硅基光子学国内外研究现状及发展趋势
专题报告-1
硅基光电子学（光子学）研究概况
网络信息中心文献情报服务
2007年6月
硅基光电子学研究概况
编者按：本文介绍了硅基光电子技术的研究现状、重点研究方向、技术难点以及国内外主要研究机构的基本情况。希望能为我所学科布局的发展提供一些参考。
一、技术概述
硅基半导体是现代微电子产业的基石，但其发展已接近极限。而光电子技术则正处在高速发展阶段，现在的半导体发光器件多利用化合物材料制备，与硅微电子工艺不兼容，因此，将光子技术和微电子技术集合起来，发展硅基光电子科学和技术意义重大。近年来，硅基光电子的研究在国内外不断取得引人注目的重要突破，世界各发达国家都把硅基光电子作为长远发展目标。
硅基光电子学包括硅基光子材料、硅基光子器件和硅基光子集成三个主要方面。分别介绍如下：
1. 硅基光子材料
（1）硅基纳米发光材料
目前的研究重点是如何有效地控制硅纳米晶粒的尺寸和密度，以形成具有小尺寸和高密度的有序纳米结构。制备方法有：通过独立控制固体表面上的成核位置和成核过程实现自组织生长；在掩蔽图形衬底上的纳米结构生长；扫描探针显微术的表面纳米加工；全息光刻技术的纳米图形制备以及激光定域晶化的有序纳米阵列形成等。
（2）硅基光子晶体
光子晶体具有合成的微结构、周期性变化的折射率以及与半导体潜在电子带隙相近的光子带隙。根据能隙空间分布的特点，可以将其分为一维、二维和三维光子晶体。光子晶体的实际应用是人们所关注的焦点，而与成熟的硅工艺相结合是人们非常看好的方向，可出现全硅基光电子器件和全硅基光子器件，因此制备硅基光子晶体及其应用将是以后的研究重点。在所有光子晶体制备方法中，运用多光束干涉的全息光刻法有着许多优点：通过照射过程能够制成大体积一致的周期性结构，并能自由控制结构多次。通过控制光强、偏振方向和相位延迟，制成不同的结构。
2. 硅基光子器件
（1）硅基发光二极管
作为硅基光电子集成中的光源，硅基发光二极管（Si-LED）的实现是硅基光电子学研究中的一个主攻方向。目前的研究重点有：如何采用适宜的有源区材料，实现其高效率和高稳定度的发光；从器件实用化角度考虑，如何实现Si-LED在室温下的电致发光。研究人员已尝试了三种硅基纳米材料用于高效率Si-LED的制作，即硅纳米量子点，高纯体单晶硅和掺Er3+的硅纳米晶粒。目前报道最好的结果是韩国科学家研究的由镶嵌在SiNx膜层中的硅纳米量子点所制成的电致发光LED，室温下的外量子效率可高达1.6%。
（2）硅基激光器
目前，人们已初步提出了三种能产生光增益或受激辐射的增益介质材料，即具有高密度和小尺寸的有序硅纳米晶粒，基于内子带跃迁的硅/锗量子级联结构和具有受激喇曼散射特性的绝缘硅（SOI，Silicon-On-Insulator）光波导结构。2005年2月17日的《Nature》杂志上报道了Intel公司利用喇曼效应研制出了世界上第一台连续光全硅激光器。
（3）硅基光探测器
硅基光探测器是硅基光电子集成中的光信号接收器件，它应具有良好的光响应特性，较
高的探测灵敏度，小的暗电流和宽频带等优点。由麻省工学院材料科学与工程系研制的Ge-PIN光探测器，在1310nm、1550nm、1620nm波长的响应率分别为：600mA/W、520 mA/W、100 mA/W。该探测器能够覆盖光通信整个C band和大部分L band范围，具有2.5GHz的3dB 带宽，在1310nm和1550nm的性能能够和目前用于通信的商用铟镓砷（InGaAs）探测器相比拟。
（4）硅基光调制器
光调制器是利用材料折射率的变化，对传输光的相位和波长进行调制的光波导器件。由于硅材料不具有线性光电效应，所以一般硅基光调制器和光开关是基于硅的热光效应和等离子色散效应而设计的。2004年2月，Intel率先在享有很高声誉的《Nature》科学杂志上宣布他们研制成功了Gbit/s的硅光调制器。仅过了一年，Intel的研究员证实他们的光调制器的传送速率已经达到10Gbit/s。
3. 硅基光子学集成
虽然目前还没有研制出硅光电子集成芯片，但研究人员已提出了两种可供参考的集成方案：光电混合集成和单芯片集成。但硅基光子集成工艺却有着很大难度，这是因为：光子器件和电子器件的结构复杂，两者在结构设计上存在着能否相互兼容的问题；制作工艺繁杂，因而存在着各种工艺和前后工序之间能否相互兼容的问题；电互连、光互连与光耦合等问题。结构设计与制作工艺的相容性问题则是能否实现硅基光子集成的关键所在。
二、国外主要研究机构及研究状况
1. 美国哥伦比亚大学纳米光学实验室（Optical Nanostructures Laboratory）
美国哥伦比亚大学纳米光学实验室（Optical Nanostructures Laboratory）通过与产业伙伴的合作，当前正在进行高密度、高性能的光电集成电路实验。目标是利用CMOS已经成熟的技术，在同一硅片上实现多种光电功能。他们的目标是设计、制作并测试最小光学损耗的核心光子元件，并进行带宽和纳米光电器件试验。这种高性能的光电集成电路将有着特定用途。
在哥伦比亚大学，硅光子研究小组在SOI平台上进行光子学集成方面的设计、数值模拟、制造和性能分析。小组的目标是：在硅基平台上进行有源和无源光学特性的论证，例如：光的产生、控制、传播和探测。他们正从事横截面积小于0.1 m2波导器件的研究。这种超小的截面将有以下好处：（1）小的截面能够提高介质的非线性响应，从而可以使用低功率的激光器；（2）这种器件能够减少光生载流子的寿命，这样，自由载流子的吸收将大大减少；（3）小的截面增加了传播的可能性。在纳米级波导制作方面研究小组将和IBM公司T.J.Watson 研究中心的Vlasov和McNab两位博士合作。该小组的研究方向有：喇曼放大器、C波段波长转换器、磁光单向移动隔离器、快速低功耗热光开关、脉冲调制受激喇曼散射理论研究。
2. 加拿大国家研究院（NRC）微结构科学研究所（Institute for Microstructural Sciences National Research Council of Canada）
利用物理和生物科学交叉的优势，NRC-IMS（加拿大国家研究院微结构科学研究所）在与产业和高校合作上处于领先地位，与未来硬件需求相关新技术（信息处理、传播、存储和显示等）的开发具有明显优势。
NRC-IMS与加拿大产业合作的战略也使他们在全球IT产业中所需新技术方面居于统治地位。NRC-IMS产业合作伙伴通过研究提高技术，通过有选择的投资技术降低产业化的风险。如果能够实现，对该机构的未来将会是很大的转变，同时也是一个很好的机遇。
该研究所光子系统研究小组主要研究混合集成光波导器件，混合物利用各种材料的优点
以及很低的成本在芯片上实现全面和最佳的功能。该小组的研究方向有：波长管理系统、硅/聚合物集成器件、无源/有源集成器件、波长积分器、化学和生物化学传感器。
在先前对通信系统波导器件研究的基础上，该小组当前的研究重点是众多功能集成的系统，包括：硅/聚合物混合可变光衰减器（VOA ）、阵列波导光栅（AWG ）、硅/聚合物混合热光开关（TOS ）、掺铒波导放大器（EDW A ）、可调多波长激光源、半导体光放大器（SOA ）。这些波长管理系统有着各种功能，包括：波长监测、补偿、阻挡、开关、光加入/取消、光放大、判决、光调整、光转换、再整形、再定时。
同时，该小组也研发化学、生物化学传感器，这种传感器可用来监测折射率的变化和用作波导表面材料的荧光效应。
3. 意大利特伦托（Trento ）大学物理系纳米科学实验室（Nanoscience Laboratory ） 意大利特伦托（Trento ）大学物理系纳米科学实验室研究的领域涉及以下三个方面：
（1）纳米光子学：纳米范围内的光子能够出现新现象，这些新现象能够带来新的器件。纳米晶体半导体的研究能够获得制造器件新的方法，如放大器和激光器等。利用电子束光刻能够制作成二维和三位的光子晶体。集成硅光电子重点研究光开关、调制器和光闸等。纳米晶体材料和光子晶体的结合能够开发出新的用于生物传感器和生物转换器的器件。
（2）纳米材料特性：具有新功能的材料如离子化合物或半导体重点用于能量、微电子和光电子学。在各种材料中，纳米结构的材料具有依赖结构发展的新特性。多年来，我们一直利用波动光谱学（喇曼和FT-IR ）进行纳米结构合成物的实验，主要有纳米结构金属、电介质氧化物或半导体的量子点。最近的研究还涉及到碳纳米管。
（3）纳米生物技术：这个方向的主要目标是研究和试验新的纳米器件，设计要达到原子级，控制它们的三维结构掌握他们的性能。由于这些性能的奇特之处在于它们是自我调节三维结构的生物分子，纳米结构分子生物的添加，如量子点，能够获得新一级的纳米器件如纳米传感器、纳米转换器和纳米光学触发器。这项研究是跨生物化学家、材料学家和电子工程师之间的合作。我们目前正在研究基于硅的光学纳米传感器，这种传感器用于识别病原种类（病毒和DNA ）和微小系统。
该实验室著名的半导体光电专家Lorenzo Pavesi 教授是国际公认的硅基光电子研究方面的权威，曾在NATURE 等国际著名期刊发表重要论文，组织过多次硅基光电子的国际会议。
4. Intel 公司
Intel 将硅光电子的研究分为三个阶段，共有六大难题，分别是：光源、光波导、光调
制、光探测、低成本集成、智能化。如图下页1所示。
第一阶段是证明硅作为光学材
料的能力，Intel 对硅光电子的研究
正是第一阶段。硅具备制作有源和
无源光器件的性能，但用作有源器
件时性能会有一定局限。在制成多
种功能的集成光模块之前，这些性
能通过研究已经得到改善和提高。
最终，Intel 将大部分精力投入到有
源器件上来，例如：光的调整、探
测、开关、调制和放大，取得了一
些成绩，包括首台Gbit 速率的调制
器和首台连续光波硅激光器。尽管
采用LiNbO3（铌酸锂）、InP （磷化铟）制成的10 Gbit/s 的调制器在今天已经被广泛应用与 图1 Intel 正解决的六大问题
长距离通信，在2004年以前没有利用硅制成速度超过20Mb/s的。2004年2月，Intel宣布研制成功了Gbit/s的硅光调制器。通过像晶体管那样集成器件，Intel公司能够制作速率比以前更快的光调制器。一年后，Intel的研究员证实他们的光调制器的传送速率已经达到10Gbit/s。
过去因为材料的半导体特性使得硅激光器没有研制成，光子有效激发甚至光放大能够用InP材料来取代，Intel的科研人员发现利用喇曼散射效应能够让光波通过硅后进行放大，这是靠着硅晶体产生的“泵浦”光将能量传给信号光实现的。然而，问题是如何维持连续的工作。由于称为“两个光子吸收”的混乱的量子效应，引起光吸收电子云聚集在放大器中。
通过集成二极管式的半导体器件，研究人员发现他们能够清除电子云以达到连续工作的目的。通过给光放大器周围放置反射镜（在芯片末端），Intel制造了世界上第一台连续波硅激光器。
硅光电子研究小组在研制出了一批引人注目的有源光器件后尽管遇到了上面所描述的一些困难，Intel还是希望进入混合集成的第二阶段。第二阶段从硅光学试验台开始，该试验台是将电子和光子集合在微型机械结构的硅聚集平台。在不需要打开光源的条件下硅结构能够引导器件处于合理的位置。在这一阶段，Intel将会直接把一些特定的功能集成到硅器件中。例如：硅光复用器和探测器可以整合成多路接收器或硅调制器，激光器和无源器件可以集成为多路发射机。只有当集成方案对最终的模块带来好处的时候才会被采用，这些好处包括性能的提升、较小的体积和较低的成本。
最后一个研究阶段就是单片硅集成电路，即将所有的器件集成到一个模块，这样就不用在使用前对光源发出的光进行任何处理，而且成本也会降低很多。这同时也可以带来电子学方面的好处，如果光电集成能够得到解决，则同样属于电子学领域的革命。
如果成本降到足够低，新的产品将会随之出现。集成硅光收发器可以直接整合到光缆的连接器中，完成电接口的功能。对于技术人员来说，这就好像单一的电缆一样，将所有灵敏的光学接口放置在连接器中。网络设备如服务器刀片只需要有电接口。至于电光转换显然可由光缆本身完成。如果连接失败，更换光缆即可。
大量硅光芯片集成可以将系统和网络的连接方式变成光互连。正如前面所提到的那样，利用光传输能够消除带宽和距离的限制，柔软的结构能够更有效地传送数据。硅光电子的应用甚至超出了数字通信的范围，包括高速数据的光调试，通过传送模拟射频信号扩展无线网络，以及低成本的激光器能够用于生物医学。
5. Luxtera公司
Luxtera公司成立于2001年。Luxtera是第一家提供光子器件解决方案的公司，在开始的时候，Luxtera是世界上主要生产很小线距CMOS工艺芯片的公司之一。Luxtera的CMOS 光子器件都是由CMOS电子学工艺集成，体积比传统的光子器件更小。
Luxtera公司产品通过直接集成高速光纤光网络接口到标准CMOS芯片以满足对带宽的需求，产品的设计方案不仅是将大量的数据从一个芯片传到另一个芯片（几乎不考虑距离和带宽），还要适应Moore定律以满足按指数增加的网络数据接口数据处理量。
历史上，硅片的线距遵循Gordon Moore在1965年提出的Moore定律不断减小。这种硅制造工艺的指数量级提高，使包含十亿晶体管的芯片处理速度达GHz。然而，芯片本来无限的数据处理能力日益受到芯片I/O速度的限制，因为芯片I/O速度不能按Moore定律提升，硅处理速度和集成密度令人惊奇的增长速度以及相互连接时电气特性的限制使得现有的这些不能满足未来硅产品的带宽要求。Luxtera的CMOS光子技术平台将迎接这些挑战。
Luxtera的CMOS光子技术能够用CMOS工艺产品构建复杂的光学系统，相同的CMOS 工艺目前常用于制作超大规模集成电路（VLSI）。结合用于大范围分立计算机传递的高速数字电路、通信和传感产品，Luxtera公司设计、制作并测试了一套完整的光子元件。
三、我国主要研究机构及研究方向
1. 中国科学院半导体研究所光电子研究发展中心
中国科学院半导体研究所光电子研究发展中心是由国家“863计划”投资建设的国家光电子工艺中心和国家计委投资建设的集成光电子联合开放实验室（半导体所区）优势组合而成。研究方向包括：
（1）前瞻性、创新性的纳米半导体物理和器件物理研究：1.3μm InGaNAs/GaAs、FP 腔量子阱激光器和VCSEL激光器研制及其光电子智能化多信道光发射模块、GaN LED和蓝光激光器的研制、GaN紫外光探测器面阵。
（2）围绕国家重点科研计划，开展光网络用光子集成基础研究：1.3μm-1.55μm 调谐范围3-5nm InGaNAs/GaAs和GaSi/Si 新型RCE长波长窄带探测器研制、InGaAsP/InP长波长半导体光放大器(SOA)研制、Si基阵列波导光栅(AWG)复用／解复用器的研制、Si基光开关及其面阵研制、40Gb/s EA/M-Z调制器小信号测试系统及其器件高频特性测试、分析技术。
（3）器件实用化技术的研究与开发：开展实用化低成本高频封装技术研究与开发、1.3 m VCSEL批量生产技术研究与开发、光纤光栅型等无源光电子器件的研制与开发、大功率半导体激光器及其模块的研制与开发。
2. 浙江大学硅材料国家重点实验室
浙江大学硅材料国家重点实验室从上世纪50年代初就开始半导体材料研究，至今已取得了一系列重要成果。在硅单晶生长技术，探测器级高纯硅单晶，硅单晶中碳、氧的控制，以及硅单晶的电学测量等方面取得过重大成果。该实验室在大直径硅单晶生长、硅的缺陷工程以及微氮硅单晶的杂质缺陷的基础研究方面，于国际学术刊物和会议上发表一系列高水平的论文，在国际硅材料学术界占有独特的地位，同时还开展了铸造多晶硅在太阳能电池方面的应用研究。其主要研究方向如下：
（1）超大规模集成电路用大直径硅单晶晶体生长，晶体加工和缺陷工；
（2）半导体薄膜生长、物性评价及器件应用研究；
（3）复合半导体光功能材料研究；
（4）复合信息功能材料的基础研究；
（5）半导体材料性质、分析测试方法及其基础理论研究。
今后的发展中，该实验室准备进一步拓宽学科覆盖面，以大直径硅单晶，硅基材料，复合半导体功能材料研究为主，同时加强电子信息材料、磁性材料等一批国民经济发展迫切需要的新型材料的研究。
3. 吉林大学电子科学与工程学院集成光电子国家重点实验室
实验室的研究方向是以新一代光通讯、光信息处理等领域中的关键光电子器件（特别是以量子结构为基础的器件）及其集成研究为重点，同时密切注视光电子新材料、新器件、新应用技术的开拓。根据研究方向，实验室的研究内容包括半导体量子阱材料物理的研究和重要光电子器件物理、设计与工艺；光波导器件设计与工艺实现；光电子器件应用及其系统技术的研究；光电子新材料、新器件、新应用技术的研究。近期主要开展以下工作：Ⅲ-V族半导体光波导开关阵列；硅基光电子器件研究；GaN材料的研究；高功率超辐射集成光源；有机/聚合物电发光器件；光纤光栅研究；5GHz半导体超短光脉冲激光器及光孤子研究；光ATM交换系统技术；程控/手动单模可调谐外腔半导体激光器及其产品开发。
4. 中国科学院微电子研究所
中国科学院微电子研究所的硅器件与集成技术研究室以硅集成电路工艺为研究方向，在
国内率先深入、系统地开展了0.35/0.25/0.18/0.1微米CMOS集成电路关键技术研究，研发成功了8项可实用化的工艺模块，为今后开发生产工艺奠定了基础。包括：超陡的倒掺杂沟道剖面的优化设计和工艺实现方法；超浅的高浓度S/D 延伸区结构设计与实现技术；超薄氮化栅氧化膜制备技术；双多晶硅栅电极结构；高精度、高选择比干法刻蚀技术；薄的、低电阻硅化物SALICIDE技术；电子束与Stepper混合光刻技术；两次SOG平坦化及双层布线技术。
四、国家863计划和973计划与硅基光电子相关的课题
表1 硅基光电子国家863计划
课题编号课题名称承担单位
课题
负责人
国拨经费
（万元）
2004AA3Z1270 大直径SiGe／Si外延材料研究及
产业化开发
清华大学刘志弘250
2004AA302110 多孔纳米SiO2及螺旋碳纤维在航
空、航天器中的应用中国航天科技集团公司第五
研究院第五O八研究所
张昊260
2004AA303560 大尺寸高品质a-Si TFT OLED技
术研究
北方彩晶集团有限公司邵喜斌300
2004AA3Z1140 直径12英寸硅单晶抛光片的研制
及相关材料工程化应用研究有研半导体材料股份有限公
司
周旗钢5590
2004AA303570 多晶硅TFT有机发光有源驱动技
术的研究
南开大学孟志国150
2004AA420040 掩膜管理系统和硅片处理系统研
究哈尔滨工业大学博实精密测
控有限责任公司
荣伟彬300
2005AA311010 硅基镓氮固态光源关键技术研究南昌大学方文卿150 2005AA311050 24对棒节能型多晶硅还原炉成套
装置
洛阳中硅高科技有限公司严大洲300
2004AA311040 Si基GaN材料研究中国科学院半导体研究所王军喜80 2004AA31G030 大尺寸半导体SiC单晶衬底材料山东大学徐现刚100
表2 硅基光电子国家973计划
课题编号课题名称承担单位课题负
责人
2002CB311904 SiC高频高温功率器件中国电子科技集团公司第十三研究所、西安电
子科技大学
赵彤、郝跃
2003CB314703 硅上有机发光微显示器件
及其物理研究
吉林大学、中国科学院微电子研究所赵毅、夏洋
2003CB314703 反射式硅上液晶微显示材
料及器件的研究中国科学院长春光学精密机械及物理研究所、
中国科学院微电子研究所
凌志华、赵
新为
参考来源：
1.彭英才，Seiichi Miyazaki，徐骏等.面向21世纪的硅基光子学.自然杂志.28卷2期
2.https://www.360docs.net/doc/d316958330.html,
3.http://www.nrc-cnrc.gc.ca/main_e.html
4.http://www.unitn.it/dipartimenti/fisica/eng/laboratories/nanosciences.htm
5.https://www.360docs.net/doc/d316958330.html,
6.https://www.360docs.net/doc/d316958330.html,/technology.htm
7.https://www.360docs.net/doc/d316958330.html,/ncot0/new/index.htm
8.https://www.360docs.net/doc/d316958330.html,/intro/intro.asp
9.https://www.360docs.net/doc/d316958330.html,/sys/jd/jchdz/jchdz.htm
10.https://www.360docs.net/doc/d316958330.html,/
11.https://www.360docs.net/doc/d316958330.html,/863_105/index.html
12.https://www.360docs.net/doc/d316958330.html,/AreaItem.aspx?fid=06
硅基光子学研究进展和未来发展
撰写背景：作为一门新兴学科，硅基光子学正在受到越来越多的发达国家和重点研究机构的高度重视和重点研究。英特尔公司早在2002年就花费5000万美元并购了New Focus公司旗下的激光科技部门,开始硅基光子学攻关研究，这为目前英特尔公司在世界硅基光子学研究领域中的领先地位奠定了基础。今年六月，新加坡科学技术研究局决定利用其硅光子技术潜力并通过与海内外机构联合研发来推动新加坡硅基光电产业的快速发展。我国也较早开展了硅基光子学研究，例如我院半导体研究所的王启明院士近年来专心致力于硅基光子学研究，主持了国家自然科学基金重点项目“硅基光电子学关键器件基础研究”，在硅基发光器件的探索、硅基非线性测试分析等方面取得了许多进展。但从整体来看，我国对硅基光子学的研究与世界相比还有一定差距。我们整理了近年来硅基光子学研究取得的一些重大进展以及未来的一些发展趋势，希望能为我所学科布局的发展提供一些参考，也希望所里能对硅基光子学研究给予重视。
一、近年来硅基光子学的研究进展
随着微处理器性能呈指数增长，以及超大规模集成电路技术日益逼近它的极限，计算机系统内部通信速度和带宽落后于处理器芯片运算速度的趋势日益扩大，铜互连将成为计算机系统整体性能提升的瓶颈。以实现硅基光电集成为目标的硅基光子学的不断成熟有望解决这一难题。
虽然硅本身不具备良好的光学特性，但是，十几年来，尤其是近五年来，在全球材料和器件物理学家的长期共同努力下，各种硅基光子学材料的制备和各类硅基光子器件的制作都取得了可喜的进展，硅基光电集成方面也已经有了一定的突破。
1、硅基光子材料
硅基光子材料方面的研究进展主要包括产生光发射的硅基纳米结构、使光被传导和分解的波导结构、具有光子带隙特征的硅光子晶体等。
1）硅基纳米发光材料
硅基纳米材料是指具有量子限制效应的硅或锗纳米晶粒，二氧化硅/硅（SiO2 / Si）超晶格，锗/硅（Ge/Si）多层量子点异质结和超小硅或锗纳米微粒。上述各种硅基纳米结构，已实现了从红外到紫外波长范围的强室温光致发光（PL）或电致发光（EL），乃至光增益和受激光发射。目前的研究重点是如何有效地控制硅纳米晶粒的尺寸和密度，以形成具有小尺寸和高密度的有序纳米结构。
2）硅基光波导结构
硅基光波导器件是硅基光电集成器件研究中的另一个热点。高性能和高可靠性的硅基光波导结构与器件是解决硅基光电集成技术中高速传输、复用与解复用、光分插复用、光交叉互连、光波导开关以及高速光调制等技术难点的关键。在过去五年中，IBM公司、比利时微电子研究中心（IMEC）等研究机构在降低小弯曲半径波导损耗方面取得了较大的进展。
3）硅光子带隙晶体
光子晶体是具有光子带隙特征的一种新型光子材料，由于它具有能够调节光子运动状态的奇特性质，因而在制作超小型和低阈值发光器件、多通道可调谐加/减滤波器、光子带隙波导放大器和未来的复杂光子结构中都将有着重要的应用。近年，硅光子晶体的研究十分活跃。2005年11月，日本电信电话株式会社（NTT）的基础研究实验室利用一种硅光子晶体成功研制出Q值（品质因素）高达104万的光振荡器，首次突破了100万大关。如此高Q 值的光振荡器通过控制光信号，将成为光逻辑电路的基础技术。
2、硅基光子器件
硅基光子器件方面的研究进展主要包括具有光增益和光放大并能使其受激辐射的硅基激光器、能使光信号进行调制的硅光调制器、在电场作用下使载流子定向移动而产生电信号的硅光探测器等。
1）硅激光器
硅激光器的研制是硅基光子学领域中的一个最具有魅力，并且也最富挑战性的前沿课题。作为未来硅基光电集成电路的光源，硅激光器有着丰富而深刻的物理内涵，而且研究具有相对较大的难度。不过，近两年来，该领域的研究取得了连续的突破性进展。
首先是在2004年10月，加州大学洛杉矶分校的研究小组宣布制成了世界上第一台硅拉曼激光器。紧接着，2005年2月，英特尔公司的科学家采用标准硅制造工艺开发出世界上第一款连续波全硅拉曼激光器。2005年11月，美国俄亥俄州辛辛那提大学的物理学家宣布，他们研制成世界上第一种既能利用红外线又能利用可见光波段工作的硅激光器。这些里程碑式的研究进展，使科学家朝着将激光器与电子组件整合在同一块硅芯片上的目标又迈进了一大步。
2）硅光调制器
光调制器是利用材料折射率的变化，对传输光的相位和波长进行调制的光波导器件，是光纤电缆传输数据的关键装置。近两年来，硅光调制器的研究进展令人鼓舞。
2004年2月11日，英特尔公司的科学家宣布他们成功开发出运行速度为1千兆赫的硅光调制器，这比以往在实验室中取得的20兆赫的最高速度提高了50倍。2005年3月，加州理工学院一家新创立的Luxtera公司宣布研发出一种硅光调制器，该产品利用传统的硅制造工艺将传输速度提升到10吉比特每秒（Gbps），这也是目前传统网络所能达到的最高数据传输速率。2005年8月，Luxtera又宣布成功解决了困绕业界已久的在硅上生产超高密度光调制器的问题，第一次利用标准CMOS工艺生产出了远比电子驱动电路小巧的硅光调制器。Luxtera此次推出的微环形硅光调制器支持10 Gbps速率，半径只有30微米，从而可以实现多个调制器的集成，支持100Gbps甚至1Tbps（太比特每秒）的调制，这使得芯片间光互连成为可能。
3）硅光探测器
硅光探测器是硅基光电集成中的光信号接收器件。具有良好的光响应特性、探测灵敏度高、暗电流小和频带宽的光探测器是目前研究的主要课题。
IBM公司在这方面取得了较大的进展。2004年6月，他们宣布开发出了一种基于新开发的绝缘体上锗（GOI）技术的高速光探测器。IBM公司开发的这款光探测器光学响应频率接近30吉赫兹（GHz），可以探测速度大于50 Gbps的信号。该器件工作于非常低的电压，
效率非常高（大于40%），可以探测一个很宽的波长范围内的光，而且与标准CMOS工艺兼容。所以IBM的这一进展，对于克服计算机系统整体性能提升的瓶颈、实现芯片间光互连有着重要的意义。
此外，在硅基光子器件方面非常得一提的是，今年7月份，加州大学洛杉矶分校以巴拉姆-贾拉利（Bahram Jalali）教授为首的研究小组宣布他们攻破了“双光子吸收（Two-Photon Absorption，TPA）”这一硅基光子学领域的基础性难题，在硅器件中实现了无电能损耗的连续光放大。
3、硅基光电集成
近年，随着硅基光子材料与器件研究所取得的重大进展，硅基光电集成的研究也日渐引起了材料和器件物理学家的极大关注。虽然尚无成熟的硅基光电集成芯片问世，但科学家们已提出了两种可供参考的集成方案，即光电混合集成和单芯片集成。
Luxtera公司在该领域率先取得了突破性进展。2006年8月22日，Luxtera推出业界第一款采用标准CMOS工艺的单芯片集成光电器件。Luxtera的突破性技术将光学芯片和主流的电子技术集成到一起，实现光纤同电子芯片的直接配合，采用标准的0.13微米绝缘体硅片（SOI）CMOS工艺，进而还可以实现数字逻辑芯片同光芯片的集成，大大降低光器件的尺寸、功耗和成本。Luxtera的这一成就让我们看到了全硅光电集成实现的新曙光！
二、硅基光子学未来发展
随着硅基光子学近年来取得的一系列突破性进展，硅基光子学开始逐步走向实用，硅用来作为一种光学材料也不再被人们所怀疑，转而都开始寻找利用这一革命性技术的途径。
作为今后的发展方向，以下几个方面的问题值得注意:
1、具有小尺寸和高密度的有序硅基纳米量子点是实现硅基纳米结构高强度、高稳定度和高效率发光的最有希望的有源区材料。但是，要实现具有真正意义上的硅基纳米量子点，仍需在生长机理、工艺技术和性能检测方面进行更多的尝试性研究。
2、在所有硅基光电集成器件的研究中，硅激光器是重中之重。进一步的研究需要在增益材料类型、器件结构形式和电致激发方式等方面进行优化组合。
3、作为起着光传输、光开关和光调制作用的各类硅基光波导结构与器件，为实现它们对光场的强限制作用、低传输损耗、高耦合效率、快响应速度和低插入损耗等，还需在导波层和限制层材料、波导结构的设计以及如何便于硅基光电集成方面进行深入的探索。
4、在对硅基光子集成器件的设计与制作进行研究的同时，应进一步加强相关基础理论研究。例如，澄清硅基材料的发光、受激辐射、光传输和光探测特性与材料类型、结构特征、电子结构和载流子输运之间的相关性，以及拉曼效应的内在机理等。
光子技术取代电子技术还需要一定的时间，这除了技术上的难度以外，目前光子技术的成本太高也是一个重要的原因。英特尔公司光子技术实验室高级资深科学家荣海生博士很谨慎地预测大约10年左右的时间两者的成本会基本一致，到时也是硅基光子技术全面取代电子技术的转折点。一旦硅基光子技术达到实用的目标，其高带宽、高速率、低干扰特性将给芯片间互联、底板布线技术带来革命性的变化，并将彻底改变目前计算机系统中通信速度和带宽远远落后于处理器芯片运算速度的现状，从而引发一场新的信息技术革命。
构造地质学研究现状和发展趋势.docx
构造地质学研究现状和发展趋势 构造地质学是地质学分支学科之一，以岩石圈的各种地质体作为研究对象,探究其组合形式及形成、发育、变形、破坏规律。一般根据其研究对象和研究内容的差异,分为狭义构造地质学和广义构造地质学。狭义构造地质学侧重于对中、小型地质体的研究，主要研究这些构造的几何形态、产状、规模、形成演化等。广义构造地质学的研究范围更加广阔，从地壳演变至岩石圈结构,从重要造山带至板块边界，从显微构造到晶格错位，几乎涵盖了10_8?108cm的所有地质体。近代以来,构造地质学研究获得了空前发展。20世纪60年代以来，板块构造理论体系得以建立和完善;20世纪70年代以来，大陆构造研究得到了重视;20世纪80年代以来，重点研究岩石圈的演化和三维岩石圈的建立；20世纪90年代以来，大陆动力学研究兴起。这些研究使得构造地质学在研究深度和研究广度上取得了重要进展。 1.构造解析构造学本质上是对地质体变形和演化的认识，构造地质学强调野外实地观测，其主要研究方法是构造解析法。构造解析是对地质体空间关系和形成规律的分析解释，内容包括对地质体的几何学、运动学和动力学的分析气几何学解析是指对地质体的产状、规模、组合形式进行研究，进而概化为构造模式。运动学解析主要研究地质体在构造作用中发生的变形和位移。动力学解析是在几何学解析和运动学解析的基础上，反推构造应力的性质、大小、方向，分析和解释该研究区域的构造演化史。 2.研究现状步人20世纪后，构造地质学开始从形态描述逐渐进人对地质体的成因和力学分析研究中，由定性观察转入定量研究，由几何学研究转人运动学、动力学的领域。相关学科的新方法、新思路的引人,使得构造地质学获得了极大地进步，促进了构造地质学和其他学科的交流融合。尤其20世纪60年代后，以板块构造为主的各种新理论的提出，促使构造地质学的发展进入全新阶段。 2.1板块构造理论体系相关研究1968年前后，地质学家归纳了大陆漂移和海底扩张的研究成果，并在此基础上从全球统一的角度提出了板块构造理论,该理论将固体地球表层在垂向上划分为刚性岩石圈和塑性软
砷化镓材料国内外现状及发展趋势
砷化镓材料国内外现状及发展趋势 中国电子科技集团公司第四十六研究所纪秀峰 1 引言 化合物半导体材料的研究可以追溯到上世纪初，最早报导的是1910年由Thiel等人研究的InP材料。1952年，德国科学家Welker首次把Ⅲ-Ⅴ族化合物作为一种新的半导体族来研究，并指出它们具有Ge、Si等元素半导体材料所不具备的优越特性。五十多年来，化合物半导体材料的研究取得了巨大进展，在微电子和光电子领域也得到了日益广泛的应用。 砷化镓（GaAs）材料是目前生产量最大、应用最广泛，因而也是最重要的化合物半导体材料，是仅次于硅的最重要的半导体材料。由于其优越的性能和能带结构，使砷化镓材料在微波器件和发光器件等方面具有很大发展潜力。目前砷化镓材料的先进生产技术仍掌握在日本、德国以及美国等国际大公司手中，与国外公司相比国内企业在砷化镓材料生产技术方面还有较大差距。 2 砷化镓材料的性质及用途 砷化镓是典型的直接跃迁型能带结构，导带极小值与价带极大值均处于布里渊区中心，即K=0处，这使其具有较高的电光转换效率，是制备光电器件的优良材料。 在300 K时，砷化镓材料禁带宽度为1.42 eV，远大于锗的0.67 eV和硅的1.12 eV，因此，砷化镓器件可以工作在较高的温度下和承受较大的功率。 砷化镓（GaAs）材料与传统的硅半导体材料相比，它具电子迁移率高、禁带宽度大、直接带隙、消耗功率低等特性，电子迁移率约为硅材料的5.7倍。因此，广泛应用于高频及无线通讯中制做IC器件。所制出的这种高频、高速、防辐射的高温器件，通常应用于无线通信、光纤通信、移动通信、GPS全球导航等领域。除在I C产品应用以外，砷化镓材料也可加入其它元素改变其能带结构使其产生光电效应，制成半导体发光器件，还可以制做砷化镓太阳能电池。 表1 砷化镓材料的主要用途
国内外研究现状及发展趋势
国内外研究现状及发展趋势 世界银行2000年研究报告《中国：服务业发展和中国经济竞争力》的研究结果表明，在中国有4个服务性行业对于提高生产力和推动中国经济增长具有重要意义，它们是物流服务、商业服务、电子商务和电信。其中，物流服务占1997年服务业产出的42．4％，是比重最大的一类。进入21世纪，中国要实现对WTO缔约国全面开放服务业的承诺，物流服务作为在服务业中所占比例较大的服务门类，肯定会首先遭遇国际物流业的竞争。 物流的配送方式从手工下单、手工核查的方式慢慢转变成现今的物流平台电子信息化管理方式，从而节省了大量的人力，使得配送流程管理自动化、一体化。 当今出现一种智能运输系统，即是物流系统的一种，也是我国未来大力研究的方向。它是指采用信息处理、通信、控制、电子等先进技术，使人、车、路更加协调地结合在一起，减少交通事故、阻塞和污染，从而提高交通运输效率及生产率的综合系统。我国是从70年代开始注意电子信息技术在公路交通领域的研究及应用工作的，相应建立了电子信息技术、科技情报信息、交通工程、自动控制等方面的研究机构。迄今为止以取得了以道路桥梁自动化检测、道路桥梁数据库、高速公路通信监控系统、高速公路收费系统、交通与气象数据采
集自动化系统等为代表的一批成果。尽管如此，由于研究的分散以及研究水平所限，形成多数研究项目是针对交通运输的某一局部问题而进得的，缺乏一个综全性的、具有战略意义的研究项目恰恰是覆盖这些领域的一项综合性技术，也就是说可以通过智能运输系统将原来这些互不相干的项目有机的联系在一起，使公路交通系统的规划、建设、管理、运营等各方面工作在更高的层次上协调发展，使公路交通发挥出更大的效益。 1.国内物流产业发展迅速。国内物流产业正处在前所未有的高速增长阶段。2008年，全国社会物流总额达89.9万亿元，比2000年增长4.2倍，年均增长23%；物流业实现增加值2万亿元，比2000年增长1.9倍，年均增长14%。2008年，物流业增加值占全部服务业增加值的比重为16. 5%，占GDP的比重为6. 6%。预计“十一五”期间，我国物流产业年均增速保持在15%以上，远远高于美国的10%和加拿大、西欧的9%。 2.物流专业化水平与服务效率不断提高。社会物流总费用与GDP 的比例体现了一个国家物流产业专业化水平和服务效率。我国社会物流总费用与GDP的比例在近年来呈现不断下降趋势，“十五”期间，社会物流总费用占GDP的比例，由2000年的19.4%下降到2006年的18. 3%；2007年这一比例则下降到18. 0%，标志着我国物流产业的专业化水平和服务效率不断提高。但同发达国家相比较，我国物流
集成电路的现状与发展趋势
集成电路的现状与发展趋势 1、国内外技术现状及发展趋势 目前，以集成电路为核心的电子信息产业超过了以汽车、石油、钢铁为代表的传统工业成为第一大产业，成为改造和拉动传统产业迈向数字时代的强大引擎和雄厚基石。1999年全球集成电路的销售额为1250亿美元，而以集成电路为核心的电子信息产业的世界贸易总额约占世界GNP的3%，现代经济发展的数据表明，每l~2元的集成电路产值，带动了10元左右电子工业产值的形成，进而带动了100元GDP的增长。目前，发达国家国民经济总产值增长部分的65%与集成电路相关；美国国防预算中的电子含量已占据了半壁江山（2001年为43.6%）。预计未来10年内，世界集成电路销售额将以年平均15%的速度增长，2010年将达到6000~8000亿美元。作为当今世界经济竞争的焦点，拥有自主版权的集成电路已曰益成为经济发展的命脉、社会进步的基础、国际竞争的筹码和国家安全的保障。 集成电路的集成度和产品性能每18个月增加一倍。据专家预测，今后20年左右，集成电路技术及其产品仍将遵循这一规律发展。集成电路最重要的生产过程包括：开发EDA（电子设计自动化）工具，利用EDA进行集成电路设计，根据设计结果在硅圆片上加工芯片（主要流程为薄膜制造、曝光和刻蚀），对加工完毕的芯片进行测试，为芯片进行封装，最后经应用开发将其装备到整机系统上与最终消费者见面。 20世纪80年代中期我国集成电路的加工水平为5微米，其后，经历了3、1、0.8、0.5、0.35微米的发展，目前达到了0.18 微米的水平，而当前国际水平为0.09微米（90纳米），我国与之相差约为2-3代。 （1）设计工具与设计方法。随着集成电路复杂程度的不断提高，单个芯片容纳器件的数量急剧增加，其设计工具也由最初的手工绘制转为计算机辅助设计（CAD），相应的设计工具根据市场需求迅速发展，出现了专门的EDA工具供应商。目前，EDA主要市场份额为美国的Cadence、Synopsys和Mentor等少数企业所垄断。中国华大集成电路设计中心是国内唯一一家EDA开发和产品供应商。 由于整机系统不断向轻、薄、小的方向发展，集成电路结构也由简单功能转向具备更多和更为复杂的功能，如彩电由5片机到3片机直到现在的单片机，手机用集成电路也经历了由多片到单片的变化。目前，SoC作为系统级集成电路，能在单一硅芯片上实现信号采集、转换、存储、处理和I/O等功能，将数字电路、存储器、MPU、MCU、DSP等集成在一块芯片上实现一个完整系统的功能。它的制造主要涉及深亚微米技术，特殊电路的工艺兼容技术，设计方法的研究，嵌入式IP核设计技术，测试策略和可测性技术，软硬件协同设计技术和安全保密技术。SoC以IP复用为基础，把已有优化的子系统甚至系统级模块纳入到新的系统设计之中，实现了集成电路设计能力的第4次飞跃。
机器学习研究现状与发展趋势
机器学习研究现状与发展趋势 计算机科学与软件学院 引言: 机器能否象人类一样能具有学习能力呢？1959年美国的塞缪尔(Samuel)设计了一个下棋程序，这个程序具有学习能力，它可以在不断的对奕中改善自己的棋艺。4年后，这个程序战胜了设计者本人。又过了3年，这个程序战胜了美国一个保持8年之久的常胜不败的冠军。这个程序向人们展示了机器学习的能力，提出了许多令人深思的社会问题与哲学问题。 机器学习的研究是根据生理学、认知科学等对人类学习机理的了解，建立人类学习过程的计算模型或认识模型，发展各种学习理论和学习方法，研究通用的学习算法并进行理论上的分析，建立面向任务的具有特定应用的学习系统。这些研究目标相互影响相互促进。 机器学习是关于理解与研究学习的内在机制、建立能够通过学习自动提高自身水平的计算机程序的理论方法的学科。近年来机器学习理论在诸多应用领域得到成功的应用与发展，已成为计算机科学的基础及热点之一。 机器学习是继专家系统之后人工智能应用的又一重要研究领域，也是人工智能和神经计算的核心研究课题之一。现有的计算机系统和人工智能系统没有什么学习能力，至多也只有非常有限的学习能力，因而不能满足科技和生产提出的新要求。对机器学习的讨论和机器学习研究的进展，必将促使人工智能和整个科学技术的进一步发展。 一.机器学习的发展史 机器学习是人工智能研究较为年轻的分支，它的发展过程大体上可分为4个时期。 第一阶段是在50年代中叶到60年代中叶，属于热烈时期。…> 第二阶段是在60年代中叶至70年代中叶，被称为机器学习的冷静时期。 第三阶段是从70年代中叶至80年代中叶，称为复兴时期。 机器学习的最新阶段始于1986年。 机器学习进入新阶段的重要表现在下列诸方面： (1) 机器学习已成为新的边缘学科并在高校形成一门课程。它综合应用心理学、生物学和神经生理学以及数学、自动化和计算机科学形成机器学习理论基础。 (2) 结合各种学习方法，取长补短的多种形式的集成学习系统研究正在兴起。特别是连接学习符号学习的耦合可以更好地解决连续性信号处理中知识与技能的获取与求精问题而受到重视。 (3) 机器学习与人工智能各种基础问题的统一性观点正在形成。例如学习与问题求解结合进行、知识表达便于学习的观点产生了通用智能系统SOAR的组块学习。类比学习与问题求解结合的基于案例方法已成为经验学习的重要方向。 (4) 各种学习方法的应用范围不断扩大，一部分已形成商品。归纳学习的知识获取工具已在诊断分类型专家系统中广泛使用。连接学习在声图文识别中占优势。分析学习已用于设计综合型专家系统。遗传算法与强化学习在工程控制中有较好的应用前景。与符号系统耦合的神经网络连接学习将在企业的智能管理与智能机器人运动规划中发挥作用。 (5) 与机器学习有关的学术活动空前活跃。国际上除每年一次的机器学习研讨会外，还有计算机学习理论会议以及遗传算法会议。 二.机器学习分类 1、基于学习策略的分类 学习策略是指学习过程中系统所采用的推理策略。一个学习系统总是由学习和环境两部分组成。由环境（如书本或教师）提供信息，学习部分则实现信息转换，用能够理解的形
压力传感器研究现状及发展趋势
压力传感器研究现状及发展趋势 传感器技术是现代测量和自动化系统的重要技术之一,从宇宙开发到海底探秘,从生产的过程控制到现代文明生活,几乎每一项技术都离不开传感器,因此,许多国家对传感器技术的发展十分重视,如日本把传感器技术列为六大核心技术(计算机、通信、激光、半导体、超导体和传感器) 之一。在各类传感器中压力传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、便于集成化的优点,可广泛用于压力、高度、加速度、液体的流量、流速、液位、压强的测量与控制。除此以外,还广泛应用于水利、地质、气象、化工、医疗卫生等方面。由于该技术是平面工艺与立体加工相结合,又便于集成化,所以可用来制成血压计、风速计、水速计、压力表、电子称以及自动报警装置等。压力传感器已成为各类传感器中技术最成熟、性能最稳定、性价比最高的一类传感器。因此对于从事现代测量与自动控制专业的技术人员必须了解和熟识国内外压力传感器的研究现状和发展趋势。 1 压力传感器的发展历程 现代压力传感器以半导体传感器的发明为标志,而半导体传感器的发展可以分为四个阶段[1 ] : (1) 发明阶段(1945 - 1960 年) :这个阶段主要是以1947 年双极性晶体管的发明为标志。此后,半导体材料的这一特性得到较广泛应用。史密斯(C.S. Smith) 与1945 发现了硅与锗的压阻效应[2 ] ,即当有外力作用于半导体材料时,其电阻将明显发生变化。依据此原理制成的压力传感器是把应变电阻片粘在金属薄膜上,即将力信号转化为
电信号进行测量。此阶段最小尺寸大约为1cm。 (2) 技术发展阶段(1960 - 1970 年) :随着硅扩散技术的发展,技术人员在硅的(001) 或(110) 晶面选择合适的晶向直接把应变电阻扩散在晶面上,然后在背面加工成凹形,形成较薄的硅弹性膜片,称为硅杯[3 ] 。这种形式的硅杯传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定性好、成本低、便于集成化的优点,实现了金属- 硅共晶体,为商业化发展提供了可能。 (3) 商业化集成加工阶段(1970 - 1980 年) :在硅杯扩散理论的基础上应用了硅的各向异性的腐蚀技术,扩散硅传感器其加工工艺以硅的各项异性腐蚀技术为主,发展成为可以自动控制硅膜厚度的硅各向异性加工技术[4 ] ,主要有V 形槽法、浓硼自动中止法、阳极氧化法自动中止法和微机控制自动中止法。由于可以在多个表面同时进行腐蚀,数千个硅压力膜可以同时生产,实现了集成化的工厂加工模式,成本进一步降低。 (4) 微机械加工阶段(1980 年- 今) :上世纪末出现的纳米技术,使得微机械加工工艺成为可能。 通过微机械加工工艺可以由计算机控制加工出结构型的压力传感器,其线度可以控制在微米级范围内。利用这一技术可以加工、蚀刻微米级的沟、条、膜,使得压力传感器进入了微米阶段。 2 压力传感器国内外研究现状 从世界范围看压力传感器的发展动向主要有以下几个方向。 2. 1 光纤压力传感器[5 ]
国内外测试仪器发展现状及趋势
国内外测试仪器发展现状及趋势 科学是从测量开始的—这是19世纪著名科学家门捷列夫的名言。到了21世纪的今天，作为信息产业的三大关键技术之一，测试测量行业已经成为电子信息产业的基础和发展保障。 而测试仪器作为测试测量行业发展不可或缺的工具，在测试测量行业的发展中起到了巨大的作用。中国“十一五”期间，由于国家不断增加基础建设的投入力度，在旺盛市场需求的带动下，对仪器需求不断增加，同时测试仪器市场也正在快速发展。 全球测试仪器市场情况及分析 国内电子测量仪器行业在经过一段沉寂后，慢慢开始复苏。产品大幅增长主要有两个原因，一是市场的巨大需求，特别是通信、广播电视市场的巨大发展，引发了电子测量仪器市场的迅速增长，二是电子测量仪器行业近几年迅速向数字化、
智能化方向发展，推出了部分数字化产品，因而在若干个门类品种上取得了较快增长。从近期中国仪表行业发展的情况来看势头喜人的，与全国制造业一样，虽然遇到了不少困难但仍然保持了向上发展的态势。 尽管中国仪器市场正在快速的发展着，但与国外仪器生产企业比较仍然有很大的差距。中国主要科研单位、学校以及企业等单位中使用的高档、大型仪器设备几乎全部依赖进口。同时，国外公司还占有国内中档产品以及许多关键零部件市场60%以上的份额。世界测试仪器市场对中国的影响依然非常大。目前，在世界电子测量仪器市场上，竞争日趋激烈。以往，测试仪器生产厂商主要都将仪器产品的高性能作为竞争优势，厂商开发什么，用户买什么。而今则已变成厂商努力开发用户需要的仪器，并且把更便宜、更好、更快、更易使用的测试仪器作为奋斗目标。在信息化的推动下，全世界测试仪器市场将继续保持增长的势头。人们普遍认为，电子测量仪器市场的前景依然乐观。 国际仪器发展趋势和国内现状 一、国际趋势
机器人研究现状及发展趋势
机器人发展历史、现状、应用、及发展 趋势 院系：信息工程学院 专业：电子信息工程 姓名：王炳乾
机器人发展历史、现状、应用、及发展趋势 摘要：随着计算机技术不断向智能化方向发展,机器人应用领域的不断扩展和深化,机器人已成为一种高新技术产业,为工业自动化发挥了巨大作用,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。文章介绍了机器人的国内国外的发展历史、状况、应用、并对机器人的发展趋势作了预测。 关键词：机器人;发展；现状；应用；发展趋势。 1．机器人的发展史 1662年，日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶并公开表演。 1738年，法国技师杰克·戴·瓦克逊发明了机器鸭，它会嘎嘎叫、进食和游泳。 1773年，瑞士钟表匠杰克·道罗斯发明了能书写、演奏的玩偶，其体内全是齿轮和发条。它们手执画笔、颜料、墨水瓶，在欧洲很受青睐。 保存至今的、最早的机器人是瑞士的努萨蒂尔历史博物馆里少女形象的玩偶，有200年历史。她可以用风琴演奏。 1893年，在机械实物制造方面，发明家摩尔制造了“蒸汽人”，它靠蒸汽驱动行走。 20世纪以后，机器人的研究与开发情况更好，实用机器人问世。 1927年，美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”。它是电动机器人，装有无线电发报机。 1959年第一台可以编程、画坐标的工业机器人在美国诞生。 现代机器人 有关现代机器人的研究始于20世纪中期，计算机以及自动化技术的发展、原子能的开发利用是前提条件。1946年，第一台数字电子计算机问世。随后，计算机大批量生产的需要推动了自动化技术的发展。1952年，数控机床诞生，随后相关研究不断深入；同时，各国原子能实验室需要代替人类处理放射性物质的机械。
半导体材料的发展现状与趋势
半导体材料与器件发展趋势总结 材料是人类社会发展的物质基础与先导。每一种重大新材料的发现和应用都把人类支配自然的能力提高到一个全新的高度。材料已成为人类发晨的里程碑。本世纪中期单晶硅材料和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研究成功，导致了电子工业大革命。使微电子技术和计算机技术得到飞速发展。从20世纪70年代的初期，石英光纤材料和光学纤维的研制成功，以及GaAs等Ⅲ-Ⅴ族化合物的材料的研制成功与半导体激光器的发明，使光纤通信成为可能，目前光纤已四通八达。我们知道，每一束光纤，可以传输成千上万甚至上百万路电话，这与激光器的发明以及石英光纤材料、光纤技术的发展是密不可分的。超晶格概念的提出MBE、MOCVD先进生长技术发展和完善以及超品格量子阱材料包括一维量子线、零维量子点材料的研制成功。彻底改变了光电器件的设计思想。使半导体器件的设计与制造从过去的杂质工程发展到能带工程。出现了以“电学特性和光学特性的剪裁”为特征的新范畴，使人类跨入到以量子效应为基础和低维结构为特征的固态量子器件和电路的新时代，并极有可能触发新的技术革命。半导体微电子和光电子材料已成为21世纪信息社会的二大支柱高技术产业的基础材料。它的发展对高速计算、大容量信息通信、存储、处理、电子对抗、武器装备的微型化与智能化和国民经济的发展以及国家的安全等都具有非常重要的意义。 一、几种重要的半导体材料的发展现状与趋势 1.硅单晶材料 硅单晶材料是现代半导体器件、集成电路和微电子工业的基础。目前微电子的器件和电路，其中有90％到95％都是用硅材料来制作的。那么随着硅单晶材料的进一步发展，还存在着一些问题亟待解决。硅单晶材料是从石英的坩埚里面拉出来的，它用石墨作为加热器。所以，来自石英里的二氧化硅中氧以及加热器的碳的污染，使硅材料里面包含着大量的过饱和氧和碳杂质。过饱和氧的污染，随着硅单晶直径的增大，长度的加长，它的分布也变得不均匀；这就是说材料的均匀性就会遇到问题。杂质和缺陷分布的不均匀，会使硅材料在进一步提高电路集成度应用的时候遇到困难。特别是过饱和的氧，在器件和电路的制作过程中，它要发生沉淀，沉淀时的体积要增大，会导致缺陷产生，这将直接影响器件和电路的性能。因此，为了克服这个困难，满足超大规模集成电路的集成度的进一步提高，人们不得不采用硅外延片，就是说在硅的衬底上外延生长的硅薄膜。这样，可以有效地避免氧和碳等杂质的污染，同时也会提高材料的纯度以及掺杂的均匀性。利用外延方法，还可以获得界面非常陡、过渡区非常窄的结，这样对功率器件的研制和集成电路集成度进一步提高都是非常有好处的。这种材料现在的研究现状是6英寸的硅外延片已用于工业的生产，8英寸的硅外延片，也正在从实验室走向工业生产；更大直径的外延设备也正在研制过程中。 除此之外，还有一些大功率器件，一些抗辐照的器件和电路等，也需要高纯区熔硅单晶。区熔硅单晶与直拉硅单晶拉制条件是不一样的，它在生长时，不与石英容器接触，材料的纯度可以很高；利用这种材料，采用中子掺杂的办法，制成N或P型材料，用于大功率器件及电路的研制，特别是在空间用的抗辐照器件和电路方面，它有着很好的应用前景。当然还有以硅材料为基础的SOI材料，也就是半导体/氧化物/绝缘体之意，这种材料在空间得到了广泛的应用。总之，从提高集成电路的成品率，降低成本来看的话，增大硅单晶的直径，仍然是一个大趋势；因为，只有材料的直径增大，电路的成本才会下降。我们知道硅技术有个摩尔定律，每隔18个月它的集成度就翻一番，它的价格就掉一半，价格下降是同硅的直径的增大密切相关的。在一个大圆片上跟一个小圆片上，工艺加工条件相同，但出的芯片数量则不同；所以说，增大硅的直径，仍然是硅单晶材料发展的一个大趋势。那我们从提高硅的
国内外公路研究现状与发展趋势
第1章绪论 1.1我国公路现状 交通运输业是国民经济中从事运送货物和旅客的社会生产部门，是国民经济和社会发展的动脉，是经济社会发展的基础行业、先行产业。交通运输主要包括铁路、公路、水运、航空、管道五种运输方式，其中，铁路、水运、航空、管道起着“线”的作用，公路则起着“面”的作用，各种运输方式之间通过公路路网联结起来，形成四通八达、遍布城乡的运输网络。改革开放以来，灵活、快捷的公路运输发展迅速，目前，在综合运输体系中，公路运输客运量、货运量所占比重分别达90％以上和近80％。高速公路是经济发展的必然产物，在交通运输业中有着举足轻重的地位。在设计和建设上，高速公路采取限制出入、分向分车道行驶、汽车专用、全封闭、全立交等较高的技术标准和完善的交通基础设施，为汽车快速、安全、经济、舒适运行创造了条件。与普通公路相比，高速公路具有行车速度快、通行能力大、运输成本低、行车安全、舒适等突出优势，其行车速度比普通公路高出50％以上，通行能力提高了2~6倍,并可降低30％以上的燃油消耗、减少1/3的汽车尾气排放、降低1/3的交通事故率。 新中国成立以来，经过60多年的建设，公路建设有了长足发展。2011年初正值“十一五”规划结束，“十二五”规划伊始。“十一五”时期是我国公路交通发展速度最快、发展质量最好、服务水平提升最为显著的时期。经过4年多的发展，公路交通运输紧张状况已实现总体缓解，基础设施规模迅速扩大，运输服务水平稳步提升，安全保障能力明显增强，为应对国际金融危机、保持经济平稳较快发展、加快经济发展方式转变、促进城乡区域协调发展、保障社会和谐稳定、进一步提高我国的综合国力和国际竞争力作出了重要贡献。 “十一五”前4年，全国累计完成公路建设投资2.93万亿元，年均增长近16％，约为“十一五”预计总投资的1.2倍，也超过了“九五”和“十五”的投资总和。公路建设投资的快速增长，极大地拉动和促进了国民经济的迅猛发展。从公路建设投资占同期全社会固定资产总投资的比重来看，“十一五”期间基本保持在4.5％左右。 在投资带动下，公路网规模不断扩大，截至2009年底，全国公路网总里程达到386万公里，其中高速公路6.51万公里，二级及以上公路42.52万公里，分别较"十五"末增加36.4万公里、2.5万公里和9.4万公里；全国公路网密度由“十五”末的每百平方公里34.8公里提升至40.2公里。预计到2010年底，全国公路网总里程将达到395万公里，高速公路超过7万公里，分别较“十五”末增加45.3万公里与3万公里。农村公路投资规模年均增长30%，总里程将达到345万公里，实现全国96%的乡镇通沥青（水泥）路。 “十一五”期间公路的快速发展，为扩大内需、拉动经济增长作出了突出贡献。特别是2008年以来，为应对国际金融危机，以高速公路为重点，建设步伐进一步加快，“十一五”末高速公路里程将达到"十五"末的1.78倍。“十一五”期间全社会高速公路建设累计投资达2万亿元，直接拉动GDP增长约3万亿元，拉动相关行业产出
国内外研究现状和发展趋势
北京市绿化隔离带可持续经营技术及效益评价 二、项目所属领域国内外研究开发现状和发展趋势 1、由城市绿地到城市林业的发展 城市绿地是城市中一种特殊的生态系统，它是城市系统中能够执行“吐故纳新”负反馈调节机制的子系统。这个系统一方面能为城市居民提供良好的生活环境，为城市生物提供适宜的生境；另一方面能增强城市景观的自然性、促进城市居民与自然的和谐共生。它是城市现代化和文明程度的重要标志。 绿地(green space)一词，各国的法律规范和学术研究对它的定义和范围有着不同的解释，西方城市规划概念中一般不提城市绿地，而是开敞空间(Open Space)，我国建国以来一直延用原苏联的绿地概念，包括城市区域内的各类公园、居住区绿地、单位绿地、道路绿化、墓地、农地、林地、生产防护绿地、风景名胜区、植物覆盖较好的城市待用地等。 尽管各国关于开敞空间(或绿地)的定义不尽相同，但它们都强调了开敞空间(或绿地)在城市中的自然属性，即都是为了保持、恢复或建立自然景观的地域。绿地作为城市的一种景观，是城市中保持自然景观，或使自然景观得到恢复的地域，是城市自然景观和人文景观的综合体现，是城市中最能体现生态性的生态空间，是构成城市景观的重要组成部分。在结构上为人工设计的植物景观、自然植物景观或半自然植物景观。绿地在城市中的功能和作用主要包括：组织城市空间的功能、生态功能（改善生态环境的功能、生物多样性保护功能）、游憩休闲功能、文化(历史)功能、教育功能、社会功能、城市防护和减灾功能。 城市绿地发展和研究进程包括：城市绿地思想启蒙阶段、城市绿地规划思想形成阶段、城市绿地理论和方法的发展阶段、城市绿地生态规划和建设阶段。 吴人韦[1]、汪永华[2]、胡衡生[3]等从城市公共绿地的起源开始介绍了国外城市绿地的发展历程，认为国外的城市绿地建设经历了从公园运动（1843～1887）、公园体系（1880～1890）、重塑城市（1898～1946）、战后大发展（1945～1970）、生物圈意识（1970年以后）等一系列由简单到复杂的城市绿地发展过程，其中“重塑城市”阶段提出了“田园城市”和城市绿带概念，绿带网络提供城区间的隔离、交通通道，并为城市提供新鲜空气。“有机疏散”理论中的城市与自然的有机结合原则，对以后的城市绿化建设具有深远的影响。1938年，英国议会通过了绿带法案（Green Belt Act）。1944年的大伦敦规划，环绕伦敦形成一道宽达5英里的绿带。1955年，又将该绿带宽度增加到6～10英里。英国“绿带政策”的主要目的是控制大城市无限蔓延、鼓励新城发展、阻止城市连体、改善大城市环境质量。早在1935年，莫斯科进行了第一个市政建设总体规划，规划在城市用地外围建立10公里宽的“森林公园带”；1960年调整城市边界时，“森林公园带”进一步扩大为10～15公里宽，北部最宽处达28公里；1971年，莫斯科采用环状、楔状相结合的绿地布局模式，将城市分隔为多中心结构。目前，德国城市森林建设已取得了让世人瞩目的成绩，其树种主要为乡土树种，基本上是高大的落叶乔木（栎类、栗类、悬铃木、杨树、核桃、欧洲山毛榉等）[4]。在绿化城
中国管理研究的现状及发展前景
徐淑英《光明日报》（ 20１1年07月29日１1 版) 过去2０多年来，中国管理学研究关注西方情境的研究课题,验证西方发展出来的理论，并借用西方的研究方法论。而旨在解决中国企业面临的问题和针对中国管理现象提出有意义的理论解释，这方面的研究却迟滞不前。围绕到底是追求“中国管理理论”（即在中国管理情境中检验西方理论)还是“管理的中国理论”(即针对中国现象和问题提出自己的理论)的争论，很多学者作出了积极探索。中国的管理学研究者应遵循科学探究的自主性原则,保持对常规科学局限性的警觉,从事既能贡献普遍管理知识,又能解决中国管理问题的研究。 国际管理学研究中的一个现象 全球化商业活动的增加,不仅使得全球化的跨国公司对管理知识的需求大大增加，而且那些处于新兴经济体（比如俄罗斯、印度和中国）中的公司，由于在国际市场上扮演越来越重要的角色，也非常渴望得到管理实践所需的知识。除了新兴经济体外,许多发达地区的管理研究也十分活跃。有学者观察到了国际学者的一种明显偏好:从主流管理学文献(基本上是基于北美,特别是美国的文献)中套用已有的理论、构念和方法来研究本土的现象。这导致了JameｓMａrch（詹姆斯·马奇)所认为的组织研究的“趋同化”。这个趋势是值得注意的,因为它有可能放慢有效的全球管理知识的发展速度，也会阻碍科学的进步。这样的趋势在中国也是存在的。
科学研究总是有目的的：执著于寻找真相（realiｔy)和追求真理(trｕth)。科学的研究方法确保了科学家的发现是接近于真理的,这也是所有科学研究应该达到的严谨性（rｉgor)标准。然而对于管理学这门应用科学来说,真理本身是不够的。管理研究的第二个目标是获取有益于提高实践水平的知识,这就是管理学者应该达到的切题性（ｒe ｌevａnce）标准。但现在大部分的中国学者都是严谨有余,切题不足。 目前,套用西方发展起来的理论在中国进行演绎性研究主导了中国管理学研究领域。用这种方法进行的研究倾向于把成果发表在国际性杂志上，尤其是国际顶尖杂志。这类研究成果验证了已有理论或者对其情境性边界进行了延伸研究，说明了如何使用现有研究成果来解释一些新情境下出现的独特现象和问题。但这样的研究倾向对现有的理论发展只能提供有限的贡献，因为它的目的并非寻找对地方性问题的新的解释。这种方法也限制了对中国特有的重要现象以及对中国有重要影响的事件的理解。 笔者并不认为学者的目标就是发展新的理论，而是提请注意这一事实:绝大部分中国的研究都不约而同地采用西方已有理论来解释中国现象。这一趋势形成的原因可以从两个方面进行解释。 首先是因为缺乏先进的科学研究方法的训练和对科学目的的正确理解。一些研究者错误地认为，科学的目的是发表文章，而非寻找对重要现象的恰当理解和解释。中国学者可以很快学会如何正确使用研
2019年半导体材料现状研究及发展趋势共17页
中国半导体材料行业现状调研分析及市场前景预测报告（2016年版） 报告编号：1687281
行业市场研究属于企业战略研究范畴，作为当前应用最为广泛的咨询服务，其研究成果以报告形式呈现，通常包含以下内容： 一份专业的行业研究报告，注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况，旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。 一份有价值的行业研究报告，可以完成对行业系统、完整的调研分析工作，使决策者在阅读完行业研究报告后，能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势，确保了决策方向的正确性和科学性。 中国产业调研网Cir基于多年来对客户需求的深入了解，全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景，注重信息的时效性，从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。
一、基本信息 报告名称：中国半导体材料行业现状调研分析及市场前景预测报告（2016年版） 报告编号：1687281←咨询时，请说明此编号。 优惠价：￥6750 元可开具增值税专用发票 网上阅读：http://cir/R_JiXieDianZi/81/BanDaoTiCaiLiaoDeXianZhuangHeFaZhanQuSh i.html 温馨提示：如需英文、日文等其他语言版本，请与我们联系。 二、内容介绍 半导体材料是一类具有半导体性能、是制作晶体管、集成电路、电力电子器件、光电子器件的重要基础材料，支撑着通信、计算机、信息家电与网络技术等电子信息产业的发展。 2019年，全球半导体材料市场规模同比增长3%;收入达到443亿美元，同比增长1 0%，这是自2019年以来，全球半导体材料市场首次实现同比增长。台湾由于其庞大的代工和先进的封装基地，连续五年成为半导体材料的最大客户。 2019年中国半导体材料市场规模同比增长3%，收入达到了58.3亿美元。其中，2 019年我国多晶硅产量仍达到13.2万吨，同比增长57%.硅片产能达到38GW，同比增长28%.硅片产量达到近88亿片，约占全球76%. 中国产业调研网发布的中国半导体材料行业现状调研分析及市场前景预测报告（20 19年版）认为，近几年，由于市场需求的不断扩大、投资环境的日益改善、优惠政策的吸引及全球半导体产业向中国转移等等原因，我国集成电路产业每年都保持30%的增长率。集成电路制造过程中需要的主要关键原材料有几十种，材料的质量和供应直接影响着集成电路的质量和竞争力，因此支撑关键材料业是集成电路产业链中最上游也是最重要的一环。随着信息产业的快速发展，特别是光伏产业的迅速发展，进一步刺激了多晶硅、单晶硅等基础材料需求量的不断增长。 随着世界半导体行业巨头纷纷到国内投资，整个半导体行业快速发展，这也要求材料业要跟上半导体行业发展的步伐。可以说，市场发展为半导体支撑材料业带来前所未有的发展机遇。
本课题国内外研究现状及发展趋势
本课题国内外研究现状及发展趋势 医用信息系统同其他行业的信息系统相比具有其明显的特殊性，医用信息系统有大量的CT、MRI等的图象，B超、内窥镜等的视频数据，还有大量的CT、MRI、B超、PET、电子内窥镜等的医用检查设备。医用信息系统中大量的如HIS,RIS,PACS,MODALITY,CPR等部门级的系统之间有大量需要交流和共用的信息,如何将这些数据有效的交流，如何减少重复手工劳动,减少数据冗余.以提供给医生、护士从而提高诊断和治疗水平，或者提供给医院管理者以提高医院的管理水平.换而言之，就是将医院各部门之间的数据互相平滑高效的交流以及医用信息的整合集成成为世界各国致力于医用信息系统的专家学者和相关研究机构的研究话题。 Radiological Society of North America(RSNA)和Healthcare Information and Management Systems Society(HIMSS)提出了IHE框架试图解决这些信息的交流和集成问题。
IHE规范遵循DICOM标准和HL7标准.DICOM标准的全称是“医学数字成像与通信”（digital imaging and communication in medicine）标准，不仅支持医学放射图象，而且面向所有的医学图象，只要简单的增加相应的服务对象类（SOP）即可，可扩展到心电图，内窥镜图象，牙医图象，病理学图象等。HL7主要为面向健康的计算机系统提供临床、金融、管理信息的电子交换标准.IHE规范还提供了HL7到DICOM的互操作. 国内随着医疗行业改革,医疗服务行业开始面向市场,通过信息化的战略来提高医患的满意度以提到很多医院的议事日程.因此构建一个集成化的标准化的系统来及时的获取各种临床信息变的非常迫 切.目前国内有许多厂商拥有遵循DICOM标准的PACS系统,然而将
国外教学设计研究现状与发展趋势
国外教学设计研究现状与发展趋势 教学设计过程所产生的问题的讨论、教学设计研究的发展趋势等方面对国外教学设计研究的现状与发展趋势进行了系统阐述。 随着科学技术的发展，心理学、教育学理论研究的深入，教学设计近年来成为国内外教育界关注的课题之一。考察国外教学设计的研究成果，对我们深化课堂教学改革，全面推行素质教育，提高教学效率将有莫大的启发。 一、国外教学设计研究的现状 如何提高课堂教学质量和教学效率一直是教学研究的核心问题。为了解决这个问题，许多教育工作者或从改变教学媒体、方法，或从精选教学内容，或从改进评价方式和课堂管理等进行深入的研究，但同时他们又感到单一方面的改革其效果不能令人满意。因此，他们开始重新思考教学设计的问题，并借鉴认知理论、技术学等新成果；从更为系统的角度探索问题，以找到在整体上提高教学效益的突破口。 1．学设计的概念 什么是教学设计？为了更清楚的理解这个概念，让我们先了解什么是教学和设计。美国的教育学家史密斯（P.L. Smith ）和拉根（T. J.Ragan）认为，教学就是信息的传递及促进学生达到预定、专门学习目标的活动。它是教育的一个分支，包含了学习、训练和讲授等活动。所谓设计，是指在进行某件事之前所作的有系统的计划过程或为了解决某个问题而实施的计划，它可以从精确性、细致性、系统性等方面去判断其效果的好坏。设计者必须以高度的精确和谨慎态度，具有系统计划一个方案的才能进行设计，否则，会导致时间的误用、资源的浪费甚至无效、沉闷和缺乏动机的学习。因此，设计应考虑许多可能影响实施计划或受计划实施所影响的因素。如，设计者要考虑可能影响教学成功的因素，通过上课，把预先设计好的视觉、听觉及其他传递形式的信息传递出去。所以，教学设计的特点除上面谈到的精确、细致和系统之外，还应有形象性、创造性、工艺性、扩展性和自然性等特点。由此可见，教学设计就是把教学原理转换成教学材料和教学活动计划的系统过程，是指为了达到预期教学目标而运用系统观点和方法，遵循教学过程基本规律，对教学活动进行系统计划的过程，是教什么（课程和内容等）与怎么教（组织、方法、策略、手段及其他传媒工具的使用等）的过程。具体来说，一方面它象工程那样需要以过去成功的原理为基础来计划他们的工作，不仅在功能方面，而且以生动的、吸引人的方式来设计事情或活动，建立用以指导他们决策、解决问题的程序。另一方面，这个系统过程是以一种书面的形式把将要完成的事情或活动的结果写下来，而不是变成实际的产品或结果。因此，当教学媒体不仅仅是教师时，系统的计划就显得尤其重要。好的教师有能力根据学生的需要马上调节教学。但当教学媒体不能迅速加以调节时（如印刷体的材料、录像材料、以电脑为基础的教学），以教学原理为基础的设计就显得相当重要。所以，教学设计过程主要依据三个方面进行设计：第一，教学的目标是什么？第二，教学策略和教学媒体有哪些？第三，我们如何检验所达到的结果？如何评价和修改教学材料？ 韦斯特（Charles K. West ）等人则从认知科学的角度来探讨教学设计。他们认为教学就是以系统的方式传授知识，是关于技术程序纲要或指南的实施。它也是指教师的行动、实践或职业活动。设计是计划或布局安排的意思，是指用某种媒介形成某件事情的结构方式。所以教学设计的研究应从以下几个方面出发：（1）在当今复杂的社会里，人们需要学会如何学习。这种需要大大地扩大了教学的目标，它应该包括学习者将能够了解并适当地运用认知策略；（2 ）教学设计应该使用认知策略作为教学的手段；（3 ）教师将充当教学传递活动中运用认知策略和奖励认知策略运用的模范；（4）把认知策略的知识、适当的应用以及对认知策略
国内外研究现状
1.2 国内外研究现状 1.2.1 激励理论 激励理论都是后来制定薪酬管理模式和薪酬体系设计的理论基础。激励是指管理者有意识地用外在刺激使被管理者产生自觉行为，从而最大限度调动工作积极性的心理过程。大量的管理实践表明，激励理论作为西方行为科学理论的核心，在企业薪酬体系的制定中发挥着重大作用。较有影响的激励理论主要有马斯洛的需要层次理论、赫茨伯格的双因素理论、亚当斯的公平理论和弗鲁姆的期望理论。美国著名心理学家亚伯拉罕·马斯洛1943年在《人类激励理论》一书中提出的需要层次论认为，人的需要人由低到高分为五层，分别是生理需要、安全需要、社会需要、尊重需要和自我实现需要。如果你要激励某个人，你需要知道他现在需要层次的哪个水平上，然后去满足这些需要及更高层次的需要[1]。同样作为美国心理学家的弗雷德里克·赫茨伯格提出的双因素理论认为，影响员工工作积极性的因素可以分为保健因素和激励因素两类。其中，生理上的需要、安全上的需要和都属于低层次的需要，这些需要通过外部条件就可以满足；而社会需要、尊重需要和自我实现的需要是高层次需要，它们是通过内部因素才能达成的，而且一个人对尊重和自我实现的需要是无止境的。保健因素不足必然导致员工不满意，但是保健因素再多也不会为员工带来满意，只有足够的激励因素才能让员工感到满意，从而激励绩效的产生。改善保健因素，然后在工作中建立激励因素，被认为是最好的激励人们的方法[2]。史坦斯·亚当斯1967 年在《奖酬不公平时对工作质量的影响》这一著作中提出公平理论，也叫做社会比较理论。公平理论基本观点是，一个人经过努力取得了报酬后，不仅会关心自己所得报酬的绝对量，还关心自己所得报酬的相对量。所以，他要通过比较来确定自己所获得的报酬是否合理，比较的结果也会直接影响其工作积极性[3]。美国行为科学家维克·弗鲁姆1964年在《工作与激励》一书中提出期望理论。期望理论公式为：激励强度（M）=效价（V）×期望值（E）。效价是指对这一目标的价值判断，其大小取决于个人需求的特点和价值判断的标准。期望值则是指个人对带来结果可能性大小的主观判断[4]。由此可以看出，效价和期望值两个变量任何一个较低都达不到好的激励效果，只有都达到一定的程度才可以起到较大的激励作用。除了以上理论，激励理论还包括戴维·麦克莱兰的成就需要激励理论、斯金纳的强化理论、奥尔德弗的ERG理论等。 1.2.2 薪酬管理研究现状
CAD的研究现状及发展趋势
CAD的研究现状及发展趋势 计算机辅助设计技术是电子信息技术的一个重要组成部分；是促进科研成果开发和转化、实现设计自动化、加快国民经济发展和国防现代化 的一项关键新技术；是提高产品和工程设计水平、降低消耗、缩短科研和新产品开发周期、大幅度提高劳动生产率的重要手段；是科研单位提高 自主研发能力和管理水平、参与国际竞争的重要条件；也是进一步向计算机辅助制造、计算机集成制造系统发展的重要基础。 CAD技术的发展与应用水平已经成为一个国家科学技术现代化和工业现代化的重 要标志之一，它使产品设计工作的内容和方式发生了 根本性变革，彻底改变了传统手工设计绘图的方式，极大地提高了产品开发的速度，提高了设计精度。这一新技术的应用将人类的聪明才智 和创造能力与计算机高速而精确的计算能力、大容量的存储和数据处理功能结合起来，使两者相得益彰。 早期的CAD也就是计算机绘图，以完成图形的设计与绘制工作为主。经过40多年的研究与应用，CAD的概念已发生了本质飞跃，它不仅包括图形处理 ，还包括概念设计、造型设计和原理样机设计等内容。它吸收和运用了更多的与设计技术相关联的科学技术和理论，以及优化设计、可靠性设计、有限元分析 、价值分析和系统工程等知识。与传统设计方法比较，cad彻底改变了设计的方式，提出了新的设计理念，把设计人员从繁琐、机械的设计工作中解脱出来 ，将精力和聪明才智转移到创造性的设计过程中，大大提高了产品设计的精度和可靠新，缩短了产品设计周期，降低了产品的成本。 1、CAD建模技术的研究和发展 建模技术是CAD的核心技术，建模技术的研究、发展和应用，就代表了CAD技术的研究、发展和应用。下图给出了建模技术的发展情况。图中明确显示了从50年代至今建模技术的发展经历了二维建模、三维几何建模（包括线框建模、曲面建模、实体建模）、特征建模（包括参数化和变量化建模）及产品集成建模的发展过程。 二维建模是最初的CAD技术用来解决二维绘图问题的，后来发展为三维的几何建模技术。三维几何建模又分为线框建模、曲面建模和实体建模。线框建模是以线来构造三维物体，其主要算法是空间自由曲线的拟合和表达相对简单。曲面建模是由曲面来构造