電子信息產業是高技術產業的龍頭(1 / 3)

電子信息產業是高技術產業的龍頭

以微電子技術為基礎的電子信息產業是當代高技術產業興起的龍頭。它的發展對生產製造、能源交通、醫療衛生乃至人類的社會生活都產生著巨大的影響,進而成為誘發生物、新材料、航天、新能源等高技術產業群的誕生與發展的技術基礎,和一係列傳統產業實現自動化和現代化的基礎。

(一)發展迅速的電子信息產業

當代電子信息產業正以磅礴之勢迅猛發展。它不僅使生產實現自動化、生產效率成百上千倍地增長、成本大大降低、產品質量不斷提高,而且開辟了機器代替人的體力甚至部分腦力勞動的新時代。電子信息技術已滲透到國民經濟的各個領域,完全改變了傳統的生產方式,使全世界的產業麵貌煥然一新。據統計,現在全世界國民生產總值的65%同集成電路和計算機有關。有鑒於此,各工業發達國家競相搶占電子信息技術的領先地位,國際競爭日趨激烈。競爭的重點是微電子、計算機、現代通信、高清晰度電視等技術。

1微電子

微電子技術是在晶體管發展的基礎上於1958年發明的。它是微小型電子元件和電路的研製、生產以及用它們實現電子係統功能的技術領域。其實質是指在一塊幾毫米見方的小小矽片表麵製作成千上萬個晶體管、電阻、電容,並按需要把它們連接起來,完成一個電路的功能,一般稱為集成電路,也稱微電子芯片。當今,微電子已成為許多新技術、新產品發明創造的基礎技術,高技術發展的先導,現代工業化社會的細胞。

微電子技術中,存儲器件占有極其重要的地位。它不僅市場份額大,而且技術變化快,是換代急速的最有代表性的集成電路產品,尤其是占存儲器半數以上的動態隨機存取存儲器(DRAM)更為突出。從20世紀70年代初出現一千位動態隨機存取存儲器(1KDRAM)以來,集成電路中最小線寬日益變窄,芯片中元器件的密度平均每3年提高4倍。目前世界上4兆位的DRAM已廣泛使用,16兆位的芯片已投產;預計在20世紀末,256兆位DRAM將批量生產,並研製出1000兆位的DRAM,線寬將縮小到0.1微米。為取得存儲器芯片的優勢,美國、日本的一些大公司競相展開了大規模的爭奪戰。

在集成電路中占重要地位的門陣列技術也出現了競相趕超的局麵。1990年門陣列的技術水平為1.69萬門,門延遲時間390微微秒。1991年日本東芝公司研製的門陣列達2.37萬門、230微微秒;日本電氣公司為25萬門、220微微秒;美國摩托羅拉公司為31.8萬門、180微微秒;日本三菱公司則高達40萬門、125微微秒。

在數字集成電路領域,砷化镓集成電路與傳統的矽電路相比,電子遷移速度快5~7倍,並具有低功耗、抗輻射、耐高溫等優點。為此,美、日、法展開了激烈競爭,但日本已占據無可爭議的領先地位。

與存儲器共同構成計算機核心的微處理芯片,20世紀80年代之後,一直由美國英特爾公司壟斷。目前世界上一億多台微型機中約有90%采用英特爾公司的86係列及其兼容芯片,其鼎盛時期的世界市場占有率高達85%。為了與英特爾公司競爭,美國國際商業機器(IBM)公司、蘋果電腦和摩托羅拉三家公司於1991年秋聯合研製一種名叫POWER PC的新型微處理芯片,該芯片利用RISC技術將程序簡化,使其可同時執行數條指令,在相同條件下處理速度要比英特爾公司新推出的P5芯片快2~4倍,而且功率消耗低,芯片易散熱,有利於在筆記式計算機中應用。然而就在蘋果公司於1994年3月向全球推出裝有POWER PC的新型微機前半個月,英特爾公司推出了時鍾頻率分別為90和100兆赫的新型P5(即586)微處理器,性能比1993年3月宣布的第一批P5芯片有較大提高,並決定1994年設備投資比去年增加26%,達24億美元,全力生產這種P5芯片。但蘋果公司已決定1994生產的微機有20%采用POWER PC芯片,到1998年達到100%,IBM公司也決心通過POWER PC,重新掌握微處理器技術的主動權。國外評論,這實際上是一場誰主導微處理器之爭。與此同時,日本也正采取對策,以求在微處理器市場上進行突破。日本東芝公司已開發出據稱為世界最高浮點運算的計算機處理器,它采用並行運算的方式,每秒可進行1.6億萬次和3.2億萬次運算。

微電子技術不僅使微處理器在全世界廣為普及,而且對電子產品的消費品市場產生深遠影響,電視機、錄相機、電子玩具、遊戲機、學習機等已落戶廣大百姓之家,並滲透到現代通信、醫療衛生、自動化生產等各個方麵,產業規模十分可觀。

2計算機

20世紀80年代以來,計算機發展的一個顯著特點是競相研製高速度大容量並行處理的巨型計算機。巨型機的市場雖然不大(1990年隻占世界計算機市場的1.45%,金額17億美元),但它在高技術領域具有廣泛的應用前景,也是提高工業競爭力的關鍵手段之一。美國思維公司已研製出40億~10000億次/秒的巨型機。隨著競爭的日益激烈,世界巨型機市場出現了美、日壟斷的格局。其中,美國占據了將近60%的巨型機世界市場,日本將近40%。

1982年日本開始實施為期10年的第五代計算機研製計劃。目的是將計算機的功能從“運算、存儲、傳送、執行命令”擴大到有“思維、推理”的功能,把“信息處理”轉向“知識處理”,使計算機類似人的左腦能進行邏輯思維。1991年,日本雖然宣布研製成第五代“會思考”的計算機並行網絡係統,但由於未能實現預期的目標,日本已正式決定終止研製,轉而於1992年開始著手研製第六代計算機,也稱為“右腦計算機”,它的主體是神經網絡計算機,線路結構模擬人腦的神經元聯係,用光材料和生物材料製造模糊化和並行化處理器,使計算機不僅能模擬人的左腦進行邏輯思維,也能模擬人的右腦進行形象思維,從而成為名副其實的“電腦”。由於第六代計算機所具有的潛在的戰略利益,各發達國家競相組織突破。

在大中型計算機、小型計算機以及微型機等各個領域,競爭也十分激烈,美國IBM公司處於領先地位。1990年9月,IBM公司推出名為“頂峰”(Summit)的大型機係統。隨後日本的日立、富士通、日本電氣等大公司相繼開發了一批大型機,向“頂峰”挑戰。為振興小型機,國際商業機器公司於1991年4月宣布全麵更新AS/400小型機,性能提高約4倍。