十三五國家重點研發計劃“光電子與微電子器件及集成”重點專項專家組組長、中科院半導體所副所長祝寧華表示,我國近年來不間斷地支持光電子領域的科技創新,從“863”計劃、“973”計劃到國家自然科學基金等各類項目,都投入大量資金引導高校、科研院所和企業對光電子芯片和模塊的關鍵技術進行了廣泛而深入的研究,取得了豐碩的創新性成果。
“當前我國已掌握中低端光電子器件關鍵技術,具備生產能力,但產能不足。在高端光電子器件研發方面,一些關鍵技術取得突破性進展,研制成功的原型器件通過系統功能驗證,某些關鍵技術達到國際先進水平。”祝寧華介紹,僅從“863”計劃的十二五規劃來看,國家針對寬帶通信、高性能計算機、骨干網絡、光交換、接入網、無線通信和微波光波融合等領域方向中的光電子器件進行了重點部署。
“這些研發項目有很多都是前瞻布局的,中興通訊此次受到限制的所有芯片,在十二五和十三五國家研究計劃中,都有相應的部署?!弊幦A說,半導體激光器被稱為信息網絡的心臟,可以看出以激光器為代表的光電子器件在通信系統設備中的重要作用。在光傳輸和交換設備中,光器件要占百分之六七十的成本比重,因此,我國近年來一直非常重視光電子器件的研究開發。
祝寧華分析,當前我國在光電子高端芯片研制上已具備基本條件,無論技術積累還是資金投入,以及高端核心人才的培養和儲備,都具備了一定基礎條件。“只要國家選定面向未來信息網絡急需的1—2類核心關鍵光電子芯片,集中資源,從設計、研發、器件制備到封裝測試進行綜合布局,同時通過國家引導、地方和企業的參與,構建完善的光電子芯片加工工藝平臺,相信高端芯片研發的短板能夠在5年內得到緩解?!?br/>
據了解,為實現自主創新發展,我國于2008年實施了國家科技重大專項“極大規模集成電路制造裝備及成套工藝”,經過9年攻關,成功打造了我國集成電路制造業創新體系。專項實施前,國內集成電路制造最先進的量產工藝為130納米,研發工藝為90納米。9年來,我國主流工藝水平提升了5代,55、40、28納米三代成套工藝研發成功并實現量產,22、14納米先導技術研發取得突破,已研制成功14納米刻蝕機、薄膜沉積等30多種高端裝備和靶材、拋光液等上百種材料產品,性能達到國際先進水平。封裝企業也從低端進入高端,三維高密度集成技術達到了國際先進水平。這一系列從無到有的突破,填補了產業鏈空白,使我國集成電路制造技術體系和產業生態得以建立和完善。
十三五國家重點研發計劃寬帶通信和新型網絡重點專項專家組成員、北京大學教授李紅濱表示,近年來我國通信產業取得的成績有目共睹?!皬霓r用交換機和邊沿設備起步,到現在通信設備產品全覆蓋,從2G、3G再到4G、5G,我國的通信產業發展迅速,在通信系統技術方面已經位居世界前列。”
李紅濱表示,任何事物的發展都需要一個過程,我國通信行業也在經歷一個從低端到高端的發展過程?!笆聦嵣?,這些年已經有不少企業投入大量研發力量去做高端研發,有的企業在關鍵芯片上已持續不斷地做了一二十年,也取得了創新性的成果。這是市場驅動的結果,也成為很多企業家的共識,企業要實現高質量發展、獲取更多利潤,必須在高端研發上投入更多精力。企業在投資研發高端芯片上的熱情,可以用躍躍欲試和大勢所趨來形容?!?br/>
李紅濱介紹,我國近年來在信息通訊領域加緊布局,組織實施了重大專項等多種項目,一些單憑企業自身無法實現的平臺、裝備等依靠國家投入已初見成效,今后將發揮更大作用。“只要我們堅持已有的開放、競爭合作、共同發展道路不動搖,集中政府、研發機構、企業的優勢力量,相信用不了太久,在產業鏈高端——核心芯片上也必然會取得同樣令世人矚目的成就?!?/p>
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史海拾趣
對于光電控制電子生日蛋糕電路,網友可能提出多種問題。以下是一些可能的問題及其詳細回答:
1. 光電控制電子生日蛋糕電路的基本工作原理是什么?
回答:光電控制電子生日蛋糕電路通常由一個光敏二極管(如VD1)、一個控制電路(如IC1,常為555時基集成電路或音樂芯片)以及其他外圍元器件組成。當蠟燭被點燃并照射到光敏二極管上時,光敏二極管的電阻會發生變化,導致控制電路中的電壓改變。這一電壓變化進而觸發控制電路,使其輸出控制信號,驅動音樂芯片工作并輸出音樂信號(如“祝你生日快樂”),同時可能還驅動發光二極管等元件閃爍,增加節日氣氛。
2. 如何選擇合適的元器件來構建這個電路?
回答:選擇合適的元器件是構建光電控制電子生日蛋糕電路的關鍵。光敏二極管應選擇靈敏度適中、響應速度快的型號;控制電路可以選擇555時基集成電路或專用的音樂芯片,具體取決于電路設計的復雜度和功能需求;發光二極管可以選擇高亮度、顏色鮮艷的型號以增強視覺效果;此外,還需要根據電路設計選擇合適的電阻、電容等元器件。
3. 這個電路存在哪些安全隱患,如何避免?
回答:雖然光電控制電子生日蛋糕電路本身在正常情況下是安全的,但如果不當使用或制作過程中存在瑕疵,仍可能帶來安全隱患。例如,電路中的電池如果處理不當,可能會導致電池液泄漏或短路;電子元件過熱也可能引發火災等。為了避免這些安全隱患,應確保電池安裝牢固、電路連接正確無誤;在使用過程中避免長時間連續工作,以防過熱;同時,應讓兒童在成人監護下使用此類電子生日蛋糕。
4. 如何調試和優化這個電路的性能?
回答:調試和優化光電控制電子生日蛋糕電路的性能可以通過以下步驟進行:首先檢查電路連接是否正確無誤;然后逐步測試各個元器件的功能是否正常;接著調整光敏二極管的靈敏度、控制電路的輸出電壓等參數以優化電路性能;最后在實際使用環境中進行整體測試,確保電路能夠穩定可靠地工作。在調試過程中可以使用萬用表等測試工具來監測電路中的電壓、電流等參數變化。
5. 除了音樂和發光效果外,這個電路還可以實現哪些功能?
回答:除了基本的音樂和發光效果外,光電控制電子生日蛋糕電路還可以根據具體設計實現多種功能。例如可以加入煙霧效果裝置來模擬真實的蠟燭燃燒效果;或者加入語音模塊來播放生日祝福語等。這些功能的實現需要增加相應的元器件和電路設計復雜度但能夠顯著提升生日蛋糕的趣味性和觀賞性。需要注意的是在實現這些功能時應充分考慮安全性和實用性避免過度復雜導致電路不穩定或安全隱患增加。
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