电子信息材料与元器件

2024-06-24

电子信息材料与元器件(精选6篇)

篇1:电子信息材料与元器件

2014--2015学第二学期电子材料与元器件教学工作总

平塘中等职业学校 岑仕群

本学期工作即将结束,回顾一学期电子材料与元器件的工作,既有收获和成绩,但也存在一些不足。现将电子专业组工作总结如下:

一.思想素质方面。

根据学校的要 积参加学校的各项活动,进一步明确了依法执教,爱岗敬业,爱学生,严谨治学,团结协作,尊重家长,廉洁从教,为人师表的重要性。教师的一言一行直接关系到学生的健康成长,做一名合格的人民教师。加强自身品德的修养,提高教师自身素质。

二、教研教改方面

认真学习教学大纲,吃透教材,在教学实践中领会新教材的特点、内涵,注意与同事的交流,特别相关专业教师,与他们交流电子材料与元器件探索性学习的做法和经验,汲取他人的长处,少走弯路。

教与学是一个彼此影响、彼此作用的过程。教师应实行平易近主教学,变学生在课堂教学中的被动职位地方为主动的积极参与,使成为事实师生之间的彼此尊重、平等交往,接纳设疑、启发、讨论、鼓励等办法,营造出师生互动,生生互动的教学情境;根据教学内容,接纳顺向思维求拓展、逆向思维出新意,引导学生领悟、创设情景、下手动脑相结合。灵活多变的教学要领,给学生的行为、思想以较大的自由度,增强学生的自立意识,学会独立思考,促进自我发展。

在创设良好的教学情境的时候,要注重准确驾驭教材和学生的心理,充分考虑到情境创设的对象、手段、方式和结果,要适当、正确、艺术性地运用以上要领,使患上创设的教学情境合情合理、入脑动情,只管即便把教学活动的重点由教师的教转化到学生的学。但这样一来对教师素质就提出了更高的要求,必须要不断更新自己的教学理念,不断提升自己的教学程度和实践能力。

二、存在的问题及今后工作打算:

本学期专业组工作,由于学校专业教师少,所带科目较多,教学任务重,在时间和地点上有一定的困难,回顾本学期,圆满完成了学校领导交给的各项工作任务,取得了优异的成绩,但成绩只能说明过去,不能说明未来,在未来的岁月里,我会更加努力,发扬优点,改正缺点,取得更大的成绩。向学校领导交一份满意的答卷。培养出更多的优秀学子,为我校增光。

篇2:电子信息材料与元器件

绪论 例举信息技术与光电子技术所涵盖的几大方面:

信息技术主要包括信息的产生、传输、获取、存储、显示、处理等六大方面;与之相对应的光电子技术主要包括光的产生与转化、光传输、光探测、光存储、光显示、光信息处理。2 简述光电子技术的定义及其特征: 光电子技术:是电子技术与光子技术相结合而形成的一门新兴的综合性的交叉学科,主要研究光与物质中的电子相互作用及其能量相互转换的相关技术。

光电子技术的特征:光源激光化、传输波导(光纤)化、手段电子化、现代电子学中的理论模式和电子学处理方法光学化。简述信息技术的发展趋势及各阶段的主要特点: 第一阶段——电子信息技术

其特征是:信息的载体是电子;半导体,计算机等

第二阶段——光电子信息技术

其特征是:光子技术和电子技术相结合;激光器,光纤等 第三阶段——光子信息技术

其特征是:以光子作为信息的载体;全光通信,光计算机等 4 简述光子传递信息的特点:

(1)极快的响应时间,可用于超高速、宽带通信(2)传输信息容量大

(3)信息传输过程中失真小(4)高抗干扰、高可靠性

(5)光储存具有储存量大、速度快、密度高、误码率低的优点 总之,超高速、抗干扰、大容量、高可靠性是光子技术的特点。

太阳能电池

1、举例说明太阳能利用的优缺点

优点:普遍(不受地域及技术条件限制,无需开采和运输)

洁净(不产生废渣、废水、废气,无噪声,不影响生态)

巨大(1.68×1024cal/年,相当于20万亿吨标准煤燃烧的热量)

缺点:能流密度低(1kw/m2,需要相当大的采光集热面才能满足使用要求)

不稳定(受时间,天气影响明显)

大规模使用的成本和技术难度均很高(5~15倍)

2、例举太阳能电池发展史中的里程碑事件

1839年法国科学家E.Becquerel发现液体的光生伏特效应(简称光伏现象)

1954年美国贝尔实验室三位科学家关于单晶硅太阳电池的研制成功,在太阳电池发展史上起到里程碑的作用

3、光电效应包括哪几类?举出每类的代表性器件

光电效应(photoelectric effect):物体吸收了光能后转换为该物体中某些电子的能量而产生的电效应。根据电子吸收光子能量后的不同行为,光电效应可分为外光电效应和内光电效应。外光电效应:在光线作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象。——金属

§其主要应用有光电管和光电倍增管。内光电效应:光照射到半导体材料上激发出电子-空穴对而使半导体产生了电效应。内光电效应可分为光电导效应和光生伏特效应。——半导体

光电导效应是指光照射下半导体材料的电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态,从而引起材料电阻率的变化。其应用为光敏电阻。——本征或掺杂半导体

光生伏特效应是指光照射下物体内产生一定方向的电动势的现象。其应用主要有光伏电池(太阳能电池)、光(电)敏二极管、光(电)敏三极管等。——PN结半导体

4、简述太阳能电池的光能-电能转化原理

当光照射p-n结上时,如果入射电子的能量大于半导体材料的禁带宽度(Eg),就会在半导体内产生大量的自由载流子-空穴和电子。它们在p-n结内建电场的作用下,空穴往p-区移动,使p-区获得附加正电荷;而电子往n-型区移动,n-区获得负电荷,产生一个光生电动势,这就是光伏效应(光生伏打效应)。当用导线连接p-型区和n-型区时,就会形成电流.5、说明太阳能电池结构中金属梳状电极以及SiO2保护薄膜的作用

金属梳状电极:一方面金属收集载流子,要比半导体有效;另一方面梳状不会完全的阻挡阳光,增加了光的入射面积;

SiO2保护膜:硅表面非常光亮,制作者给它涂上了一层反射系数非常小的SiO2保护膜(减反层),将反射损失减小到5%甚至更小;

6、简述发光二极管、太阳能电池以及光电二极管工作原理的异同 太阳能电池和光电二极管都是基于光伏效应的光电器件。其主要区别在于:①光伏电池在零偏置下工作,而光电二极管在反向偏置下工作②光伏电池的掺杂浓度较高1016-19从而具有较强的光伏效应,而光电二极管掺杂浓度较低1012-13③光伏电池的电阻率较低0.1-0.01 Ω/cm,而光电二极管则为1000Ω/cm④光伏电池的光敏面积要比光电二极管大得多,因此光电二极管的光电流小得多,一般在uA级。

发光二极管:Light Emitting Diode,在电场作用下,电子和空穴分别从阴极和阳极注入,空穴和电子在发光层中相遇、复合形成激子,激子经过驰豫、扩散、迁移等过程复合而产生光子。

7、推导理想光电池最大输出功率公式

8、画出理想太阳电池的等效电路,写出通过负载电阻的电流公式,开路电压及短路电流公式。

9、太阳能电池按材料分分哪几类?例举各类型中有代表性的太阳能电池。

10、简述太阳能电池的应用能够解决人类社会发展在能源和环境方面的三个主要问题,并逐一举例说明。

开发宇宙空间所需要的连续不断的能源:太阳电池非常适合空间应用,因为它不消耗燃料,不消耗自身、不排放废物,目前通信卫星、空间探测器、空间站等都广泛采用太阳电池。地面一次能源(天然能源)的获得,解决矿物燃料短缺与环境污染问题:目前最重要的地面应用为并网发电,包括城市与建筑结合得并网光伏发电系统(BIPV)和大型荒漠光伏发电站.目前60%的太阳电池用于并网发电系统,主要用于城市.日益发展的消费电子产业所需要的电力供应:太阳电池也作为小功率电源使用,如太阳路灯、庭院灯、草坪灯、太阳能喷泉、太阳能城市景观、太阳能信号标识、太阳能广告灯箱、太阳能充电器、太阳能钟、太阳能计算器、汽车换气扇、太阳能汽车、太阳能游艇等。

光通信

1、从通信波长、传输速率、中继距离等方面说明各代光纤通信系统的主要特点。光纤通信:以光波作为载波;以光纤作为传输媒介 1.频率高、频带宽、容量大 2.损耗小,中继距离长 3.保密性能好 4.抗干扰能力强

5.原料丰富、成本低、重量轻、寿命长

6.耐高温、耐高压、抗腐蚀、性能稳定、可靠性高

2、光纤通信的主要优点有哪些?

3、光纤通信系统的主要组成部分?

光纤通信系统一般由电端机(收发)、光发射机、光接收机、光中继器以及光缆等组成。此外还包括一些互连与光信号处理器件,如光纤连接器、隔离器、调制器、滤波器、光开关及路由器、分插复用器ADM等。

4、分别计算光信号在衰减系数为0.2dB/km、20dB/km与1000dB/km的光纤通信系统传输1km,5km以及20km距离后输出光功率与输入光功率的比值。

5、分别计算光信号在衰减系数为0.2dB/km、20dB/km与1000dB/km的光纤通信系统中传输时,光功率衰减一半所需要的传输距离。

6、简述光纤通信发展所经历的三次技术飞跃。

20世纪60年代。1962年第一台半导体激光器诞生,随后半导体光检测器也研究成功。特别是1966年英籍华人科学家高锟与Hockham提出用玻璃可以制成衰减为20dB/km的通信光导纤维,1970年美国康宁公司首先制出了20dB/km的光纤,这标志着光纤通信系统的实际研究条件得以具备。

20世纪70年代。1970年发明了LD的双异质结构,使得光源与光检测器的寿命都达到了10万小时的实用化水平。1979年发现了光纤1310nm和1550nm新的低损耗窗口,紧接着单模光纤问世。光纤的衰减系数一下降到0.5dB/km。这使得光纤通信迈进了实用化阶段,从80年代初开始光纤通信便大步地迈向了市场。20世纪90年代初。1989年掺铒光纤放大器EDFA的研制成功是光纤通信新一轮突破的开始。EDFA的应用不仅解决了光纤传输衰减的补偿问题,而且为一批光网络器件的应用创造了条件。使得光纤通信的数字传输速率迅速提高,促成了波分复用技术的实用化。

7、光纤通信常用的低损耗窗口有哪些?它们的最低损耗系数分别是多少? 光纤通信常用的三个低损耗窗口:

0.85 m :2dB/km、1.31 m:0.5dB/km、1.55 m:0.2dB/km

1、计算n1=1.52,n2=1.51的阶跃光纤在空气(n0=1)中的数值孔径,对于这种光纤来讲,最大入射角是多大?

0i12

2、设光纤的纤芯半径为25um,折射率n1=1.46,n2=1.45,光纤的工作波长为0.85um,求归一化频率及传播模式数。如果工作波长为1.3um,传播模式数为多少?

3、当工作波长λ=1.31μm,某光纤的损耗为0.5dB/km,如果最初射入光纤的光功率是0.5mW,试问经过40km以后,输出光功率?

4、一光信号在光纤中传输,入射光功率为200W,经过1km传输功率变为100W,又传输一段距离后功率变为25W,问后一段距离为多少?

5、影响光纤通信传输损耗的因素主要有哪些?目前有几个通信窗口?为什么光纤通信要向NAnsinnn1.55um的长波方向发展。

包括本征吸收、杂质吸收、原子缺陷三种。

影响较大的是在1.39、1.24、0.95、0.72m,峰之间的低损耗区0.85,1.30,1.55 m构成了光纤通信的三个窗口。

光探测

1.简述光电效应与光热效应的区别。

光电(光子)效应:探测器吸收光子后,直接引起原子或分子内部电子状态的改变,光子能量的大小直接影响内部电子状态的改变。对光波频率表现出选择性,响应速度一般比较快(ns~us)。

光热效应:探测元件吸收光辐射能量后,并不直接引起内部电子状态的改变,而是把吸收的光能变为晶格的热运动能量,引起探测元件温度上升,温度上升的结果又使探测元件的电学性质或其他物理性质发生变化。一般对光波频率没有选择性,响应速度比较慢(ms)。2.光电探测器中的常见噪声有哪些?简述它们产生的原因。

热噪声:或称约翰逊噪声,即载流子无规则的热运动造成的噪声。

散粒噪声:也称散弹噪声,穿越势垒的载流子的随机涨落(统计起伏)所造成的噪声。光电探测器的研究表明:散粒噪声是主要的噪声来源。

半导体受光照,载流子不断产生—复合。在平衡状态时,在载流子产生和复合的平均数是一定的,但在某一瞬间载流子的产生数和复合数是有起伏的,这种起伏导致载流子浓度的起伏,由这种起伏引起的噪声产生—复合噪声。

1/f噪声:或称闪烁噪声或低频噪声。由于光敏层的微粒不均匀或不必要的微量杂质的存在,当电流流过时在微粒间发生微火花放电而引起的微电爆脉冲称为1/f噪声。3.根据量子效率的定义推导量子效应与电流响应度之间的关系。4.光电倍增管由哪几部分组成?简述每部分的作用。

光入射窗:光窗分侧窗式和端窗式两种,它是入射光的通道。由于光窗对光的吸收与波长有关,波长越短吸收越多,所以倍增管光谱特性的短波阈值决定于光窗材料。

光电阴极:光电阴极由光电发射材料制作。光电发射材料大体可分为:金属材料、半导体材料。

电子光学系统:(1)使光电阴极发射的光电子尽可能全部会聚到第一倍增极上,而将其他部分的杂散电子散射掉,提高信噪比;

(2)使阴极面上各处发射的光电子在电子光学系统中有尽可能相等的渡越时间,以保证光电倍增管的快速响应。二次发射倍增系统:倍增系统是由许多倍增极组成的综合体,每个倍增极都是由二次电子倍增材料构成,具有使一次电子倍增的能力。因此倍增系统是决定整管灵敏度最关键的部分。阳极:阳极是采用金属网作的栅网状结构,把它置于靠近最末一级倍增极附近,用来收集最末一级倍增极发射出来的电子。

5.某光电倍增管具有5级倍增系统,倍增系数(二次发射系数)δ=100。如果用λ=488nm,光功率p=10-8w的紫光照射倍增管的光电阴极,假设光电阴极的量子效率为10%,试计算收集阳极处短路电流强度。(h=6.63×10-34J·s,e=1.602×10-19C,c=3.0×108m/s)

NN解:

89

519

348

1、简述PN结的形成过程以及PN型光电二极管的工作原理。

当光照射到光电二极管的光敏面上时,能量大于或等于带隙能量Eg的光子将激励价带上的电子吸收光子的能量而跃迁到导带上(受激吸收),产生电子-空穴对(称为光生载流子)。电子-空穴对在反向偏置的外电场作用下立即分开并在结区中向两端流动,从而在外电路中形成电流(光电流)。

2、比较PIN型以及APD型光电二极管与PN型光电二极管的异同。

PIN光电二极管是在掺杂浓度很高的P型、N型半导体之间,加一层轻掺杂的N型材料,称为I(Intrinsic,本征的)层。由于是轻掺杂,电子浓度很低,经扩散后形成一个很宽的耗尽层,这样可以提高其响应速度和转换效率。

利用PN结在高反向电压下(100-200V,接近反向击穿电压),光生载流子在耗尽层内的碰撞电离效应产生的雪崩效应,实现光电流倍增(电流增益达106)。具有灵敏度高,响应速度快的特点。

3、列出热电器件的种类以及其代表器件。热敏电阻—辐射热计效应 热释电器件—热释电效应 热电偶—温差电效应

4、画出热释电探测器的原理图,并简述其工作原理。

温度恒定时,面束缚电荷被晶体内部或外部的自由电荷所中和,而观察不到它的自发极化现象。因此静态时不能测量自发极化。

当温度变化时,晶体表面的极化电荷则随之变化(驰豫时间约10-12s),而自由电荷中和面束缚电荷所需时间长(一般在1~103秒量级)因此跟不上它的变化,在来不及中和之前,热电体侧表面就呈现出相应于温度变化的面电荷变化,失去电的平衡,这时即显现出晶体的自发极化现象。

5、简述各类热辐射探测器的特点。

热电器件的共同特点是,光谱响应范围宽,从紫外到毫米量级的电磁辐射几乎都有相同的响应。而且响应率都很高,但响应速度都较低。

1)由半导体材料制成的温差电堆:响应率很高,但机械强度较差,使用时必须十分当心。它的功耗很小,测量辐射时,应对所测的辐射强度范围有所估计,不要因电流过大烧毁热端的黑化金箔。保存时,输出端不能短路,要防止电磁感应。2)热敏电阻(测辐射热计):响应率也很高,对灵敏面采取致冷措施后,响应率会进一步提高。但它的机械强度也较差,容易破碎,所以使用时要当心。它要求踉它相接的放大器要有很高的输入阻抗。流过它的偏置电流不能大,免得电流产生的焦耳热影响灵敏面的温度。3)热释电器件:一种比较理想的热探测器,机械强度、响应率、响应速度都很高。但根据它的工作原理,它只能测量变化的辐射,入射辐射的脉冲宽度必须小于自发极化矢量的平均作用时间。辐射恒定时无输出。利用它来测量辐射体温度时,它的直接输出,是背景与热辐PPIeehhc10488100.11001.602106.63103.0103.93A射体的温差,而不是热辐射体的实际温度。另外,因各种热释电材料都存在一个居里温度,所以它只能在低于居里温度的范围内使用。

光显示

1,什么是三基色原理?

自然界中任意一种颜色均可以表示为三个确定的相互独立的基色[红(700 nm)、绿(546.1 nm)、蓝(435.8nm)]的线性组合。将三基色按一定比例相加混合,就可以模拟出各种颜色。2,光度量有哪些?单位分别是什么?

(1)光通量: 单位时间内所发出的光量;单位:流明(lm)。

(2)发光强度: 在给定方向的单位立体角()辐射的光通量,单位:坎德拉(cd)。(3)光照度:单位受光面积(S)上所接收的光通量,单位:勒克斯(lx).(4)亮度:垂直于传播方向单位面积()上的发光强度,单位cd/m2 3,黑白CRT主要由哪几部分构成?简述其工作原理。CRT显示器的核心部件是CRT显像管(即阴极射线管),其主要由五部分组成:电子枪(Electron Gun)、偏转线圈(Defiection coils)、荫罩(Shadow mask)、荧光粉层(Phosphor)及玻璃外壳,其中电子枪是显像管的核心。

工作时,电子枪中阴极K被灯丝加热发射大量的电子,电子束首先由加在第一控制栅极的视频电信号调制,然后经加速和聚焦后,高速轰击荧光屏上的荧光体,荧光体发出可见光。电子束的电流是受显示信号控制的,信号电压高,电子枪发射的电子束流也越大,荧光体发光亮度也越高——不同灰度级的实现。

最后通过偏转磁轭控制电子束,在荧光屏上从上到下,从左到右依次扫描,从而将图像或文字完整地显示在荧光屏上。

4,简述彩色CRT中荫罩的作用。

荫罩的作用——为了防止每个电子束轰击另外两个颜色的荧光体,在荧光面内设有选色电极-荫罩。当电子束到达屏幕后部时,还要通过一个非常薄的,大约只有0.1MM厚的荫罩板,只使有用的电子束通过,无用电子束击打在荫罩板上做无用功发热。对于原来孔状的荫罩板,其上每一个孔都与屏幕上的一组三个荧光粉颗粒相对应(一个点有红绿蓝三个荧光粉颗粒组成)。

5,简述CRT显示器件的优缺点。优点:

1、亮度高(可调)

2、对比度高

3、视角大

4、色彩还原度好

5、色度均匀

6、分辨率高(可调)

7、响应时间短 缺点:

1、耗电量大

2、尺寸大,重量大

3、无法制造较大面积的显示屏

技术上的困难:较大真空玻璃外壳容易破裂

显示面积较大时,扫描频率降低,无法显示运动影像

4、受电磁场影响,容易发生线性失真

5、存在辐射,影响使用者身体健康

1,按照液晶分子排列状态分类,液晶可分为哪几类?简述它们的分子排列特征。按液晶分子排列状态,热致液晶相可分为三大类:

近晶相液晶:棒状或条状分子按层状排列,二维有序,层内分子长轴相互平行,其方向可垂直于层面或与层面倾斜。分子质心位置在层内无序,分子可在层内转动或者滑动。

向列相液晶:由长径比很大的棒状分子组成,保持与轴向平行的排列状态。分子的重心杂乱无序,并容易顺着长轴方向自由移动,像液体一样富于流动性。

胆甾相液晶:具有层状结构,分子长轴在层内是相互平行的,而在垂直于层的平面上,每层分子都会旋转一个角度。整体呈螺旋结构,螺距的长度与可见光波长相当。胆甾型液晶具有负的双折射性质.胆甾相和向列相液晶可互相转换。2,何为液晶的电光效应? 电光效应:

液晶材料在施加电场(电流)时,其光学性质会发生变化,这种效应称为液晶的电光效应。

3,说明TN-LCD的工作原理。

当入射光通过偏振片后成为线偏振光,在无外电场作用时,由于扭曲向列液晶的旋光特性,线偏光经过扭曲向列液晶时偏振方向跟随扭曲向列液晶旋转90°,在出射处,检偏片与起偏片相互垂直,旋转了90°的偏振光可以通过,因此呈透光态。

在有电场作用时,当电场大于阈值场强后,液晶盒内液晶分子长轴都将沿电场方向排列,即与表面呈垂直排列,此时入射的线偏振光不能得到旋转,因而在出射处不能通过检偏片,呈不透光态。

4,何为液晶显示器的“交叉效应”?该效应存在于哪几种液晶显示器中?

若半选择点上的有效电压大于阈值电压时,在屏幕上将出现不应有的显示,使对比度下降,这就是交叉效应。TN、STN-LCD存在所谓的“交叉效应”。由于每个像素相当于一个电容,当一个像素被先通时,相邻像素将处于半选通状态,产生串扰。因此对于多路、视频运动图像的显示很难满足要求。5,简述LCD的优缺点。

优点:低压、低功耗;平板结构;显示信息量大;易于彩色化;长寿命;无辐射、无污染。缺点:显示视角小;响应速度慢;亮度相对较低;对比度低;画面均匀度相对较差、存在点缺陷。

6,PDP如何实现彩色显示?。

篇3:浅谈电子材料与器件课程教学

1.电子材料与器件简介

处于电子科学技术产业链前端的电子材料和元器件是众多核心基础产业的重要组成部分,是计算机网络、通讯、数字音频等系统和相关产品发展的基础。电子材料与器件是指在电子技术和微电子技术中使用的材料和器件,包括半导体材料与器件、介电材料与器件、压电与铁电材料、导电金属及其合金材料、磁性材料光电子材料和磁性材料、电磁波屏蔽材料以及其他相关材料与器件。电子材料与器件是现代电子产业和科学技术发展的重要物质基础,同时又是科技领域中技术导向型学科。它涉及到物理化学、电子技术、固体物理学和工艺基础等多学科知识。根据材料的化学性质,可以分为金属电子材料,电子陶瓷,高分子电子、玻璃电介质、气体绝缘介质材料,电感器、绝缘材料、磁性材料、电子五金件、电工陶瓷材料、屏蔽材料、压电晶体材料、电子精细化工材料、电子轻建纺材料、电子锡焊料材料、PCB制作材料、其它电子材料。

2.电子材料与器件课程教学模式

2.1电子材料与器件课程教学形式

电子材料与器件课程既包含电子材料的物理特性和电子器件的工作原理,还包含丰富的电子材料与器件的理论知识,并且与实践应用紧密结合。为了更好的培养学生的时间能力,增强实践意识,达到学以致用的目标。因此,电子材料与器件的课程教学应采取实验教学和理论教学相结合的教学形式,教师安排合理的实验活动,将理论教学与实验教学有机结合,达到学生巩固理论知识、增强实践技能的教学目标。

2.2 电子材料与器件教学课时安排

教学采用教材《电子材料与器件原理》。在电子材料与器件教学的课时安排上,该课程作为电子科学与技术专业的核心课程,电子材料与器件课程的总课时应不少于80学时,理论课学时设计应在64学时左右,实验课学时应在16学时左右,任课教师可以根据教学过程中的实际情况增加或减少某一章节的课时安排。

2.3 电子材料与器件课程教材选择

在电子材料与器件课程的教材选择方面,由于电子材料与器件是电子科学技术的一部分内容,目前我国关于电子科学技术的参考书籍很多,其中也不乏经典教材,但考虑到本科生对于该课程接触时间段、基础知识薄弱等特点,笔者认为任课教师可以自行编写课件和讲义,以便学生更好的理解教学内容。除此之外,由加拿大萨斯喀彻温大学电气工程系教授、加拿大电子材料与器件首席科学家萨法·卡萨普编写的《电子材料与器件原理( 第3版)》也是业界公认的电子材料与器件教学的参考书籍。

3.电子材料与器件课程的理论教学

在新时期素质教育的背景下,电子材料与器件课程的理论教学更侧重于加强学生的实践能力,因此需要对传统的电子科学技术教学中重视原理、定律和规律的模式进行调整,在教学内容的设置方面, 为了便于学生更好的理解知识体系,以笔者讲授电子材料与器件理论课程( 共80学时) 为例,该理论课程共被划分为材料科学的基本概念、固体中的电导和热导、量子物理基础、现代固体理论等四个章节,这四个章节阐述了电子材料与器件涉及的基础理论,内容包括材料科学基础理论、固体中的电导和热导、量子物理基础和现代固体理论, 以及对各种功能材料与器件的原理与性能的讨论。另外,在讲授每章内容时,任课教师应注意弱化理论知识,增加实践知识。

4.电子材料与器件课程的实验教学

电子材料与器件的实验教学要与理论教学紧密结合,并重点介绍理论课上讲过的电子材料与器件,实验课程学时不能偏少,开设实在要安排在理论教学完成之后,使学生能够充分将理论知识应用于实践中。在实验开始前,教师要要求学生充分掌握理论知识,实验结束后,学生要写实验报告,使实验切实产生作用,而不是走马观花。在实验课程的设定方面,要尽量避免与其其它验课程的重复,还要确保理论与实践相辅相成,充分利用实验资源。

5.电子材料与器件课程的学生评价体系

素质教育的电子材料与器件课程的学生评价标准应区别于传统的考试评价方式,教师要将学生的平时表现、理论知识掌握、实践能力等纳入对学生的评价体系中。促使学生不再局限于对电子材料与器件规律、定义等知识的僵化掌握,而是将学习重点偏向于实践和应用。这种评价方式的转变,有利于学生积极主动的掌握知识,在实践中巩固理论知识,在理论中深化实践知识,全面提高电子材料与器件的课程教学效率和质量。

篇4:浅谈电子材料与器件课程教学

【关键词】电子科学与技术;电子材料与器件;教学方法

电子材料与器件课程是电子科学技术相关专业的基础性课程,对于学生巩固基础知识和提高专业技能是极为重要的。而提高电子材料与器件课程教学的质量,使课程与社会需求相结合,是高校教师探索的重中之重。笔者承担着我校电子材料与器件课程的教学任务,在总结教学经验的基础上,笔者在教学内容、课程安排和教学形式等方面进行了尝试,并取得了一定的教学成果。

1.电子材料与器件简介

处于电子科学技术产业链前端的电子材料和元器件是众多核心基础产业的重要组成部分,是计算机网络、通讯、数字音频等系统和相关产品发展的基础。电子材料与器件是指在电子技术和微电子技术中使用的材料和器件,包括半导体材料与器件、介电材料与器件、压电与铁电材料、导电金属及其合金材料、磁性材料光电子材料和磁性材料、电磁波屏蔽材料以及其他相关材料与器件。电子材料与器件是现代电子产业和科学技术发展的重要物质基础,同时又是科技领域中技术导向型学科。它涉及到物理化学、电子技术、固体物理学和工艺基础等多学科知识。根据材料的化学性质,可以分为金属电子材料,电子陶瓷,高分子电子、玻璃电介质、气体绝缘介质材料,电感器、绝缘材料、磁性材料、电子五金件、电工陶瓷材料、屏蔽材料、压电晶体材料、电子精细化工材料、电子轻建纺材料、电子锡焊料材料、PCB制作材料、其它电子材料。

2.电子材料与器件课程教学模式

2.1电子材料与器件课程教学形式

电子材料与器件课程既包含电子材料的物理特性和电子器件的工作原理,还包含丰富的电子材料与器件的理论知识,并且与实践应用紧密结合。为了更好的培养学生的时间能力,增强实践意识,达到学以致用的目标。因此,电子材料与器件的课程教学应采取实验教学和理论教学相结合的教学形式,教师安排合理的实验活动,将理论教学与实验教学有机结合,达到学生巩固理论知识、增强实践技能的教学目标。

2.2电子材料与器件教学课时安排

教学采用教材《电子材料与器件原理》。在电子材料与器件教学的课时安排上,该课程作为电子科学与技术专业的核心课程,电子材料与器件课程的总课时应不少于80学时,理论课学时设计应在64学时左右,实验课学时应在16学时左右,任课教师可以根据教学过程中的实际情况增加或减少某一章节的课时安排。

2.3电子材料与器件课程教材选择

在电子材料与器件课程的教材选择方面,由于电子材料与器件是电子科学技术的一部分内容,目前我国关于电子科学技术的参考书籍很多,其中也不乏经典教材,但考虑到本科生对于该课程接触时间段、基础知识薄弱等特点,笔者认为任课教师可以自行编写课件和讲义,以便学生更好的理解教学内容。除此之外,由加拿大萨斯喀彻温大学电气工程系教授、加拿大电子材料与器件首席科学家萨法·卡萨普编写的《电子材料与器件原理(第3版)》也是业界公认的电子材料与器件教学的参考书籍。

3.电子材料与器件课程的理论教学

在新时期素质教育的背景下,电子材料与器件课程的理论教学更侧重于加强学生的实践能力,因此需要对传统的电子科学技术教学中重视原理、定律和规律的模式进行调整,在教学内容的设置方面,为了便于学生更好的理解知识体系,以笔者讲授电子材料与器件理论课程(共80学时)为例,该理论课程共被划分为材料科学的基本概念、固体中的电导和热导、量子物理基础、现代固体理论等四个章节,这四个章节阐述了电子材料与器件涉及的基础理论,内容包括材料科学基础理论、固体中的电导和热导、量子物理基础和现代固体理论,以及对各种功能材料与器件的原理与性能的讨论。另外,在讲授每章内容时,任课教师应注意弱化理论知识,增加实践知识。

4.电子材料与器件课程的实验教学

电子材料与器件的实验教学要与理论教学紧密结合,并重点介绍理论课上讲过的电子材料与器件,实验课程学时不能偏少,开设实在要安排在理论教学完成之后,使学生能够充分将理论知识应用于实践中。在实验开始前,教师要要求学生充分掌握理论知识,实验结束后,学生要写实验报告,使实验切实产生作用,而不是走马观花。在实验课程的设定方面,要尽量避免与其其它验课程的重复,还要确保理论与实践相辅相成,充分利用实验资源。

5.电子材料与器件课程的学生评价体系

素质教育的电子材料与器件课程的学生评价标准应区别于传统的考试评价方式,教师要将学生的平时表现、理论知识掌握、实践能力等纳入对学生的评价体系中。促使学生不再局限于对电子材料与器件规律、定义等知识的僵化掌握,而是将学习重点偏向于实践和应用。这种评价方式的转变,有利于学生积极主动的掌握知识,在实践中巩固理论知识,在理论中深化实践知识,全面提高电子材料与器件的课程教学效率和质量。

电子材料与器件在信息产业的发展与科学技术的研究中的重要性与日俱增。它既是电子科学技术体系专业知识中的重要环节,更为电子科学专业的学生提供了良好的科研基础和就业竞争力。本文通过对电子科学与技术专业特点与电子材料与元器件课程内容的分析,探讨了电子材料和元器件在电子科学专业领域的重要性,笔者还结合自身多年电子科学专业的教学经验,对电子材料与元器件教学的教学形式、课时安排、教材选择进行了新的探索,对电子材料和元器件的理论和实践课程提出了新的意见和建议,以便于提高教学质量,提升学生专业素养。

【参考文献】

[1]萨法·卡萨普.《电子材料与器件原理(第3版)》.西安交通大学出版社.2009年6月

[2]安毓英,刘继芳,李庆辉.光电子技术[M].3版.北京:电子工业出版社,2013

[3]侯宏录,陈海滨,刘缠牢等.电子材料与器件[M].北京:国防工业出版社,2012

篇5:电子信息材料与元器件

前 言

电子材料和元器件是电子信息产业的重要组成部分,处于电子信息产业链的前端,是通信、计算机及网络、数字音视频等系统和终端产品发展的基础,对于电子信息产业的技术创新和做大做强有着重要的支撑作用。

为全面科学地总结“十一五”的发展经验,明确“十二五”期间我国电子基础材料和关键元器件产业的发展方向,确保产业健康发展,根据《工业转型升级“十二五”规划》、《信息产业“十二五”发展规划》和《电子信息制造业“十二五”发展规划》,制定本规划。

本规划涉及电子材料、电子元件、电子器件三大行业中的基础材料和关键元器件,是“十二五”期间我国电子基础材料和关键元器件产业发展的指导性文件,以及加强行业管理、组织实施重大工程的重要依据。

一、“十一五”产业发展回顾

(一)产业规模稳步增长

我国电子材料和元器件产业在“十一五”期间产量、销售额、进出口总额都有较大幅度提升,增强了我国作为基础电子生产大国的地位。虽然其间受国际金融危机冲击,产业经历小幅调整,但总体发展稳定。2010年,在国内行业整体增长特别是新兴产业快速发展的带动下,行业恢复发展到历史最高水平。

“十一五”期间,我国电子材料行业销售收入从2005年的540亿元增长至1730亿元,年均增长率26%;电子元器件销售收入年均增长率16%,从2005年的6100亿元增长到超过13000亿元,其中印制电路销售收入1230亿元,化学与物理电源销售收入2978亿元,显示器件销售收入380亿元。

(二)企业实力进一步增强

随着“大公司”战略的深入,我国已初步建立起一批具有自主创新能力、具备国际竞争力的电子材料和元器件大公司。在某些专业领域,已经具有相当强的实力,不论是产品产量还是质量,都位居世界前列。

近10年来,我国电子元件百强企业的销售收入总额增长2.84倍,年平均增长率为12.32%。2010年,我国电子元件百强企业共完成销售收入1544.9亿元,实现利润总额139.58亿元,出口创汇55.83亿美元。2010年元件百强企业中,有39家企业的销售收入超过10亿元,有7家企业的销售收入超过50亿元。“十一五”期间我国印制电路产业规模超过日本和美国成为世界第一大生产国,2010年,我国印制电路百强企业平均销售额超过8.26亿元,合计规模占全国总量60%,年均增长超过15%。

民营电子材料和元器件企业的生产规模、产品质量在“十一五”期间飞速发展,“十一五”末,民营企业数量占全行业的48%,销售收入占全行业的30%,上缴税金占全行业的47%,上市公司逐年增多。

(三)生产技术水平持续提升

“十一五”期间,国产电子材料配套能力显著提高,在硅材料、半导体照明材料、电子陶瓷材料等领域技术水平进步显著。在最能代表行业发展水平的硅材料上,国内产品水平有了大幅的提升,已建成了年产12万片的12英寸硅片中试线,12英寸掺氮直拉硅单晶抛光片也可以小批量生产,标志着我国电子材料技术正逐步进入国际先进水平行列。

“十一五”期间,我国电子材料和元器件生产技术水平持续提升,重点产品本地化率大幅提高。“十一五”初期,我国光纤预制棒完全依赖进口;“十一五”末,我国光纤预制棒总产量达700吨,已占国内使用总量的30%。国内印制电路技术由传统单、双面生产技术向高多层、高密度互联板(HDI)方向迈进,国内企业已经掌握先进的HDI生产技术,主要产品产量、销售额的绝对量已经由传统多层板向高多层乃至20层以上提升。

第6代及以上高世代液晶面板生产线建成并量产,扭转了我国大尺寸电视用液晶面板完全依赖进口的被动局面,标志着我国平板显示产业开始进入大尺寸产品领域。等离子显示器(PDP)领域,国内已具备量产50英寸PDP模组的能力,技术水平进一步提升,产业链本地化配套建设取得阶段性成果。为在未来显示竞争中争取主动权,国内企业已纷纷开展有机发光显示器(OLED)技术研发及产业化布局,已有1条无源有机发光显示器(PM-OLED)生产线投产,多条有源有机发光显示器(AM-OLED)生产线正在进行紧张建设。

(四)清洁生产稳步推进,循环经济初步发展

“十一五”期间,电子材料和元器件产业以印制电路、多晶硅和电池行业为重点,稳步推进节能减排和循环经济发展。印制电路行业一批先进的技术和设备如“废印制电路板物理回收技术及设备”、“蚀刻废液循环再用技术及设备”、“低含铜废液处理技术及设备”在行业推广应用,许多企业自愿开展了清洁生产审核。

“十一五”期间,氢镍电池、锂离子电池等电动车用动力电池已进入产业化发展阶段,太阳能电池等可再生能源快速发展,电池生产企业“节能、降耗、减排、治污”取得了一定成效,企业的生产环境和条件大为改善。

(五)产业发展仍存在突出问题

本土企业规模偏小且分散不集中,缺乏具有国际竞争能力的龙头企业;研发能力较弱,产业上下游缺乏协作、互动;全行业的对外依存度过高,许多关键原材料及零配件需要从国外进口;行业标准发展相对滞后,关键电子元器件和电子材料质量与可靠性水平有待进一步提高;推进节能减排、清洁生产和发展循环经济仍面临较大的压力。

二、“十二五”面临的形势

(一)产业面临良好发展机遇

在国家转变经济发展方式的大方针指引下,我国电子材料和元器件产业将迎来促进产业升级关键时期和历史性发展机遇。战略性新兴产业的培育和发展,数万亿元的投资规模,给电子材料和元器件产业提供了前所未有的创新发展空间。新兴产业带来巨大配套需求让行业呈现出更为广阔的市场前景。

(二)技术创新孕育新的突破

智能、绿色、低碳、融合等发展趋势催生产业技术创新。埋置元件技术、印制电子技术、多功能电子模块技术等突破性技术正快速发展。面向新兴产业采用新工艺、新技术、新材料的新型产品,以及不断缩短的产品更新换代时间,将更为有力地促进技术的发展与提升。为达到体积更小、成本更低、精度和集成度更高的目的,采用新工艺、新技术的新型电子材料和元器件的发展前景十分光明。

(三)外部环境变化对产业的挑战日趋严峻

“十二五”期间,人力资源成本压力更大,单纯依靠低廉劳动力开展生产经营的企业将步履维艰,通过产业转移降低人力成本,提高产品的附加值,将成为生产企业发展壮大的必由之路。

随着世界经济全球化的发展,国际竞争将更加激烈,由此产生的贸易摩擦也将日益增多。东南亚、印度、巴西、俄罗斯等国家和地区将逐渐成为新的电子材料和元器件主要生产区,对我国在该产业的“世界工厂”地位形成威胁。

国际经济形势不确定性因素日益增强,尤其是对全球资源的争夺和国际大宗商品价格波动对国内产业影响越来越大。国际汇率波动,尤其是人民币升值对电子材料和元器件出口厂家竞争力具有较大影响。

(四)产业面临转型升级的迫切需要

随着全球经济结构的进一步调整和产业转移,我国电子材料和元器件产品结构已逐步向中高端迈进。“十二五”期间需抓紧新一轮经济发展机遇,主动引导产业淘汰落后产能,优化产业资源配置,增强产业配套能力,提高自动化生产效率,为推动电子信息产业发展提供有力支撑。

三、产业发展的指导思想和目标

(一)指导思想

按照国务院加快培育和发展战略性新兴产业的总体部署,紧紧围绕电子信息产品和战略性新兴产业的发展需求,以推动产业结构升级为主线,以创新主导价值提升,以优化产品性能、降低成本为动力,提高电子材料和元器件产业竞争力;以量大面广的产品为突破口,大力推进市场前景广、带动作用强、发展基础好、具有自主知识产权的电子材料和元器件产业化发展。

(二)发展目标

1.经济指标

“十二五”期间,我国电子材料年均增长率8%,到2015年销售收入达2500亿元;电子元件年均增长10%,到2015年销售收入超18000亿元,其中化学与物理电源行业销售收入达4000亿元,印制电路行业实现销售收入1700亿元;电子器件年均增长25%,达到1800亿元,其中平板显示器件产业年均增长超过30%,销售收入达到1500亿元,规模占全球比重由当前的5%提升到20%以上。

2.结构指标

高端电子材料占全行业产品的40%以上,国产材料配套能力显著提升。继续推动大公司战略,培养10个以上年销售收入超过100亿元的电子元件大公司,争取电子元件销售收入亿元以上企业占到全行业销售收入总额的75%。国内平板显示生产技术达到国际先进水平,形成2~3个年销售收入在300亿元以上的龙头企业,全面支撑我国彩电产业转型和升级。

3.创新指标

大力加强自主创新和民族品牌的建设,形成一批具有自主知识产权、具有国内国际知名品牌与影响的企业,初步形成一批以研发为驱动力的创新型中小企业。推进知识产权建设,力争“十二五”期间,全行业新申请的核心专利数量和重要标准拥有量有较大幅度的提升,其中发明专利增长10%以上。

4.节能环保指标

规划期间,通过节能减排和资源综合利用及推进清洁生产,提高三废中有用物质的回收利用率,减少对环境的影响,印制电路行业实现铜回收再利用率由目前的45%提高到80%以上,水回收再利用率由20%提高至30%以上。

四、主要任务和发展重点

(一)主要任务

1.推动产业升级

我国已是电子元器件生产大国,但产品大多属于中低端,产品附加值低、价格低廉、利润微薄。“十二五”期间,需借助战略性新兴产业迅猛发展的契机,加快为战略性新兴产业配套的高端产品的研发和产业化速度,提升关键元器件及材料的质量和档次,争取在关键领域实现部分甚至全面本地化替代。结合实施重大工程,推动结构调整和产业升级,继续实施大企业战略,引导大型骨干企业加强对本土材料、设备的应用,形成结构优化、配套完整的基础产业体系。

2.加强科技创新

发挥政府引导和推动作用,创新行业管理方式,引导创新要素向企业集聚,引导企业围绕产业技术创新的关键、共性技术问题进行联合攻关。完善以企业为主体,“产、研、学、用”相结合的自主创新体系,依托企业建立产业联盟突破核心技术、关键设备与材料。

3.统筹规划产业布局

通过宏观调控和市场资源配置等手段,聚集资源,推动企业联合重组,提高产业集中度,培育和鼓励骨干企业做大做强。以地区和产品为纽带,打造产业集群,推进产业链的进一步完善和形成,做强电子材料和元器件产业。积极推动通过产业转移进行结构调整和新的产业布局,为行业持续长久发展创造条件。

4.加强自主品牌建设

支持企业创立自主品牌,提升本土产品的国际竞争力;引导企业加强产品质量管理,提升品牌形象;强化产品质量体系建设,通过树立品牌更好地参与国际竞争。

5.促进产业协同发展

引导电子元器件企业与上游材料、设备企业开展合作,突破原材料、设备核心技术;引导和推动计算机、通信、家电等行业有实力的整机企业向产业链上游“纵向发展”,使其在提升自身配套能力的同时,推动元器件行业发展,形成联动的产业格局。

6.积极参与国际合作

发挥现有优势,继续吸引国外大企业来华投资,同时注重鼓励其在内地设立研发机构,通过学习与竞争,促进国内产业提升技术水平。充分利用国际国内两种资源,建立具有国际竞争力的一流企业。

(二)发展重点

紧紧围绕节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车等战略性新兴产业发展需求,发展相关配套元器件及电子材料。

1.电子材料

半导体材料。重点发展硅材料(硅单晶、抛光片、外延片、绝缘硅、锗硅)及化合物半导体材料;蓝宝石和碳化硅等衬底材料;金属有机源和超高纯度氨气等外延用原料;高端发光二极管(LED)封装材料,高亮度、大功率LED芯片材料;高性能陶瓷基板;新型电力电子器件所用的关键材料;石墨和碳素系列保温材料。

薄膜晶体管液晶显示器件(TFT-LCD)材料。重点发展高世代TFT-LCD相关材料,主要包括大尺寸玻璃基板、混合液晶和相关单体材料、偏光片及相关光学薄膜材料、彩色滤光片及相关材料、大尺寸靶材、高纯电子气体和试剂等。

OLED材料。重点发展OLED用高纯有机材料、柔性导电基板、高端氧化铟锡(ITO)导电玻璃基板、封装材料、大尺寸高精度掩模板等。

PDP材料。重点发展玻璃基板、电极浆料、湿化学品、玻璃粉、荧光粉和乙基纤维素等材料,并实现产业化。

电子纸。重点发展微胶囊、油墨、介电材料等。

新型元器件材料。覆铜板材料及电子铜箔;压电与系统信息处理材料;高热导率陶瓷材料和金属复合材料;片式超薄介质高容电子陶瓷材料、电容器材料及高性能电容器薄膜;高端电子浆料;低温共烧陶瓷(LTCC)多层基板;高性能磁性材料等。

电池材料。重点实现以下材料的产业化技术突破:锂电池隔膜,特别是动力锂离子电池隔膜材料;新型电极材料,如磷酸铁锂、钛酸锂、锰酸锂及其他新型正负极材料;新型电解质、溶剂和添加剂,如锂离子电池用的含氟化合物六氟磷酸锂、氟代碳酸乙烯酯、双亚铵锂等。

2.电子元件

物联网配套。发展满足物联网需求的超薄锂离子电池和各种专业传感器,重点发展微型化、集成化、智能化、网络化传感器,研究开发具有无线通信、传感、数据处理功能的无线传感器网络节点;推进传感器由多片向单片集成方向发展,减小产品体积、降低功耗、扩大生产规模。

新能源配套。开发为太阳能光伏、风力发电等新能源产业配套的新型储能电池、超级电容器、功率型电容器、特种功率电阻器以及电力电子用关键电子元件。

新能源汽车配套。大力发展新能源汽车用高效节能无刷电机、高性能磁性元件和动力电池,推动锂离子动力电池的产业化,提高锂离子动力电池安全性,提升循环寿命,降低成本;开发电池管理系统和电池成组技术,开发适合新能源汽车使用的电池系统;推动快速充电技术研发及产业化。

新一代通信技术配套。发展适用于光纤宽带网络的低成本光纤光缆、光纤预制棒及相关光器件;积极研发通信基站用石英晶体振荡器;大力开发新型通信设备用连接器、继电器、滤波器及线缆组件。

其他新型电子元件。发展满足我国汽车及汽车电子制造业配套需求的高质量、高可靠性的电子元件;针对新一代电子整机发展需求,大力发展新型片式化、小型化、集成化、高端电子元件;加强高密度互连板、特种印制板、LED用印制板的产业化,研发印制电子技术和光电印制板并推动产业化;发展为节能环保设备配套的电子元件以及电子元件本身的节能环保和清洁生产技术。

3.电子器件

TFT-LCD。进一步提升液晶面板的透过率和开口率,提高分辨率,扩大可视角度,增加产品的附加值;加快高效节能背光源的研发和应用,在确保产品性能的前提下,简化生产工序,降低生产成本。

PDP。围绕高光效技术(高能效、低成本)、高清晰度技术(三维、动态清晰度、超高清晰度)以及超薄技术方面进行相关技术研发;研究新材料、新工艺、新型驱动电路与控制软件技术来提高PDP产品性能及降低功耗。

OLED。进一步完善PM-OLED的技术并加快产业化进程;开发大尺寸AM-OLED相关技术和工艺集成,加快氧化物基等薄膜晶体管(TFT)的研发及其在AM-OLED中的应用,掌握并逐步完善低温多晶硅技术,推动小尺寸AM-OLED产品实现产业化。

电子纸。推动有源驱动电子纸显示技术与产业化,重点发展大尺寸、触屏式、彩色、柔性有源驱动电子纸显示屏,突破彩色电子纸膜材料制造技术,推动产业化应用。

真空电子器件。重点发展高可靠、高电压、大容量、大电流、长寿命真空开关管及专用真空器件。

激光和红外器件。重点发展大功率半导体激光器、高功率气体激光器、光纤激光器、紫外激光器,推进高性能红外焦平面器件、高分辨率砷化铟镓(InGaAs)探测器产业化。

五、政策措施和建议

(一)加强政府引导,完善产业政策

积极修订完善产业结构调整指导目录、外商投资产业指导目录等产业政策,通过国家政策引导投资方向与重点;对国家鼓励项目的重要进口设备、材料,在国内没有替代产品的情况下,继续保持现有税收优惠政策。积极支持本土电子材料和元器件企业实施“走出去”战略。

(二)发挥财政资金作用,创造良好投融资环境

充分发挥技术改造专项资金、电子发展基金等各类财政资金的引导和带动作用,促进产业发展;推动建立政府导向的产业投资基金,发挥财政资金带动作用,引导社会资源支持产业发展;积极促进企业与资本市场的结合,创造有利于产业发展的投融资环境。

(三)提升产业创新能力,推动产业升级

完善电子材料和元器件行业的创新体系,推动建立国家层面的公共服务平台,为企业创新提供支持;继续推进技术改造,鼓励企业增加技术投入,强化企业的创新基础。进一步促进行业基础研究成果与工程化、产业化的衔接,提升产业核心竞争力。通过组建产业联盟或技术协作联盟等形式,推进产业链上下游合作,开展联合攻关,提高产品技术水平,促进推广应用。积极引导企业转型升级,向精细化、节能环保型发展。

(四)优化产业布局,统筹规划区域发展

针对产业内迁趋势,适时地推动在内陆省份建设新的我国电子材料和元器件产业集中区域,为内陆省份在政策方面争取相关优惠政策。引导行业有序转移,杜绝污染分散,并利用产业转移的机会进行结构调整和产业布局,为行业持续长久发展创造条件。

(五)加强行业管理,促进产业健康发展

完善市场、环保等优胜劣汰机制,通过行业准入,对涉及环境保护和应用安全的产业如锂离子电池、印制电路等行业加强管理,督导企业进一步向规模化和规范化发展,加快推进节能环保和产品质量安全长效机制的建立,确保产业有序健康发展。

(六)重视人才培养,积极参与国际交流合作

围绕电子材料和元器件产业转型升级对专业技术人才的需求,充分发挥行业协会、高等院校、科研院所及各类相关社会机构的作用,为行业的持续发展培养各级各类专业人才。加强国际交往与合作,积极参与国际标准工作,增强我国在国际标准领域的话语权。

国家电子信息制造业“十二五”发展规划

前 言

电子信息制造业是国民经济的战略性、基础性、先导性产业,是加快工业转型升级及国民经济和社会信息化建设的技术支撑与物质基础,是保障国防建设和国家信息安全的重要基石。“十二五”时期是我国坚持走新型工业化道路、加快转变经济发展方式、全面建设小康社会的关键时期,也是电子信息制造业调结构、转方式、增强产业核心竞争力、提升发展质量效益、由大变强的攻坚时期。为贯彻落实《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》,按照《工业转型升级“十二五”规划》、《国民经济和社会发展信息化“十二五”规划》及《信息产业“十二五”发展规划》的总体部署和要求,编制《电子信息制造业“十二五”发展规划》,作为“十二五”期间电子信息制造业发展的指导性文件。

“十一五”发展回顾

“十一五”时期,我国电子信息制造业抓住国家经济社会发展和国际产业转移的重大机遇,克服国际金融危机的不利影响,积极推进结构调整,着力加强自主创新,实现了产业的稳步增长,对经济社会发展的支撑引领作用愈益凸显。

(一)产业规模稳步扩大

2010年,我国规模以上电子信息制造业销售收入达63945亿元,较2005年(31010亿元)翻一番,5年间年均增速超过15%;出口占全国外贸出口的比重一直保持在30%以上;彩电、微型计算机、手机等主要整机产品产量分别达1.2亿台、2.5亿台和10亿部,均占全球总产量40%以上,5年间年均增速分别为7.4%、24.9%和26.9%;规模以上电子信息制造业从业人员达880万人,比2005年增长329万人,占全国工业从业人员比重从2005年的8%提高到10%。

(二)结构调整初见成效

技术升级换代加快,高端产品增速强劲。2010年,平板电视、笔记本电脑占彩电和计算机比重均已超过75%,多条集成电路12英寸线、首条六代液晶面板线建成投产。积极适应网络化、智能化、服务化新趋势,大型整机企业向服务领域延伸,着力发展移动互联网、云计算、物联网等新兴应用。产业集中度明显提高,以百强企业为代表的骨干企业竞争力显著增强。2005年到2010年,电子信息百强企业主营业务收入由9643亿元增长到15354亿元,创造了全行业1/4的销售收入、1/3以上的利润和1/2以上的税收,出现了华为、联想、海尔等销售收入过千亿元的企业。中、西部地区发展步伐加快,2008年至2010年,规模以上电子信息制造业销售收入增速连续3年高于全国平均水平10个百分点以上。

(三)自主创新能力有所增强

国家投入力度不断加大,科技重大专项持续实施,企业为主体的创新体系逐步形成。高世代薄膜晶体管液晶显示屏(TFT-LCD)和等离子显示屏(PDP)面板规模化生产技术取得重大进展,填补了国产平板电视面板空白。中央处理器(CPU)、移动通信芯片等一批中高端集成电路产品取得突破,65纳米先进工艺和高压工艺等特色技术实现量产,三维封装等新型封装技术均有开发和生产应用。高密度离子刻蚀机、大角度离子注入机等集成电路核心制造设备进入生产线。千万亿次高性能计算机研制成功,迈入国际先进行列。时分同步码分多址接入(TD-SCDMA)技术形成完整的产业链体系,实现规模商用,40G超大容量光传输系统领域取得技术突破。数字电视地面传输技术及数字音视频编解码技术达到国际先进水平。标准和知识产权战略有力推进,形成了时分双工长期演进技术(TD-LTE)、数字视频编解码标准(AVS)、数字音频编解码标准(DRA)、地面数字电视传输标准(DTMB)、闪联等一批以自主知识产权为依托的技术标准。2010年全国信息技术领域专利申请总量超过110万件,稳居各行业之首。

(四)产业集聚发展效应明显

长江三角洲、珠江三角洲、环渤海和福厦沿海四大产业集聚区的工业增加值、销售收入、利润和从业人员占全行业比重均已超过80%,建立了高度细化的产业配套分工体系,具备了较为完备的产业配套能力,发展成为影响全球市场的国际化生产制造基地,提升了我国在全球产业链中的地位。中西部承接产业转移能力不断增强,形成了整机制造、光电子、平板显示、太阳能光伏等特色化发展的产业基地,产业集聚效应日益显现。

(五)支撑引领作用愈益凸显

信息技术及产品在推动工业转型升级、促进两化深度融合等方面发挥了积极作用,钢铁、化工、汽车、船舶、航空等主要行业大中型企业数字化设计工具普及率超过60%,关键工序数(自)控化率超过50%,制造技术和信息技术融合步伐进一步加快。信息技术在工业领域深度融合和渗透,汽车电子、机床电子、医疗电子、智能交通、金融电子等量大面广、拉动性强的产品及信息系统发展迅速,为加快推进国民经济与社会信息化建设、保障信息安全提供了重要的技术和产品支撑。

经过五年的发展,我国电子信息制造大国的地位进一步巩固,总体实力跃上新台阶,但产业发展的深层次问题和结构性矛盾仍然突出,主要表现为:关键核心技术受制于人,产业总体上仍处价值链中低端,代工制造和加工贸易所占比重较高,研发投入强度与发达国家相比尚有差距,资源配置较为分散,产业政策环境亟待完善,内需带动机制尚未健全。这些问题和矛盾制约了我国电子信息制造业由大变强,需要在“十二五”时期着力解决。

“十二五”面临的形势

(一)电子信息产业仍是全球竞争的战略重点

电子信息产业具有集聚创新资源与要素的特征,仍是当前全球创新最活跃、带动性最强、渗透性最广的领域。新一代信息技术正在步入加速成长期,带动产业格局深刻变革。国际金融危机以来,不仅美国、日本、欧盟等主要发达国家和地区纷纷将发展电子信息产业提升到国家战略高度,抢占未来技术和产业竞争制高点,巴西、俄罗斯、印度等国也着力发展电子信息产业,增长尤为迅速,竞争在全球范围内更加激烈。

(二)融合创新推动产业格局发生重大变革

信息产业各行业边界逐渐模糊,信息通信技术在各类终端产品中应用日益广泛,云计算、物联网、移动互联网等新兴领域蓬勃发展。价值链重点环节发生转移,组装制造环节附加值日趋减少,国际领先企业纷纷立足内容及服务环节加快产业链整合,以争夺产业链主导权。制造业、软件业、运营业与内容服务业加速融合,新技术、新产品、新模式不断涌现,对传统产业体系带来猛烈冲击,推动产业格局发生重大变革,既为我国带来发展的新机遇、新空间,也使我国面临着新一轮技术及市场垄断的严峻挑战。

(三)工业转型升级催生新的产业增长点

在实现由传统工业化道路向新型工业化道路转变、促进工业结构整体优化升级的进程中,信息技术及产品在工业各领域及生产各环节持续深化应用,综合集成度不断提升,与汽车、船舶、机械装备、新型材料等产品加速融合,为产业发展创造了广阔的市场空间。同时,随着节能环保、高端装备制造、新能源汽车等战略性新兴产业的崛起,信息技术在经济和社会各领域将得到更为深入的应用,形成一批辐射范围广、带动作用强的产业新增长点,为产业持续稳定健康发展提供坚实保障。

(四)国内外市场环境机遇与挑战并存

国际市场规模稳步扩大,新产品、新应用不断涌现,产业发展空间更为广阔;国家信息化建设全面深化,城镇化进程持续加速,市场化程度不断提升,居民收入增长、内需扩张、消费结构升级和市场机制完善,为产业发展提供新动力、新方向。同时,产业发展也面临严峻挑战,人民币升值压力增大,生产成本持续上升,资源和环境承载力不断下降,周边国家和地区同质竞争日益激烈,国际贸易保护势力抬头,以知识产权、低碳环保、产品安全为代表的技术性贸易限制措施被广泛使用,对我国电子信息制造业持续稳定发展造成一定的压力。

“十二五”发展思路和目标

(一)指导思想与发展思路

深入贯彻落实科学发展观,以转型升级为主线,坚持创新引领、应用驱动、融合发展。突破重点领域核心关键技术,夯实产业发展基础,深化信息技术应用,推动军民结合,统筹内外需市场,优化产业布局,着力提升产业核心竞争力,持续引导产业向价值链高端延伸,推动产业由大变强,为加快工业转型升级及国民经济和社会信息化建设提供有力支撑。

——— 以转型升级为主线。加快新一代信息技术研发及产业化进程,培育壮大战略性新兴产业;加强培育自主品牌,提升国际化经营水平,增强产业发展质量与效益;完善重大产业布局,培育龙头骨干企业,提高产业集中度、规模效应及配套协作水平;稳定国际市场,进一步优化贸易结构;积极开拓国内市场,强化内生增长动力。

——— 以创新引领为根本动力。努力突破原始创新,大力推进集成创新,加强消化吸收再创新,不断完善以企业为主体的产业创新体系,形成完整创新链条,提升成果产业化效率;以国家科技重大专项及重大工程为抓手,加大研发投入,着力攻克一批核心关键技术。

——— 以应用驱动为关键支撑。加强信息技术推广应用,改造提升传统产业;重点发展工业控制、机床电子、汽车电子、医疗电子、金融电子、电力电子等量大面广、拉动作用强的产品,形成产业新增长点;加快培育战略性新兴领域,形成一批可快速带动产业增长的关键应用。

——— 以融合发展为重要途径。积极推进制造业向服务延伸,推动产品制造与软件和信息服务融合、制造业与运营业融合,大量催生新产品、新业态,鼓励引导商业模式创新;引导并加快产业链垂直整合进程,促进资源优化重组;推动军民技术互通互用,加快军民融合发展。

(二)发展目标

1.结构目标

“十二五”期间,我国规模以上电子信息制造业销售收入年均增速保持在10%左右,2015年超过10万亿元;工业增加值年均增长超过12%;电子信息制造业中的战略性新兴领域销售收入年均增长25%。稳步推进加工贸易转型升级,鼓励加工贸易企业延长产业链、提升产品附加值,一般贸易比重不断增加。显著增强骨干企业核心竞争力及自主品牌市场影响力,形成5到8家销售收入过千亿元的大型骨干企业,努力培育销售收入过5000亿元的大企业。打造一批具有国际影响力、特色鲜明、配套合理的新型工业化产业示范基地和产业园区。军民融合发展取得新进展。

2.创新目标

百强企业研发投入占销售收入比重超过5%;信息技术领域发明专利申请累计总量达到130万件左右;在集成电路、新型显示器件、关键元器件、重要电子材料及电子专用设备仪器等领域突破一批核心关键技术。集成电路产品满足国内市场需求近30%,芯片制造业规模生产技术达到12英寸、32/28纳米工艺;平板电视面板自给率80%以上;建立完善TD-LTE产业体系。

3.节能环保目标

显著提升计算机、电视机等整机产品能效;生产过程能源、资源消耗进一步降低,太阳能级多晶硅生产平均综合电耗低于120千瓦时/公斤,印制电路行业铜回收再利用率提高到80%以上、水回收再利用率提高至30%以上;有效控制铅、汞、镉等有毒有害物质使用;废弃电器电子产品回收处理和再利用率显著提高。

主要任务与发展重点

(一)主要任务

1.集中突破核心关键技术,全面提升产业核心竞争力

追踪和把握新一代信息技术重点方向及产业机遇,以企业为主体,坚持产学研用相结合,完善创新体系、增强创新能力,集中力量和资源突破核心关键技术。以整机需求为导向,大力开发高性能集成电路产品;加快发展新型平板显示、传感器等关键元器件,提高专用电子设备、仪器及材料的配套支撑能力;以新一代移动通信、下一代互联网、物联网、云计算等领域自主技术为基础,推动计算机、通信设备及视听产品升级换代;推进军民融合发展,加速军民共用电子信息技术开发和转化。

2.着力发展战略性新兴领域,培育产业新增长点

紧密结合产业转型升级的趋势,统筹考虑市场需求和支撑条件,引领新兴产业发展。以新一代网络通信系统设备及智能终端、高性能集成电路、新型显示、云计算、物联网、数字家庭、关键电子元器件和材料七大领域作为战略性新兴领域,以重大工程应用为带动,加速创新成果产业化进程,打造完整产业链,培育一批辐射面广、带动力强的新增长点。

3.推动企业做大做强,构建合理分工体系

加大企业技术改造力度,建立健全企业技术改造长效机制,提升企业效率效益。鼓励和引导企业兼并重组,支持龙头骨干企业开展并购。大力推动产业链整合,提高产业链管控及运作水平,强化产业链整体竞争力。以资本为纽带推进资源整合及产业融合,加快发展和形成一批拥有自主知识产权、创新能力突出、品牌知名度高、国际竞争力强的跨国大公司。促进中小企业向“专、精、特、新”方向发展,与大企业共同构建合理分工体系。探索创新合作机制,加强企业间的联合与协作,推动形成密切合作的研发体系,支持组建产业联盟。

4.优化产业空间布局,加快形成区域新增长极

继续发挥东部地区的辐射带动作用,增强珠三角、长三角、环渤海和福厦沿海等优势地区的集聚效应,率先实现产业转型升级。支持中西部地区和东北等老工业基地立足自身优势,积极吸引国外投资,因地制宜地承接东部产业转移,切实增强研发能力,提高在产业分工体系和价值链中的地位。形成东、中、西部优势互补、良性互动、特色突出、协调发展的产业格局,培育一批具有较强辐射带动作用的新型工业化产业示范基地,加快推动中西部地区形成新增长极。

5.统筹利用国内外市场资源,促进产业均衡发展

充分利用国内信息化、城镇化建设机遇,大力挖掘电子信息产品的行业应用市场,不断满足城乡消费者的多样化需求。积极拓展国际市场,持续优化出口结构,加大新兴市场开发力度,推动出口市场多元化。大力实施“走出去”战略,通过资金扶持、信用担保、完善通关服务等手段,鼓励有条件的骨干企业在境外设立分支机构、拓宽市场渠道、建立研发中心,与海外科技企业和研发机构开展多层次合作,增强国际竞争力。

6.积极推进绿色制造,实现产业持续健康发展

突出“源头控制”与“末端治理”,构建产品全生命周期绿色化发展模式。建设产业绿色发展技术支持和公共服务平台,加强节能清洁生产技术和工艺的研发。针对各行业特点,建立环境影响评价体系和能效标准体系。提升低碳环保电子产品的标准和检测水平,减少有毒有害物质使用。严格控制“三废”排放,鼓励开展电子产品回收、处理和再利用。

7.深化信息技术应用,服务经济社会发展

支持信息技术企业与传统工业企业开展多层次合作,推进信息技术和产品在工业各领域的广泛应用,提升工业研发设计、生产制造、营销服务等环节的自动化、智能化和信息化水平,支持应用电子产品和系统的研发及产业化,切实推动两化深度融合。推进信息技术和产品在交通、能源、水利、环保等领域的深度应用,加快国计民生重要领域基础设施智能化进程;大力推进信息技术和产品在医疗卫生、交通运输、文化教育、就业和社会保障等领域的广泛应用,提高公共服务水平。

8.完善公共服务体系,优化产业发展环境

围绕基础产业和战略性新兴产业的发展,着力构建集成电路、平板显示、数字家庭、云计算、物联网、太阳能光伏、绿色照明等专业性公共服务平台,提供技术研发、成果转化、资本运作、知识产权、标准制定、产品检测、资质认证、人才服务、企业孵化和品牌推广等专业服务;加强产用合作,依托行业组织,推动重点工业领域信息技术应用平台建设,提供共性技术支持和公共服务;依托产业基地和专业园区,建设特色的区域性公共服务体系,引导和加强电子信息产业聚集区配套服务体系建设。

(二)发展重点

1.计算机

加快计算机前沿技术创新,实现核心技术和关键领域的突破,进一步增强计算机产品自主研发、工业设计和主板制造能力,提升产业核心竞争力。把握移动互联网发展趋势,大力发展具备轻薄便携、低功耗、触控、高清与三维显示等特点的笔记本计算机、平板计算机等移动智能终端,以及大屏幕、触摸型一体式等新型计算机;促进“终端+应用+服务”的产业链整合,推动整机企业向服务延伸。加强计算机外部设备及耗材产品研发和产业化,发展彩色网络激光打印机、扫描仪、投影仪、闪存以及智能娱乐教育等产品。大力支持高安全性工业控制计算机、工控产品及系统的研发与应用,加快研究新一代工业控制计算机体系结构,积极开展工业控制计算机软硬件基础平台和安全性、可靠性技术等研究,提升我国工控产品及系统竞争力,在过程控制、安全生产、节能降耗、环境监控、智能交通、智能建筑、智能电网等领域推动工控产品及系统的应用。加快安全可靠计算机研发与应用,加强信息安全技术研究,大力推进网络安全、可信计算、数据安全等信息安全产品的研发与产业化。

以云计算应用需求为牵引,重点突破虚拟化、负载均衡、云存储以及绿色节能等云计算核心技术,支持适于云计算的服务器产品、网络设备、存储系统、云服务终端等云计算关键产品的研发及产业化,建立配套完整的云计算相关产业链,为云计算规模化示范应用提供完整的设备解决方案,完善云计算公共服务体系。加强物联网技术研发,突破物联网感知信息采集、传输、处理、反馈控制等关键技术,支持无线射频识别(RFID)、编码识别设备、传感及处理控制节点等重点产品的研发与产业化,建立完善物联网标准体系,推动物联网应用。面向下一代互联网发展需求,重点支持高性能路由器、大容量汇聚交换设备、智能网关等网络关键设备研发与产业化,加快推进自主知识产权技术标准的国际化。

2.通信设备

紧抓新一代通信网络建设和移动互联网快速发展机遇,加大TD-SCDMA终端研发力度,推进长期演进技术及增强型长期演进技术(LTE/LTE-Advanced)研发和产业化。研究LTE/LTE-Advanced在应用过程中无线及网络组织的关键技术、网络演进、多技术协调等技术解决方案,推动新型绿色基站、无线网络组网、无线网络节能减排等关键技术与产品研发,推进TD-SCDMA/LTE/LTE-Advanced在数字城市、农村信息化等重点领域的应用示范。加速推动移动互联网相关技术产品和业务应用的研发与产业化进程,重点支持新型移动互联网终端、终端核心芯片、操作系统和中间件等关键技术和产品,以及IP承载网、接入感知与控制、移动互联网平台与资源关键技术研发与产业化。支持多模、多频终端芯片及高效能、低成本终端,IPv6/v4双栈网络设备和终端、网络测试专用仪器、天线等关键配套产业体系。

推进智能光网络和大容量、高速率、长距离光传输、光纤接入(FTTx)等技术和产品的发展。重点支持N×100G比特/秒波分多路复用(WDM)高速光传输设备,N×T比特/秒交叉容量的光传送网/分组传送网(OTN/PTN)大容量组网调度光传输设备,支持智能控制平面的光交换设备、光传输设备的研发与产业化;支持10G无源光网络(PON)局侧设备和光网络单元、PON互通性测试系统的研发与产业化;支持高速相干光接收、超大功率低噪声光放大、波长选择性光交换等高端模块,高速激光芯片、光多片集成组件、光电集成芯片、高速数模芯片等高端芯片的研发。

推进宽带无线接入、多媒体数字集群及数字对讲技术和产业的发展。支持广域覆盖低成本宽带接入、超高速无线局域、面向专网应用的数字集群通信和数字对讲技术和产品的研发及产业化,加快推动无线局域网鉴别和保密基础结构(WAPI)技术的产业链成熟和更广泛应用。推广在政府事务、公共安全、能源、物流、交通运输、现代农业等重点领域和行业的应用示范,提升相关技术产品在资源动态分配、管理和调度,协同干扰降噪,负载均衡,自适应和自组网,网络安全和信息保密等方面的能力,建设面向行业领域的专用通信系统完整产业链。积极推进基于北斗卫星通信导航系统的相关产品研发及产业化和推广应用。

3.数字视听

加快推动彩电业转型升级,加强新型背光技术、三维(3D)技术、激光技术、节能技术的研发及应用,提升核心技术掌控能力。加快发展3D电视、互联网电视、智能电视等新型产品,不断提升产品附加值。支持整机龙头企业向面板、模组等中、上游领域延伸,支持彩电产业配套的核心芯片、软件、关键器件、一体化模组、专用设备研发及产业化,推进终端制造业与内容服务业融合发展,提升平板电视全产业链竞争力。重点支持数字家庭智能终端、互联网关、多业务系统及应用支撑平台的研发及产业化;支持智能化、网络化视频监控设备及应用系统的研发与应用;大力推进数字家庭示范应用和数字家庭产业基地建设。加快推动地面数字电视接收机普及,支持AVS、DRA等自主音视频标准的应用,进一步推动地面数字电视标准的国内外应用。支持数字电视演播室设备、发射设备、传输设备、接收设备发展,鼓励发展高密度激光视盘机、数字音响系统、数字电影设备,推动视听产业向数字化、网络化、智能化和节能环保方向发展。支持骨干企业加强质量品牌建设和国际化经营,打造具有全球竞争力的龙头企业和知名品牌。

专栏1:整机价值链提升工程

产品创新。支持基于移动互联网业务的计算机、通信设备及终端创新,以及基于云计算的产品创新、技术创新和模式创新;支持高端服务器、网络存储系统等关键产品的研发和产业化,推动绿色智能数据中心关键设备及各类终端产品的研发与产业化;支持网络化、智能化、节能型数字电视产品和3D电视研发及产业化;支持多屏融合的数字家庭智能终端研发及产业化;推进下一代地面数字电视传输体系关键技术和系统技术研究,建设多业务平台;支持整机产品深度参与配套芯片研发及产业化。

模式创新。推动大型电子信息产品制造企业向服务领域延伸,加强设计、制造、服务融合互动,围绕核心价值环节促进产业链整合;抓住云计算、移动互联网等新兴应用快速发展契机,开拓增值服务,创新商业模式;健全产业公共服务体系,推进开放式运营平台、内容服务平台、网络服务平台、产品测试认证平台及知识产权服务平台建设。

品牌建设。支持数字视听、计算机和通信设备制造企业建设自主品牌,提升国产设备及终端的国际竞争力;引导企业加强产品质量管理,完善产品质量管理体系,提升品牌形象;鼓励企业加强国际战略合作,加快建设安全可控的市场渠道;制定知识产权战略,推动自主知识产权标准的产业化和国际化应用。

4.集成电路

以重点整机和重大信息化应用为牵引,加强技术创新、模式创新和制度创新,着力发展设计业,壮大芯片制造业,提升封装测试水平,增强关键设备、仪器及材料自主开发能力,推动集成电路产业做大做强。着力发展芯片设计业,开发高性能集成电路产品。围绕移动互联网、信息家电、物联网、智能电网和云计算等战略性新兴产业和重点领域的应用需求,突破CPU/数字信号处理器(DSP)/存储器等高端通用芯片,重点开发网络通信芯片、数模混合芯片、信息安全芯片、数字电视芯片、RFID芯片、传感器芯片、汽车电子芯片等量大面广产品,以及两化融合、战略性新兴产业重点领域的专用集成电路产品,形成系统方案解决能力。壮大芯片制造业规模,增强先进和特色工艺能力。持续支持12英寸先进工艺制造线和8英寸/6英寸特色工艺制造线的技术升级和产能扩充。加快45纳米及以下制造工艺技术的研发与应用,加强标准工艺、特色工艺模块开发和IP核的开发。提升封测业层次和能力,发展先进封测技术和产品。顺应集成电路产品向功能多样化的重要发展方向,大力发展先进封装和测试技术,推进高密度堆叠型三维封装产品的进程,支持封装工艺技术升级和产能扩充。提高测试技术水平和产业规模。完善产业链,突破关键专用设备、仪器、材料和电子设计自动化(EDA)工具。推进8英寸集成电路设备的产业化进程,支持12英寸集成电路生产设备、材料、工具、仪器的研发,形成成套工艺,推动国产装备在生产线上规模应用,推进集成电路产业链各环节的紧密协作,建立试验平台,加快产业化。

5.关键电子元器件

大力发展基于表面贴装技术(SMT)的新型片式元件,积极支持基于微电子机械系统(MEMS)技术的新型元器件和基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术的无源集成元件的研发和产业化。努力发展汽车电子系统所需的继电器、连接器、微电机、超级电容器等关键电子元件;加快为新能源汽车配套的镍氢电池、动力型锂离子电池及电池管理系统、电池成组技术的研发和产业化。围绕新一代通信技术发展,推动低成本光纤光缆、光器件、频率器件、数字音频声器件和混合集成电路等产业的发展。积极开发物联网、新能源、高端装备等战略性新兴产业发展所需的高性能高可靠传感器、电力电子功率元件、超薄锂离子电池、专用真空电子器件等产品。加快发展高密度互连板、特种印制板、发光二极管(LED)用印制板及现代光学所需的红外焦平面探测器、紫外探测器、微光像增强器等关键核心器件。在着眼于当前成熟技术发展的同时,密切关注未来技术发展趋势,准确把握创新性技术方向,优先支持创新性、共性技术研发,为产业可持续发展提供技术储备,为电子信息制造业的结构调整、产业升级、发展方式转变奠定重要的技术和产业基础。

6.电子材料

半导体材料重点发展硅材料、化合物半导体材料、氮化镓和碳化硅等衬底材料、外延用原料、高性能陶瓷基板;高端LED封装材料,高亮度、大功率LED芯片材料;新型电力电子器件用关键材料;石墨和碳素系列保温材料。光电子材料重点发展高世代液晶显示屏(LCD)用玻璃基板,偏光片、彩色滤光片、液晶等相关材料,大尺寸靶材,高纯电子气体和试剂;有机发光显示器(OLED)用高纯有机材料、导电玻璃基板、封装材料、高精度掩模板等;PDP用玻璃基板及电极浆料、湿化学品、玻璃粉、荧光粉等配套材料;电子纸用微胶囊、油墨、介电材料;发展大尺寸锗系材料、硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)、碳化硅(SiC)红外材料,满足制造高端光电子产品需求。电子元器件用覆铜板、电子铜箔、压电与系统信息处理材料、高热导率陶瓷材料和金属复合材料、小型锂电池和动力锂电池材料、片式超薄介质高容电子陶瓷材料及电容器材料、高性能电容器薄膜、高端电子浆料、LTCC多层基板、高性能磁性材料等。重点突破高端配套应用市场,提高产品附加值和技术含量,增强电子材料行业发展的质量和效益,支撑下游产业跨越式发展。

7.新型显示器件

液晶显示器件方面,重点提升薄膜晶体管(TFT)性能,提高载流子迁移率和液晶面板的透过率,降低生产成本。等离子显示器件方面,围绕高光效技术、高清晰度技术以及超薄技术进行相关技术研发,研究新材料、新工艺来提高PDP产品性能。有机发光显示器件方面,推进中小尺寸OLED的技术开发和产业化应用,研究大尺寸OLED相关技术和工艺集成。电子纸方面,推动有源驱动电子纸显示技术开发与产业化,重点发展大尺寸、触屏式、彩色、柔性有源驱动电子纸显示屏。积极研发触摸屏、三维显示等新技术新产品,促进其产业化。发展激光显示等特色显示技术。推动OLED照明技术和产品开发。大力发展平板显示器件生产设备和测试仪器,形成整机需求为牵引、面板产业为龙头、材料及设备仪器为基础、产业链各环节协调发展的良好态势。力争到“十二五”末,我国新型显示产业达到国际先进水平,全面支撑我国彩电产业转型升级。

8.电子专用设备和仪器

电子专用设备方面,重点发展8英寸和12英寸半导体级单晶生长、切割、磨片、抛光设备,8英寸集成电路成套生产线设备,推进12英寸集成电路关键设备产业化;积极推动多晶硅、单晶硅生长、切割设备,全自动晶硅太阳能电池生产线设备、薄膜太阳能电池生产设备研发和产业化,重点突破高亮度LED芯片生产线设备和后封装设备;大力发展新型元件生产设备和表面贴装设备。电子仪器方面,着重研发半导体和集成电路测试仪器,通信与网络测试仪器,高性能微波/毫米波测试仪器,数字电视及数字音视频测试仪器,物联网测试仪器,新型电子元器件测试仪器,高性能通用电子测试仪器,时间、频率测试仪器以及医疗、环保、农业、矿山等电子应用仪器。夯实产业发展基础,提升产业核心竞争力和可持续发展能力。

9.发光二极管(LED)

突破产业链薄弱环节,提升高亮度、功率型LED外延片及芯片技术水平和产业化能力,增强产业自主发展能力。加强对封装结构设计、新封装材料、新工艺、荧光粉性能、多基色荧光粉、散热机理的研究,着力提高器件封装的取光效率、荧光粉效率和散热性能,增强功率型LED器件封装能力。加快LED上游原材料如衬底、金属有机化合物(MO)源、超高纯气体、荧光粉、高性能环氧树脂、有机硅胶的研发和产业化,实现金属有机化学气相沉积设备(MOCVD)等关键生产设备和仪器的量产和应用,提高产业配套能力,完善LED产业链。推进景观照明、液晶显示背光源、户外大屏幕显示以及室内商业照明等应用。加快LED相关基础标准、产品标准制定,完善LED标准体系。增强产品标准符合性检测,加快国家级LED器件、光源检测机构的建设,提高检测水平和服务能力。强化行业引导和管理,促进LED产业健康科学有序发展。

10.太阳能光伏

重点支持高质量、低能耗、低成本、副产物综合利用率高的太阳能级多晶硅生产。发展高效、低成本、低能耗硅锭生产技术,突破薄型化硅片切割技术,提高硅片质量。支持高效率、低成本、长寿命太阳能电池的研发与产业化,加快超高效太阳能电池、新型聚光电池、薄膜电池开发与应用。鼓励光伏用逆变器、控制器和储能系统等产品及技术研发。重点发展等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、激光切割、刻蚀、丝网印刷以及封装检测等设备,鼓励开发晶硅和薄膜太阳能电池成套设备生产线。积极发展光伏建筑一体化(BIPV)组件生产技术,扩大建筑附着光伏(BAPV)组件应用范围。大力发展坩埚、高纯石墨、碳碳复合材料、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)胶、电子浆料、线切割液、导电氧化物薄膜(TCO)玻璃等配套材料。

鼓励光伏企业加强系统集成及应用拓展,积极关注离网应用市场和新兴并网应用市场,支持小型光伏系统、分布式光伏系统、离网系统研发及应用。支持有能力的企事业单位建设国家级光伏技术研发平台、产品检测认证平台、公共服务平台,开展产品检测、系统工程验收、专利池建设、标准制定推广、关键共性技术研发等公共性服务。支持骨干企业增强技术创新能力,提高生产工艺水平,降低光伏发电成本,拓展光伏应用市场,提升我国光伏产业的核心竞争力。

专栏2:基础电子产业跃升工程

集成电路。突破高性能CPU、移动通信芯片、DSP等高端通用芯片,移动互联、数模混合、信息安全、数字电视、射频识别等量大面广芯片以及重点领域的专用芯片。持续支持12英寸先进工艺制造线的建设和8英寸/6英寸工艺制造线的改造升级。加快先进生产线和特色生产线工艺技术升级及产能扩充,提高先进封装工艺和测试水平。进一步完善产业链,增强刻蚀机、离子注入机、互联镀铜设备、外延炉、光刻匀胶显影设备等8~12英寸集成电路生产线关键设备、仪器和材料的自主开发和供给能力,支持大生产线规模应用。加快提升国家级集成电路研发公共服务平台水平和能力,组织多种形态的技术创新平台。

关键电子元器件和材料。重点支持微电子器件、光电子器件、MEMS器件、半导体功率器件、电力电子器件、RFID模块及器件、绿色电池、片式阻容感、机电组件、电声器件、智能传感器、印刷电路板产品的技术升级及设备工艺研发,有效支撑物联网发展。积极发展半导体材料、太阳能光伏材料、光电子材料,压电与声光材料、电子功能陶瓷、磁性材料、电池材料和传感器材料,以及用于支撑、装联和封装等使用的金属材料、非金属材料、高分子材料等。

新型平板显示。重点支持6代以上尺寸TFT-LCD显示面板关键技术和新工艺开发,实施玻璃基板等关键配套材料和核心生产设备产业化项目,完善配套产业链。突破PDP高光效技术(高能效、低成本)、高清晰度技术(三维、动态清晰度、超高清晰度)以及超薄技术,提高PDP产品性能。开展高迁移率TFT驱动基板技术开发,攻克OLED有机成膜、器件封装等关键工艺技术,攻克低温多晶硅(LTPS)技术,加强关键材料及设备的国产化配套。围绕移动终端等需求,重点开发触摸屏功能、宽视角、高分辨率、轻薄节能的小尺寸显示产品。开展三维显示、电子纸、激光显示等新技术研发和产业化。

发光二极管(LED)。重点突破外延生长、芯片制造关键技术,提高外延片和高端芯片的国内供给能力。增强功率型LED器件封装能力,加大对封装结构设计、新封装材料、新工艺、荧光粉性能、散热机理的研究与开发。进一步完善产业链,加快实现国产MOCVD设备的量产,推进衬底材料、高纯MO源,高性能环氧树脂以及高效荧光粉等研发和产业化。加快检测平台建设,制定和完善LED相关标准,推进知识产权建设。

太阳能光伏。支持多晶硅行业节能降耗和高质、高效、低成本太阳能电池的产业化,鼓励新型太阳能电池和高质低成本多晶硅工艺技术研发。全面提升装备技术水平,突破平板式PECVD、全自动丝网印刷机、高效切割机等设备瓶颈。支持控制器、逆变器等配套部件和石墨、坩埚、电子浆料、TCO玻璃等配套材料的研发及产业化。支持多样化、宽领域的太阳能光伏应用,拓展离网应用市场和新兴并网市场。

11.信息技术应用

推动信息技术在各领域的广泛应用,加强产用合作,促进两化深度融合,进一步提升产业为国民经济和社会发展支撑服务的能力。应用信息技术改造和提升传统产业,以研发设计、流程控制、企业管理、市场营销、人力资源开发等关键环节为突破口,支持信息技术企业与传统工业企业开展多层次合作,提高工业自动化、智能化和管理现代化水平,推动综合集成应用与业务协同创新,加快制造与服务融合发展,促进资源节约型生产方式的形成。加大信息技术在农业生产、经营管理和服务各环节的应用,促进农业集成化信息管理,提高精准农业技术水平,提高农业生产效率。结合国家改善民生相关工程的实施,加强信息技术在交通运输、医疗卫生、文化教育、就业和社会保障等领域应用,带动电子信息产品及相关服务发展。大力发展应用电子产品,针对工业控制、机床电子、汽车电子、医疗电子、金融电子、电力电子等量大面广、带动性强的应用电子领域,加大研发投入,突破关键技术,努力实现产业化,形成新的增长点。

专栏3:重点应用电子产品

工业控制。加强分布式控制系统、可编程控制器、控制芯片、传感器、驱动执行机构、触摸屏等产品的研制,提升工业控制的集成化、智能化水平。

机床电子。突破高档数控系统现场总线、通信协议、高精度高速控制和数字化高速伺服驱动等技术,大力发展中高档数控系统;加强机床电子功能部件(包括电主轴、电动刀架、检测装置、测试设备、机床电器等)研发和应用。

汽车电子。重点支持汽车电子电气专用元器件、车用芯片、车载信息平台和网络、动力电池和管理控制系统、动力总成控制系统、驱动电机控制、底盘控制、车身控制、车载电子、汽车安全等关键技术和产品的研发与规模化应用。

医疗电子。重点突破数字化医学影像诊断、临床检验与无创检测诊断、数字化医院及协同医疗卫生系统、便携式医疗电子设备、康复治疗设备、器官功能辅助替代医疗电子设备、精准智能手术设备、治疗微系统、医用传感器等先进医疗电子产品的自主研制。

金融电子。重点支持金融IC卡、移动支付终端、税控收款机、自动存/取款机、清分机、金融自助服务设备等产品开发和规模化应用,提升金融信息化水平,保障金融安全。

电力电子。大力推进绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)、快速恢复二极管(FRD)等高频场控电力电子芯片和模块的技术创新与产业化;重点解决高阻区熔硅单晶、陶瓷复铜板、铝碳化硅基板、结构件等制造技术;积极开展宽禁带半导体材料(碳化硅和氮化镓)和器件的研发及产业化。支持高功率密度、高性能的电力电子装置的研究与开发。建立国家级的高频场控电力电子器件的检测测试平台,制定和完善电力电子器件标准。

保障措施

(一)健全产业政策法规体系,完善产业发展环境

贯彻落实《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》(国发[2010]32号),围绕新一代信息技术产业重点领域,制定相关配套政策措施。加快出台《国务院关于印发<进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策>的通知》(国发[2011]4号)的实施细则。研究完善扶持平板显示产业发展的相关政策。落实《多晶硅产业准入条件》,加强对行业发展的指导。落实《废弃电器电子产品回收处理管理条例》,研究制定配套行业政策。完善促进信息技术推广应用的政策环境,推动安全可控的软硬件产品开发和应用。进一步落实扩大内需政策,继续做好家电下乡、家电以旧换新工作,研究制定家电下乡后续政策措施,建设完善家电产品售后维修服务体系。推动制定国内光伏发电上网电价政策实施。积极推广LED、OLED节能照明产品。营造芯片、整机、系统互动的产业生态环境,推进电子专用设备首台套的应用和推广。

(二)提高财政资金使用效率,增强产业创新能力

加大技术改造专项资金投入,对核心关键领域重大项目给予重点支持。加快实施“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”、“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”、“新一代宽带无线移动通信网”等国家科技重大专项,进一步明确资金支持重点,加强产业链配套。充分利用电子信息产业发展基金等专项资金,支持产业核心关键技术研发和产业化,推进重点产品示范应用。加大对信息技术应用的资金支持力度,重点支持安全可控信息技术及产品的行业应用。落实战略性新兴产业专项资金,细化电子信息领域资金使用方案。落实国家扶持中小企业的各项金融政策,支持金融机构为中小企业提供更多融资服务。

(三)引导产业有序转移,促进区域协调发展

充分发挥行业管理部门、地方政府在产业转移和合作中的引导作用,以及市场在资源配置方面的基础性作用,加强规划、资源和市场的对接,研究制定电子信息制造业产业转移与合作的相关政策,建立健全“部省对接、协同推进”的合作机制。推动珠三角、长三角、环渤海和福厦沿海等优势地区向研发设计、服务等产业价值链高端延伸,发挥优势地区辐射带动作用;立足产业承接地区自身特色优势,统筹重大项目在中西部地区和东北等老工业基地的合理布局,引导产业有序转移。促进新型工业化产业示范基地和产业园区建设,促进区域协调发展。

(四)推动企业兼并重组,优化产业组织结构

完善促进企业兼并重组的政策体系,以产业政策为引导、以产业发展的重点关键领域为切入点、以国家重大工程为带动,积极推动企业兼并重组取得显著进展。推动设立产业投资基金,重点关注重大生产力布局,鼓励龙头骨干企业开展海外兼并重组和技术收购。建立健全中小企业服务体系,培养一批“专、精、特、新”的中小企业,形成大中小企业优势互补、协调发展的产业组织体系。支持AVS、闪联、数字家庭、太阳能光伏、OLED等产业联盟发展,围绕移动互联网、云计算、物联网、半导体照明等新兴领域加强产业创新联盟建设。

(五)实施知识产权战略和标准战略,提升产业竞争优势

全面落实《国家知识产权战略纲要》,引导企业将技术创新、知识产权保护、标准制定相结合,提升产业竞争优势。建设和完善电子信息领域知识产权公共服务平台,定期发布各重点领域知识产权态势,促进企业提高创造、保护、运用和管理知识产权的水平。加快建立电子信息产业知识产权预警机制,加强知识产权信息采集,及时发布知识产权相关报告,提升行业知识产权预警能力。加强电子信息领域标准化技术组织建设,继续以企业为主体制定标准,充分发挥标准化相关组织、相关协会、研究单位等各方面的作用,提高标准化工作水平。针对新一代信息技术产业发展,加快研究制定相应技术标准,增强标准服务产业发展的能力。加强重点领域军民标准资源共享建设,推动技术和标准的双向应用。推动更多的自主创新技术标准成为国际标准,提升在国际标准制定中的话语权。组织重点产品标准化试点示范,加强技术标准与检测认证的联动。

(六)加强创新人才引进和培养,加快专业人才队伍建设

篇6:电子元器件识别与测试实验心得

绕在同一骨架或铁芯上的两个线圈就能构成一个变压器。在电子电器中,变压器是利用互耦线圈实现升压或降压功能的,如果对变压器一侧线圈(初级线圈)施加变化的电压(如交流电压),利用互感原理就会在另一侧线圈(次级线圈)中得到一个电压。如果对初级线圈施加较高的电压,在次级得到较低的电压,这种变压器叫做降压变压器。如果对初级线圈施加较低的电压,在次级得到较高的电压,这种变压器叫做升压变压器。

2.变压器的作用

变压器在电路中的主要作用是交流电压变换和阻抗变换。变压器的电压变换是指通过变压器将电路电压升高或降低。

3.变压器的检测

变压器可以用万用表进行检测,如图所示,一是检测绕组线圈通断,二是检测绕组线圈之间的绝缘电阻,三是检测绕组线圈与铁芯之间的绝缘电阻。

五、晶振的识别与检测

1.晶振的识别

晶振在电子设备中和智能控制系统中,应用是非常广泛的。 每个单片机系统里都有晶振,全程是叫晶体震荡器,在单片机系统里晶振的作用非常大,他结合单片机内部的电路,产生单片机所必须的时钟频率,单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的,晶振的提供的时钟频率越高,那单片机的运行速度也就越快。 晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作,以提供稳定,精确的单频振荡。在通常工作条件下,普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率,称为压控振荡器(VCO)。晶振的电路符号为(

),标识符号为X,或Y,Z。单位为赫兹(HZ)。晶振通常与锁相环电路配合使用,以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号,可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。微控制器的时钟源可以分为两类:基于机械谐振器件的时钟源,如晶振、陶瓷谐振槽路;RC(电阻、电容)振荡器。一种是皮尔斯振荡器配置,适用于晶振和陶瓷谐振槽路。另一种为简单的分立RC振荡器。晶振的类型有SMD和DIP型,即贴片和插脚型。

2.晶振的作用

晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振,便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振,而通过电子调整频率的方法保持同步。

3.晶振的检测

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