微系統(tǒng):可應(yīng)用于軍事、生物等多領(lǐng)域的顛覆性技術(shù)
微系統(tǒng)是融合微電子、微光子、MEMS、架構(gòu)和算法五大基礎(chǔ)要素,采用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思想和方法,將傳感、通信、處理、執(zhí)行和微能源等五大功能單元,通過以微納制造及工藝為基礎(chǔ)的系統(tǒng)級(jí)封裝集成在一起的多功能微裝置,被公認(rèn)為21世紀(jì)的革命性技術(shù)之一。
微系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)有:(1)微型化:體積小、重量輕、耗能低、諧振頻率高、響應(yīng)時(shí)間短;(2)原材料豐富,以硅為主要材料,石英硅占地殼物質(zhì)比重達(dá)28%,幾乎取之不盡;(3)可批量生產(chǎn),成本低;(4)集成化高,可實(shí)現(xiàn)多種功能。與傳統(tǒng)集成電路主要實(shí)現(xiàn)計(jì)算、信號(hào)處理或信號(hào)存儲(chǔ)等單一功能不同的是,微系統(tǒng)能完成信號(hào)感知、信息處理、信令執(zhí)行、通信和電源等功能。
微系統(tǒng)及其相關(guān)技術(shù)在軍事、生物、汽車、信息、通信、儀器儀表等領(lǐng)域有廣泛用途。(1)在軍事領(lǐng)域,微系統(tǒng)能夠極大地提高武器系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)性和隱蔽性,改變戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)獲取樣式,帶來戰(zhàn)爭形態(tài)的本質(zhì)變革,當(dāng)前部分新型微系統(tǒng)技術(shù)已開始進(jìn)入實(shí)用化階段,如芯片級(jí)原子鐘、芯片衛(wèi)星、微型雷達(dá)等;(2)在生命健康領(lǐng)域,微系統(tǒng)可用于生物芯片、人體器官植入等;(3)通信領(lǐng)域,可用于通信裝置,提升通信速率;(4)在裝備制造業(yè),用于汽車傳感器、微型機(jī)器人等。
微系統(tǒng)迎合了未來武器裝備信息平臺(tái)芯片化發(fā)展的需求,也是后摩爾時(shí)代軍用電子系統(tǒng)發(fā)展的方向,其前景日益受到各國重視,美國、歐洲、日本都設(shè)立技術(shù)開發(fā)專項(xiàng)。美國的微系統(tǒng)發(fā)展居世界領(lǐng)先位置,采取軍民兩用的開發(fā)戰(zhàn)略,得到了軍方、國家科學(xué)基金、聯(lián)邦政府、經(jīng)濟(jì)界的支持。日本稱微系統(tǒng)技術(shù)為微機(jī)械,其微型化的戰(zhàn)略目標(biāo)主要集中于微機(jī)械制造。中國電子科技集團(tuán)公司專門成立了“微系統(tǒng)技術(shù)專家組”和“微系統(tǒng)技術(shù)總體中心”,中國電科第29研究所還專門成立了千余人的“微系統(tǒng)事業(yè)部”,開展微系統(tǒng)技術(shù)攻關(guān)、產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建等工作。
湖北在信息光電子領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)為微系統(tǒng)的發(fā)展奠定了較好基礎(chǔ)。武大、華科、武漢理工、湖北大學(xué)等高校都開設(shè)了相關(guān)課程培養(yǎng)微電子專業(yè)人才;華中科技大學(xué)和東湖高新區(qū)共建了“武漢國際微電子學(xué)院”,推動(dòng)微電子行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上中下游合作,提升武漢微電子產(chǎn)業(yè)的國際競爭力;武漢理工大學(xué)獲批建設(shè)“湖北省射頻微波應(yīng)用工程技術(shù)研究中心”;中船(武漢)微電子有限責(zé)任公司、武漢光谷微電子、武漢瑞芯電子等企業(yè)正積極開展微電子相關(guān)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)和服務(wù)。我省可利用已有的科研與產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ),加速推動(dòng)微電子向微系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的深化發(fā)展。
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