電子信息 智能制造(ceia中國電子智能制造)

寫在前面

“預(yù)計到2020年，國際微電子技術(shù)水平將發(fā)展到14納米。我們應(yīng)該清醒地認識到，核心技術(shù)買不來，必須靠自己，只是跟不上新產(chǎn)品的推出?！币淮忠淮纳a(chǎn)能力，處于世界先進水平，我們科研人員必須有發(fā)言權(quán)，否則發(fā)達國家在核心技術(shù)上永遠會掐住我們的脖子?！?/p>

——《論中國信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展》

今天我們主要介紹“電子科學與技術(shù)”、“微電子科學與工程”和“光電信息科學與工程”三個電子信息專業(yè)。

我們在上一講中提到，電子信息專業(yè)的研究可以分為“電子”、“信息”和“通信”三大領(lǐng)域。

電子研究方向?qū)儆谟布I(lǐng)域，即集成電路；

信息研究方向?qū)儆谲浖I(lǐng)域，即集成電路中信息的存儲、復(fù)制和傳輸?shù)难芯浚?/p>

不同設(shè)備之間信號的傳輸過程稱為通信過程。

電子科學與技術(shù)和微電子科學與工程是專門研究“電子”硬件領(lǐng)域的兩個專業(yè)。所謂微電子，是指利用技術(shù)手段使電子元件具有體積小、工作速度快、可靠性高的特點。

讓電子產(chǎn)品更加便攜、節(jié)省空間、運算速度更快，也是電子科技專業(yè)研究的方向。因此，電子科學與技術(shù)和微電子科學與工程基本是同一專業(yè)。

這兩個專業(yè)還設(shè)有傳播和信息領(lǐng)域的課程。但與其他五個專業(yè)不同的是，他們會更專注于電子硬件的研究。

我們在小學二年級的科學課上學過，半導體器件所用的半導體材料是指硅、鍺等材料。由于半導體的導電性介于導體和絕緣體之間，利用這種性質(zhì)可以產(chǎn)生、接收、變換和放大信號，并用來制作電子元件中的整流器、振蕩器、放大器等電子元件。

可以說，半導體為整個電子電路提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。對于電子硬件領(lǐng)域的專業(yè)來說，學習半導體幾乎是必修課。因此，我們也會學習電子器件原材料的相關(guān)知識，比如半導體物理、半導體材料等。

半導體物理課程的任務(wù)是揭示和研究半導體的微觀結(jié)構(gòu)，從微觀角度解釋半導體內(nèi)部發(fā)生的宏觀物理現(xiàn)象，重點關(guān)注半導體內(nèi)部的電子狀態(tài)和運動模式。

半導體材料是介紹各種半導體材料的性質(zhì)、制備基本原理及相關(guān)工藝的課程。難點在于理解半導體材料的制備原理。

然而，半導體還不是可以直接銷售的產(chǎn)品。在這兩個作為半導體基礎(chǔ)的專業(yè)中，你還將學習電子封裝原理、電子器件等課程，這些課程讓學生學習如何創(chuàng)建具有特定功能的電子產(chǎn)品。

《電子封裝原理》介紹了封裝集成電路的技術(shù)。封裝也可以說是指用于安裝半導體集成電路芯片的外殼。它不僅起到放置、固定、密封、保護芯片和增強導熱的作用，而且還充當芯片內(nèi)部世界和外部電路——之間的橋梁。芯片上的觸點通過導線連接到芯片上。封裝外殼的引腳，這些引腳通過印刷電路板上的導線與其他器件連接。

電子器件的研究對象是各種電子材料。重點是了解電子在各種材料中的運動規(guī)律，并利用相關(guān)原理解決實際工程中出現(xiàn)的問題。這門課程更像是電學和化學的交叉課程。

中國的電子市場非常大，因此電子專業(yè)的應(yīng)用和就業(yè)方向也非常廣泛。例如，華為、小米、步步高等手機廠商，全球第一的無人機公司大疆創(chuàng)新有限公司，以及AOC等顯示器廠商，都需要大量研究電子硬件的人才。

接下來就是我們要提到的第三個專業(yè)，光電信息科學與工程。

光的本質(zhì)是一種電磁波。經(jīng)過高中物理的學習，我們知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象描述的是變化的電場會產(chǎn)生磁場。電場和磁場在空間中波動形成電磁波。因此，在國外，光學工程專業(yè)被列為電氣工程（EE）眾多方向之一。

研究光本身就是研究電磁波。可見光的頻率介于紅光的頻率和紫光的頻率之間。我們的遙控器使用紅外線。我們的手機使用的2.4GHZ頻段的電磁波，以及5G技術(shù)使用的5GHZ頻段的電磁波。這些都是電磁波的類型。

然而，光電信息與工程本身實際上是一門多學科交叉的學科。光學屬于物理學四大研究方向：力、熱電和光。按理來說，應(yīng)該屬于物理學院的理科學科。

后來很多學校之所以把這個專業(yè)分配給電信等工程學科，是因為電磁波在工業(yè)上的應(yīng)用占據(jù)了通信市場的很大一部分。

除此之外，光學工程其實還有很多其他的研究領(lǐng)域。例如，傳統(tǒng)的物理光學研究可見光對人眼的光學應(yīng)用。具體應(yīng)用包括相機鏡頭和一些實驗精密測量儀器。

另外，上面講的都是光作為電磁波的波動性。由于光的波粒二象性，光作為粒子的部分應(yīng)用就是激光。在工業(yè)中，激光可以輕松切割厘米厚的鋼板。但由于使用成本太高，替代產(chǎn)品太多，比如使用低成本的高壓水槍，實在沒必要費心去用激光。因此光學的其他應(yīng)用基本停留在學術(shù)層面。

大學的最初目的僅僅是研究自然科學或人文社會科學，其本質(zhì)是進行探索未知世界的研究。但現(xiàn)在，為了適應(yīng)市場分工的需要，大學開始融入大量的職業(yè)教育思維和培養(yǎng)方式，就業(yè)和薪資成為大學生的主流討論。

學生雖然在本科大學就讀，但其實除了少數(shù)公共課程外，與國外職業(yè)學校差不多。這就是為什么今天的大學變成了“技工學?！?，光學變成了光電信息，沒有產(chǎn)生任何效益，或者說產(chǎn)生自然科學研究的人相對較少，效益也更少。

選擇光學需要付出很大的努力去學習一些市場上應(yīng)用不廣泛的知識。如果你正在考慮就業(yè)，應(yīng)該多學習通信領(lǐng)域的知識，盡早制定計劃。

要點總結(jié)：

1.電子科學與技術(shù)和微電子科學與工程是電子硬件專業(yè)的兩個專業(yè)。學生除電信專業(yè)基礎(chǔ)課程外，主要學習電路元件材料學、電路元件制作、電子物理等；

2、光電信息科學與工程是研究電磁波物理特性的專業(yè)。光是電磁波的一種，研究光就是研究電磁波本身。電磁波是無線通信的主要手段，無線通信是當下的熱門行業(yè)；

3、電子類二級專業(yè)之間有很多重疊部分。本科生所謂的專業(yè)劃分，就是在基礎(chǔ)電子課程中學習一些不同的專業(yè)課程，在公司的招聘過程中基本是平等對待的。