0.1 电子科学与技术的发展历史

从电子整流装置到集成电路，电子科学与技术和应用电子技术的发展已经有100多年的历史。从工程应用的角度看，电子科学与技术和应用电子技术的发展，可以用主要元器件的发明与应用作为里程碑。

电子科学与技术和应用电子技术是在现代科学技术和社会生活中得到广泛应用的基础技术，更是电子信息、计算机与信息技术等学科与工程技术学习和研究的重要基础。从工程应用的角度看，电子技术也是研究电子器件（Devices）与系统（System）分析、设计、制造的工程实用技术。

电子科学与技术和应用电子技术研究的目的，是提供特殊功能的电子器件、电路的设计、分析和制造方法与技术。因此，电子技术的基本分析方法是建立在电路理论、信号与系统理论基础之上的。随着电子技术、信息技术的发展，电子技术的应用方法也日趋信息化和数字化。

以元器件为特征划分的电子技术发展历程，可以简单地描述为图0.1-1。从图中可以看到，从20世纪50年代后，电子技术以极高的速度发展着，其应用领域不断地扩大。

1.电子管阶段

电子管阶段是现代电子科学与技术和应用电子技术的早期应用阶段，大约从20世纪初到20世纪60年代。这个时期中，基本电子元器件是真空电子管（简称电子管），电子科学与技术提供给应用领域的核心器件是电子管以及机电式器件（如继电器、变压器、磁放大器等）。从应用的角度看，这个阶段的电子系统比较笨重，消耗的功率比较大。因此，这一阶段电子技术的应用受到了一定的限制。

2.半导体分立元件阶段

半导体分立元件阶段是现代电子科学与技术和应用电子技术在不同工程应用领域得到迅速发展的阶段，主要的原因是，与电子管相比较，半导体器件的体积大为缩小，从而使得电子系统技术性能大幅度地提高，电子系统的体积大为缩小，电子系统所消耗的功率也迅速减少，系统效率得到了很大提高。例如，使用7个电子管的收音机所消耗的功率约50瓦，而使用7个晶体管的半导体台式收音机所消耗的功率仅为1～3瓦。由于半导体元器件克服了电子管元器件体积大、效率低、对环境要求比较高、使用不便等缺点，同时，伴随着计算机和智能技术的发展，这一时期的电子技术在不同的工程技术领域得到了广泛的应用，并奠定了应用电子技术在工程应用中的基础地位。特别是在宇航和军事设备中，半导体分立元件更是得到了迅速而广泛的应用。应用领域的扩大，不仅对电子科学与技术和应用电子技术的发展提供了强大的推动力，同时也向电子科学与技术和应用电子技术提出了新的挑战。

3.集成电路阶段

1958年，美国TI公司工程师Kilby（Jack Kilby，1924—2005，2000年诺贝尔物理奖得主）发明了第一块模拟集成电路，标志着集成电路时代的到来，也标志着电子技术进入了一个飞速发展的全新时代。

集成电路的发明，是电子技术发展的重要里程碑。集成电路技术不仅大大地缩小了电子系统的体积和功率损耗，进一步扩大了电子技术的应用范围，同时还提供了更加简单的应用技术，使得不同工程领域的工程师都能比较容易地使用电子技术完成相应的工程目标。集成电路阶段的电子科学与技术和应用电子技术的研究和应用方法与半导体分立器件时期有着极大的不同。特别是电子系统的设计方法和技术，更加依赖计算机。目前集成电路技术已经进入到了纳米技术阶段，2009年最先进的集成电路工艺已经达到了30纳米。同时，集成电路也不再是40年前的简单电路集成，而是可以把一个完整的电子系统集成在一个芯片中，构成片上系统（System on a Chip，SoC）。值得指出的是，在信息技术应用促进与电子科学与技术发展支持下，集成电路阶段出现了微处理器芯片，这为现代信息处理和信息网络提供了核心器件；而在纳米集成电路时代，微处理器技术在SoC的促进下，开始转向利用片上网络（Network on a Chip）实现的多处理器并行系统器件，这必将成为未来处理器和信息技术的基本支撑技术。