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集成電路對國家的重要性范文第1篇

集成電路是換代節奏快、技術含量高的產品。從當今國際市場格局來看，集成電路企業之間在知識產權主導權上斗爭激烈，重要集成電路產品全球產業組織呈現出跨國公司(準)寡頭壟斷的特征，集成電路跨國公司銷售、制造、研局朝全球化方向發展。有鑒于此，當前集成電路是中國的“短腿”產業。

(一)產品研究開發至關重要。

集成電路產品研發和換代周期較短。按照摩爾定律，集成芯片上所集成的電路數目，微處理器的性能，每隔一個周期就翻一番；可比單位貨幣所能購買到的電腦性能，每隔一個周期就翻兩番。為什么集成電路產品研發換代周期如此之短?因為芯片制造商要以最短時間，盡其所能，開發新技術，將技術標準更新換代，以實現產品性價比迅速優化，并大規模鎖定消費者群體，乃至防止自身技術標準鎖定的消費者、使用者群體流失到競爭廠商那兒去。由此，集成電路制造商要生存和發展，必須從銷售收入之中，高比率地支出研發預算，建設研發隊伍，開展研發行動。研發主要目標在于，形成具有性價比優勢的技術標準和產品規格。以全球優勢芯片制造商英特爾為例，近幾年其研發支出占銷售收入的比重一直高達13-15％，而同期相對比，即使是研發強度較高的汽車和航空器產業，其優勢跨國公司的研發支出占銷售收入的比重也都在5％上下。

(二)知識產權主導權上斗爭激烈。

研發投入和行動是為了獲取創新成果。集成電路廠商之間，在研發成果的認定、建設、保護方面，常年都是劍張弩拔，斗爭異常劇烈。首先，研發成果要及時在產品市場銷售地申請登記為專利、商標等知識產權；這種登記行動在步調上要早于國際市場開拓。再以英特爾公司為例，美國專利和商標局的數據顯示，近幾年來英特爾所獲該局授權專利數目一直排在前十位，2007年獲得授權數1865項，在授權巨頭中排第五。其次是技術標準的認定和推廣。一項技術標準的權益的表現就是一個技術專利群體。從全球個人和辦公用計算機市場整體格局看，英特爾和微軟擁有所謂w英特爾事實標準；為鞏固這一標準的壟斷地位和保持周邊技術標準的優勢地位，英特爾可謂不遺余力。英特爾每隔一個季度，要在美國、中國、歐洲等世界主要大市場區，選擇商務中心城市，舉辦所謂英特爾信息技術峰會；峰會的一項重要工作就是推介英特爾的技術標準。近年推出的計算機技術標準涵蓋到系統總線、PC架構、多媒體網絡、無線通訊、數字家電等方面。三是知識產權的訴訟與反訴訟。作為PC機技術標準主導者，英特爾和微軟兩家公司幾乎每年都發生訴訟與反訴訟事件，訴訟涉及的核心問題是知識產權侵權和市場壟斷。近年來，就法院正式立案案件而言，英特爾的訴訟或反訴伙伴涉及美國Broadcom、超微、美國消費者群體、Transmeta、Intergraph、中國臺灣威盛、中國深圳東進等；至于從2005年開始，美國AMD公司訴訟英特爾更是表明，AMD公司要正面挑戰英特爾在PC機CPU芯片供應上占據多年的絕對壟斷地位。

(三)重要集成電路產品全球產業組織呈現出跨國公司(準)寡頭壟斷的特征。

集成電路廠商要做到大規模鎖定消費者群體，除在研發投入和節奏上要占優勢和先機之外，還需要盡可能地將產品市場國際化。因為只有以高度國際化的市場為基礎，企業才能在產品生產和銷售上取得規模經濟優勢，才能攤薄昂貴的研發成本。全球產品市場規模的擴張和研發強度的加大又是相輔相成的。于是，對集成電路等產業來說，若以全球市場為背景，我們會看到這樣一幅圖景：一旦某個企業在市場份額上初占優勢，它在研究開發經費的投入，在技術標準的推出和擁有，在鎖定消費者步伐等方面，都會較長時間處于優勢或領先的地位。全球市場份額也會朝向寡頭集中，直至另一個后起之秀再憑借某些條件，逐步突破原有優勢企業的寡頭地位，并推動市場份額重組，乃至再次形成新的銷售市場朝向單寡頭或少數寡頭集中的格局特征。當前集成電路產品全球的銷售市場和產業組織格局充分說明這一點。據Gartner公司調查，2007年全球前十大公司占全球商業芯片銷售收入的53.1％。需注意，這僅是關于全部各類銷售收入的集中度數據。集成電路(芯片)是中間產品；對某一具體最終產品所使用某種具體芯片而言，往往由單個或為數不多的若干芯片制造商處于市場壟斷地位。例如，對個人和辦公用微型計算機最終產品來說，因所謂WINTEL事實技術標準對既定消費者群體的鎖定，至少在PC機的CPU芯片供應上，很多年來，英特爾公司實際上一直處于單寡頭壟斷地位。當然，近幾年這種單寡頭絕對壟斷地位也一定程度受到AMD公司的沖擊。至于其他具體種類芯片，也以單寡頭或少數寡頭壟斷供應居多。

(四)跨國公司銷售、制造、研局朝全球化方向發展。

2007年全球集成電路銷售收入最多的十家公司分別是英特爾，三星電子、東芝、德州儀器、意法半導體、英飛凌、現代半導體、瑞薩、恩智浦和日本電氣。十大巨頭均為跨國公司，均以全球市場為背景，進行制造、銷售、研發基地配置，以盡可能地取得行業競爭優勢。以英特爾公司為例。英特爾在50個國家開設約300個分支機構，總公司對分支構架的控制主要采取控股、內部化方式，全球化布局戰略在銷售、制造、研發等方面都得到充分體現。

從銷售收入地域格局來看，銷售地域格局的多元化和新銷售地域增長點的形成是支撐英特爾銷售收入迅猛上升的主要因素。1997至2007年間，英特爾公司美洲銷售份額從44％0持續下降至20％；歐洲份額從27％持續下降至19％；亞洲份額從19％持續上升至51％。

從制造過程來看，英特爾在全球范圍整合生產體系，將高附加值部分(硅片生產與加工)留在美國，將制造設施放在以色列，將勞動密集型業務放在馬來西亞、愛爾蘭、菲律賓、巴巴多斯、中國和哥斯達黎加等地。隨著中國市場重要性上升，英特爾在建設原上海測試和封裝工廠的基礎上，先后于2004年、2007年再在中國成都、大連建設封裝測試和生產制造工廠。

從研局來看，在芯片設計和測試方面，美國、印度、以色列、中國等重要區域市場支點和人力資源豐富區是公司布局重點，其三大模塊化通信平臺、解決方案中心、研發中心分別布設在美國、中國和比利時。20世紀90年代以來，英特爾的全球架構整合行動一定程度影響和引領著其他芯片商。其中，一些公司對海外機構進行了重組。

(五)集成電路是中國的“短

腿”產業。

我國集成電路的設計和制造還處在起步發展階段，遠不具備強勢國際分工地位。這在多方面都有所體現。首先，集成電路是中國大額逆差產業。盡管近年我國貨物貿易實現巨額貿易順差，但順差、逆差產業的分化明顯。順差主要集中在紡織、家電等產業上，而集成電路、礦產、塑料等發生大額逆差。2005年和2006年集成電路是我國頭號逆差產品，其貿易逆差總額分別高達856億美元和676億美元，相當于當年全部貨物貿易順差的48.2％和66.4％。其次，我國各種專有權連年發生大額貿易逆差。2006年和2007年，通過國際收支反映出來的中國“專有權利使用費和特許費”貿易項逆差分別為64.3億美元和78.5億美元，分別相當于當年服務貿易國際收支逆差總額的72.8％和99.4％。如前闡述，集成電路產業要發展，需要以企業擁有強勢知識產權所有權為基礎，而專有權貿易項大額逆差實際上和集成電路設計產業處在幼稚期密切相關。還有，目前我國集成電路設計和制造企業的實際情況也說明了這一點。2007年中國地銷售收入排名第一的集成電路設計企業――華大集成電路設計集團有限公司銷售收入總額大致相當于同年英特爾銷售額的5％。在排名前幾位的芯片設計制造商中，業務種類主要集中在身份管理、消費結算、通信、MPi、多媒體等低端芯片上面。

二、中國本土企業的借鑒經驗

目前，在智能卡，固定和無線網絡、消費電子、家電所用芯片，以及PC機芯片等產品領域，我國已經有若干集成電路設計制造企業，自主品牌業務迅速增長。境內自主品牌企業的成長經歷初步表明，國內大市場能夠為企業成長提供比較優勢，知識產權建設是企業可持續成長的推動力，企業應該高度重視知識產權貿易糾紛應對，目前中國集成電路企業“走出去”尚不普遍。

(一)若干中低端集成電路設計企業迅速成長。

根據來自中國半導體行業協會的數據，中國內地集成電路設計產業銷售收入從2002年的21.6億元增長到2006年的186億元，年均增長71.3％。位居2007年銷售額前五位的企業分別是中國華大集成電路、深圳海思半導體、上海展訊通信、大唐微電子、珠海炬力集成電路。我國集成電路的本土“巨頭”的業務范圍主要集中在智能卡、多媒體、通信卡等低端業務上。同時，這些企業在成長早期的某個三至五年時間段，都發生過業務量迅猛增長。其中，珠海炬力2002-2005年間銷售收入年均增長高達950％；上海展訊通信2007年銷售收入相比上年增長了233.1％，中國華大集成電路2004-2006年銷售收入年均增長62.6％。

(二)境內大市場能夠為企業成長提供比較優勢。

境內大市場對企業成長的重要作用的典型表現是：“第二代身份證項目”為中國華大、大唐微電子、上海華虹、清華同方微電子等企業成長提供了較大市場機遇。這里再以珠海炬力對市場的主動開發為例。從2001年開始，珠海炬力推出所謂“保姆式服務”。炬力在銷售芯片的同時，免費附送一套完整的MP3制造“操作手冊”，對芯片手工、規范、標準、制作和質量等做詳細說明。同時，只要買了炬力芯片，炬力服務支持人員會告訴你到哪里買合適的PBC板，到哪里買電容、電阻，成本是多少。客戶即便是外行，只要找幾個會焊接技術、能看懂圖紙的技術人員。然后再買模具回來，往上一扣就可以出貨。“保姆式服務”吸引了大量中小廠商進入MP3市場，僅2005年，境內出現的MP3品牌就達600多個。由此，珠海炬力在中國本土成功巨量引爆MP3生產和消費能力。這種操作給矩力銷售收入帶來了井噴式增長。還有，珠海炬力后來深陷與美國芯片商SigmaTel公司的訴訟糾紛，對向美國出口受到限制，這時，正是面向境內和其他國家的銷售為珠海炬力提供了市場緩沖和財務支持。在后來與SigmaTel公司的較量中，珠海炬力要求國內司法機關執行“訴前禁令”，而正是因為考慮到可能失去中國境內大市場，成為外方企業考慮和解的重要權衡因素，中國境內大市場成為斗爭籌碼之一。實際上，我們再從國際經貿理論提供的論證來看，不論是波特的國家比較優勢論，還是戰略性貿易理論，或者是楊小凱等人新興古典貿易理論，境內大市場都是構建國際分工比較優勢的重要支持因素之一。

(三)知識產權建設是企業可持續成長的推動力。

具備研究開發實力是啟動、占領和拓展市場的基礎，也是企業可持續成長的動力。所有快速成長的中國集成電路設計企業都表現出了這個特點，有的企業在技術標準建設上也取得了很大成績。

1　中國華大。2006年華大實現了新增知識產權45項，其中申報發明專利29項，軟件著作權登記8項，集成電路版圖登記8項。該公司自2003年開始進行WLAN芯片研發工作，成為無線局域網領域的“寬帶無線IP標準工作組”正式成員。此外，作為“WAPI產業聯盟”發起人單位之一，華大還積極參與到國家WLAN標準的制定。

2　深圳海思。海思掌握具有一定地位的IC設計與驗證技術，擁有先進的EDA設計平臺、開發流程和規范，已經成功開發出100多款自主知識產權的芯片，共申請專利500多項。

3　上海展訊通信。展訊近百項發明專利獲得國內外正式授權，目前已形成一套核心技術的專利群。

4　大唐微電子。公司連續開發出一系列具有自主知識產權的技術與產品，目前，公司共向國家知識產權局申報專利90項。

5　珠海炬力。2003年以來，珠海炬力不斷加大自主知識產權技術的研發投入力度，并積極申請專利、布圖設計、軟件著作權、商標權等多種形態知識產權，專利申請量和獲得授權的數量實現了迅速增長。

(四)知識產權貿易糾紛提供的教訓非常深刻。

在深圳海思尚未從華為拆分出來的時候，華為就在集成系統的軟硬件方面和國外廠商有過知識產權摩擦。至于從2005年年初至2007年6月，珠海炬力與美國老牌芯片商SigmaTel的知識產權糾紛所引發的摩擦影響之大、企業投入之巨、持續時間之長、社會關注之廣，在我國貿易糾紛歷史上極為罕見。這一知識產權貿易糾紛提供的教訓值得我國集成電路和高新技術企業長期引以為鑒。

1　集成電路企業全球市場份額大幅攀升必然引發知識產權貿易摩擦。2003年以前，SigmaTel曾經在全球MP3芯片市場中占據70％以上的份額。但是，正是由于集成電路產品的快速換代性和消費者群體鎖定性，隨著珠海炬力的崛起，SigmaTel的市場份額

不斷遭到炬力蠶食。2006年4月，SigrnaTel第一季度收入較上年同期下降67％，正是出于“生死存亡”的考慮，SigmaTel才選擇在珠海炬力成長的關鍵期，不遺余力地通過訴訟和其他途徑，試圖“阻擊”炬力市場領地的蔓延。

2　知識產權訴訟過程本身就會給競爭對手造成重大傷害。在訴訟其間，珠海炬力曾經遭遇對美國出口受到禁止、公司股價大跌、前后訴訟支出超過1000萬美元等考驗，如若公司沒能挺住，可能就倒在訴訟途中。

3　與訴訟對手和解，是雙方博弈的理性選擇。在整個訴訟和反訴過程中，珠海炬力經歷“遭訴應訴反訴拒絕和解在對方調整條件后和解”的互動角色變化。而對手Sigma7el則經歷“一定程度得手遭反訴提出和解遭到拒絕調整條件后和解”的角色變化。雙方的和解與英特爾、微軟、IBM、華為等公司與糾紛對手和解有類似之處，是實力較量之后的理性博弈和解。

4　企業的知識產權管理必須同步于產品國際市場開拓。2005年以前，珠海炬力的知識產權管理是滯后于國際市場開拓的，當然也談不上事前對可能陷入的訴訟做前瞻性準備。而正是回應訴訟強烈地推動了企業的知識產權管理。

(五)企業主動“走出去”尚不普遍。

目前就企業國際化而言，境內快速成長的企業均在自身設計產品出口方面取得了較大進展。其中，深圳海思、上海展訊、大唐微電子、珠海炬力等企業的海外銷售收入都在公司銷售總額中占有一定的比例。其中，2006年，深圳海思出口收入占銷售收入的69％，上海展訊占32.6％，大唐微電子占1.4％，珠海炬力占89％。不過，在海外分支機構建設方面，僅深圳海思、上海展迅通信初步取得進展。

三、中國集成電路產業繼續突圍發展的基本要領

集成電路之所以成為中國的短腿產業，有其內在原因。集成電路企業的啟動需要有較先進的技術和較強勁的資本實力作為基礎；也需要國內居民普遍的收入達到一定水平，以支撐電腦、手機、消費電子、高端家電等購買閥值相對較高的產品形成市場規模。至于某些中高端芯片產品發展，國內企業還處于成長初期，會面臨外方強勢跨國公司全面壟斷市場的壓力。全面考慮這些情況，作為“短腿”的中國集成電路產業的發展歷程必定是一個不斷在技術和市場上構建優勢，并突出外方強勢企業重圍的過程。

(一)積極拓展產品種類，提升產品檔次。

我國現有集成電路企業，現有的集成電路關聯企業，如計算機、家電、消費電子、工程服務等產業領域廠商，應該在企業原有的技術和財務實力的基礎上，通過開發創新技術、建設技術標準和拓展產品市場，逐步拓寬和提升我國能夠設計、開發、制造的集成電路產品種類，乃至實現我國設計的自主品牌集成電路產品，逐漸延伸到手機、計算機用CPU等高端芯片產品領域，并逐漸結束我國在高端集成電路領域的空白狀態。

(二)企業主動開發境內大市場。

隨著我國居民收入水平不斷增長，我國消費購買閥值增大，對像集成電路這種高技術產業的突圍成長而言，境內大市場的孵化、支持、緩沖等作用將表現得越來越明顯。不過，境內大市場的這種作用需要企業主動去發現、開發和利用。因此，在中國內地企業提升集成電路產品檔次、培育民族品牌產品、建設自主技術標準體系的過程中，應該借鑒珠海炬力、中國華大等企業的經驗，創造性地拿出市場開發方案，通過生產和消費兩方面的促進，激發我國的集成電路市場容量潛力，并實現企業快速成長。

(三)加強技術標準建設，占領知識產權制高點。

境內集成電路企業和集成電路產業關聯企業，應以某些技術單點的創新成就為基礎，加強產品價值鏈上下游環節技術創新和專利開發，以點帶面，逐步形成本國自主知識產權技術標準集群。企業和政府共同努力，將謀求事實國際標準與國際標準認定結合起來，大力推進技術標準國際化。企業應積極建設產業聯盟，集中同行技術實力，削弱國際同行競爭性標準影響力，促進自主產權技術標準建設。政府則應完善技術標準國內管理。同時，積極參加技術標準國際組織和論壇，推動技術標準國際合作機制改革。

(四)企業盡快“走出去”，培育形成民族自主品牌跨國公司。

隨著我國自主品牌集成電路產品國際市場份額的增大，隨著產品品種逐漸延伸到電子產品CPU等核心環節或高端領域，我國企業與外國跨國公司的直面競爭將在所難免。因此，從指導思想上，在集成電路企業的成長過程中，一定要盡快“走出去”，要以本行業世界一流跨國公司為標桿，構建全球性與區域性恰當結合的研發、生產、銷售網絡。另外，與集成電路關聯的計算機制造、電信服務、工程服務企業，也都應該盡快成長為自主品牌跨國公司，并和集成電路跨國公司成長形成呼應、配合和相互促進的關系。

(五)政府和社會將集成電路產業作為戰略產業予以扶持和資助。

集成電路產業具有以下特征：研發和資本需求強度較高，廠商靜態動態規模經濟效應明顯，本國廠商和產業成長面臨外方強勢競爭對手，這些特征非常符合戰略性貿易理論所闡述的戰略性產業的特征。因此，政府應將該產業作為戰略扶持產業。具體地說，政府應該選擇集成電路(潛在)優勢企業，運用研發資助、財稅優惠、優惠性融資、出口補貼、“走出去”資助，外方優惠政策爭取等措施，積極推動本國戰略產業廠商提高國際市場份額。此外，政府還應和科研機構、其他社會各界一道，面向集成電路產業，加大基礎科學研究力度，加強與科技項目、知識產權、人才培養相關的配套公共管理和服務。

(六)政府統籌建設境內外大市場，加強國際經貿合作關系。

首先要加強境內外關聯產品消費設施和流通市場的建設。在國內，特別是在廣大農村地區宜采取財政支出、優惠信貸等方式；在境外，主要面向發展中經濟貿易伙伴，以政府發展援助、企業公益行動、貿易能力援助等方式，支持或幫助有線無線網絡、電力等基礎設施建設，改善PC、手機、家電等關聯產品流通市場，提升貿易伙伴的貿易能力。其次要策略地開展國際經貿關系合作。積極面向在集成電路產業上和我國不存在競爭關系的經濟體，通過FTA/RTA和其他經貿協議，形成(準)共同產品市場關系。第三要優化企業對外投資環境。加強國際投資協定合作和雙邊協商，破除中國企業境外投資進入障礙。

(七)加強知識產權貿易摩擦的防范和應對。

集成電路對國家的重要性范文第2篇

關鍵詞：電子信息；科學技術；發展現狀

電子信息科學技術的出現，使人類快速的進入到了一個新的科技階段，電子信息科學技術的廣泛使用使廣大人民在日常生活中獲得了極大的便利，也得到了廣泛的認同。現如今電子信息科學技術對小到一個家庭，大到一個國家和人類社會都是不可或缺的，它不僅給我們的家庭生活帶來了眾多的便捷，而且電子信息科學技術的發展水平也代表了一個國家的科學技術水平，極大的促進了社會的進步與發展。世界各國都極度重視電子信息科學技術的發展，隨著這么多年的發展，電子信息科學技術已經出現在各個領域中，在工業生產的多個環節上實現了電子信息科學技術控制，這樣極大的提高的工業生產力，使整個工業生產和發展水平得到了很大的提高。

隨著電子信息科學技術的廣泛發展，它的影響范圍也越來越大，任何事物都是具有兩面性，電子信息科學技術亦是一把雙刃劍，在帶給我們眾多便捷和機會的同時，也給我們帶來了眾多的挑戰。這就引起了我們對電子信息科學技術發展現狀的思考，以及提醒我們對于電子信息科學技術需要一些規范。

1 電子信息科學技術發展的現狀

電子信息科學技術是一個國家綜合實力的重要組成部分，是一個國家綜合實力的象征，對于一個國家的工業和科技水平起到重要作用，也被世界范圍廣泛認為是科研領域的重要組成部分。在國際范圍來看，電子信息科學技術為核心的競爭越來越激烈，各國已經開始了電子信息科學技術人才的培養和儲備。

1.1 微電子技術的發展

系統集成是21世紀以來微電子技術發展的重點，集成電路制造是電子信息硬件產品關鍵技術的核心，應用范圍十分廣泛，從手機卡到電子計算機的芯片都運用到了集成電路技術。

微電子技術已經經歷了大規模、超大規模、特大規模的集成時代，從1995年開始已經步入了極大規模集成時代。集成電路技術作為現代高科技的代表對世界經濟的發展起到極為重要的作用。現如今，芯片面積越來越大，特征尺寸越來越小，集成度越來越高，是集成電路產品的發展趨勢。未來十年內，集成電路仍然會以硅基CMOS電路工藝為主流，硅片的大直徑化將是主要發展趨勢。

1.2 計算機技術向多媒體和智能化方向的發展

計算機已經進入現代的人類生活，成為人類生活工作中不可缺少的重要組成部分。計算機技術主要包括個人電子計算機、服務器、外部設備設計開發技術、計算技術、多媒體技術和人工智能技術等。

計算機的性能基本以平均每兩年提高一個數量級的速度快速發展，并行處理技術處于迅速發展中。近幾年，CPU已經基本從32位過渡到64位；在產品結構中，網絡設備將替代計算機的核心地位。多媒體技術的發展使計算機、通信等融為一體。手寫識別和語言識別技術已經走向實用化。計算機的人工智能也得到的發展，如近期我國百度公司推廣的百度小度機器人；近些年流行的可穿戴設備都是人工智能技術快速發展的體現。

1.3 網絡技術向多業務、高性能和大容量方向發展

網絡通信技術、網絡服務技術和網絡安全技術和網絡技術的三個主要方面。目前，多業務、高性能、大容量是網絡技術發展的主要方向，爆炸式增長的IP業務、超高速因特網、寬帶綜合業務數字網都是未來網絡技術發展的重點。融合數據、語音和影響的多元第二代互聯網網絡已經取代第一代的單一數據網絡，密集波分多路復用技術在光通信網絡技術中的使用將極大的降低網絡傳輸成本，在未來有可能向客戶提供無限寬帶，使多媒體實時通訊的實現成為可能。同一網絡上實現所有媒體成分數據的有效傳輸是網絡多媒體通信的主要任務。

1.4 通信技術向寬帶化、個性化和綜合化方向發展

通信技術主要包括衛星、光線傳輸技術、移動通信技術、數字微波技術、有線和無線接入技術。低軌道衛星通信技術已經實用化，光纖傳輸技術使傳輸速度每3-4個月翻一番，通信業務實現了傳輸活動畫面的功能。移動通信技術迅速發展，模擬移動通訊已經全面被GSM、CDMA數字移動通信取代，GPRS也已經進行商業發展階段。另外，寬帶接入技術得到迅速發展，光纖主干網站接入寬帶目前已經超過G級，Internet無線接入技術以及藍牙技術已經進入成熟階段。

2 電子信息科技技術發展的必然性及思考

電子信息科技技術的發展水平代表了一個國家的綜合實力和科技水平，各國都在極力開展科研，以搶占高新技術的制高點。電子信息科學技術的發展前景應用范圍越廣，應用范圍越廣，越能影響到國家生活及生產的各個方面，對一個國家的產業升級和經濟發展具有至關重要的作用。近些年，隨著我國電子信息科學技術的發展，網絡技術得到了大力發展和普及，人們的生活中隨處可以連接互聯網，在這一趨勢下，我國的電商產業和網絡金融產業都得到了大力的發展，其中阿里巴巴集團已經成為世界范圍內不可忽視的電商。我們的生活也離不開電商的便捷服務，這些都可以看出電子信息科學技術的重要性，它對我們的生活和生產帶來的影響是巨大的和不可或缺的。它的發展也肩負著加快經濟發展，深化經濟改革的重任。

然而，與發達國家相比，我國的電子信息科學技術還處于劣勢，主要是起步較晚、發展較慢等。目前還是存在一些問題。首先是缺乏專業人才，人才是電子信息科學技術的核心，是該產業發展的基礎，是決定該技術是否進步的重要指標。其次是缺乏一些核心技術和創新意識，這些方面的匱乏使我國的電子信息科學技術陷入了困境，這導致我國花了大量的資金去購買國外先進技術，然后這還不是核心技術，使我國的電子信息科學技術始終落后于發達國家。除此之外，我國還缺乏一個良好的市場環境，我國沒有一個有效寬松的市場，盜版侵權等一直影響著電子信息科學技術的發展。

以上這些都是需要我們去進行規劃和改革，建立良好的市場氛圍，科學論證形成一個成熟完善的人才培養體系；大力引進我國在國外學習了先進科學技術的人才回國服務；集中國家力量在一些重要科學技術上進行攻關；建立一定的獎勵機制鼓勵技術創新。

3 總結

社會經濟水平和人民生活質量的提高離不開電子信息科學技術的發展，雖然我國的電子信息科學技術已經發展到一定的水平了，但是離發達國家還有一定的差距，這對我國的電子信息科學技術產業提出了嚴峻的要求和考驗，我們需要正確認識電子信息科學技術產業的發展，結合我國的發展現狀，針對發展中出現的問題找到合理化的解決方案，以幫助我國的電子信息科學技術進入良性的快速發展道路，以推動我國經濟水平和綜合實力的提高。

參考文獻

[1]李兆銘，試論電子信息科學技術的未來發展，黑龍江科學，2013.

[2]黃清，淺析電子信息技術現狀及未來發展趨勢，企業導報，2015.

[3]龔成，論電子信息技術的應用特點與未來發展趨勢，網絡安全技術與應用，2014.

集成電路對國家的重要性范文第3篇

1醫療健康領域的需求現狀

在醫療健康領域,關注的熱點正在漸漸從最基本的疾病產業向保健產業轉變。這二者都是以健康服務為最終目的,但是前者主要是有針對性的“對癥下藥”,而后者則更傾向于為一般消費者提供更全面的保健解決方案。

美國著名經濟學家保羅?皮爾澤(Paul Zane Pilzer)曾是花旗銀行最年輕的副總裁并出任布什、克林頓兩任總統的經濟顧問,在他的《財富第五波》一書中指出:二十一世紀人類面臨嚴重飲食失衡,卻人人希望更健康、抗老化,預防勝于治療,從而開啟保健產業的兆億商機。這是繼第四波網絡革命后的明星產業,相比疾病產業的被動性,保健事業是主動積極的產業。

世界衛生組織(WHO)在2008年10月公開的一份檔案中提到:人口老齡化助長癌癥和心臟病病例上升;心血管疾病是全世界主要的死亡原因,聽力喪失、視力問題和精神障礙是最常見的殘疾原因。

龐大的老齡化群體和慢性疾病患者等群體的現狀(換言之,是社會需求和市場需求的現狀)使得疾病產業、保健產業中亟需發展應用新的技術和產品。

2.1 世界人口老齡化,對醫療護理產品提出了更高的要求。

隨著醫療水平的提高,世界平均人口壽命增加,世界和中國都面臨著人口結構老齡化的問題。如根據聯合國經濟社會部的研究數據(如圖 1),到2050年世界60歲以上的老年人將達20億,約占世界總人口的1/3,其中有79%生活在發展中國家;而中國國家人口發展戰略研究報告也指出,我國在2007年老齡人口為1.43億,占人口比重的11%,但是在2040年左右,這個數字將達到4.3億,占全國人口的30%。這些數字意味著屆時每4個人中將有1~2名老年人,同時也表明針對老年人護理的配套設施將會有很大需求。

近幾年來,中國社會老齡化趨勢日益明顯,也引起了各有關方面的關注。“人口老齡化將伴隨21世紀始終”。我國現在雖然還處于勞動力黃金時期,但60歲以上人口超過14%,65歲以上人口超過10%,按照國際社會標準,已經跨進了老齡化社會的門檻。老齡化問題將從多方面給中國社會帶來巨大壓力和挑戰,同時也會帶來新的機遇,其中最大的機遇就是老年人群消費所帶來的“銀發產業”發展。

我國老齡化的趨勢及特點如下:

(1)老齡化速度快于全國總人口增長速度;

(2)我國老齡化速度快于世界老齡化速度;

(3)我國老齡化速度快于經濟發展速度,呈現了“未富先老”的特征;

(4)經濟發達地區率先進入老齡化;

(5)老年人生活質量有所提高;

在目前我國經濟發展水平尚處于世界中下水平時,老齡化程度卻己進入了發達國家的行列。老齡化的加速對經濟社會都將產生巨大的壓力。

老人占全球人口的比例越來越高,這助長了與年齡有關的慢性病增加,在發展中國家尤其如此。在世界各地,護理人員、衛生系統乃至整個社會均需作好準備,應付老人持續增長的需求。

1.2疾病特別是慢性病的威脅和困擾日益擴大化,以及家用保健產品需求的加強,對醫療保健產品的便攜程度提出了更高的要求。

隨著社會的發展和人們生活水平的提高,對一些多發性的慢性疾病、殘疾障礙、以及神經功能失調疾病的治療需求越來越迫切。

心血管疾病是全世界主要的死亡原因,主要是心臟和血管疾病,可造成心臟病和中風。通過健康飲食、經常性身體活動和避免使用煙草,可預防80%以上的心臟病和中風,而為了進一步減少威脅,這些病往往還需要長期的、經常性的檢查和治療。

最常見的殘疾原因中如聽力喪失、視力問題和精神障礙等,其中許多障礙是容易通過電刺激設備進行輔助治療的(例如聽力喪失和白內障)。這些疾患的總體罹患率較高,需要改善獲得治療的機會和方法,改善患者的生活質量,使人們過上有意義的生活。

另外,神經功能失調是一大類神經系統疾病,高發病率而且重癥的帕金森病等運動障礙疾病、癲癇、頑固性疼痛等,導致病人明顯殘障,造成巨大的經濟和社會負擔。傳統上,神經功能失調疾病的治療有藥物方法和外科手術毀損方法。但是長期服用藥物副作用多且難以避免,而由于腦和神經的復雜性和人類認識的局限性,不可逆的手術毀損具有不可預知的惡性后果。

進入21世紀后,隨著生活質量的提高,人們健康意識也普遍增強。特別是在醫院內“一次性治愈”目標很難實現的階段下,新的產業應運而生:除了醫院的醫生診斷,可家用的醫療及保健電子設備的需求明顯,如疾病預防和協助診斷、慢性病的長期監測及治療、特別是老年人護理等。另外,包括慢性疾病的監測和控制、治療在內,醫療保健需要同時實現在臨床上的診斷準確性和日常家用的普及性,以及建立以預防和早期診斷為導向的健康觀念。比如對于盲人、癲癇癥、糖尿病等患者,傳統醫療護理手段所帶來的長期的臨床生活是社會和病人都無法承擔的,而離開了醫院又會造成生活質量的下降。于是醫療電子終端產品的普遍發展趨勢將主要是便攜式、穿戴式,某些特殊方面還向植入式發展,以實現“隨時隨地”的動態、連續的檢測和初步診斷。可以預見在不遠的將來,這些便攜、可穿戴或植入式的醫療及保健電子設備將給人類的生活提供極大便利,產生重大的影響。

1.3 世界醫用市場需求的迅猛發展,將成為半導體市場的重要推動力。

在世界范圍內,醫療電子市場連續25年增長,很有可能成為未來(半導體市場的)主要驅動。全球醫療保健費用每年5萬億美元,而中國的醫療保健則消耗了GDP的5%,平均每年增加38%。特別是從全球醫用半導體行業的收入來看,醫用半導體行業的幾個主要的部分預計在未來的5年內年均復合增長率(CAGR)在10%附近。

而另一份來自Databeans (Sept. 2008)的數據則預計在未來5年醫用集成電路市場的年增長率將高達14%,甚至高于消費類集成電路(11%)和計算機集成電路(9%)的增長。可以看出,在21世紀醫用集成電路的重大革新將會像上世紀80年代的電子計算機、90年代的移動通信一樣,成為影響全球半導體市場的主要推動力。

世界范圍內的醫療電子市場同時會帶動我國的醫療電子產業。比如現階段我國的“銀發產業”剛剛起步,根據中國國家老齡委提供的數據,目前中國老年人用品市場的需求量為4000億元,到2010年將達到10萬億元,而現階段全國為老年人提供的產品不足10%,離市場需求差距巨大。而且隨著中國經濟社會的持續發展,各方面因素將為“銀發產業”蓬勃發展提供更加強大的動力。在推動經濟增長的同時,老年人生活質量能夠提高、身心健康得到保障,借助產業發展也可以緩解老齡化問題給社會帶來的壓力。

2我國醫療電子產業面臨的機遇

醫療電子產業的涵蓋領域非常廣,包括超聲波成像、計算機斷層掃描等應用電子設備,以及電子血壓計、血糖儀等消費類終端產品都屬于醫療電子領域。在我國的電子信息產業中,醫療電子產業是很重要的一環,是最貼近民生的電子信息產業細分行業之一。隨著2009年4月份《電子信息產業調整和振興規劃》的出臺以及國家新醫改方案的公布,尤其是8500億元醫改的投入,我國醫療電子產業無疑面臨著廣闊的發展空間,這對我國的醫療電子產業將帶來積極的影響。而且政策別還強調了要加強在醫療電子產業領域自主創新能力的建設,這無疑為我國醫療電子產業帶來了很好的發展機遇。另外,醫療設備行業的高速增長也將刺激醫療電子市場的需求:據預測,當前我國醫療電子市場規模為250多億元,同比增速在16%以上,超過了全球市場的增長率。

為了更好的應對這個難得的發展機遇,要在如下兩個方面有所建樹:一方面是在醫療信息系統領域。這一領域迫切需要提高遠程醫療水平,以及其所依賴的信息傳輸和管理技術。另一方面是在醫療電子領域。這兩個方面的要求,需要在技術上關注網絡標準與便攜技術的走勢:第一是網絡互聯操作標準。幾年前一些著名國際企業包括思科、IBM、英特爾、三星電子等就成立了“持續健康聯盟”產業組織,以進行標準選擇、互用性指南的編寫等工作。ADI亞太區醫療事業部也認識到“為了適應醫療體系的網絡化建設,從長遠發展來看互聯的數據平臺變得非常重要”。第二是便攜醫療產品與技術。隨著人們健康意識、健康需求及相應支付能力的不斷提高,以預防為主和早診治的指導思想,以及醫療電子隨著集成電路技術的發展不斷涌現出小型化、集成化、網絡化、數字化、智能化的趨勢,這些都將成為便攜醫療電子快速增長的催化劑。在便攜醫療產品中,電子血壓計、便攜血糖儀、電子助聽器等便攜式設備占到家用便攜醫療產品市場的90%,而便攜式多參數監護儀、便攜式超聲診斷儀、便攜式胎兒監測儀、便攜式心電圖儀位居我國醫用便攜設備市場前列。此外,基層醫療機構所需的低成本、高可靠性、操作簡單的X光機、超聲診斷儀、核磁共振設備和計算機斷層掃描設備的市場容量也將大幅提升。而這些產品所涉及的智能化、小型化、低功耗、高分辨率的技術都備受關注。

3集成電路技術應用的概要介紹

集成電路技術在醫療電子領域內的應用非常廣闊且多樣化,大致可分為下述四種不同的應用類型:

(1)醫學影像――這一類型包括超聲波、計算機化的X射線斷層掃描(CT)、核磁共振成像(MRI)、X射線、正電子發射斷層顯像等;

(2)醫療儀器――主要是實驗室配套電子設備、透析機、分析儀器、外科手術設備、牙科設備等;

(3)消費型醫療設備――偏重于患者(可家用,非臨床)使用的終端設備,包括數字體溫計、血糖計、血壓計、胰島素泵、心率計、輔助聽力(數字助聽)等;

(4)診斷、患者監護與治療設備――協助醫生判斷的(主要是臨床使用)相應設備,都包括心電圖、腦電圖、血氧計、血壓計、溫度計、呼吸計、除顫器、植入設備等;

這四種類型基本涵蓋了醫療電子領域的各種應用。其中后兩類,特別是消費型醫療設備尤其需要通過先進的集成電路技術來達到智能化、小型化、低功耗、高分辨率等目標。

小型化、低功耗:通過這些便攜、可穿戴、或是植入式的設備,才可以實現人體相關體征信號的動態采集和連續監測,在必要時還可以達到24x7的工作要求;

智能化、低成本:可醫院用、家庭用、其他非醫院環境用,并通過網絡接入等技術實現遠程醫療,從而更合理地配置醫療資源,提供更高水平的醫療服務,同時減緩醫院就診壓力。還可普及供大范圍內的人群使用:如病人用來治療、健康人用來預防,或老年人用于輔助護理、年輕人用于鍛煉健身,可提供早診治的信息,對人體最小干預(無創/微創),等等。

世界上集成電路領域最權威的會議――國際固態電路會議(ISSCC)的技術專題委員會,圍繞以上四種類型的醫療電子應用中日益凸顯的關鍵技術問題,在2009年預測了在未來醫療電子應用領域中集成電路技術的研究熱點:

(1)人工輔助聽覺、視覺、無線肌肉刺激、神經刺激:這類研究重點在于需要對人體安全無危害,包括和人體組織的電極接觸界面、泄漏電流檢測、過熱斷電等。同時還對系統的可靠性、外殼包裝、集成度和工作壽命等方面有要求;

(2)傳感量:生物分子檢測(如DNA等),神經感知、集成核磁共振等;

(3)超小型:遙控或遠程診斷;

(4)自適應控制:場景分析、管理方法等;

(5)無線測量技術中的瓶頸:數據流壓縮、拓寬頻道等;

(6)帶有馬達和姿態控制的智能內窺鏡膠囊;

(7)pH值的測量陣列(離子敏感的場效應管,ISFET);

(8)其他系統級需求。

在這些預測的研究熱點中,既有針對某一種具體應用提出了更進一步的功能研究(如用于腸胃內窺鏡中的馬達和姿態控制),也有對從應用中提煉出的共性關鍵技術(如對于無線通信技術方面的瓶頸分析),還有對于生物醫療與集成電路的交叉學科發展趨勢(如需要更完善的知識結構和傳感技術完成生物分析檢測等)。

從技術實現的角度來看,上述醫療應用中有關的信息工程在醫療電子領域面臨的根本性問題可分為四個主要方面:

(1)數據采集:電子電路需要通過傳感器來感知物理世界。在實際世界中的各種物理量需要首先轉換成為電信號,之后才能夠由集成電路進行處理。采用適合類型的傳感器對適合的物理量進行采集,以及對傳感器的接口進行完善的交互控制就顯得尤為重要;

(2)數據處理:將外界物理量信息提取成電信號后,還需要做初步的信號調理和采樣、變換、濾波等預處理操作,并將原始數據進行存儲或是根據一定的算法做分析計算;

(3)數據傳輸:經過處理的數據還需要進行傳遞,通過由集總的控制設備進行數據融合后才能夠判斷。可分為基帶通信和射頻通信,前者大部分是電信號有線連接或是通過人體組織等導電介質,后者主要是用無線電磁波通過空氣等介質;

(4)能量供應:對于一般的醫療電子設備而言,體積微型化和延長工作壽命是矛盾的,因為電源的體積往往與其可提供的能量大小成比例。這樣就需要在進行低功耗、低能耗設計研究的同時,開發出新的能量供應方式如能量恢復、光電池效應、壓電效應等,保證醫療設備(特別是便攜式、植入式)的續航能力。

接下來以幾個具體的研究課題項目為基礎,針對不同的應用例做更深入的分析,來介紹一下目前國內在如下兩個研究方向上取得的一些進展:

1)對較為基本的物理量如溫度、脈搏等,待處理的數據量比較少,硬件系統的工作流程也非常類似,可以考慮采用一種具有共性的硬件結構進行實現。同時這些有共性的硬件系統還可以通過一種通信協議組成網絡,實現人體區域的傳感器網絡。

2)在另一些特殊的應用中如人工輔助的聽覺、視覺,以及智能內窺鏡膠囊等,由于原始數據是語音和圖像,過程中會涉及到傅里葉變換、數據壓縮等更為復雜的算法,數據運算量相對于簡單的生命體征信號要大得多,成為制約低功耗的瓶頸之一。

4實例

4.1 用于體征監測的傳感器網絡

無線人體區域傳感器網絡(Wireless Body Area Sensor Networks, WBASN)是一種能夠滿足前述應用要求的“通用”解決方案。它是進行人體生命要素信息采集與控制的小區域傳感器網絡,一般主要用于特定人群/人體的長時間健康狀況監測、身體健康指標分析等。最典型的應用例為糖尿病患者、癲癇癥患者、神經紊亂或衰弱患者,以及慢性心臟病患者等。通過這種網絡內的可定制監測,人們可以根據實際需要對身體的一個或多個相關數據指標做連續采集監測,并通過良好人機交互界面進行控制。

1)WBASN的結構

WBASN通常由近人體區域的傳感子節點和基站主節點組成。近人體區域包括體表測量、體內測量、探針測量和體檢測量等。完成這些測量的傳感子節點中包括前端的傳感器件/能量轉換器件,目標是由對有關健康狀況的數據進行測量、處理和交換。基站主節點隨時接受區域中每個傳感節點的數據,并控制和調配這些傳感節點的采集狀態、休眠方案等,需要有能力做較大量的數據處理、累計、判斷及交換。所測量的數據信息也都是與人體密切相關的,如心電、心率、血壓、心音、肺音、血氧、呼吸、溫度、加速度等。不同種類的數據采集需要不同的傳感器件(能量轉化器件,簡稱換能器),如單導電極、熱敏電阻、惠斯通電橋、電流式傳感器和3軸加速度計等。所有傳感子節點的數據信息通過基站主節點進行統一的融合處理和分析判斷,實現WBASN的基本功能。

圖 3示出了簡要的WBASN結構示意圖。整個網絡的基本功能是由傳感子節點(位于體表或體內的粘附或植入式裝置)完成的,如采集血壓、溫度等信息。這些信息由主節點(體外的便攜裝置,如PDA等)統一接收后進行數據融合,完成初步判斷和處理,還可以給出信息的實時反饋、超限數據的安全警告等。另外,主節點還可以作為“網關”接入到因特網、GPRS等廣域網絡中,將本地的數據上傳到遠程服務器供醫生遠程診斷,實現遠程醫療等。如果主節點初步判斷后認為需要完成進一步的操作,會再次采集相關信息、給出警告信息或進行干預操作――給藥、電刺激等,以實現慢性病護理或及時診治。雖然這一網絡的研究目前還處于實驗室為主的原型驗證,但是在一些應用中還是會或多或少的發現WBASN的影子:如前不久的“神七”宇航服中就實現了壓力、心率、呼吸等傳感器,采集的數據統一上傳到宇航員之外的接收設備上,然后再發回地面指揮中心進行分析。

2)WBASN的子節點系統結構框圖

一個典型的子節點系統結構框圖如圖 4,包括了傳感器和電刺激驅動模塊、模數轉換器、微控制器MCU、數據流的預處理(協處理)單元、存儲器和射頻(RF)收發機,其中MCU與傳感器模塊之間還可以實現可配置的多標準數據接口、電源可視情況采用電池或無線供能方式等等。各模塊連接后即可實現相應功能的子節點系統。若將圖 4所示的結構進行高集成度的電路實現,就是片上系統(SoC)平臺芯片。一種較為簡單的平臺芯片實現中不含有傳感器模塊和RF收發機(但包含對應的接口),通過外接(1)不同類型、不同功能的傳感器件前端和(2)相同類型的射頻收發芯片后,就可以完成相應種類數據信息的采集,進行一些預處理,然后與主節點建立通信并傳輸數據、接收配置等。還有一種集成度較高的SoC平臺芯片中會帶有片上RF模塊,這樣每個子節點系統就只需外接一個傳感器芯片即可完成采集、組網等功能。SoC平臺的作用是在功能異構的WBASN各個子節點應用中作為一個基礎的“通用的”平臺。

3)WBASN的子節點系統的設計重點

上述分析表明WBASN的近人體子節點系統的整體設計實現中,應該以超低功耗和高度集成的(SoC)設計為重點。于是就要綜合系統的各方面需求,整合設計并實現出核心的數字微控制單元和電源管理單元,以便在達到功能上的靈活性、完備性的同時,實現系統的極低功耗。這些數字系統設計中的關鍵技術包括幾個方面:(1)在各個功能相異的節點休眠間隔不等的情況下進行接入;(2)醫療用途的緊急情況下“給藥”或“電刺激”的實時控制實現;(3)星型網絡中單跳的組網方式對指令集的優化;(4)無線方式的節點功能更替;(5)兼容多標準的傳感器器件接口;(6)電路級的低功耗技術如門控、多電壓、異步電路設計等。在我們的研究中,綜合考慮了上述方面進行了設計優化。這樣還會帶來很多其他的好處,如設計成本低、系統擴充性好、針對WBASN應用開發的軟件/硬件效率高,等等。

下面針對上述子節點系統設計的幾個關鍵技術進行具體說明:

第一,在低功耗方面,通過對具體實例的分析發現,“工作狀態”和“空閑狀態”的功耗一般相差20倍甚至更多,所以工作狀態下的低功耗優化是首要任務。目前的絕大多數SoC實現方案基本上都是采用各種措施將工作時低功耗達到更低的指標。但是對于WBASN的具體應用而言,子節點通常都會處于非常低的工作占空比,也就是說在整個子節點壽命內的絕大多數時間里,子節點是在空閑狀態的。如體溫測量可以每1分鐘測量一次,每次測量只需要幾個毫秒;心率測量也只需要每100毫秒測量幾個毫秒,等等。這樣,子節點的總能量消耗往往更多浪費在空閑時的狀態上。所以對于WBASN的優化需要從工作時功耗和休眠時功耗協同考慮完成,目標是提高電池的能量使用效率。

第二,子節點的實時控制。在許多研究中廣泛采用了實時性操作系統(如TinyOS),其實只保證了子節點在工作狀態下處理器處理各個任務的實時性。還需要子節點保證網絡行為的“實時性”:如用于閉環施放藥物的子節點系統,在接到主節點發來的“給藥”指令之后應該以最短的反應時間給出操作。這就與低功耗的指標相矛盾:為了更快的反應速度,應該在空閑時采用“偵聽”方案或者休眠間隔很短的方案――這樣同時增大了空閑時功耗;反之,為了避免該給藥子節點的電池能量大都浪費在空閑時狀態,應該采用空閑時休眠的方案,并且該加大休眠間隔――這樣在主節點開始發送喚醒要求(大多數這種時候都是緊急情況)之后還要等到子節點的下次定時喚醒才能夠給出響應,最壞情況下的反應速度為子節點的定時喚醒周期。所以目前這一問題的解決方案就是空閑休眠間隔、偵聽時間的折中選取。以具體數據進行分析:在“國內外研究動態”中的ADICOL項目中,胰島素施放操作的閉環控制是每3分鐘定時喚醒工作一次,以保證最壞情況下的給藥控制延遲不超過3分鐘。而保守情況下(按每天需施放胰島素10次估計推算)都至少有97%的喚醒是不需要做給藥的,這樣就浪費了子節點大量的電池能量,降低了有效用能量的使用效率。

第三是功能的靈活性。由于每個子節點系統的RF模塊和通訊協議都沒有差別,所以通常的設計都主要考慮傳感器接口模塊的靈活可配置等等。很多現有的傳感器件或芯片接口大致分為兩種:模擬量(需要SoC提供ADC進行轉換)和數字量(傳感器自帶ADC,僅需要滿足相應時序)。已有的相關研究大多是基于這兩類接口進行展開的。但是在不同功能的子節點系統內,除了傳感器件前端需要采集的物理量類型和接口不一樣之外,其軟件程序在操作順序、運算復雜度、處理方法等方面都有區別,SoC本身的軟件部分就需要根據具體子節點的功能進行調整。如果在每個子節點設備封裝前預先寫好軟件算法,還需要專門的“燒寫”設備。我們的研究中采用一種可由主節點遠程配置子節點軟件的協議,就可以在滿足“軟件靈活性”要求的同時不引入其他設備。

4)總結

如前述,WBASN的優化重點在于子節點系統, 而子節點系統的核心是SoC平臺。為了保證子節點SoC平臺的超低功耗、高集成度、靈活性、高效率、可靠性等,需要SoC平臺中的數字系統有完善的功能和異常處理能力、優化的結構、良好的可靠性和能量管理等。

系統內各個傳感器設備(或稱網絡內“近人體節點”)的主要指標可以歸結為:系統集成度,小型化/微型化,低功耗電路設計,無線遙感鏈路和信號處理算法等。除此之外,其他一些指標如服務質量、安全性、多傳感器數據融合和診斷支持等也都是世界上相關領域內各研究組正在研究的課題。

4.2 帶有植入式處理器的電刺激器

電刺激治療方法是當今臨床和日常的物理康復最常用的、重要的治療手段之一,在心臟起搏器、人工聽覺、人工視覺、腦電刺激等許多領域中有著非常重要的作用。該方法通過將一定量的電流通過特制電極施加到人體組織,實現促進恢復正常的神經傳導和調節功能等治療作用,不僅可起到鎮痛、消腫、消炎、脫敏、緩解肌肉痙攣等功效,有時甚至還可以修復、替代某些受損的人體組織和器官。一般的電脈沖刺激時采用無極性微分型指數波形,由電荷相等的正負脈沖波構成,負指數脈沖起神經纖維去極化作用,正脈沖起電荷平衡的作用,可避免組織損傷。集成電路技術,特別是植入式的處理器控制應用在電刺激器中,可以完成復雜的信號處理,同時極大的保證操作的可靠性和無侵害性。

心臟起搏器是最早的醫用電刺激儀器之一,它發放電脈沖,通過與心內膜相接觸的電極導線,刺激心臟使之激動收縮,以模擬心臟的沖動發生和傳導等電生理功能,起到治療由于某些心律失常所致的心臟功能障礙。心臟起搏器的結構包括脈沖發生器(pulse generator)和電極-導線(lead)兩大系統。脈沖發生器由電池、釋放與調節電脈沖的電路和外殼構成。脈沖發生器控制起搏節律,猶如整個系統的“大腦”。現在的脈沖發生器是非常小的,一種典型的尺寸為5cm x 5cm x 6mm,重量在30克左右。

在正常的聽覺系統中,聲音的機械震動通過外耳和中耳之后,會在耳蝸的各處與基底膜發生共振。基底膜的振動帶動毛細胞纖毛的振動,產生毛細胞的感受器電位,進而產生聽神經的動作電位發放。腦的中樞聽覺系統能夠根據聽神經中不同神經纖維的發放情況判斷基底膜的振動情況,進而推斷聲音的頻率成分。在一些患有感覺神經性耳聾的病人內,毛細胞由于多種因素如遺傳、疾病等而遭到損傷或者數量減少,無法正常地驅動聽神經。而人工耳蝸的基本工作原理就是繞過毛細胞這一環節,直接對聽神經進行電刺激。于是這種電刺激的效果就好像是聽神經被聲音通過正常的基底膜和毛細胞驅動一樣。

人工耳蝸只是一種聽覺假體,并不能“治愈”耳聾或其他聽覺障礙。人工耳蝸的工作是基于耳蝸的不同部分與不同聲音頻率之間一種規則的對應關系(頻率拓撲性質)。一般需要使用更加復雜的處理方法以避免造成組織、電極損傷等一些不良影響。

視覺假體技術也屬于功能電刺激的一種。大多數盲人的視覺通路中往往只有一部分發生病變,而其余部分神經組織的結構和功能尚完好。于是就能夠對視覺通路的完好部位施加特定的人工電刺激,來興奮神經細胞以模擬自然光刺激的效果,使盲人產生視覺感受。

視覺假體的工作原理與人工耳蝸相似。視覺假體系統包括一個位于病人體外的視頻采集設備(如小型攝像機),視頻處理模塊,電刺激編碼模塊和植入到視覺通路特定部位的多電極陣列。由視頻采集設備采集到的實時視頻圖像經過處理,轉化為驅動多電極陣列的信號。多電極陣列對視覺神經組織施加一定幅度、波形和頻率的電流刺激,興奮視覺神經元,從而使病人產生視覺感受。

人工視覺刺激器主要包括視網膜刺激器、視皮層刺激器和視神經刺激器。其中視網膜刺激器發展最快。視網膜刺激器是在視網膜下或視網膜表面植入不同微電極,使外界光線轉換成電流,通過微電極刺激并激活視網膜神經細胞及其網絡,而產生光感。這種裝置可使失明或接近失明的眼重新獲得部分有用視力。其優點是可以產生較準確的視覺感知,而且所需電流強度較小,玻璃體有利于熱量的散發,以及可直接觀察到植入刺激器及植入后的反應。至今已有較多實驗表明視網膜前或膜下芯片植入方法可行,有較好的生物相容性及長期穩定性,達到預期效果。

目前全世界范圍內已經接受植入的病人較之佩戴人工耳蝸的病人要少得多。而且目前美國食品藥品監督局(FDA)也尚未批準任何類型的視覺假體的臨床應用。

下面以人工聽覺的具體系統為例,詳細介紹一下帶有植入式處理器的電刺激器:

帶植入式處理器的雙模人工耳蝸系統

人工耳蝸就是通過電刺激末梢神經系統的方式來修復聽覺的一種醫療電子裝置。它把外部的聲音轉換為聽神經需要的電刺激,將這種刺激通過植入電極刺激聽覺神經,幫助傳感性耳聾患者恢復(人工制造出)聽覺。它是迄今為止治療極重度耳聾唯一有效的方法,也是唯一被商品化的感官神經修復技術。目前各種人工耳蝸產品在設計上細節不盡相同,但它們的基本硬件構成和工作原理卻是一樣的。

1)人工耳蝸的硬件構成

人工耳蝸的基本硬件構成如圖 6所示,主要分為體外和體內兩個部分,其工作原理和流程如下:

(1)體外的麥克風首先把采集到的機械聲音信號轉換成模擬電信號;

(2)模擬電信號經過模數轉換器轉換成數字電信號;

(3)數字信號處理器(DSP)對數字聲音信號進行分析并決定如何驅動埋植于耳蝸內的電極去刺激聽神經,形成刺激指令序列;

(4)刺激指令序列經過調制后以無線電波的方式發送給體內部分;

(5)體內的解調器從無線電波中獲取體內電路工作所需的能量,并對刺激指令序列進行解析;

(6)體內的刺激器對解調出來的指令序列進行譯碼,然后根據指令要求在電極上產生相應的電流,刺激聽神經產生聽覺。

2)新型全植入系統的應用

在當前植入式電池不足以支撐數字式全植入人工耳蝸系統,而模擬式全植入系統又存在著諸多缺陷的情況下,新型全植入系統的設計思路除了繼續降低數字系統本身的功耗外,還可以在結構上進行調整,降低系統對電池的使用量。基于這些考慮,我們提出了帶植入式處理器的可雙模工作的新型人工耳蝸系統,如圖 7所示。

該系統在體內集成了一套完整的語音信號采集、處理電路,以及與體外的無線接口,同時配有植入式電池。所謂“雙模”,是指該系統既可以工作在不帶任何外部輔助裝置的體內單機模式下,如圖 7(b)所示,也可以工作于體外語音信號采集電路與體內處理電路協同的聯機模式下,如圖 7(c)所示。從技術可行性的角度上講,聯機模式下的系統在當前的電路技術條件下是可以實現的,而單機模式則受制于電池容量和安全性等非電路因素。

這種系統的意義在于,通過兩種模式的交替使用可以很大程度上減少對植入式電池的使用量。而且該系統包含了一個完整的全植入數字式子系統,對該系統的研究可以涵蓋下一代全植入式系統的關鍵技術難點。也就是說,該系統的很多關鍵技術將可以直接應用到下一代全植入系統當中。實際上,在植入式電池的容量和安全方面的性能提升到一定程度之后,這個系統可以自然而然地轉換成一個全植入式系統。

3)植入式數字信號處理器的低功耗設計

在雙模系統中,最大的技術難題就在于植入式數字信號處理器(DSP)的設計(圖 8),因為它幾乎是整個系統里功耗最大的部件。傳統人工耳蝸中的DSP 處在體外,對功耗的要求還可以寬松一些,畢竟體外的電池可以隨便更換。而在新系統中,無論是哪一種工作模式,對DSP 的功耗要求都是非常苛刻的。在體內單機模式下,DSP 的功耗直接影響著植入式電池的壽命,而植入式電池又不可以隨便更換,所以這種情況下DSP 功耗的重要性自不待言。在聯機模式下,由于無線能量傳輸效率低下,DSP 的功耗將會被嚴重放大,這比DSP 在體外時的情況要惡化很多。

實際的設計和測試結果表明,基于開放源代碼硬件的專用指令集處理器(OSH-ASIP)設計方法有助于提高效率并降低成本,同時可以有助于去除通用處理器中存在的冗余,從而提高處理器的執行效率、降低功耗。通過綜合運用指令集簡化、等待模式、循環暫存、存儲器切割、操作數隔離和時鐘門控等多種低功耗設計技術,在0.18μm CMOS 工藝下設計實現的一款人工耳蝸專用的低功耗DSP實際測量結果為:在10MHz 的時鐘頻率下執行連續交織采樣(CIS)算法的功耗小于2mW,低功耗效果顯著。

4)總結

就當前的技術水平來講,數字式全植入的人工耳蝸系統仍然因為能量供應不足(功耗大而電池容量小)的緣故無法實現。但是除了功耗外并沒有其他理由可以阻礙數字系統的進一步發展,況且相比于模擬系統中那些固有的缺陷,功耗實際上是一個會隨著微電子設計和制造水平的提高而逐步得到解決的問題。因此,從長遠看數字式全植入系統才是人工耳蝸系統最優的選擇方案。

4.3 智能內窺鏡膠囊

傳統醫用內窺鏡(如胃鏡和腸鏡)需要使用光纖或電纜插入人體體腔內拍攝病征圖像以供醫生診斷,這些連接線會給病人帶來很大不適,而且診斷存在盲區,并可能會有消化道傷損等并發癥。智能內窺鏡膠囊的出現給消化道疾病的診斷帶來了便利,克服了上述缺點。如圖 9所示,病人在吞服了膠囊內鏡以后,膠囊依靠消化道的蠕動在其中緩慢移動。移動的過程中會采集人體內消化道的圖像并以無線的方式發送至體外記錄儀,并可以上傳至基站以供醫生診斷病情。膠囊內鏡不會給病人帶來不適,在檢測時病人也可活動,而且它可以完成全消化道的檢測,掃除了傳統內窺鏡存在的盲區。

1)智能內窺鏡膠囊的發展歷史

智能內窺鏡膠囊(消化道膠囊內鏡)的概念最早于2000年由以色列科學家提出并實現,之后Given Imaging公司生產出第一款商用的膠囊內鏡產品Pillcam。最近的幾年里各國的工業界和學術界相繼開始對這種產品的研發,一些新產品和新技術陸續面世:日本的奧林巴斯公司推出的EndoCapsule產品在日本也開始商用;日本NORIKA Syaka RF lab正在研發用無線供能,代替電池供電的技術,以及控制膠囊內鏡姿態的控制技術;韓國研究機構推出了以人體作為導體來直接傳輸信息的技術,用以代替射頻收發機,目前也已成功地利用到膠囊內鏡產品中。在可預見的將來還將出現集診斷、活檢、給藥及消化道行走等各種功能于一體的產品。

2)膠囊內鏡的結構

完整的口服式智能內窺鏡膠囊系統由膠囊內鏡、體外便攜式記錄儀和工作站三部分構成。膠囊內鏡是整個系統最為重要的部分,也是設計難度最高的部分,在集成電路設計時尤其要注意功耗等問題。外殼內的電路系統主要由五個部分組成,如圖 10所示,包括一個商用CMOS圖像傳感器、白色發光LED、一個商用射頻收發機芯片及天線、一塊用于控制和數據處理的專用集成電路和兩節鈕扣電池。

商用的CMOS圖像傳感器位于整個膠囊的一端,負責采集消化道中的彩色圖像數據。支持多種圖像分辨率,最高速率可達30fps。高亮度的白光LED均勻地排布在圖像傳感器鏡頭座外的環形PCB上,在采集圖像時提供照明光線。高性能、低功耗的商用射頻收發機位于膠囊的另一端,保證膠囊系統的無線通信。射頻收發機工作在433MHz的ISM頻段,采用FSK的調制方式,有效碼率最高可達500kbps。兩顆1.5V的鈕扣電池串聯后為整個電路系統提供所需的能量。它們位于膠囊的中部,在圖像傳感器和射頻收發機之間。用于控制和數據處理的專用集成電路位于圖像傳感器與電池之間,它將系統各部分的功能組合起來,形成完整的電路系統。

專用集成電路是膠囊內鏡的控制核心(圖 11),它由數字基帶、電源管理單元和無線喚醒子系統三部分組成。其中數字基帶部分主要實現通信控制和圖像壓縮兩大功能。電源管理單元可將電池電壓轉換為系統各個部分所需的電源電壓。無線喚醒子系統可以對密封在膠囊中的電路系統進行開啟、關閉、復位和配置操作,提高了系統可靠性,也便利了產品的組裝和生產過程。

3)膠囊內鏡的低功耗實現

在膠囊內鏡的電路系統中,射頻部分消耗的能量一般超過總能量的60%。為了在不增加射頻電路功耗的前提下縮短有效的射頻傳輸時間,在系統的數字基帶中引入了信源編碼――圖像壓縮。這樣大大減少了射頻收發機發送一幀圖像的數據量,也就相應地減少了每幀圖像射頻部分的能量,并且有利于進一步減小系統工作的占空比,延長電池的工作時間。

引入圖像壓縮功能實際上是使用數字電路的能量去換取射頻部分的能量,而且數字電路的低功耗技術比較容易實現,使得降低數字電路的功耗相對于降低射頻電路的功耗更為容易。因此,只要對圖像壓縮的計算復雜度做出仔細的評估,電路系統整體能量的降低不難實現。

目前智能內窺鏡膠囊系統還沒有正式的產品國家標準,但一般包括如下幾個重要指標:

1)工作時間:至少為8小時,因為一般膠囊內鏡通過人體消化道的時間為8小時。

2)尺寸:為方便病人吞服,膠囊尺寸一般直徑為10~12mm,長度為20~30mm。

3) 圖像幀率和分辨率:目前產品的圖像幀率一般為2fps。當然,在滿足基本工作時間的條件下,圖像幀率和分辨率都是越大越好。

4)總結

基于上述膠囊內鏡的結構,可以對其應用需求做出細致的分析,對系統的供電方式、體積尺寸、通信方式、工作時間、可靠性等要求進行綜合考慮。分析和測量結果表明,在系統級設計上采用了圖像壓縮、雙向通信和無線喚醒等功能能夠滿足性能要求,而且這些技術的應用對于有類似的大數據量、高碼率的植入式電子醫療集成系統也具有參考價值。

目前國內有清華大學、中科院合肥智能機械研究所、重慶大學、重慶金山科技集團等單位都在分別從事這方面的研究。

5 結語

本文從醫療健康領域的社會需求、市場需求現狀入手,對我國醫療電子產業面臨的機遇進行了分析,并對其中的關鍵技術――集成電路技術應用做了基本介紹。多方面的數據分析表明,醫學微電子系統研究設計的核心發展趨勢可以歸結為小型化/微型化、集成化、網絡化、數字化、智能化。最后還通過幾個在研項目實例進一步闡釋了集成電路技術在醫療健康領域的應用。

集成電路對國家的重要性范文第4篇

中國裝備制造業經過50多年的發展，取得了令人矚目的成就，形成了獨立完整、門類齊全、具有相當規模和一定水平的裝備制造體系，為國民經濟和國防建設提供了一批重要裝備，已成為中國經濟發展的重要支柱產業，總量規模居世界前列。但是，相對于國際發展新格局，相對于世界技術進步的大潮流，自主創新能力弱正在成為中國裝備制造業的軟肋。有人曾把中國裝備制造業的大而不強，形象地比喻為“虛胖子”；有人透露，目前我國機械工業新產品貢獻率僅為5.9%，僅為工業發達國家的10%；有人認為，我國裝備制造業和國外的主要差距在于具有自主知識產權的東西少，存在引進—落后—再引進—再落后的怪圈。古希臘神話中，阿喀琉斯刀槍不入，而腳后跟卻是致命的弱點。當箭射中他的腳踵時，英雄的生命就此結束。將我國的裝備制造業喻為阿喀琉斯之踵，無疑是在揭示業內一個基本的共識：我國裝備制造業自主研發能力差，具有自主知識產權的東西少。目前，裝備制造業還沒有完成承擔起“裝備中國”的重任。我們的裝備制造業發展到今天，已經到了非自主創新不可的時候了，如果不自主創新，我們就會被西方國家壓制在產品的低端水平。

經濟發展和經濟全球化的推進，使競爭已經從價格競爭、質量競爭，發展到了價值競爭、品牌競爭，要有品牌、要有價值，就必須要有自主知識產權，要有自主知識產權，就必須要有自主創新。面對國際競爭日益激烈、科技進步日新月異的新形勢，只有在裝備制造業自主知識產權發展上占據優勢地位，才能始終贏得和保持發展的主動權，從而在國際競爭中處于更為有利的戰略地位。加快裝備制造業的振興，關鍵是加強企業自主創新能力建設，可以說，自主創新是裝備制造業的生命。

“十一五”注定是我國制造業的戰略機遇期，是制造業升級、跨越的關鍵階段。從“十一五”規劃到《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》，再到《國務院關于加快振興裝備制造業的若干意見》，國家對裝備制造業的扶植力度一環緊似一環，并且把振興裝備制造業提升到了國家與民族安全的前所未有的高度。“十一五”規劃為振興我國裝備制造業提出了總體目標：努力突破核心技術，提高重大技術裝備研發設計、核心元器件配套、加工制造和系統集成的整體水平。特別是在高效清潔發電和輸變電、大型石油化工、先進適用運輸裝備、高檔數控機床、自動化控制、集成電路設備和先進動力裝置等領域實現突破，提高研發設計、核心元器件配套、加工制造和系統集成的整體水平。《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》為振興我國裝備制造業提出了技術目標：掌握一批事關國家競爭力的裝備制造業和信息產業核心技術，制造業和信息產業技術水平進入世界先進行列。到2010年，全社會研究開發投入占國內生產總值的比重提高到2%，2020年提高到2.5%以上，力爭科技進步貢獻率達到60%以上，對外技術依存度降低到30%以下。十六屆五中全會通過的《****中央關于制定國民經濟和社會發展第十一個五年規劃的建議》，“提高自主創新能力和加快發展先進制造業”是其點睛之筆。黨的十七大報告提出發展現代產業體系，振興裝備制造業。十七大報告對自主創新也非常重視，“自主創新”在報告中出現了十次，充分體現了自主創新是科學發展觀的重要內涵之一，也是實現科學發展的關鍵。自主創新是一項重大的國家戰略。我國要通過自主創新提升經濟和科技水平，裝備制造業也必然要走自主創新的道路。

自主創新的對立面不是開放創新，自主創新不排斥開放與繼承，自主創新也不是鼓勵一切從頭做起，原始創新是自主創新，集成技術是自主創新，引進消化吸收、改進進而再創新也是自主創新一個重要的組成部分。原始創新和集成創新往往孕育著科學技術的重大發展和飛躍，是科技創新能力的重要基礎和科技競爭力的源泉。同時，我們還必須把引進、消化、吸收國外先進技術與再創新緊密結合起來。目前，裝備制造業的自主創新能力基本態勢可以歸結為四類：一是能夠進行部分原始創新的航天技術、軌道交通等行業。二是能夠在引進--消化--吸收基礎上進行創新的通信設備、發電設備、軍用飛機、載重汽車等行業。三是處于引進--消化--吸收過程而沒有系統掌握核心技術的轎車、大型乙烯成套設備等行業。四是依賴于國外產品，國內基本沒有開發的行業，如大型飛機、半導體和集成電路設備、光纖制造設備、大型科學儀器以及大型醫療設備等（區賢明，2006）。 從整體上來說，裝備制造業的技術創新主要處于技術引進的階段，不但大量自主創新的階段還沒有到來，而且對引進技術的消化吸收能力也是有限的，重復引進現象屢見不鮮。另外，在自主創新能力的基本態勢中，集成創新也是裝備制造業所欠缺的。 我們認為，解決裝備制造業創新能力不強的關鍵在于根據其產業特征（產權、技術等）和外部環境（政策），給出切實可行的技術引進吸收的產業組織模式和產業組織政策，構建“技術引進--消化--吸收”的平臺，然后向“自主創新”進行漸進的轉變，最終達到獨立創新的階段。

我們的裝備制造業，不能始終落在別人后邊，吃別人的剩飯，我們必須走自主創新的道路。首先，要樹立勇于自主創新的信心，以最大的決心培育創新能力。金錢買不來核心技術，單純依靠技術引進實現不了現代化。自主創新不光是口號，要落實到行動中去才會有效果。中國裝備制造業不能依賴國外、不能人云亦云，而應切實加強自主創新能力。過去有人以為什么都可以從國外買，這個觀念很錯誤。即便是與國外的合作，也應該堅持“以己為主”，不要受制于人。產品可以模仿，技術也可以引進，技術創新能力是無法引進的，要靠企業自身的積聚。這是企業核心競爭力所在。因此，裝備制造企業一定要相信自己的能力，腳踏實地地走出一條自主創新的道路來。

集成電路對國家的重要性范文第5篇

關鍵詞：電子測量技術；電子測量儀器；

中圖分類號：TM930 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 22-0000-01

信息技術的發展拓展了參數測量的應用場景，提升了對參數測量的應用需求，為獲得更高精度、更快速度以及更多功能的測量結果，電子測量技術及電子測量一起得到了飛速的發展。完善有效的測量方法配合先進的電子測量設備逐漸成為電子專業測量的主要實現方式。

一、電子測量的特點

（一）電子測量的對象

早期的電子測量主要是對被測量對象的電參數信號、傳輸特性、受干擾特性進行測量，之后隨著信息技術的發展，電子測量技術及其相關設備也被逐漸應用到其他內容的測量當中，如通過傳感器等設備將諸如機械物理量、熱物理量以及光物理量等轉化為量化的電信號量進行分析等。目前電子測量技術和儀器主要被應用的場景為：電能量信號的測量，如電功率、電壓與電流等；干擾量及干擾后的信號特性測量，如信噪比、頻譜、相位、失真度等；電路元器件測量，如電容與三極管的參數測量、集成電路的性能參數測量等。

（二）電子測量的優勢

現代電子測量儀器的應用拓展了參數可測量的范圍，現代測量技術的應用拓展了可被測量參數的種類，傳統測量方式下所無法獲得的測量，都可以通過相應的電子測量技術獲得高精度的測量結果。具體來說，應用電子測量技術和設備所具有的測量優勢主要體現在以下幾個方面。

1.能夠在更寬范圍內對參數進行測量。電子測量儀器的量程更廣，精度更高，量程數量級更大，可測量的頻帶范圍更寬。如電阻電子測量設備的量程寬度可達到六至七個數量級，這是普通的歐姆表所無法達到的。

2.測量精度和測量準確度更高，測量速度更快。電子測量儀器對參量的測量主要是通過電磁波或電子運動來實現的，因而所能夠實現的測量精度和測量準確度更高，特別是在時間量和頻率量測量方面其優勢更為明顯。同時，相較于其他信號而言，電磁信號的速度更快，能夠在更短時間內獲得測量結果。

3.可進行在線測量和遠程測量。電子測量技術可以在相關儀器中添加多種類型的傳感器，這些傳感器可被放置于不便于停留或無法達到的區域對相關信號進行采集，若能夠集成到相關位置，還能夠在不改變被測量對象工作狀態的情況下實現不間斷在線測量，并將測量結果以有線或者無線的方式傳輸給接收端進行顯示、存儲或打印等。

4.便于計算機處理。電子測量所獲得的數據大多都是數字信息，這些信息更加便于在計算機端進行處理與分析，配合使用計算機能夠有效擴展被測量的應用范圍。

二、電子測量技術與儀器的應用重要性分析

電子測量技術和儀器以測量技術為基礎，吸收融合了計算機技術、數字處理技術、傳感器技術、通信技術等多種計數方式，可以將被測量對象或系統的參數以電量、光量以及其他非電量的方式傳遞給處理端進行處理和分析。電子測量技術和儀器已經在各行業各領域得到了廣泛的應用，是推動科技進步和科技創新的重要條件。

電子測量技術和儀器配合使用基本能夠實現對任何參數的測量，因而其應用場景非常廣泛，幾乎涉及到了人們生活與社會發展的各個方面。其測量結果對各項技術的發展具有指導意義。如對無線通信速率的測量以及空間噪聲特性的測量可以有效指導無線通信系統的技術革新；光柵、磁尺以及激光測量設備等在機械行業的應用推動了高精度數控機床產業的發展，使得越來越高精度的器件生產成為可能。

特別地，電子測量技術與儀器的發展更是同步甚至于超前其他技術進行發展的。統計資料顯示，二十世紀九十年代的發達國家中，電子測量技術與儀器所占的國民生產總值只有百分之四左右，但是其對整個國民經濟的推動作用卻占據了超百分之六十的份額，與國民經濟的關聯度達百分之九十。電子測量技術和儀器是國家綜合技術的客觀體現，是國民經濟發展的重要保障。

三、電子測量技術和儀器的發展前景

總體來看，電子測量儀器的未來發展方向主要集中在通用化與平臺化、模塊化、虛擬測試化等方面。

通用化與平臺化是指現代測量儀器和技術正在逐漸由依賴硬件性能向依賴軟件性能轉變，各種測量軟件和功能逐漸被集成到一臺測量儀器中，且測量對象與測量設備相互獨立，只需要根據測量需求適當的更改軟件功能即可實現單臺測量儀器的多參數、多用途測量。

模塊化是指整個測量系統提供總線接口，各功能采用模塊化思想進行設計，在應用時可實現快速配置和模塊更新。這樣既能夠有效減小測量儀器的體積和重量，還能夠依照最新的測量技術和方案對測量系統進行更新或升級，使得整個測量儀器的兼容性更強。

虛擬測試化是指應用虛擬測試技術對測量結果進行優化，對具體參數測量過程進行改進，增強電子測量技術的工程實用性，進而提升測量效率和數據測量進度。

四、總結

隨著被測試系統和器件的發展速度越來越快、體積越來越小、應用場景越來越廣泛，人們對測量技術和測量儀器提出了更高層次的要求，促進了新技術和新方法在電子測量技術和儀器中的應用。電子測量技術和儀器的應用對整個社會的發展具有先導作用，代表著一個國家的科技實力，影響著社會經濟的發展速度。可見，正確認識電子測量技術和儀器的作用和功能具有重要的指導意義。

參考文獻：

[1]曹曉雯.電子測量技術的發展及應用[J].電子世界，2013（5）.

[2]代陽，李鋼，陳欣，趙俊偉.電子測量技術的應用及發展[J].計量與測試技術，2010（8）.