0809 電子科學(xué)與技術(shù)簡(jiǎn)介

xiaolongl1988 · 發(fā)表于 2013-8-5 08:55

0809電子科學(xué)與技術(shù)一級(jí)學(xué)科簡(jiǎn)介

一級(jí)學(xué)科（中文）名稱(chēng)：電子科學(xué)與技術(shù)
（英文）名稱(chēng)： Electronic Science and Technology

一、學(xué)科概況
任何學(xué)科的發(fā)展都離不開(kāi)時(shí)代的需求。當(dāng)前時(shí)代明顯特征之一就是電子科學(xué)的時(shí)代。具體地說(shuō)，也即工農(nóng)業(yè)、國(guó)防和生活強(qiáng)烈需求的微電子芯片時(shí)代；幾乎一切通訊賴以為生的電磁波時(shí)代；構(gòu)成全部電子設(shè)備的電路與系統(tǒng)時(shí)代。進(jìn)一步的發(fā)展趨勢(shì)明確表明：光和電磁統(tǒng)一的時(shí)代和新材料出現(xiàn)的革命性時(shí)代。
電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的發(fā)展已有近二百年的歷史。19世紀(jì)出現(xiàn)的歐姆定律和克希荷夫定律奠定了電路基礎(chǔ)，麥克斯韋方程組奠定了電磁波理論基礎(chǔ)；20世紀(jì)初薛定諤、海森堡、狄拉克天才群體完成了微觀粒子的量子力學(xué)體系；伺后固體物理學(xué)的出現(xiàn)更是在理論與工程之間架起了堅(jiān)固的橋梁。
在量子理論基礎(chǔ)上發(fā)明了激光器，將生成、控制和探測(cè)的電磁波從傳統(tǒng)的無(wú)線電波、微波擴(kuò)展到太赫茲波、光波直至X射線，正在實(shí)現(xiàn)電磁頻譜的全覆蓋。
在固體電子能帶論的基礎(chǔ)上，發(fā)明了晶體管和集成電路，以及隨后的光纖和半導(dǎo)體激光器的發(fā)明開(kāi)創(chuàng)了電子信息的新紀(jì)元。近年來(lái)，寬禁帶半導(dǎo)體等新型材料與碳基電子器件、半導(dǎo)體新能源器件、微納/量子電子器件、大功率器件、無(wú)源器件、MEMS器件等不斷涌現(xiàn)，電子器件面臨又一次新的發(fā)展。
當(dāng)前，電子器件從集成發(fā)展到系統(tǒng)集成芯片（SOC），光子器件也正從分立走向集成，有力推動(dòng)了計(jì)算機(jī)、通信和自動(dòng)控制等學(xué)科的發(fā)展，極大支撐了國(guó)民經(jīng)濟(jì)與國(guó)防領(lǐng)域中各類(lèi)電子信息系統(tǒng)的發(fā)展，并成為當(dāng)代信息社會(huì)的基石。
完全可以說(shuō)：電子科學(xué)與技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)諸多學(xué)科的重要和不可或缺的基礎(chǔ)。
二、學(xué)科內(nèi)涵
1. 研究對(duì)象
本學(xué)科重點(diǎn)研究電子運(yùn)動(dòng)規(guī)律、電磁場(chǎng)與波、電磁材料與器件、光電材料與器件、半導(dǎo)體與集成電路、電路與電子線路及其系統(tǒng)的科學(xué)與技術(shù)。
本學(xué)科的研究?jī)?nèi)容包括：荷電粒子和非荷電粒子的產(chǎn)生、運(yùn)動(dòng)、變換及其在不同媒質(zhì)中的相互作用的現(xiàn)象、效應(yīng)、機(jī)理和規(guī)律，具體包括物理電子學(xué)，電磁場(chǎng)與波，電路與系統(tǒng)、電子線路等；在此基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和發(fā)展的各種電子材料、電磁材料、光電磁元器件、電子線路、集成電路，乃至集成電子系統(tǒng)和光電子系統(tǒng)，并開(kāi)發(fā)相應(yīng)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)。
2. 理論
本學(xué)科理論大致包含三個(gè)層次：基礎(chǔ)層次，交叉層次和發(fā)展層次。基礎(chǔ)層次主要有電磁場(chǎng)與波理論、量子物理、光電子理論、電路分析與混沌理論、信號(hào)與系統(tǒng)理論等等。交叉層次如計(jì)算機(jī)與計(jì)算技術(shù)理論、信息理論、復(fù)雜性理論和系統(tǒng)論等等。發(fā)展層次為新材料理論、光電結(jié)合理論等等。隨著學(xué)科的迅速發(fā)展，理論更新也將是一必然趨勢(shì)。
3. 知識(shí)基礎(chǔ)
本學(xué)科以數(shù)學(xué)、基礎(chǔ)物理與量子物理、（電）路、（電、磁）場(chǎng)與波為理論基礎(chǔ)，以物理電子、自旋電子、微電子、光電子、電路分析、電子線路、信號(hào)與系統(tǒng)，信息存儲(chǔ)、信號(hào)與信息處理和計(jì)算機(jī)技術(shù)等為技術(shù)基礎(chǔ)。
本學(xué)科在物理電子學(xué)、電路與系統(tǒng)、電磁場(chǎng)與波等理論指導(dǎo)下，以電、磁、光子材料為基礎(chǔ)的集成器件為基石，以多頻段電路和場(chǎng)路設(shè)計(jì)為手段、對(duì)信號(hào)和光子傳播和系統(tǒng)構(gòu)造為目的，利用理論計(jì)算分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法開(kāi)展學(xué)術(shù)和工程設(shè)計(jì)研究。
4. 研究方法
本學(xué)科在研究和實(shí)際應(yīng)用中，主要有下述三種方法：
理論分析與計(jì)算仿真法：以對(duì)電子運(yùn)動(dòng)規(guī)律、場(chǎng)的分布規(guī)律、波的傳播規(guī)律和系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的物理認(rèn)知為基礎(chǔ)，建立微分?jǐn)?shù)理方程模型，以計(jì)算方法為手段，用計(jì)算機(jī)輔助分析和驗(yàn)證系統(tǒng)的性能，提出解決實(shí)際問(wèn)題的方案。
理論指導(dǎo)下的設(shè)計(jì)與制作法，實(shí)驗(yàn)測(cè)試與驗(yàn)證法：在本學(xué)科的基礎(chǔ)理論指導(dǎo)下，在計(jì)算仿真的基礎(chǔ)上，針對(duì)待解決問(wèn)題，利用各種電磁材料和器件設(shè)計(jì)構(gòu)造和制作系統(tǒng)，通過(guò)電子儀器測(cè)試以檢驗(yàn)系統(tǒng)的功能和性能。
不同學(xué)科的比較法：本學(xué)科除注意自身發(fā)展而外，還密切關(guān)心其它兄弟學(xué)科的發(fā)展動(dòng)向，從中吸取有益的營(yíng)養(yǎng)，不斷比較，不斷借鑒，不斷前進(jìn)。
三、學(xué)科范圍
本一級(jí)學(xué)科分為物理電子學(xué)，微電子學(xué)與固體電子學(xué)，電路與系統(tǒng)，電磁場(chǎng)與微波技術(shù)4個(gè)研究方向。
物理電子學(xué)主要研究：光子學(xué)、光電子學(xué)、導(dǎo)波光學(xué)、光纖通信與光信息處理技術(shù)、微波電子學(xué)和相對(duì)論電子學(xué)、薄膜與表面技術(shù)、真空科學(xué)與技術(shù)，以及信息顯示技術(shù)，量子器件、量子信息學(xué)、量子計(jì)算、量子通信、強(qiáng)場(chǎng)激光物理、太赫茲技術(shù)、納米電子學(xué)、生物電子學(xué)等。
微電子學(xué)及固體電子學(xué)主要研究：半導(dǎo)體物理與器件物理，半導(dǎo)體材料與器件，半導(dǎo)體光電器件及其集成技術(shù)，微納新型器件物理與結(jié)構(gòu)，集成電路和系統(tǒng)集成芯片的制造、設(shè)計(jì)、測(cè)試和封裝技術(shù)，微電子機(jī)械系統(tǒng)與智能傳感器；介電/磁性/微波/光電材料與器件，半導(dǎo)體能源器件，納米功能復(fù)合材料與器件。
電路與系統(tǒng)是研究以電路為基礎(chǔ)的感知并作用物理世界的各類(lèi)電子系統(tǒng)的科學(xué)和技術(shù)。主要研究：電路基礎(chǔ)理論；電路分析與網(wǎng)絡(luò)綜合方法；可重構(gòu)可編程電路設(shè)計(jì)理論與方法；非線性動(dòng)力學(xué)與混沌理論；電子線路分析、設(shè)計(jì)、制造與測(cè)試技術(shù)；信號(hào)完整性分析；各種物理、化學(xué)、生醫(yī)信號(hào)傳感與控制技術(shù)；語(yǔ)音和圖像信號(hào)感知與處理技術(shù)；電子和信息對(duì)抗技術(shù)；集成電路與系統(tǒng)CAD及設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)；智能信息與數(shù)字信號(hào)處理的軟硬件及其嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)；功率電子學(xué)；各種電子儀器、裝置和設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造與應(yīng)用技術(shù)等。
電磁場(chǎng)與微波技術(shù)是研究電磁場(chǎng)與電磁波,及其與物質(zhì)相互作用的科學(xué)和技術(shù)。主要研究：電磁波（包括光波）的產(chǎn)生、傳播、傳輸、與媒質(zhì)的相互作用以及檢測(cè)理論和方法，電磁輻射與散射，人工電磁媒質(zhì)，隱身材料和技術(shù)，微波、毫米波及光波器件、天線、電路與系統(tǒng)的理論、分析、仿真、設(shè)計(jì)、工藝及應(yīng)用，以及環(huán)境電磁學(xué)與電磁兼容技術(shù)，計(jì)算電磁學(xué)，微波能技術(shù)與應(yīng)用，生物與醫(yī)療電磁技術(shù)等。
本學(xué)科的各研究方向互相滲透、互相交叉。例如，導(dǎo)波光學(xué)是物理電子學(xué)和電磁場(chǎng)理論與微波技術(shù)的交叉，集成電路是電路與系統(tǒng)、電磁場(chǎng)與微波和微電子學(xué)與固體電子學(xué)的交叉，微機(jī)電系統(tǒng)是微電子學(xué)與固體電子學(xué)和物理電子學(xué)的交叉，電路網(wǎng)絡(luò)理論是電磁場(chǎng)與微波技術(shù)和電路與系統(tǒng)的交叉等。
四、培養(yǎng)目標(biāo)
學(xué)士培養(yǎng)目標(biāo)和特征
學(xué)士學(xué)位:具有良好的人文和道德素養(yǎng)，扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，較強(qiáng)的思考和分析能力；具體包括：1.熱愛(ài)祖國(guó)，遵紀(jì)守法，具有較強(qiáng)的事業(yè)心和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，有職業(yè)道德和理想，講原則重責(zé)任；2.具備物理電子、電子學(xué)、電磁場(chǎng)與微波、光電子與微電子學(xué)領(lǐng)域內(nèi)寬廣理論基礎(chǔ)、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?zhuān)業(yè)知識(shí)；3.能從事各種電子材料、元器件、集成電路、集成電子系統(tǒng)和光電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和相應(yīng)的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝等方面的基礎(chǔ)理論研究和工程技術(shù)開(kāi)發(fā)的人才。4.掌握一門(mén)外國(guó)語(yǔ)，并能順利地閱讀專(zhuān)業(yè)書(shū)刊，具有一定的聽(tīng)、說(shuō)、讀、寫(xiě)能力。5.善于交往和收集科技信息資料能力，能發(fā)現(xiàn)和捕捉問(wèn)題，有自己獨(dú)立見(jiàn)解，具有創(chuàng)造性。
碩士學(xué)位：具有較寬闊的人文和社會(huì)科學(xué)知識(shí)，全面、系統(tǒng)、扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，規(guī)范的學(xué)術(shù)訓(xùn)練，科學(xué)實(shí)踐能力，具備學(xué)術(shù)研究的基本能力和獨(dú)立從事電子技術(shù)工作的創(chuàng)造型人才。具體包括：1.熱愛(ài)祖國(guó)，遵紀(jì)守法，具有強(qiáng)的事業(yè)心和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，積極為國(guó)家建設(shè)服務(wù)，有社會(huì)責(zé)任感；2.具有堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)、物理基礎(chǔ)知識(shí)，具有電子科學(xué)和技術(shù)寬廣堅(jiān)實(shí)的理論和系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)的知識(shí)，了解國(guó)內(nèi)外物理電子學(xué)、電子信息材料與元器件、電路與系統(tǒng)、電磁場(chǎng)與微波技術(shù)、半導(dǎo)體物理與器件、集成電路等某一領(lǐng)域新技術(shù)和發(fā)展動(dòng)向，掌握電子科學(xué)、通信科學(xué)、信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)理論與技術(shù)，掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制科學(xué)的一般理論與技術(shù)；3. 具有從事科學(xué)研究、教學(xué)工作或獨(dú)立擔(dān)負(fù)本專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作能力，能結(jié)合與本學(xué)科有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行創(chuàng)新的研究;4.具有在研究機(jī)構(gòu)、高等院校和產(chǎn)業(yè)部門(mén)有關(guān)方面的教學(xué)、研究、工程、開(kāi)發(fā)及管理工作能力；5.熟練掌握一門(mén)外國(guó)語(yǔ)，能順利地閱讀專(zhuān)業(yè)書(shū)刊，具有較好的聽(tīng)、說(shuō)、讀、寫(xiě)能力，以及國(guó)際視野和競(jìng)爭(zhēng)能力，應(yīng)具有創(chuàng)新精神和能力的優(yōu)秀人才。6.思維嚴(yán)謹(jǐn)，邏輯嚴(yán)密，具有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的基本能力, 書(shū)面和口頭表達(dá)能力好。
博士學(xué)位：具有寬闊的人文和社會(huì)科學(xué)知識(shí)，了解本學(xué)科的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，掌握本學(xué)科的發(fā)展方法，在某一個(gè)領(lǐng)域或方向上有深入的研究，具備獨(dú)立從事高層次科學(xué)研究和教學(xué)的能力。具體包括：1.熱愛(ài)祖國(guó)，遵紀(jì)守法，具有很強(qiáng)的事業(yè)心和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，積極為國(guó)家建設(shè)服務(wù)；2.崇尚科學(xué)、追求真理,知曉人文和社會(huì)科學(xué)，社會(huì)責(zé)任強(qiáng)；3.對(duì)本學(xué)科包含的信號(hào)與系統(tǒng)、電路、電磁場(chǎng)和波、物理電子學(xué)、電子材料與元器件、半導(dǎo)體物理和半導(dǎo)體器件、集成電路等理論有廣泛的知識(shí)面，對(duì)所研究的具體領(lǐng)域有全面的掌握；4.能夠清楚了解本學(xué)科主要發(fā)展趨勢(shì)，以及有能力獲得在本學(xué)科的任何一個(gè)領(lǐng)域開(kāi)展研究所需要的背景知識(shí)；5.準(zhǔn)確判斷鑒定所研究問(wèn)題的價(jià)值和意義，具有獨(dú)立提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，在科學(xué)或?qū)ｉT(mén)技術(shù)上做出創(chuàng)造性的工作和進(jìn)行富有成果的獨(dú)立研究；6.必須具備設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力，系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)技能和熟練的儀器設(shè)備操作能力；7.至少掌握一門(mén)外國(guó)語(yǔ)，能熟練地閱讀本專(zhuān)業(yè)的外文資料，具有良好的寫(xiě)作能力和進(jìn)行國(guó)際學(xué)術(shù)交流的能力，應(yīng)該具有口頭的、書(shū)面的和演示性的交流表達(dá)能力和技巧，有深度地、清楚地匯報(bào)科研結(jié)果，能夠以專(zhuān)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)在學(xué)術(shù)期刊及學(xué)術(shù)會(huì)議發(fā)表自己的研究成果；8.具有獨(dú)立從事科學(xué)研究工作的能力，具備成為學(xué)術(shù)帶頭人或課題負(fù)責(zé)人的素質(zhì)；9.能獨(dú)立承擔(dān)對(duì)學(xué)科發(fā)展或國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)有意義的研究或開(kāi)發(fā)課題；10.能勝任高等院校和研究院的教學(xué)和研究工作，或擔(dān)任技術(shù)管理和工程設(shè)計(jì)工作。
五、相關(guān)學(xué)科
電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)科與其它一級(jí)學(xué)科，如通信與信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、控制科學(xué)與工程和材料科學(xué)與工程等學(xué)科相互交叉，緊密聯(lián)系，又與近代物理學(xué)、數(shù)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程、光學(xué)工程、儀器科學(xué)與技術(shù)等學(xué)科有密切關(guān)系。
人類(lèi)社會(huì)將全面進(jìn)入信息時(shí)代和能源短缺時(shí)代，電子信息化、節(jié)能、環(huán)保需求推動(dòng)各類(lèi)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，作為基礎(chǔ)學(xué)科的電子科學(xué)與技術(shù)在許多方面將有革命性的新突破，新的學(xué)科分支將會(huì)不斷涌現(xiàn)。