录制的喷胶工艺视频录像，通过视频展现主要操作步骤和设备的关键结构。
3.强化参观-理论-实践相结合的教学模式。教师带领学生参观校外实习基地。中科院苏州纳米所的加工平台拥有电子束曝光机、透射电子显微镜、光刻机、倒装焊机等重大仪器设备，为各研究部项目的实施提供工艺条件和测试服务。同时也是一个公共的服务平台，具有广泛的服务对象，包括其他研究院所、全国各地大学和企业。参观这样的科研机构，能使同学全面了解本行业国内外发展的概况及先进的设备和工艺水平。在操作人员、技术人员和管理人员的讲解和交流中，学到更多的实践知识。
在实际操作教学环节上，对学生进行微电子器件加工综合培训，主要内容有：（1）理论学习：学习纳米加工平台的管理规定、行为规范以及安全知识等；（2）参观学习：通过学习纳米加工平台超净间知识讲解，实地参观介绍超净间的布局、环境，设备仪器的工作原理等；（3）实践考核：将学生划分为小组，每组不超过8人，参与研究所提供的微项目研究，每个微项目都包括一些基本的器件制备工艺，从硅片的清洗、光刻、刻蚀、镀膜、裂片到最后的封装测试。最终通过实验和理论相结合的形式对学生进行考核和测评。
通过微项目的实施，大大提高了学生的实践能力和创新能力[4]。使同学们感悟到，在微电子器件生产过程中，任何一个条件、一个参数甚至一个小小的失误都有可能导致流片过程的失败，从而使同学们树立正确、严谨的科学态度。通过参观学习与讲解指导相结合，动手实践与课堂学习相结合，学习到更多的宝贵经验和实践知识，极大地调动了学生的积极性，激发了学生的创作激情[5]。
4.完善考核办法。完善有效的考核方案，精减理论内容考核，把动手能力和综合分析问题的能力及创新能力作为主要考核内容。强调理论（40%）与实践（60%）的有机结合，校内与校外的结合，组成双方参加的教学团队完成考核内容，此种方法促进了学生对实践技能培养的重视和学习质量的提高。
结束语：
针对本校电子与信息工程学院微电子器件工艺课程的特点和教学中存在的问题，利用多媒体教学手段和中科院苏州纳米所加工平台为教学实习基地，建立了由教学内容的优化、教学方式的改革、参观微纳加工生产线及参与微项目实施相结合的特色教学方式，达到质量良好的整体教学效果。这种微电子器件教学模式的建立，有助于提高学生的工程素质、实践能力和创新意识。
参考文献：
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[3]梁齐，杨明武，刘声雷，等.微电子工艺实验教学模式探索[J].实验室科学，2008，（1）：41-42.
【关键词】通信电子技术；数学；微分；积分；原理
引言
随着计算机技术的发展，通信电子技术也有了巨大的进步.基于计算机平台的通信平台以及相关电子技术都得到了广泛的应用.通信电子技术，是一门物理与数学理念相结合的内容，其中主要依赖于数学中的微积分理论.在通信技术中，离散傅立叶变换，通信原理中的抽样定理以及数字电子技术中的信源编码理论，其理论实现基础都与数学的微积分原理有着密切的关系.可以认为，通信技术中的诸多原理的理论基础都源于微积分.因此，本文将重点探究在通信电子技术中，数学微分以及积分理念与原理的应用.
一、数学微分与积分原理分析
首先需要明确的是，微分与积分在数学学科中占据非常重要的位置.其中诸多数学模型以及数学类应用，其理论依据都来源于微积分.而微分与积分，又是一对相对立的概念.因此，对于数学微分与积分的原理分析，可以从相对的角度进行对比分析，从而更加深入地了解两者的关系与区别.
1.微分原理分析
微分原理在数学中，是对函数的一种局部变化的线性描述，在进行微分处理的过程中，就是对函数进行一种自变量描述.当自变量的取值足够小的时候，描述函数是如何变化的.一般时候，会将自变量取成无穷小.
2.积分原理分析
积分则是微分的逆过程，或者是逆元算，其原理刚好与微分相反.一般用于求和的过程，利用微分与积分的关系，通常可以进行非常复杂的数学计算，从而计算出非常准确的求和数据.
二、通信电子技术中微分与积分原理的应用
通信电子技术是目前应用最为广泛的技术之一，对于其在多个领域与行业内的发展也是有目共睹.那么，通信电子技术中，哪些定理或者是理论基础与数学的微积分有着非常重要的联系和关联呢？数学的微积分原理又给了通信电子技术哪些理论基础呢？
1.傅立叶变换与微积分原理关系分析
傅立叶变换是通信电子技术中的重要理论基础，信号与系统中，傅立叶变换是重要的数学工具.傅立叶变换存在的意义，是将时间函数与频谱函数之间确立了一定的关系，从而能够实现时间函数与频谱函数之间的变换.那么，在傅立叶变换中，其与微积分原理有着怎样的关系呢？
在对时域函数也就是时间函数f（t）进行微积分性质研究的过程中，由于其本质上就是研究函数对于时间的导数和积分的傅立叶变换.因此，在此种意义上，两者关系非常密切.在傅立叶变换中，时间函数f（t）以及频谱函数F（W），在已知时间函数f（t）=（t）的前提下，那么就可以利用时域微分性质或者是时域积分来求解未知的f（t）对应的频谱函数F（jw）.
2.抽样定理的微积分原理应用
研究抽样定理中的微积分原理应用，必须首先明确抽样定理的概念和意义.抽样定理是通信工程技术中，最为重要的定理之一，可以认为其是通信工程技术的根基.从概念上分析，抽样定理认为：一段连续的时间信号，通过一个时间间隔，对连续信号进行样值抽取，那么就完成了抽样.模拟信号的数字化，或者说是离散化，就是通过抽样来完成的.抽样以后的信号的特点是在时间上是等间隔的，而且是离散的.
那么，抽样定理中，对于连续信号的最高频率是有要求的，如果其最高的截止频率为fm，那么如果定量的时间间隔满足T≤1[]2fm，那么，在抽样的过程中，就可以使得连续信号被样值信号进行唯一表示.
关于微积分在抽样定理中的应用阐述就是，连续信号实际上是自然存在的，而抽样信号则是相对存在的.抽样的过程，就是用一个等量的时间间隔，将连续信号进行微分化，即将一个连续的时间段进行微分，通过微分以后，让抽样间隔满足T≤1[]2fm这个标准，那么就同样是满足了微分中的基本微分标准.那么，再利用积分的原理，对抽样以后的样值信号做积分运算，得到后的样值信号就可以在原理上等同于原连续信号.这也就是微积分原理在抽样定理中的理论基础应用，利用这个原理，实现了模拟与数字信号之间的等价转换.
总之，微积分原理与通信技术中的一些主要定理有着非常紧密的联系，甚至对于抽样定理中，微积分原理就是抽样定理的理论基础，充分掌握微积分的原理，对于学习抽样定理以及在通信电子技术中，都有着非常重要的意义.
三、结语
通过对通信电子技术中离散傅立叶变换以及抽样定理等分析，可以明确得出基于数学的微积分原理的技术应用定理非常普遍，可以认为数学中的微积分理念是通信电子技术中主要定理的理论基础.作为理论基础而言，为技术的发展以及原理支持起到了至关重要的作用.因此，数学是自然学科的基础，对于其他学科的发展以及扩展有着强有力的推动作用.对于通信电子技术这类以物理为主要研究内容的技术门类，也极大需要数学理念予以支持.微积分是数学计算中的主流，其原理应用也必然成为重要的工具.
【参考文献】
[1]殷宗泽，许国华.土与结构材料接触面的变形及其数学模拟[J].岩土工程学报，1994（3）.
所谓微电子学，指的是一个广泛的技术领域，它包括用超小型电子线路构成的电子仪器、电子系统及其应用技术。大规模集成电路技术是支撑这个领域硬件的主要支柱。
运用集成电路技术制造的计算机芯片和存储器使计算机的发展突飞猛进。不仅如此，集成电路(integratedcircuit)还广泛的应用于通信、家用电器、仪器仪表、医疗、金融、工业自动化、公安等几乎涵盖人类生产、生活的各个方面。随着我国科学技术的迅猛发展，对IC产品的需求量越来越大。从不久前召开的第十三届中关村电脑节主题报告会上获悉我国集成电路（IC）产品需求巨大。2010年需求量将占到世界总产量的1/8，市场总额将达到2000亿元人民币。科技部高科技发展及产业化司司长冯记春说，去年我国IC的需求金额已近1000亿元人民币，今年仍将有很大增加。但目前我国微电子产业无论在规模、产值、产量和技术水平等方面都不能适应经济发展的要求。中国IC消费“大国”和生产“弱国”的矛盾非常突出。要实现信息产业的可持续发展就必须大力发展微电子技术和产业。
1、微电子产业发展的外部环境
微电子产业作为尖端技术及高附加价值产业对其他产业的影响极大，是在整个国民经济中具有巨大战略意义的关键性技术产业，因此世界各国政府都将其视为国家的骨干产业。无论是美国、欧洲还是日本、韩国，没有一个国家的政府对微电子技术产业的发展采取放任政策，而是通过一系列政策手段进行扶植。
中国的微电子技术市场需求强劲，市场规模的增速远高于全球平均水平。基于市场需求和产能转移，我们判断微电子技术行业在国内有很大的增长潜力，未来5年的年均复合增长率保持在20%以上，2009年的市场规模接近10000亿元。原因有三个：
一是国家政策支持。中国半导体产业的发展离不开国家政策的支持。2000年6月，为鼓励我国发展软件及半导体产业，国家出台了18号文件，该文件的全称为《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》，这项政策曾经使得数家软件及半导体企业获益。2005年4月23日实施的、由财政部、信息产业部和国家发展改革委制定的《集成电路产业研究与开发专项资金管理暂行办法》表明国家设立了集成电路产业研究与开发专项资金，用来扶持产业发展。
就北京而言，为加快微电子产业建设，北京市政府在国家出台鼓励软件和集成电路发展政策基础上制定了北京市鼓励微电子产业发展实施细则，在土地税收、政府跟进投资、贷款贴息等方面给予投资者优惠政策。
在众多政策鼓励下北京市迎来了微电子产业快速发展的黄金时期，北京有色金属研究总院半导体材料股份有限公司与北京林河工业开发区投资20亿人民币建设国内最大的半导体材料基地，据介绍，该基地一期计划投资2亿元人民币，已经建设年产25吨6英寸区熔硅单晶和年产400吨重掺砷硅单晶两条生产线，项目投产后年销售收入2亿元人民币，税后利润6000万元人民币。北京中芯国际位于亦庄经济开发区，它是世界领先的集成电路芯片代工企业之一，也是中国内地规模最大、技术最先进的集成电路芯片制造企业，每年都在招收就有专业知识的技术工人。北京市集成电路生产规模最大、技术最先进的生产基地首钢与日本NEC公司合作建成的首钢日电公司2000年就生产集成电路4974万块，在全国排名第10，该公司兴建北京华夏半导体制造有限公司，2010年已建成6-8条8英寸和2英寸芯片生产线，总投资达100亿美元，年销售可达50亿元人民币，北方微电子产业基地规划已经实施，该基地以集成电路设计为先导，形成设计、生产、封装、测试和研发互动协调发展的产业格局。北京中芯国际、华润上华都已经是国内的龙头企业。
二是市场需求巨大。计算机、通讯、消费类电子产品的需求带动对半导体的需求。例如全球手机的出货量预计将从2004年的6.7亿台增加到2008年的11亿台，增长超过64%。未来增长较快的领域将来自于数字电视、3G、以及高端消费类电子产品。
三是我国微电子技术产业快速发展，产业链逐步完善。我国半导体产业经过长期发展，已经建立起基本的产业架构，近几年的加速发展缩短了与国外先进技术的差距，有了一定的产业规模，但仍相对弱小。技术是半导体行业的立足之本。这个行业内的技术更新速度迅速，比如芯片制造的硅片尺寸已经达到12英寸，工艺达到90nm。芯片制造对资金和技术的要求较高，这个环节也集中了大多数的外来投资。自首钢NEC于1999年建成大陆第一条8英寸芯片生产线以来，2000年至2004年间，北京的芯片制造厂就建成了另外8条8英寸线和1条12英寸线，目前大约有10条在建8英寸线和2条12英寸线。8英寸线的工艺分布在0.35um-0.13um，12英寸线的工艺为90nm。一条采用新设备的8英寸线需要10-15亿美元的投资，而一条采用新设备的12英寸线需要25亿美元左右的投资。
目前我国发展微电子技术产业最缺乏的就是人才，既包括技术人员，也包括半导体企业有经验的中高级主管。决不可忽视对技术人才的培养，为基层作业员、技工、工程师提供较好的专业素质培训，这对一个以生产为导向的微电子技术企业来说也是至关重要的。
2、北京地区职业院校开设微电子技术专业必要性
微电子技术产业在今后十年会有巨大的发展，对不同层次的人才需求量也会增加。那么，职业院校的微电子技术专业在微电子产业的作用如何？我们做如下分析：
首先，我们，来看一下职业院校培养人才的目标
职业院校培养的人才应具有基本的文化素养；掌握本专业的基本理论知识和实践技能；具有综合职业能力，成为本专业的操作人员和技术人员。
其次，从集成电路产品主要的生产流程（图1），看看集成电路生产过程对人才的需求。
IC设计：从中国华大集成电路设计中心了解到，集成电路设计科技含量非常高，它需要工作人员有扎实的文化理论基础；雄厚专业知识和熟练的计算机操作能力以及编程能力。作为职业院校的毕业生在这一领域发展显然能力不足。
半导体材料的生产：半导体材料生产工艺主要包括拉单晶、切片、磨片、抛光等。对有研硅股走访了解到，其现有一线具有一定专业知识和技能的操作人员100人，在林河投资的两条生产线的操作人员在300以上。随着产量的增加，操作人员的数量也需增加。在讨论操作人员应具备什么样的知识条件与技能时，技术人员说：操作人员应具有半导体物理、半导体材料工艺的专业知识，同时生产设备都是进口的，自动化程很高。因此要求操作人员有一定的计算机操作能力和一定的英语基础。这些要求与中等职业学校学生的培养目标相符的。
IC生产：在首钢日电公司的调查中，我们了解了该公司的用人情况。该公司有员工900人，其中技术人员200人，500人为一线生产的操作人员。这些一线生产的操作人员从事着集成电路生产、封装、测试等工作。技术人员在对高中生与职业院校毕业生在生产中的表现进行比较中发现，职业院校毕业除具有一定的文化基础知识以外，还具有专业知识和技能，因此在工作中表现得更自觉、更主动、更灵活。在新投资的生产线上，该公司人事部门更希望招聘微电子技术专业毕业生从事一线的生产操作。
IC封装：IC封装更多的涉及到有机化工材料，微电子技术专业不做讨论。
IC测试：由于职业院校微电子技术专业的毕业生初步掌握集成电路的生产过程、结构以及性能参数，所以在测试的过程中更有责任感，并能及时发现产品的问题。因此职业院校微电子技术专业的毕业生能胜任这一工作。
IC销售：集成电路产品日新月异，性能不断更新，应用范围不断扩大。如何使更多的生产厂了解集成电路产品广阔的功能，这就需要懂得专业知识的推销员。如果职业院校微电子技术专业的学生在学习集成电路知识的基础上，同时学习市场营销的基础知识就能够满足销售集成电路的需要。
3、结论
微电子产业是科技密集型产业，对从业人员的要求较高，而微电子技术专业职业院校毕业生的文化水平和实际操作水平能够满足微电子产业操作人员的需要。从以上分析可知，只要职业院校微电子技术专业学生培养目标符合微电子产业这个大市场的需要，课程设置合理，就能为微电子产业做出较大的贡献。
参考文献
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[2]杨树人王宗昌王兢《半导体材料》出版社：科学出版社2009年5月第一版
[3]孟祥忠《微电子技术概论》出版社：机械工业出版社2009年09月第一版
―、构建课程体系的总体思路
构建微电子技术专业课程体系的总体思路是以微电子行业职业岗位需求为依据，以素质培养为基础，以技术应用能力为核心，构建基于工作过程的课程体系。实施学院“四环相扣”的工学结合人才培养模式，将“能力标准、模块课程、工学交替、职场鉴定”的四个环节完整统一，环环相扣，充分体现了高职教育工学结合的人才培养思想，努力为社会培养优秀高端技能型人才。
1.行业、企业等用人单位调研。通过调研国内“成渝经济区”为主)微电子技术行业、企业等用人需求和要求，了解现有高职微电子技术专业学生就业情况、用人单位反馈意见及人才供需中存在的问题。电子信息产业是重庆市国民经济的第一支柱产业。重庆市“十二五”规划建议提出，培育发展战略性新兴产业。把新一代信息产业建设为重要支柱产业，建设全球最大的笔记本电脑加工基地、建设通信设备、高性能集成电路、光伏组件及系统、新材料等重点产业链(集群)，建成国家重要的战略性新兴产业基地。以集成电路产业的重点项目为牵引，建成包括芯片制造、封装、测试、模拟及混合集成电路设计和制造等项目的产业集群，形成较为完善的集成电路产业链;四川电子信息产业未来5年将迈万亿元，成渝经济区将打造成西部集成电路的产业高地。随着惠普、富士康、英业达、广达集团等世界级的IT巨头进入成渝，未来几年IT人才需求在20万以上，而现在成渝地区每年培养的相关人才不过2万人左右，远远不能满足社会需求。市场需求的调查表明，近年来成渝地区IC制造、IC封装及测试、IC版图设计等岗位的微电子技术应用型人才紧缺。同时调研表明半导体行业企业却难以招到满意的人才，学生在校学非所用，用非所学，实践动手能力、社会适应能力、责任意识、职业素养难以满足企业要求。
2.基于工作过程的课程体系的理论基础。基于工作过程的课程体系的理论基础，主要从德国“双元制”职业教育学习论和教学论的角度阐述构建基于工作过程的课程体系的理论依据。工作过程系统化的课程体系必须针对职业岗位进行分析，整理出具体的、能够涵盖职业岗位全部工作任务的若干典型工作过程，按照人的职业能力的形成规律进行序列化，从中找出符合职业岗位要求的技术知识和破译出隐性的工作过程知识，并以工作任务为核心，组织技术知识和工作过程知识[2]。通过完全打破原有学科体系，按照企业实际的工作任务、工作过程和工作情境组织课程，形成围绕工作过程的新型教学项目的“综合性”课程开发。
3.形成专业定位，确定培养目标。根据存在的问题及半导体产业链过程：集成电路设计—裸芯片精细加工^封装测试—芯片应用—PCB设计制造，充分掌握现有微电子技术专业课程体系建设的基础及存在的问题，形成重庆电子工程职业学院微电子技术专业定位，确定培养目标:培养德、智、体、美全面发展;掌握微电子技术专业领域必备的基础知识、专业知识;有较强的岗位职业技能和职业能力;面向集成电路设计、芯片制造及其相关电子行业企业，满足生产、建设、服务和管理第一线的优秀高端技能型专门人才。毕业生应该既掌握微电子方面的基本技术，又具有很强的实际操作能力。具体可从事岗位:集成电路版图设计;半导体器件制造;IC制造、测试、封装;电子工艺(半导体)设备运行、维护与管理;简单电子产品的设计与开发;电子产品的销售与售后服务，并为技术负责人、项目经理等后续提升岗位奠定良好基础。
二、构建基于工作过程的学习领域课程体系
对专业核心课程的构建采用“微电子行业专家确定典型工作任务—学校专家归并行动领域—微电子行业专家论证行动领域—学校专家开发学习领域—校企专家论证课程体系”的“五步工作机制”，实现校企专家共同参与课程体系设计。通过工作任务归并法，实现典型工作任务到行动领域转换，通过工作过程分析法，实现从行动领域到学习领域转换，通过工作任务还原法，实现从学习领域到学习情境转换的“三阶段分析法”，构建基于工作过程的微电子技术专业课程体系和教学内容，获得人才培养目标、课程体系、课程教学方案“三项主要成果”。即“533”课程设计方法。
1.确定行动领域。工作过程系统化课程是按照工作过程要求序化知识、能力和素质，是以工作过程为参照物，将陈述性知识与过程知识整合、理论知识与实践知识整合，在陈述性知识总量没有变化的情况下，增加经验以及策略方面的“过程性知识”3]。对典型工作任务进行归纳，确定行动领域。将本专业52个典型工作任务归纳为6个行动领域，即集成电路版图设计、晶圆制造、集成电路芯片制造技术、芯片封装、芯片测试、SMT技术。
2.确定典型工作任务。所谓典型工作任务是指一个复杂的职业活动中具有结构完整的工作过程，它是职业工作中同类工作任务的归类，能表现出职业工作的内容和形式，并具有该职业的典型意义。我院召集企业专家和工作在一线的工程师、技术员，与学院的微电子技术专业教师一起，召开课程开发座谈会，进行微电子技术课程体系开发：以“集成电路(版图)设计—晶圆制造—封装测试—表面贴装”工作过程为主线，与行业企业一线技术骨干、专家解析微电子技术专业岗位中版图设计师、半导体芯片制造工、IC测试助理工程师、SMT工程师、FPGA助理工程师等典型岗位，得出行动领域所具有的专业素质、知识与能力。
3.将行动领域转化成学习领域。对完成典型工作任务必须具备的基本职业能力(包括社会能力、方法能力、专业能力)进行分析。通过归纳形成专业职业能力一览表。这些职业能力就是学习领域(即课程)中学习目标制定的依据。打破原有16门专业理论课程和9门实践课程组成的课程体系，按照以工作过程为导向，进行课程的解构与重构，将6个行动领域转换为9个学习领域，即集成电路版图设计、集成电路芯片制造技术、微电子封装与测试、表面贴装工艺与实施、电子线路板实用技术、电子测量仪器使用与维护、语言、单片机应用技术、FPGA应用技术及实践。根据微电子技术专业岗位群的职业能力和工作过程要求，重新构建基于工作过程的课程体系。第一、二学期：电路分析、电子技术等基础课程;第三、四、五学期：集成电路制造技术、电子测量仪器使用与维护、FPGA应用开发实用技术、微电子封装与测试、SMT技术、集成电路版图设计等专业核心课程。
4.形成学习情境模式。学习情境是实施基于工作过程系统化的行动导向课程的教学设计，由教师根据学校教学计划，结合学校的教学设施条件、教师执教能力和专长，由教师按照“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”的行动方式来组织教学，从而促进学生对职业实践的整体性把握4]。微电子技术专业核心课程形成的学习情境模式为：①集成电路版图设计课程以任务为载体形成6个学习情境:N/PM0S晶体管版图设计、反相器、与非门、或非门版图设计、触发器版图设计、电压取样电路版图设计、比较器版图设计、DC-DC版图设计;②集成电路芯片制造技术课程以设备为载体形成8个学习情境:集成电路芯片制造技术工艺流程、硅晶圆制程、硅晶薄膜制备、氧化工艺、掺杂技术、光刻工艺、刻蚀工艺、集成电路芯片品检;③微电子封装与测试课程以工艺为载体形成4个学习情境:DP封装、BGA封装、CSP封装、MCM封装;④表面贴装工艺与实施课程以工艺流程为载体形成5个学习情境:SMT工艺流程的基本认知、表面贴装生产准备、表面贴装设备操作与编程、表面贴装品质控制、SMT生产线运行及工艺优化5个学习情境;⑤电子线路板实用技术课程以项目为载体形成3个学习情境：单面板的制图与制板、简单双面板的制图与制板、复杂双面板的制图与制板;⑥电子测量仪器使用与维护课程以电路设备为载体形成9个学习情境:收音机元件准备、收音机电路测试、收音机电路工作状态检测、收音机整机调整、收音机装调使用仪器的保养与维护、电视机元件检测、电视机电路检测、电视机的质量检查、电视机装调使用仪器的保养与维护;⑦C语言课程以项目为载体形成6个学习情境:编程的基本概念、C语言上机步骤C语言上机步骤、算法的概念、基本数据类型、结构化程序设计、函数的概念;⑧单片机技术及应用课程以任务为载体形成6个学习情境““跑马灯”电路分析与实践、单片机做算术、逻辑运算并显示、开关信号状态读取与显示电路的制作、交通信号灯电路的设计与制作、产品数量统计电路的设计与制作、两台单片机数据互传;⑨FPGA应用技术及实践课程以项目为载体形成6个学习情境:课程概述、基于QualusII的原理图输入设计、宏功能模块应用、基于QuarusII软件的VHDL文本输入设计、VHDL设计、实用状态机设计。
三、试点实施效果分析
在教学实施上，重点是加强教师执教能力：教师在教学中的角色应由主宰者转化为引导者。教师应该主动地引导、疏导和指导学生，学生可以根据自己的兴趣爱好，在教师的指导下，充分利用各种资源，相互协作开展对某一问题的学习探讨，从而获得新知识，得到探索的体验及情感，促进能力全面发展。经过我院近3年的教学实践，课程教学效果得到显著提高，学生专业核心能力、岗位适应能力、社会能力显著提高，“双证书”提高到100%，专业对口率从原来的48%上升到92%，用人单位满意度达90%以上。
高职院校在办学过程中要形成特色鲜明的高职办学模式，课程体系是重要的载体。办学特色正是通过课
程体系的实施来实现的。基于工作过程系统化的课程体系，跟随产业的发展，调整专业的课程设置，符合职业岗位要求，学生技能显著提升，同时结合我院的办学特色，努力探索基于工作过程的高职微电子技术专业课程体系的构建思路和构建策略。
参考文献：
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[4]姜大源，吴全全当代德国职业教育主流教学思想研究[M].北京:清华大学出版社，2007.
［关键词］电子技术基础;微课;教学设计
一、电子技术基础课程概述
电子技术基础是机电类专业的一门重要专业基础课程，该课程有一定的理论体系而且实践性强。通过对电子技术基础课程的学习，学生可以获得必要的电子技术基本理论、基本知识和基本技能，了解电子技术的应用和发展概况;熟悉常用电子仪器的使用方法和电路的基本测试方法，掌握电子设计的一般方法和步骤;学会选择不同类型的电路元件设计、搭建电子电路。但是，由于很多学生的学习基础较差，对电子技术基础课程不够重视，学习习惯不好，高职电子技术基础课程教学面临诸多问题。“微学习”是现代社会的一种学习方式，“微”即微小、碎片化，它符合学生的习惯，一次只学一点。为“微学习”量身定制的课程就是微课程，简称微课。微课要求形式多样化，具备灵活性，满足学习者随时随地的学习需求。［1］微课构建的自主学习模式是指以学生为主体，以教师为主导的互动性的自助式学习，是对传统的教学方式和教学内容的革新。教师可以在课前预习中引入微课，把理论知识和实际应用结合起来，以视频的方式将教学内容提前呈现出来，视频带来的视觉冲击，会激发学生的学习兴趣，让学生提前了解学习内容，带着问题进行课堂学习。教师也可以在课堂教学中使用微课，微课资源丰富，对于学习上存在的难点、疑点，教师可以结合微课形象生动地讲解，更好地阐述问题。微课能够成为课堂教学的有效补充形式，适应个性化、深度教学的需求。
二、微课的概念及特点
国内外许多学者和机构都界定了微课，教育部全国高校教师网络培训中心提出:微课是以视频为主要载体，记录教师围绕某个知识点或教学环节而开展的简短、完整的教学活动。［2］微课的时长为5～10分钟。微课的核心组成内容是教学微视频，还包含与该教学主题相关的教学设计、素材课件、教学反思、练习测试及学生反馈。微课的主要特点如下:教学时间短，主题突出，内容少，资源容量小，资源使用方便，以学生自主学习为主，教学设计力求精致。［3］微课的讲解可结合讲授法、启发法、演示法等教学方法，教师可采用录屏和实景拍摄等方式来制作微课。
三、微课的教学设计与实践
微课的设计需考虑知识点之间的逻辑关系，选择小而完整的知识点作为微课内容，提供齐全、实用的教学资源，宜采用简洁的授课方式，从学生的角度思考问题，使学生更容易理解学习内容，激发学生的学习兴趣。微课的设计还需精选理论知识，降低理论难度，鼓励学生钻研课程的重点，把理论知识和实际应用结合起来，使学生真正掌握知识和技能。微课的开发流程如下:确定教学目标与重难点，进行教学过程的设计，制作课件，拍摄上课过程或使用录屏软件对讲解过程进行录屏，编辑视频，输出视频。下面重点介绍“三人表决器的设计与仿真”微课的教学设计和微课的制作。
(一)微课的教学设计
组合逻辑电路的设计是电子技术基础课程中数字电路部分的重要内容，三人表决器是组合逻辑电路的设计在生活中的典型应用。本次课的教学目的是使学生掌握组合逻辑电路设计的方法，会设计三人表决器组合逻辑电路，能使用Proteus软件完成三人表决器电路的仿真。教学重点:第一，三人表决器组合逻辑电路的设计;第二，三人表决器电路的Proteus仿真。教学难点:根据逻辑表达式完成逻辑电路图的构建。组合逻辑电路的设计的讲授过程如下:本次课采用基于问题的教学模式，播放《出彩中国人》视频，进行“任务导入—提出任务—分析任务—完成任务—课堂总结—习题布置”的教学环节。第一，播放《出彩中国人》中的一段视频。《出彩中国人》是大家熟悉的真人秀节目，在节目中有三个评委，他们共同决定选手是否晋级。在观看视频后，教师引出问题:如何为《出彩中国人》节目设计一个三人表决器?第二，提出任务要求。设计一个三人表决器电路，三个人各控制A、B、C三个按键中的一个，按键按下表示同意，否则为不同意。三个人中有两个或两个以上的人同意，表决通过，指示灯亮，选手晋级;否则，指示灯不亮，表决不通过，选手被淘汰。用与非门实现上述功能，使用Proteus软件实现三人表决器电路的仿真。第三，对任务进行分析。任务的实质是用三个按键控制指示灯的状态，可以通过两个环节来完成任务:第一环节，三人表决器组合逻辑电路的设计;第二环节，三人表决器电路的Proteus仿真，验证电路的正确性。第四，实施任务。第一环节，三人表决器组合逻辑电路的设计，介绍组合逻辑电路分析的四个步骤:1．分析逻辑功能要求，将生活的实际问题转换为数字电路的语言，确定输入变量和输出变量，并定义相应的逻辑状态;2．列真值表，在不同的输入情况下得到相应的输出;3．根据真值表写逻辑表达式并简化表达式;4．根据表达式画出逻辑电路图，得到三人表决器的组合逻辑电路图。第二环节，三人表决器电路的Proteus仿真，在三人表决器组合逻辑电路的基础上设计三人表决器电路原理图。在Proteus软件中绘制三人表决器电路原理图，步骤如下:1．选取按钮(button)、二输入与非门4011、红色发光二极管、四输入与非门74LS20、电阻等元器件，选取电源Vcc和地。2．放置元器件，设置各元器件参数。3．把各元器件用导线连接起来。4．电路功能调试，观察调试现象，当按下其中任意一个按钮，红色指示灯不亮;当按下其中任意两个按钮，红色指示灯亮;当按下三个按钮，红色指示灯亮，实验现象表明电路图能实现所需功能。第五，对本次课进行总结，本次微课讲解了组合逻辑电路设计的一般步骤，重点介绍了三人表决器组合逻辑电路的设计，对三人表决器电路进行了Proteus仿真。总结之后，教师可以布置作业，考查学生对相关知识点的掌握情况。
(二)微课的制作
首先，收集好素材，包括文字、表决器的图片、电路图、《出彩中国人》的视频，制作课件。其次，使用录屏软件CamtasiaStudio对课件的播放、《出彩中国人》的视频以及三人表决器电路的Proteus仿真过程进行录屏。最后，对视频进行后期处理，添加字幕、片头，进行视频的输出。此次微课的学习学生的接受情况良好，掌握了组合逻辑电路设计的步骤，会设计三人表决器。微课学习满足了学生的个性化学习需求，学生可以按需选择学习，加强了学生的自主学习能力，提高了学生的学习效率。对教师而言，提高了教师的信息素养，微课的制作要求教师具备丰富的信息处理技术，制作的微课应具有良好的视频和音频效果。微课还使得教师的备课更富有针对性，对课堂教学实施有更深层次的思考，对教师的综合能力提出了更高的要求。
参考文献:
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【关键词】电子技术；发展；应用；信息技术
【Abstract】Electronic Technology in today''s science and technology in the life to the wide application and irreplaceable core status,this paper briefly introduces the development course of electronic technology,and summarizes the typical application of electronic technology,electronic technology and prospected,help us to grasp the field development direction and new information technology.
【Key words】electronic technology；development；Application
1.电子技术的发展
电子技术是十九世纪末、二十世纪初发展起来的新兴技术。由于物理学方面有了重大的突破，电子技术以迅猛的速度在当今发展开来，其广泛的应用成为科学技术发展的一个重要的标志。
第一代电子产品是电子管。四十年代末期电子管在世界大范围诞生了。五十年代末期，第一块集成电路在世界上出现了，它相较于电子管最大的特点是小巧、轻便、省电、寿命长，基于这几大特点集成电路很快地被各国应用起来，集成在一块硅芯片上，电子产品也便向更小型化发展。集成电路从小规模集成电路迅速发展到大规模集成电路和超大规模集成电路，从而使电子产品向着高效能低消耗、高精度、高稳定、智能化的方向发展。电子管时代（1905～1948）为现代技术采取了决定性步骤。1905年爱因斯坦阐述相对论—E＝mc2。1906年亚历山德森研制成高频交流发电机。德福雷斯特在弗菜明二极管上加栅极，制威第一只三极管。1912年阿诺德和兰米尔研制出高真空电子管。1917年坎贝尔研制成滤波器。1922年弗里斯研制成第一台超外差无线电收音机。1934年劳伦斯研制成回旋加速器。1940年帕全森和洛弗尔研制成电子模拟计算机。1947年肖克莱、巴丁和布拉顿发明晶体管；香农奠定信息论的基础。晶体管时代（1948～1959）宇宙空间的探索即将开始。自1958年第一块集成元件问世以来，集成电路已经跨越了小、中、大、超大、特大、巨大规模几个台阶，集成度平均每2年提高近3倍。随着集成度的提高，器件尺寸不断减小。1985年，1兆位ULSI的集成度达到200万个元件，器件条宽仅为1微米；1992年，16兆位的芯片集成度达到了3200万个元件，条宽减到0.5微米，而后的64兆位芯片，其条宽仅为0.3微米。
2.电子技术的应用
二十世纪以来，世界迅速开始了信息革命时代。电子技术的应用也随之广泛，在通信工程、 一般工业、交通运输、电力系统、电子装置用电源、家用电器等领域都普遍涉及到。在此本人以电子技术在通信工程专业中的应用为例做一简单介绍。
众所周知，电子技术即使再强大，也要结合其他技术才能充分发挥其真正的作用。例如，（1）电子技术与信息技术相结合，形成了我们现在信息社会的工程领域也就是通信工程专业。
（2）电子技术与物理电子与光电子学等相关物理基础理论解决了电子元器件、集成电路、仪器仪表及计算机与制造等工程技术问题。
（3）信息技术是在电子技术发展的基础上，研究了一老电子技术进行的信息传播、信息交换、信息处理以及信号检测等理论与技术。
电子技术及微电子技术的迅猛发展给新技术革命带来了根本性以及普遍性的影响，电子技术水平的不断提高，既出现了超大规模集成电路和计算机，又促成了现代通信的实现。电子和通信工程领域涉及了两个一级学科和六个二级学科，研究内容包括信息传输、信息交换、信息处理、信号检测、集成电路设计与制造、电子元器件、微波与天线、仪器仪表技术和计算机工程与应用等。其各个学科与版块之间是相互联系、相互影响的，任何一个学科都不能脱离其他学科，否则非但不能发挥其应有的作用，反而会抑制信息技术的发展与进步。当今社会，信息技术已经成为经济发展的一个重要支柱。信息产业所涉及的领域从小处说有媒介、信息采集、传输和处理所需用的器件设备和原材料的制造以及销售，从大处说计算机、光纤、卫星、微光以及自动控制等都包括在内。由于其技术好、产值高、容易操作、范围广而已成为或正在成为许多国家或地区的支柱产业。展望未来，电子技术正朝着光子技术演进，微电子集成正在引申至光子集成。光子技术与电子技术的结合和发展，已是不可阻挡的潮流。其发展正在推动通信产业向全光化方向快速发展，通信与计算机的结合与发展也必然会更加紧密，未来崭新的网络社会和数字时代正在向我们走来。
3.结束语
电子技术室极富生命力的技术领域，它的快速发展，对国民经济各个领域和人们的生活质量都有着巨大的影响。没有电子技术就不可能有当今高度发展的物质文明和精神文明。当前我过的电子技术还处于借鉴国外的阶段，自主研发的成分较小。我国电子技术的发展，还依赖于我们在校的学生和老师专家的共同努力。 [科]
【参考文献】
关键词：机电一体化；现状；数控机床；发展趋势
随着科学技术的蓬勃发展，工业科技成了当今重要的组成部分,机电一体化科技是必不可少的。机电一体化综合运用多个系统技术，主要包括机械、微电子、自动控制、计算机、信息、电力电子、软件编程等技术。机电一体化根据系统技术的优化组合合理配置，使整个工程技术能够达到多功能、高质量、高效率、低能耗。
1机电一体化概述
随着我国科学技术的发展，机电一体化作为一门自身体系的新学科，已经进入了各个高校专业设置。机电一体化由多个系统化技术组成，根据各系统的功能目标合理组织配置与分布，在多功能高效益、低耗能的情况下来显示出它的特点及利用价值，通过优化组织结构系统，使整个功能系统成为机电一体化系统而转变为机电一体化的产品。我们要先分清楚机电一体化的真正含义，绝对不能与机械电气化相混淆，机电一体化主要包括机电一体化技术和机电一体化产品：机电一体化技术是上述综合技术的融合，并不是简单的一些技术组合；而机械电气化则是属于机械技术发展到机械电气的一种转变趋势，机械电气的主要功能是它可以代替传统的机械来进行作业。但是如果说想要发展到机电一体化这一地步，其功能属性就不相同了，装入电子装置，或电子软件，就取代了这些机械零部件，还能产生一些新的功能，解决不少人工操作程序和机械自身的维护和诊断。机电一体化产品的诞生，它既解决了人体感官问题也解放了人手脚劳累的问题，它是智能化的表现，也是机械电气化本质上的区别。
2机电一体化的发展状况
机电一体化早在上个世纪60年代就已问世，在那个时期被称为初级阶段。在那个年代，战争促进了电子产品和机械产品的结合。战争结束后，经过了进一步的研发，慢慢地往民用方面转产，给战争后经济恢复带来了巨大的作用。在那个年代虽然研发了，但技术水平不高，机械技术和电子技术结合未达到一定的技术水平，从而没有大量的应用到各行各业。到上个世纪80年代初期，这个时期可称为机电一体化的中期，那是将产业兴旺发展时期，国家上马了大规模的集成电路和计算机技术以及温控电控技术，为发展机电一体化奠定了充分的物质基础。机电一体化到了20世纪末，经过广泛应用后，这种技术又向智能方向迈进。科学家们通过深入研究，逐步研制出微型计算机，光学也融入机电一体化，对现在的研制维系加工技术、光机电一体化和微电机一体化、人工智能技术以光纤技术迈进了一大步。网络的知识、科学的发展对研究机电一体化以其应用开辟了广阔的天地，促使我国工业的发展，机电一体化的逐步完善将形成一个完整科学运营体系。
3机电一体化的应用
当前社会，随着科学技术的快速发展，机电逐步走向整体化、数字化和微电子技术。信息技术应用越发的广泛，机电一体化已应用到现代轻工、重工、军工等行业。下面以数控机床为例，简要说明数控技术在数控机床上机电一体化的应用。由原始的普通机床研制出现代的数控机床，经过了40多年的发展，在机床的结构、功能以及自动化操作和控制精度上都有了新的提高，主要表现在多主线式结构、开放性设计、紧凑型的结构、数控编程技术智能化、系统的多功能控制等。上述这些程序在数控机床上得到了推广和应用。
4机电一体化的发展趋势
从国内外机电一体化的发展和高新技术发展的方向来看，机电一体化的产品将朝着以下几个方向发展。
4.1智能化
智能化是当今社会发展的一个重要方向。机电智能化是科研工作者日益研究的目标，像高科技产品智能机器人的运用以及数控机床的应用，都很受欢迎。但智能化与自动化二者之间存在很大区别。智能化主要是运用多种科学技术手段，在控制理论的基础上，模拟人类的智能去思维判断，逻辑推理，具有主动的决策能力来取代人的脑力劳动，而取得更高的目标。
4.2数字化
微控制器产品的出现，给我们的机电产品进行数字化奠定了长期有效的基础，而计算机网络技术的飞速发展为机电数字化设计与开发开辟了道路，有利于将来数字化机电产品的远程操作和维护。
4.3网络化
近年来网络的兴起，给国家各行各业都带来了巨大的变革，给人们的生活带来了翻天覆地的变化。网络的全球化把世界各国的经济联系到一起，有利于人们了解全球的经济动态。而机电产品的成功，与其自身的质量是分不开的，随着网络的普及，远程控制和监视技术逐渐出现在了人们的视野当中。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化的产品，它使人们在家享受高科技带来的好处。因此，机电一体无一不是朝着网络方向发展。
4.4微型化
微型化是把机电一体化产品向微型方向发展，如微机电产品，它具有体积小、重量轻、低耗能等特点，在军事、医疗等方面具有无可比拟的优势。微型机电一体化系统，它融合微机技术、微电子技术和软件技术，是机电一体化的新发展方向。
4.5绿色化
工业化发达了，随之而来人们的生活也得到了提高，经济上也得到了很多实惠，在物质上也得到了享受，同时，也给我们的资源和生态环境造成破坏。所以我们应该呼吁起来，保护环境，建设绿色家园。所谓绿色就是我们所用的产品必须是低能耗、低耗材、低污染，有利于回归自然的产品。在整体的设计、制造、使用过程中，对人的身体健康、对生态环境都是没有危害的，而且很多的资源都是可以分解再利用的，这样不仅使产品的可用率得到了提升，最主要的是随着人们对生态环境的重视程度不断加深，机电一体化绿色产品的发展前景非常可观。
5结语
机电产品一体化是现代许多科学家要研究的课题，随着新产品的研发，机电一体化技术产品占领了各行各业的市场，使我国各行各业制造发生了战略性的变革。传统的机械设计和制造退出了历史的舞台，朝着高性能、智能化、微型化方向发展，也给国家带来了更大的经济效益和社会效益。
作者:徐创业 单位:特变电工沈阳变压器集团有限公司
参考文献：
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【关键词】微波技术；国防军事；国民；生活；发展情况
1、微波的起源与发展
微波的理论研究起步于1900年。经过科学家几十年的不断的研究，二战时期成为微波技术蓬勃发展的时期， 在那个时候国防军事领域，雷达，也就是无线电检测的概念和理论逐步发展，因为电磁波在波导中传输中表现出的优良特性， 使得微波电真空振荡器、微波管、微波无线电的发展十分迅速。在二战之后，微波技术的研究与应用逐渐从国防军事为主转变向民用工业领域过渡，其实最具有代表性的便是家用微波炉以及工业微波炉等一系列产品的推出。人们快速的接受了这种产品，因为微波炉是一种快捷的、能量能够转化均匀的加热工具。在设计微波炉时，通常使炉腔的边长为1/2微波导波波长的倍数，并且在金属板上涂覆非磁性材料，形成谐振腔。微波经波导管输入炉腔内时，在腔壁内来回反射，每次传播都穿过和经过食物使食物加热，同时采取一定的措施使微波电场能量分布均匀。微波加热的特点就是内加热，所需时间短，不依靠热传导，均匀受热，操作简单，安全无害，节约能源。如今微波炉已经成为全世界各地广泛使用的食品加工器具。
2、微波的特点
2.1 波长短
微波是一种波长范围在1mm-1m的电磁波。可细分为米波、分米波、厘米波、毫米波。它的波长和频率如表格所示：
微波具有似光性，如表格所知，波长很短，具有直线传播的性质。根据似光性，制作出的天线系统具有良好的方向性，可以接收不同的波段。这样，几十空间或地面发出的微弱回声也不担心接收不到，因此可以通过微波来确定该物体的方向和距离。因此微波技术在雷达、导航和通信，广播中得到了广泛的应用。
2.2 频率高
由2.1的表格可以看出微波的微波的频率很高，周期和频率乘积恒为一，因此振荡周期很短。它的频率由产生微波的电子线路参数决定的。根据实验得知，我们需要将微波固体器件、微波电子管替代一般的电子管，用作放大器，衰减器，隔离器。因为频率越高，损耗也随之提高，携带的信息也越来越丰富。微波传输的波长跟线度很像，容易被阻断，所以我们更加需要使用不同的元器件来替换分立的电容器、电感器以及电阻器等。
2.3 穿透能力强
一定频带的微波可以穿入到介质内部，而微波的能量可以通过地球上的空电离层不断被吸收，对于水来说也是会被吸收产生热能。所以利用微波技术可以实现宇宙导航并且为医疗电疗的研究和开发提供了便利。
2.4 非电离性
微波的量子能量很低，非向前散离可以忽略，这样的能量不足以提供改变分子之间的内部结构的能力，因此可以说明物体和微波之间的电离的程度很低。
2.5 量子特性
很多原子和分子能级间所要吸收跃迁辐射出来的波长刚好处在微波频段的中，人们利用这种量子特性研究原子和分子的结构，发展一系列学科以及边缘学科，比如量子无线电物理，量子光学，量子通信，微波光谱等等。
3、微波技术的现代运用
3.1微波加热原理与微波炉
微波炉由很多的器件组成，其中最为主要的就是微波发生器，又称作磁控管，包括微波管和电源。微波产生的交变磁场可让食物极化，电源提供稳定的连续波微波功率，在高频交流的电磁效应下，极性分子在磁场中交替排列，每秒的微波振动可达数亿次。这种振荡让分子不停的运动，分子之间产生摩擦，使分子获得高能，在食品释放大量的热，从而使得实物均匀受热。所以使用微波必须注意的是食物需要有水分，否则将无法加热。微波只在炉腔内传播，金属外壳可以隔绝电磁波而避免辐射。
3.2 微波通信
微波通信是1950年左右的产物，[1]当时由于其通信频带宽、一次性投入大但后期低、施工方便、建设速度快等一系列优点而取得了快速的发展。此外，微波通信抗灾能力强，它不会太受风、水的灾害带来的影响。即使有天灾人祸，微波通信一般不会受到干扰。因为微波的频率高波长短，遇到阻挡就会被反射或被阻断，所以微波在空中传送的过程中会受到干扰。因此不能在同一方向上使用频率相同的微波，微波电路的建设须在管理部门的严格管理下进行。因为离散度与频率选择性衰落的影响，又没有好的方法去解决问题，因此数字微波技术就此中断。因此在1980年左右，数字微波传输技术发生了突破性的变化。而到九十年代，由于自适应编码调制解调技术的发展，在各地建立的中继站，再加上微弱信号检测的迅速发展，所以今天的移动通信传输才可以得到广泛的运用。在1980年至1990年间，自适应编码调制和解调技术与信号处理和信号检测技术快速发展，今天，带宽越来越大，从有线到无线的发展，甚至高品质记录的多领域的信号设计与处理等的应用，发挥了重要的作用数字微波技术在目前来说有着广阔的发展空间及应用前景， 需要因地制宜的安排不同传输手段，在某些领域，微波技术还占据着不可忽略的重要地位。
3.3 工业微波技术
微波技术目前也在材料的合成、微波解冻、冶金矿物、杀菌、垃圾处理、微波萃取、样品分析等领域发挥着主要的作用。微波技术在无机合成材料的研究，已取得良好的进展，主要是在硬质合金、导体材料，锂电池正极材料、高温材料，合成金刚石、沸石分子筛、陶瓷材料等方面。并且具有低能源消耗、速度快、合成温度低等一些了性能特点。[2] 微波技术在矿石预处理、金属氧化物矿的碳热还原的应用，具有能耗低、速度快、浸出率高、产品性能优良和环境效益好等特点。可以想象，在矿产冶金能源消耗大的领域中，微波技术带来的影响将是难以估计的，在这个领域中，这样的发展前景将带来的是巨大的经济效益。微波技术还可以用于处理工业污泥，对医疗垃圾进行灭菌。处理电子垃圾，建筑垃圾，生活垃圾等等。常规使用处理垃圾的方法比如说焚烧，填埋等，这些方法都有可能产生二次污染。而人们经过长期努力发明了微波处理污染的技术，既解决了常规处理带来的一系列问题，保护了环境，操作时间短，又节省了处理的费用，可谓是一举数得。微波技术与传统技术相比较，具有操作简单，该效率，保证了国家绿色经济和可持续发展的政策。不易造成二次污染，减少能源的损耗和治疗的费用，解决了常规治疗，如堆肥，焚烧，填埋，投资，占地面积大的而带来的问题。综上所述，微波处理废物快速，高效，工艺流程简单，能耗低，成本低，资源回收利用率高和环境效益好，有很好的应用前景。越来越多的人开始关注微波技术，目前，微波技术已经开始在国内开始广泛推广。此外，微波技术也被用于在食品安全的鉴定、石油原油的开采、环境、化妆品、调味品和合成的材料的处理等等方法。
3.4 军用微波技术
微波和无线电道理一样，密闭金属可屏蔽，微波也被称为无线电频率武器。战争中的微波强度很大，基本上没有武器可以阻止它，在现代的战争中运用也越来越频繁，微波武器通常通过长距离的对光电设备的干扰，使仪器出现问题，最后引爆仪器，达到直接摧毁仪器的目标，在战争中，微波的作用更加不容忽视。微波武器与激光武器相比，激光采用的是高强度激光产生的热能去摧毁一切事物，分子间的相互摩擦越来越快，使得电磁的能量转化成为热能，微波的波束宽，波长短，频率高，不受灾害天气的影响。其杀伤机理可分为“非热效应”和“热效应”两种。所有的内侧和外侧在同一时间产生热量，以突然产生高温，火力易于控制，从而使敌方对抗措施更加困难和复杂化。微波武器的工作机制是根据微波和照射对象，选择不同的频率，其实是用频率低的较低轻型微波武器，主要作为战争中的武器来用。与此之外，还有一种频率较高的高能微波武器，这种武器杀伤力较大，毁灭性强，所以一般不经常出现在战争中，更多的是作为一种研究。
作为微波武器，还有一点至关重要，就是使用什么去发射不同频率的微波，在战争中，通常使用的是飞机，航母舰艇，甚至是卫星。这样的话，可以从天上，陆地，海面各方为发动攻击。让敌方的飞机，计算机等设备统统被摧毁，特别是指挥和通信的部位，作战网络的联系信息以及其他重要信息战的关键部位。一旦目标遭受物理损伤就会丧失战斗力，且其受损伤的部位不能被修复。作为世界前列的军事强国，中国一直高度关注微波武器、大型激光武器，在几代科学家一直在努力研发各种武器，近几十年的辛苦打造，中国的微波武器和激光武器已经开始投入使用。
4、微波技术的展望
虽然在各个领域，微波技术已经有了广阔的前景，但是目前，微波技术的运用仍停留在实验的积累，而且需要验证准确的检测方法，我们需要在巩固加强理论研究的同时，进行各系列的实验，完善各种理论，从而可以造出更多适合国防军事或者用民用的微波仪器设备。微波技术已经在多方面展现出它的魅力，我们需要将它完全融入生活，我们通过多方面的研究成果可以得知，微波技术可以在未来的几十年之内成为常规的工业生产以及其他很多领域的技术。但是就我们所知的是，由于微波的特殊性，目前还没有一个科学家找到一个合理的理论来解释，所以微波技术在某些领域仍然存在盲点。微波技术的应用目前仍处于一个巨大的转折点中，发展的可塑性很强，世界范围军事变革需求强力牵引，各国开始研发微波武器，成为新一代军事国家。而民用发面，微波处理材料、大型工业微波炉等一系列令人兴奋的实验室研究成果已经出炉。走向产业化的迫切需要，一系列的研究成果会逐步实现现代化、工业化，对中国的经济建设作出了巨大的影响。深度的微波技术的应用和发展是非常重要的，因为只要通过正确的理论指导，与实践才可以出成果。在我国，微波技术应该引起关注，预计理论研究带来的突破性进展会指引真正意义上微波技术应用时代的到来。
【参考文献】
【关键词】高功率微波 电子对抗 电磁耦合效能 关键技术
高功率微波（High-Power Microwave， HPM）是学术界研究产生相干强电磁辐射采用的学术用语，是指峰值功率大于100MW，频率在0.1-300GHz的相干微波辐射[1-6]。通常产生这种电磁波的源是一种运行在强流相对论电子束（Intense relativistic electron beam， IREB）条件下的装置。
高功率微波作为一个相对来说比较新的研究领域，在国防、科学研究中具有巨大的应用前景。其中，高功率微波武器（HPMW）作为三大定向能武器之一，利用定向发射的高功率微波束，可以达到毁坏和干扰敌方武器系统、信息系统和通信链路中的敏感电子部件，以及杀伤敌方作战人员的作战效果。
HPMW概念最早由《美国空军2025年战略规划》提出，根据美国电子工业协会报道，美国在2006年已完成了天基HPM系统建模与仿真试验。美国近年来在HPM脉冲源的研究投资就达到数亿美元/年。此外，俄、英、法、德、日等国都竞相开展了高功率微波源和微波武器的研发工作。可以说，HPMW的提出和发展，使电子战概念从传统的以阻止或削弱敌人对电磁频谱的有效利用为目的的“软杀伤”，扩展到以电磁能量为基础的“硬杀伤”，是一种全新电子对抗形式。
1 HPM武器组成
高功率微波武器（HPMW）向外空间辐射的典型微波峰值功率可达GW量级，使用的微波频率为0.1-300GHz。 整个武器系统由初级电源、驱动源、HPM发生器、指挥控制系统、跟瞄系统、传输与发射系统组成，如图1所示。
其中，初级电源为驱动源提供能量，驱动源将电能量转变为高功率强脉冲电子束；在HPM发生器内，电子束与电磁场相互作用（束-波不稳定相互作用），产生一定频率和模式的高功率微波；跟瞄系统获得目标方位及俯仰信息，反馈给指挥控制系统；指控系统引导整个系统，将高功率微波通过传输与发射系统辐射至外部空间，完成对目标的打击。
与原有的武器系统相比，HPMW具有以下特点：全系统简单、可靠性高；系统使用费效比高，可以精简操作人员；电子对抗过程只需消耗电能，以电磁波方式打击，所以系统反应速度、打击速度（光速）快，且系统全寿命周期费用远低于常规导弹对抗系统。
2 HPM武器效能
高功率微波武器辐射强微波能量，通过高容量、高增益传输发射系统，以时域极窄的脉冲（几十ns）通过天线聚集在一个空域窄波束中。敌方电子设备受电磁辐照后，工作性能会降低甚至完全失效。当前军事武器系统中（如通信卫星、导航卫星、巡航导弹等），广泛应用的各种大规模集成电路和超高速集成电路，对于高功率微波辐射脉冲来说是十分脆弱的目标。
高功率微波能够通过敌方系统的 “前门”耦合进入电子系统，也可以通过 “后门”耦合方式进入，造成系统内部电子器件的损伤、失效甚至烧毁。对行器来说，“前门”耦合通道主要是其对地通信链路中的测控及数传天线、告警雷达天线等，以及各单机的频率综合器、上、下变频器等；“后门”耦合主要是通过系统外表面的扩散、经孔洞、缝隙的穿透、在导线和其他金属导体上激励的电流和电压的传导等。
在HPM功率和发射天线增益确定的情况下，高功率微波武器到达目标的功率密度S与HPM武器距目标距离R有关。可根据式（1）计算得出到达目标的功率密度：
（1）
式中：S为功率密度，单位为W/cm2；Pt为HPM发射功率；Gt为HPM发射天线增益；R为HPM武器与目标之间的距离（上述分析忽略了微波传输空间损耗、模式转换损耗等）。
在辐射功率Pt一定的情况下，天线增益Gt与其有效面积成正比，与工作波长平方成反比，如下式所示。
（2）
式中：λ为微波波长；Ae和A分别为天线在当前参数下辐射微波有效面积和物理面积；D为天线口面直径；η为天线辐射效率。以当前典型单支HPM产生器的辐射功率Pt=5GW，微波波长λ=3cm，HPM发射天线实际面积A=10m2（D=3.6m，η= 80%）为例，代入式（2）可得Gt= 50.5dB。
根据天线半功率波束宽度θ3dB公式
（3）
以及HPM武器系统与飞行器之间的距离R，可得目标处半功率波束尺寸
（4）
表1为在不同的距离处HPM波束尺寸和功率密度以及对应的攻击对象、效果和攻击目的。
根据上述HPM武器攻击效能表可以看出，瞬时峰值功率5 GW，发射增益50.5 dB，工作波段3cm的HPMW，在距离目标飞行器500 km处，在直径为3666.63m的覆盖面积上功率密度达到0.02W/cm2，此时HPM可使星上敏感单机受到干扰作用；在距离60 km处，在直径为439.99m覆盖面积上功率密度达到1.24W/cm2，可使飞行器GPS定位仪、导航仪受到干扰，使其出现乱码或者失效；在距离10km处，HPM功率密度达到几十至上百W/cm2，目标本体受到较强“前门”“后门”耦合，可以造成飞行器某些单机损毁，从而导致卫星系统失效和失控，偏离轨道；在距离目标大约1km处，HPM功率密度达到几十kW/cm2，强烈电磁非线性效应可能瞬间烧伤飞行器某些单机，或引爆飞行器弹药战斗部，达到烧毁或引爆目标的目的。
3 HPM武器关键技术
HPM微波武器可分为进攻性和防御性两类，下面以防御性防空HPM武器系统和进攻性空间HPM武器系统为例，分析HPM武器系统需要解决的关键技术：
3.1 防空HPM武器关键技术
3.1.1 高功率微波产生器技术
作为HPM武器系统的核心，高功率微波产生器的作用是产生高功率微波。依据HPM产生的物理原理不同，HPM源可以分为：
（1）切伦柯夫辐射HPM源，如相对论返波振荡器，相对论行波管；
（2）渡越辐射HPM源，如相对论速调管振荡器及放大器；
（3）基于空间电荷效应的HPM源，如虚阴极振荡器等。
近些年来，各种高功率微波源取得了较好的实验成果，产生微波频率从P波段到W波段，微波峰值功率达到GW量级，脉宽从十几ns到上百ns，微波脉冲能量从几十焦耳到上千焦耳。在高重频方面，RBWO和相对论磁控管在GW量级功率水平上实现了100Hz重复频率运行。此外，双频以及多频高功率微波源的出现，打破了单频HPM源追求高功率、高效率和长脉冲的常规，其在电子对抗领域有重要应用前景，是HPM领域又一个新兴的研究发展方向，如图2所示。
目前这些高功率微波产生器的体积和重量较大，微波产生效率较低；同时需要进一步优化设计在高重频工作状态下的高质量冷却散热设备和能源供应系统。
3.1.2 超宽带、超短脉冲技术
超宽带和超短脉冲技术是高功率微波武器发展的一个趋势，它的特点是短脉冲宽度（ns-ps级）、宽频谱（一般从30MHz到3GHz）、快上升时间（ps级）以及高功率（大于100MW）。它需要解决超宽带脉冲充电电源技术、超宽带电磁脉冲形成技术、亚纳秒开关技术、超宽带天线技术等难题。
3.1.3 高增益、高功率容量天线技术
HPM微波武器的发射天线必须具有高增益、窄波束，提高电子对抗能力；并需要低天线旁瓣，避免对己方和友方设备和人员的影响。同时，HPM武器系统天线要具有高功率容量，避免场致击穿和微波能量烧毁天线。在工艺上，要求天线做到高精度加工，天线面板尽量不拼接，接缝处导电处理以保证阻抗匹配、连续，不发生打火、击穿效应。
3.2 空间HPM武器关键技术
3.2.1 高功率微波驱动源技术
脉冲功率驱动源是HPMW的基础部件，其作用就是在时间上将常规的能源压缩到更高的功率，以便能为高功率微波源提供极高峰值功率和低占空系数的强流相对论电子束。脉冲功率技术是研制空间HPMW系统的难点之一。空间HPMW系统对高功率驱动源的需求主要依据高功率发生器的类型和工作参数而定，同时要结合空间平台的特殊性。原则上，要求结构节凑，可输出GW级高功率电能量，输出电压、电流稳定，能量利用率高，可重频工作。
由于地基使用的脉冲驱动源技术发展成熟，种类较多，可以对地基驱动源进行充分比较研究，分析各种类型驱动源的优势、劣势，在此基础上设计满足空间HPMW系统需求的功率源。地基中比较常见的GW级驱动源有Marx发生器、感应电压加法器、高压脉冲调制器和Tesla型脉冲功率源等， 这几类装置在原理、输出脉冲特征等方面有所区别。
以Marx发生器为例进行分析：Marx 发生器线路的工作原理可概括为“电容并联充电、串联放电”，从而使电压倍加而获得更高的脉冲电压输出。Marx发生器在高功率微波以及Z-箍缩研究领域均有应用研究。近几年，一系列改进技术（如分散电容技术等）用于设计结构紧凑、可靠性高的Marx发生器。德克萨斯大学研制的Marx发生器长度约为1.5m，主直径30cm，可在10Hz重频频率下输出脉冲电压500kV，电流5kA， 脉宽200ns。中国工程物理研究院研制了可在26Ω的负载上实现145kV，前沿39ns、脉宽80ns高压脉冲输出的Marx发生器。
紧凑型Marx发生器在向着更高的输出功率和重复频率，高可靠性、紧凑化、小型化和模块化结构运行方式等几个方向发展。下一步，其将进一步陡化输出的脉冲前沿（ns量级）和输出更高重频脉冲（100Hz）。是未来空间HPMW设计、研究需要紧密关注的有力候选驱动源类型。
3.2.2 空间环境对HPM驱动源的影响
空间环境的特殊性是空间HPM驱动源研制面临的难题之一，包括太空环境的高真空、高能粒子辐射、微重力、真空热环境等问题。
高真空对HPM驱动源在对流散热和热控设计方面产生不利影响；空间高能粒子辐射主要来源于地球辐射带、银河宇宙线和太阳宇宙线，这些高能辐射可能引起空间电子器件的单粒子效应。
所谓单粒子效应是指空间高能粒子（质子或正离子）轰击微电子器件的敏感节点，导致微电子器件逻辑功能翻转或器件损坏的事件。上世纪70-80年代之间，美国40颗卫星所发生的1589次异常记录中，70%是由空间环境所引起，而单粒子翻转有621起，占总数的39%。我国发射的“实践4号卫星”也完全记录到了单粒子事件所造成的影响，两颗风云卫星的寿命提前终止都说明此种环境效应的严重性，必须加强防护。空间微重力环境意味着HPM驱动源散热只能通过传导或辐射，这意味着散热需要采用强制循环方式。
总体来说，空间环境对HPM驱动源的影响因具体技术方案不同而有所区别，需要在空间HPM驱动源的具体设计中具体分析各种因素的影响，并采取相应的防护措施。
3.2.3 空间HPMW电磁兼容设计
空间HPMW系统包含高功率能量驱动源、HPM产生器，其复杂的电磁辐射特性会对系统以及邻近系统的测控、通信和电子探测等系统产生严重影响。其中，高功率驱动源产生的强流电子束必然在HPM发生器与HPM驱动源间形成短脉冲电流回路。因此需要分析整个系统的电磁兼容特性，建立系统级电流电路回路，利用电磁仿真软件建立模型进行仿真分析，分析对其它敏感部件影响，采取相应防护措施。
图3为相对论磁控管和Tesla型脉冲驱动源及其相应电源模块的电路模型。需要注意，依据驱动源具体设计不同，其电路模型会产生很大变化。所以，在分析中需要细化分析HPMW系统不同模块电路模型，才能得到比较真实的仿真结果；必要时，可建立等效实验平台进行实验验证。
4 结语
高功率微波武器利用定向发射的高功率微波束，达到毁坏和干扰敌方信息和通信链路敏感器件，杀伤敌方作战人员的作战效果。它使电子战概念从传统的“软杀伤”，扩展到以电磁能量为基础的“硬杀伤”，是一种全新的电子对抗形式。
高功率微波武器系统由初级电源、驱动源、HPM发生器、指挥控制系统、跟瞄系统、传输与发射系统等组成。系统具有组成简单、可靠性高，使用费效比高的特点。在HPMW武器系统实用化过程中，需要解决结构紧凑、高功率高效率HPM产生器和驱动源技术，以及高增益、高功率容量天线技术等关键技术；需要结合平台特点，分析其全系统的电磁兼容特性，研究其复杂电磁辐射对系统的通信和电子探测等系统的影响。
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作者简介
唐永福（1983-），男，河北省邯郸市人。工学博士学位。现为中国电子科技集团公司第三十八研究所工程师。主要研究方向为高功率微波、电磁场与电磁波及电子对抗。
[关键词]智能 机电一体化 绿色
中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0325-01
本论文主要从机电一体化技术未来的发展等进行讲述。主要包括了全息系统化、微型机电化、光机电一体化、产品网络全球化、产品绿色化、“生物――软件”化、全息系统化也即智能化、光机电一体化是机电产品发展的重要趋势、未来的机电一体化技术发展注重产品与人的关系等。具体材料请详见：
1 概述
机电一体化指的是在机械的主功能、动力功能、控制功能和信息功能的基础上引进微电子技术，并且将机械设备和电子设备用软件有机结合而构成的系统的总称，因此，“机电一体化技术”是机械、微电子和信息三项技术相互融合、交叉的产物，是机械技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和系统技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。随着电子技术的迅速发展，微处理器、微型机在各个技术领域已经得到广泛应用，对各个领域的发展起了很大的推动作用，正因电子技术的快速发展，进而带动了机电一体化技术的发展，科技的进步更是依赖于其发展，因此其未来的发展对科技的进步起着至关重要的作用。
2 机电一体化技术未来的发展
2.1 全息系统化
全息系统化也即智能化，是对机器的行为描述，即在控制理论的基础上，吸收计算机科学、模糊数学、运筹学、混沌动力学、人工智能、心理学和生理学等新的学科方法、新的设计思想，从而模拟人类的思维能力，使它如同人一样具有思维、意识等能力，以便达到更高水平的控制目标。随着机电一体化技术的发展，机电一体化产品智能特征也越来越明显，智能化水平也是日趋上升，新世纪机电一体化技术中的智能化的快速发展，人工智能在机电一体化的研究中也日益得到重视，其中机器人与数控机床的智能结合就是一项重要应用。当然，要使机电一体化产品具有与人完全相同的智能永远是不可能的，也没有这个必要，但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品具有低级智能或者人的部分智能，则是完全可能而又必要的。
2.2 微型机电化
在实验室中，目前，通过半导体蚀刻技术，已经制造出亚微米级的机械元件，如果这一成果应用于实际产品时，那么就没有必要再区分什么是控制器、什么是机械部分了，这时就完全的实现机械和电子的“融合”，这样CPU、机体、传感器、执行机构就可以集成在一起，而且体积小，同时组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的一个重要的前进方向，更是机电一体化向微观领域和微型机器的发展趋势，在国外，人们称其为微电子机械系统，也指外观尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，一并向微米级、纳米级发展，正因为微机电一体化产品耗能少、体积小、运动灵活，在军事、生物医疗、信息等方面占有很高的地位和很大的优势。
2.3 光机电一体化
光机电一体化是机电产品发展的重要趋势，因为机电一体化系统是由机械系统、能源系统、传感系统和信息处理系统等部件构成的，因此，在机电一体化技术中引进光学技术，充分利用光学技术的先天优点，有效地改进机电一体化系统的能源系统、传感系统和信息处理系统。
2.4 产品网络全球化
计算机网络技术的兴起和飞速发展带动了科学技术的巨大发展，同时给日常生活都带来了全新的面貌，全球生产、经济被各种网络连成一片，企业间的竞争也将出现网络全球化，一旦研制出机电一体化新产品，只要其质量有保证，功能可靠，必然会畅销全球。因为有了网络的普及，那么只要是关于网络的各种远程监视和控制技术也就方兴未艾，然而远程控制的终端设备就是机电一体化产品，因此，机电一体化产品也必然会朝着网络全球化发展。
2.5 产品绿色化
随着工业的发达，人们的生活也发生了巨大的变化：①物质需求丰富，生活舒适；②可用资源减少，生态环境受到严重破坏。因为这些现象的出现，人们开始呼吁保护环境资源，回归自然，那么此时，绿色产品的概念也就应运而生，这是一个时代的绿色化趋势，在这里，机电一体化产品的绿色化主要是指：使用时不破坏生态环境，报废后还能回收利用。因此，机电一体化绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的过程中，应完全符合生存环境和人类健康的要求，对生态环境尽可能的无害或危害极少，资源利用率要极高。由于这种客观的存在性，设计绿色的机电一体化产品所需要的技术成本很高，但其具有远大的发展空间。 2.6“生物――软件”化未来的机电一体化技术发展注重产品与人的关系，即机电一体化的人格化，其有两层含义：①机电一体化产品的使用对象是人，怎样将人的智能、情感、人性赋予机电一体化产品显得越来越重要，尤其是家用机器人，其最高境界就是人机一体化；②模仿生物机理，研制出各种机电一体化产品。随着科技的发展，机电一体化装置对信息的依赖性越来越大，很多时候类似于活的生物：当大脑停止工作时，生物便死亡，而大脑工作时，生物就充满活力，即信息决定系统的工作与否。目前，在仿生学研究领域中已经发现的一些生物体优良的机构，可为机电一体化产品提供新型的机体，但是如何使这些新型机体具有生命力还是研究中的一大难题，这一研究领域被称之为“生物――软件”或者说“生物系统”，而生物的特点正是“肌体（硬件）――大脑（软件）”一体，不可分割。机电一体化产品向生物系统化发展是好，但是目前的技术与理论还是有很大的差距，因此，还需要更加倍的努力。
关键词：微电子学概论；多媒体；交互式
中图分类号：TN405,G434 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 11-0000-02
Design of Microelectronics Conspectus
Multimedia Courseware
Wei Baolin,Yue Hongwei
(School of Information and Communication,Guilin University of Electronic Technology,Guilin541004,China)
Abstract:Based on the characteristic of conspectus of microelectronics,the design method and process of the multimedia courseware is presented.Based on the reality of teaching,the elements of multimedia were carefully combined,and the courseware was optimized,an interactive multimedia courseware system is provided for self-help learning of students.
Keywords:Conspectus of microelectronics;Multimedia;Interactive
随着信息技术的飞速发展，传统的教学方式已经很难适应现代教育的需要，将多媒体技术应用到教学过程是弥补传统教学教育方式的诸多不足，提高教学效果的有效手段。多媒体课件是开展计算机辅助教学的一种基本的教学软件，其设计方法直接影响到课件的开发质量和课堂教学的实际效果。
微电子学概论课程的主要内容包括了微电子技术的发展历史、半导体物理和器件物理基础、集成电路基础、集成电路制造工艺、集成电路及系统芯片（SOC）设计方法学及设计技术、微机电系统（MEMS）技术、封装技术、微电子技术发展的一些基本规律等，是一门与实际联系很紧密，形象化教学素材十分丰富的课程，将这门课程开发转化为多媒体CAI课件对提高教学效果、教学质量非常有益。
一、多媒体课件设计的指导思想
现代教育观念强调素质与能力的培养，重视学生在教学活动中的自主活动，要求将学生作为教学的主体。为此，应该把“以学生为主体，以教师为主导”作为多媒体课件设计的指导思想，把它设计成助学式的并且具有交互功能的课件[1]。此外，多媒体课件必须既符合相关课程的特点，又符合一般教学规律，且利用多媒体计算机辅助教学的多种技术手段进行设计和制作。对于微电子学概论课程，多媒体CAI课件应该满足以下基本特点：
1.微电子学概论课程中的版图技术、制造工艺、器件、封装等内容均需要演示较为复杂的图形或过程。因此，需要充分利用多媒体技术，将图像、动画、音频、文字、视频等进行合理的处理，做到图文并茂，形象生动，以有助于提高教学质量。
2.多媒体CAI课件应当有丰富的信息资源，便于扩大学生的知识面。在传统的教学中，信息来源非常有限，且缺乏灵活性、方便性和交互性；随着信息技术的发展，教师可以通过更多的渠道获得文字、图像、音频、动画、视频，甚至三维虚拟现实等多方位信息用于多媒体课件制作，使教学内容更丰富，教学方法灵活多样[2]。
3.微电子学是一门发展很快的学科，所以多媒体课件需要及时更新。由于受到教材限制，传统教学方式所覆盖的教学内容、教学深度和广度都十分有限。而多媒体技术可采用硬盘、光盘等存放教学内容，易于从互联网获取更新的信息，具有强大的可扩展性，便于教学内容的及时更新，这是传统教材所远远不能达到的[2]。
二、多媒体课件的设计制作
多媒体CAI课件制作的基本过程是：首先，用相应的计算机软件对文字、图形、图像、音频和动画等各种素材进行采集或制作。其次，根据教学大纲的要求，把教学内容编写成脚本，设计好计算机每一屏幕所要呈现的教学内容，并且把教学信息链接成网状的、非线性的教学程序。最后，用多媒体素材编辑合成软件将各种教学信息素材连接成完整的多媒体应用系统[1]。
目前市面上可用于多媒体应用程序创作的软件工具非常多，Authorware是一款交互式多媒体应用程序创作工具，它能够很好的支持多种格式的多媒体文件，并能够把这些多媒体文件集成到一起，起到丰富课堂内容优化课堂结构的作用[3]。通过Authorware实现微电子制造过程真实情景的再现和元器件内部载流子运动的模拟，有利于培养学生的探索、创造能力。
（一）素材的采集及制作
多媒体素材的采集和制作是CAI课件设计制作的前提。采集即收集各种相关材料如视频、音频、彩色照片等，而制作则是将多媒体素材转换为计算机所能识别形式的过程。
多媒体课件需要大量各种各样的素材，如声音、视频、图形图像、动画等等；对于微电子学概论课程而言，可有制造工艺流程录像以及版图层、封装结构、器件结构等各种各样的图形及动画。因此，素材的收集及制作需要大量的时间和各种各样的渠道，在平时应注意收集归类，以便日后方便使用。对于文本、图片资料可以用扫描仪等设备将书本内容直接扫描即可；但是对于制造工艺流程录像，则需要通过互联网获得；而一些演示器件内部载流子运动过程的动画，则需要亲自制作。但是，直接扫描和互联网得到的数据一般是非常原始的，必须经过处理过程才能用于多媒体制作。部分素材则需要采用专门软件进行设计制作，才能更好地满足多媒体课件系统的需要[2]。
（二）脚本的设计
多媒体课件软件脚本的设计应建立在对学生的学习心理和学习方式充分了解的基础上。对教学方式的描述，教学内容取舍的决定应具有很强的针对性，做到重点突出、中心明确、层次分明，并注重启发学生的思维，引导学生应用所学知识去创造性地分析问题、解决问题。因此，多媒体课件软件脚本的创作一般由教学实践经验比较丰富的教师来支持完成[2]。
（三）多媒体应用系统设计
一个助学式的并具有交互功能的多媒体课件应形成一个完整的系统，该系统在功能上应包括课件演示、动画演示、习题系统和课件管理等部分，并具有一个与之密切相关的多媒体文件集合。在完成多媒体课件素材的采集及制作和脚本的设计后，采用多媒体素材编辑合成软件将各种教学信息素材连接成完整的多媒体应用系统，使学生能够通过网络进行学习、作业以及答疑解惑。
三、多媒体教学课件设计总结
一个良好的多媒体课件要能够发挥教师的引导作用，充分发挥学生的主观能动性，要以学生为中心，让学生自己思考，通过丰富的课件内容去感知知识的内涵。此外，一个成功的多媒体课件更离不开教师的精心设计，使教学情境环环相扣，引导学生积极的思考，最终达到掌握知识，应用所学知识去分析问题、解决问题的目的。
多媒体课件虽然种类繁多，但其目标始终是为教学服务，优化课堂教学结构，提高课堂教学效率，既要有利于教师的教，又要有利于学生的学。因此制作多媒体课件要根据课堂教学的特点遵循教学性原则、控制性原则、简约性原则、科学性原则和艺术性原则等基本原则。
四、结束语
多媒体教学提供了一种学生主动参与、师生互动、协同学习的良好环境，运用多媒体教学，具有传统教学手段不可比拟的优势。在微电子学概论课程中采用多媒体CAI教学，既节省了很多板书和作图时间，又可以借助动画、视频等多媒体技术直观地表现课程的重点、难点，使学生易于理解和记忆，取得良好的教学效果。
参考文献：
[1]岳宏卫,韦保林.高频电子电路多媒体CAI课件设计与教学实践[J].广西物理,2010,31(2):52-54
