淺談數字電子技術發展現狀和趨勢

齊曉光

摘要：數字電子技術在科學的發展和市場的巨大需求的帶帶東下迅速的發展著，數字電子技術的應用鄰域也得到了很大的擴大，數字電子技術的發展和壯大已經逐漸占領了全球信息化進程的主導地位，本篇文章簡單的介紹了數字電子技術的發展現狀，分析了數字電子技術的未來發展趨勢。

關鍵詞：數字電子技術 應用現狀 發展趨勢

數字電子技術是當前發展最快的學科之一，電子技術可以分為數字電子技術和模擬電子技術，就邏輯器件而言，已經從20世紀40年代的電子管、20世紀50年代的晶體管和20世紀60年代的小規模集成電路，從中等到大規模集成，至今已發展到超大規模集成電路。近幾年又出現了可編程邏輯電路，提供了更加完善方便的設計器件世紀過程和方法也再不斷的演變和發展。半導體技術的大力發展推動應用，數字電子技術作為電子時代的支撐技術，在全球電子信息化的進程中起著巨大的推動作用。

一、發展現狀

隨著科學技術的發展和人類的進步，電子技術已經成了各種工程技術的核心，特別是進入信息時代以來，電子技術更是成了基本技術，其具體應用領域涵蓋了通信領域、控制系統、測試系統、計算機等等各行各業。 電子技術的出現和應用，使人類進入了高新技術時代，電子技術誕生的歷史雖短，但深入的領域卻是最廣最深，而且成為人類探索宇宙宏光世界和微觀世界的物質技術和基礎。

電子科學技術是人類在生產斗爭和科學實驗中發展起來的。1883年美國發明家愛迪生發現了熱電子效應，隨后在1904年弗萊明利用這個效應制成了電子二極管，并證實了電子管具有“閥門”作用，它首先被用于無線電檢波。1906年美國的德福雷斯在弗萊明的二極管中放進了第三電極—柵極而發明了電子三極管，從而建樹了早期電子技術上最重要的里程碑。半個多世紀以來，電子管在電子技術中立下了很大功勞;但是電子管畢竟成本高，制造繁，體積大，耗電多，從1948年美國貝爾實驗室的幾位研究人員發明晶體管以來，在大多數領域中已逐漸用晶體管來取代電子管。但是，我們不能否定電子管的獨特優點，在有些裝置中，不論從穩定性、經濟性或功率上考慮，還需要采用電子管。 集成電路的第一個樣品是在1958年見諸于世的。集成電路的出現和應用，標志著電子技術發展到了一個新的階段。它實現了材料、元件、電路三者之間的統一;同傳統的電子元件的設計與生產方式、電路的結構形式有著本質的不同。隨著集成電路制造工藝的進步，集成度越來越高，出現了在規模和超大規模集成電路（例如可在一塊6平方毫米的硅片上制成一個完整的計算機），進一步顯示出集成電路的優越性。按元器件集成度（芯片上所集成的元件數量）分為小規模集成電路（100個元件以上）SSI、中規模集成電路（100—1000個元件）MSI，大規模集成電路（1000—100000個元件）LSI，超大規模集成電路（100000個以上元件）VLSI等四種，現在集成度已達到數千億。 隨著半導體技術的發展和科學研究、生產、管理和生活等方面的要求，電子計算機應時而興起，并且日益完善。從1946年誕生第一臺電子計算機以來，已經經歷了電子管、晶體管、集成電路及大規模集成電路、超大規模集成電路，每秒運算速度已達百億次。

現在正在研究開發第五代計算機（人工智能計算機），他們不依靠程序工作，而是依靠人工智能工作。目前利用電子計算機對幾十臺乃至上百臺數字控制機床進行集中控制也已經實現。由于大功率半導體器件的制造工藝日益完善，電力電子技術已是當今一門發展迅速、方興未艾的科學技術，應用于中頻電源、變頻調速、直流輸電、不間斷電源等諸多方面，使半導體進入了強電領域。現在已經發現的先進的電子材料有：仿生智能材料、納米材料、先進復合材料、低維材料（量子點、量子線巴基球和巴基管）、高溫超導材料和生物電子材料等，先進電子材料正應用于新型電子器件的制造之中。新型電子材料的問世，將使電子技術向更高層次發展，這些材料將使今后的電子器件具有功能化、智能化、結構功能一體化，使電子器件尺寸進一步縮小，功能更全，運算速度更快，為分子器件、單電子器件、分子計算機和生物計算機打下了基礎。

二、數字電子技術的發展趨勢

1.隨著信息化時代的到來，社會需求者電子技術的飛速發展，數字電子技術更是成為社會經濟發展的主力軍，市場需求推動著信息技術向更深層次的邁進。因此科技信息的不斷進步加速了產業的升級換代，這就要求數字電子技術必須要順應市場的雪求，數字化是電子技術的必由之路，這已經成為當代的共識。我國的電子技術研究者經過多次探索和實驗，使得數字化的歷程在不斷進行著一系列的重大變革。當代我們所使用的電子產品由于技術的不斷革新正在以前所未有的速度進行更新換代，而這種革新又主要表現在大規模可編程邏輯器件的廣泛應用之中，特別是在當今這個時代，半導體的工藝水平經過不斷開發已經達到了深亞微米，芯片的集成度也達到千兆位，時鐘頻率也正在向千兆赫茲以上發展，數據傳輸位數甚至達到了幾十億次，這些技術在之前是難以想象的，這就注定soc片上系統必將成為未來集成電路技術的發展趨勢。電子設計技術在不斷的更新換代，發展到了今天，又將面臨另一次更大意義的突破電子設計自動化基礎的廣泛應用必將在我們的信息時代再創奇跡。

2.數字與模擬電子技術之間的融合促進了新型電子器件的誕生，不斷的提高性能一直是電子器件追求的目標，模擬技術與數字電子技術的融合首先提高了傳統電子器件的性能，促進了新型電子器件的誕生。例如，傳統電位器噪聲大、實驗壽命短、可靠性差、而集成EEROM、電子開關和線性電阻技術數字電位器改變了傳統電位器的機械結構，從而根除了傳統電位器的固有缺陷，提高了其性能。目前各種電子產品廣泛的開關電壓調節器、D類音頻放大器都是數字與模擬相結合的新型電子器件。

隨著科技的大力發展，數字電子技術將更廣泛的應用生產生活中去，要大力發展數字電子技術，就要擺脫傳統技術理念的束縛，將其與新興技術結合起來，從而大大提高自身的工作效率，為電子產品數字化邁進奠定了堅實的基礎，為未來的科技發展保駕護航。