美国大学半导体元件
① 美国留学:电气工程就业前景及三大就业方向解析
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美国电气工程(EE)专业是申请美国留学非常热门的专业,特别是EE研究生专业的申请,近几年竞争非常激烈。一方面是由于国内外日益严峻的就业形势,毕业生都想使自己在竞争中更优秀,纷纷选择出国留学。另一方面,电气工程(EE)专业就业前景非常不错,待遇也相对他专业来说也较乐观。
美国研究生EE专业(电气工程专业)的分支众多,研究范围之广,就业前景之乐观,这一专业已成为目前理工科留学生中最热门的申请专业之一。小到一个开关的设计,大到航天飞机的研究,都少不了电气工程的专业知识。因此,一个个莘莘学子们,希望到当今世界最发达的国度去继续深造和学习,使自己更强大,为未来的就业打下更为坚实的基础。
电气工程专业培养的多是高级技术人才,因此该专业毕业生在就业时的选择面很广,适应能力较强。一般来说,电气工程专业的研究生能够在电气工程相关的系统运行、自动控制、信息处理、试验技术、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域担任重要工作,也能到各级发电厂、供电局、电网调度所等企业从事电力设计、建设、调试、生产、运行、管理、市场运营、科技开发和技术培训等工作,或从事电气设备的维护、检修、安装和调试等方面的工作。此外,该专业的毕业生还可从事其他行业中的电气技术工作。
目前国有大型的发电集团有:中国华能集团、中国大唐集团、中国华电集团、中国国电集团和中国电力投资集团。电网公司有:国家电网公司和南方电网公司。电气设备制造企业有:上海电气电站、新疆特变电工等。还有一些比较有名的跨国企业,比如SIEMENS、ABB、SCHNEIDER、AREVA、VESTAS等。如此这些,对于EE专业的学生来说,无疑是非常具有吸引力的,但EE的就业范围绝不仅仅局限于此。这里以华北电力大学为例,近几年来电气工程专业的毕业生的就业率均达到了94%以上。但是,由于该专业的毕业生如此之多,必然导致竞争异常激烈,对竞争者的要求也越来越高,如2007年国家电网公司和南方电网公司校园招聘条件已更为应聘者必须为国家重点大学电气工程专业的毕业生。如果有可能,选择攻读研究生,尤其是拿到国外一些老牌工科名校的文凭,算是个明智的选择。不难看出,想要有好的发展,专业对口,出身名校还是很有必要的。
除此之外,在招聘美国研究生EE专业的学生时,录取单位还会考虑毕业生所学的具体专业方向。据统计,EE下的分支有多达十几个,所以方向对口也成了招聘单位的审核条件。下面美国留学网专家具体介绍一下EE行业的主要就业方向。
第一个是大家所熟悉以及向往的电力公司
这其中,国家电网公司和南方电网公司以及五大发电公司—大唐、华能、国电、华电以及中电投应该是电气工程专业毕业生的就业首选。但这些名企对人才的要求也相当高,竞争异常激烈,若是有过海外名校留学的经历,相信可以为跻身这样的企业打下一些基础。也有一些学生,因为个人原因,会选择省、市一级的电力公司、供电公司或供电局,这些选择相对更现实一些,待遇也不错。但在这样的地方想要得到很好的发展,自身的综合素质是非常重要的,可以说国外名校比一般的国内研究生要好,国内的研究生又比一般本科生要好,如此竞争下来,大家就该知道把自己摆在怎样的位置上了。
(目前,国内的发电公司主要有大唐、国电、华电、华能、中电、二滩、三峡、五陵;大型电厂和核电站主要有广核、中核等。)
第二个就业方向是电力设计院或研究院
值得一提地是,设计院、研究所一向被认为是拥有研究生以上文凭的人才领地,主要从事设计电厂、变电站和线路、现场调试、测试、数据报告、研究等工作,工作压力不大,但薪酬相当丰厚。就像刚刚提到的,这样的地方,若不是有着令人称道的高学历,还是不要耗费精力了。所以,建议那些加入考研大军的学生,不要被每年数以万计的考研大军踩在脚下,走出国门去看看吧,那是另一片天地。
第三个就业方向是工程局之类的单位
相对来说,工作可能会比较辛苦,要随着工程地点不同而不断转移,但是待遇还是很可观的。他们的工作性质主要是负责电厂建设的相关工作和变电站建设。
美国研究生EE专业毕业生再者是到一些电气设备公司去工作。据统计,有一半以上的电气工程专业的毕业生都将从事与电力系统有关的工作,他们大多选择进入一些大、中型的电气设备公司、自动化公司、通讯设备公司从事研发、技术支持、项目管理等工作。当然,一些设备制造公司也是非常需要EE专业的人才的,变压器、发电机、开关等设备是这些公司的重要产品。同时,像用电设备、汽车、铁道、照明、通讯、化工等行业也需要EE人才。如此看来,学EE的人,真的是不愁找工作,但能否找到令自己满意的工作,还是要看自身素质喽。
了解了国内大部分学校的EE专业的设置情况后,总结出了EE下的如下几个课程是相当重要的,如电路、数电、模电、控制理论等。此外,在查阅了国外众多学校的EE专业设置后,建议学EE的同学们还需要掌握以下知识,来增强自己的专业度,为日后的就业打好基础。这些知识对于不同学校的学生来说,侧重点略有不同,但多学习一些,对于日后的发展必有帮助。其中包括:电工学、电子学方面的知识;自动控制、高等数学等课程;单片机、PLC等知识;DSP汇编语言;软件编程,如高级语言C/C++、VC、VB、DELPH等数据库,SQL、PB、ORACLE等;传感器方面的知识以及CAD和光机械方面的知识。
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② 半导体是一种什么样的才料作用是什么有什么优缺点
导电能力介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。半导体材料是一类具有半导体性能、可用来制作半导体器件和集成电的电子材料,其电导率在10(U-3)~10(U-9)欧姆/厘米范围内。半导体材料的电学性质对光、热、电、磁等外界因素的变化十分敏感,在半导体材料中掺入少量杂质可以控制这类材料的电导率。正是利用半导体材料的这些性质,才制造出功能多样的半导体器件。 半导体材料是半导体工业的基础,它的发展对半导体技术的发展有极大的影响。半导体材料按化学成分和内部结构,大致可分为以下几类。1.元素半导体有锗、硅、硒、硼、碲、锑等。50年代,锗在半导体中占主导地位,但 锗半导体器件的耐高温和抗辐射性能较差,到60年代后期逐渐被硅材料取代。用硅制造的半导体器件,耐高温和抗辐射性能较好,特别适宜制作大功率器件。因此,硅已成为应用最多的一种增导体材料,目前的集成电路大多数是用硅材料制造的。2.化合物半导体由两种或两种以上的元素化合而成的半导体材料。它的种类很多,重要的有砷化镓、磷化锢、锑化锢、碳化硅、硫化镉及镓砷硅等。其中砷化镓是制造微波器件和集成电的重要材料。碳化硅由于其抗辐射能力强、耐高温和化学稳定性好,在航天技术领域有着广泛的应用。3.无定形半导体材料 用作半导体的玻璃是一种非晶体无定形半导体材料,分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃两种。这类材料具有良好的开关和记忆特性和很强的抗辐射能力,主要用来制造阈值开关、记忆开关和固体显示器件。4.有机增导体材料已知的有机半导体材料有几十种,包括萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等,目前尚未得到应用 。
③ 什么是半导体元器件
半导体元器件是导电性介于良导电体与绝缘体之间,利用半导体材料特殊电特性来完成特定功能的电子器件。
绝大部分二端器件(即晶体二极管)的基本结构是一个PN结。利用不同的半导体材料、采用不同的工艺和几何结构,已研制出种类繁多、功能用途各异的多种晶体二极,可用来产生、控制、接收、变换、放大信 号和进行能量转换。晶体二极管的频率覆盖范围可从低频、高频、微波、毫米波、红外直至光波。三端器件一 般是有源器件,典型代表是各种晶体管(又称晶体三极管)。晶体管又可以分为双极型晶体管和场效应晶体管两 类。根据用途的不同,晶体管可分为功率晶体管微波晶体管和低噪声晶体管。除了作为放大、振荡、开关用的 一般晶体管外,还有一些特殊用途的晶体管,如光晶体管、磁敏晶体管,场效应传感器等。
④ 想申请美国半导体材料方面的学校,哪些学校好,哪些好
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⑤ 美国大学EE专业最强的大学是哪
美国有几千所大学,美国大学电子工程专业(EE)最好的应该是私立的斯坦福大学和版麻省理权工,两个学校一西一东,都是超强。与之对应的是两个公立大学,伊利诺大学香槟分校和加州大学伯克利分校,它们的EE也有极高的水平,在美国也是各霸一方。
其它的学校,有小得没名堂的,比如说加州理工, 水平不错,但program实在太小。
也有很糙的,如乔治亚理工,自己培养的学生纷纷留校。东部除了麻省理工,就数普林斯顿,普林的ver做通讯理论是最牛的,密歇根规模比较大,水平应该和普林相当,密大的学科发展比较均衡。
威斯康星的半导体/电子材料方向不错,其它方向基本上是20名开外。
德州大学奥斯汀分校也非常好,其实是在半导体器件领域。康乃尔一般般,本科生比哥伦比亚大学强一些而已,它有个电机方向还不错。普度是工科老牛,它EE系的图像处理和纳米还可以,其它的方向几乎都是中等偏上。
需要说的是,电子工业最集中的地方是加州。
加州的学校里头,UCLA的电磁方向很强,UCSD的无线电通讯很有特色,剩下的UCSB有很牛的半导体物理,它们共同的特点是不全面。
⑥ 美国研究生申请ee是什么专业
电子电气工程EE因其研究范围之广,就业前景之乐观,一跃成为目前理工科留学生版中最热门权的申请专业之一。小到一个开关的设计,大到航天飞机的研究,都少不了电子电气工程的专业知识。我申请的就是这个专业,想申请好的学校,要求还是比较高的,不管是软件背景还是硬件条件缺一不可,我找了留学中介,慧德留学,申请了梦校,UCB
⑦ 美国电子信息工程专业哪个大学最好
1麻省理工学院
学校英文名:Massachusetts Institute of Technology;城市/州:Cambridge, MA;
麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology,缩写:MIT)是美国一所综合性私立大学,有“世界理工大学之最”的美名。位于麻萨诸塞州的波士顿,查尔斯河(Charles River)将其与波士顿的后湾区(Back Bay)隔开。今天MIT无论是在美国还是全世界都有非常重要的影响力,培养了众多对世界产生重大影响的人士,是全球高科技和高等研究的先驱领导大学,也是世界理工科菁英的所在地。麻省理工是当今世界上最富盛名的理工科大学,《纽约时报》笔下“全美最有声望的学校”。入选中国世界纪录协会世界综合实力最强的大学候选世界纪录。
2斯坦福大学
学校英文名:Stanford University;城市/州:Stanford, CA;
斯坦福大学简称斯坦福,是美国一所私立大学,被公认为世界上最杰出的大学之一。它位于加利福尼亚州的斯坦福市,临近旧金山。斯坦福大学拥有的资产属于世界大学中最大的之一。它占地35平方公里,是美国面积第二大的大学。
2加州大学伯克利分校
学校英文名:University of California--Berkeley;城市/州:Berkeley, CA;
1868年由加利福尼亚学院以及农业、矿业和机械学院合并而成,1873年迁至圣弗朗西斯科(旧金山)附近的伯克利市。学校实行1学年分3学期制,本科4年,修满180学分可获学士学位。1982年,美国联合科研委员会会议理事会评定该校的研究生教育为美国第一,学校有30个学科名列前10名,其中人类学、化学、工程、历史、音乐、统计和生物统计等学科名列第一。
4加州理工学院
学校英文名:California Institute of Technology;城市/州:Pasadena, CA;
加州理工学院(California Institute of Technology, 缩写为Caltech或CIT)是美国的一所久负盛名的大学,位于加利福尼亚州的帕萨蒂纳(Pasadena),创建于1891年。这所学校规模不算大,只有1000余名研究生和900余名本科生,然而在行星科学、地理学领域公认为全美第一,世界第一。美国Princeton Review在2006把加州理工学院在全美“最难申请上的大学”里排名第六。
4伊利诺伊大学厄本那-香槟分校
学校英文名:University of Illinois--Urbana-Champaign;城市/州:Urbana, IL;
伊利诺伊大学香槟分校的工程学院规模较大,实力雄厚,排名第9。EE一直是UIUC的强势学科,全美第4,仅次于并列第一的MIT,Stanford和UC Berkeley。杰克·基尔比(Jack Kilby),集成电路(IC)的两位发明人之一,共享2000年获得诺贝尔物理学奖,也是UIUC的校友。集成电路被誉为信息时代最为重要的发明之一。在读硕士约100人,博士约50人。众多知名公司招人的target school,起薪水平($90000+)远高于全美平均水平。开设硕士和博士学位。
6佐治亚理工学院学校
英文名:Georgia Institute of Technology;城市/州:Atlanta, GA;
佐治亚理工学院电气与电子工程专业在2019年USNEWS美国电气与电子工程专业排名中排名第5。佐治亚理工学院电气与电子工程专业学费是每学年28,568美元,录取的学生中Math均分为164分,专业的学生人数是11,186人。
6密歇根大学安娜堡分校
学校英文名:University of Michigan--Ann Arbor;城市/州:Ann Arbor, MI;
电子工程是电子和电磁现象和规律的技术运用,很大程度上受计算机技术和微电子技术方面的影响。根据实际应用分为电子动力技术、信息通讯技术(电信技术)、(微)电子学、自动化技术和普通电子工程学等方向。
细分专业:电机制造、电热、大功率电子学、可再生能源(太阳能、风能等)工程、微电子、光电子、数据通信、数字信号处理、电子和光信息技术、嵌入式系统、高频技术、通讯网络、网络控制、移动通讯、无线电通讯、多媒体技术、智能系统、自动化技术、电子元件、集成电路(板)、模拟电路、半导体元件、机械电子、材料学、控制技术等。本专业学生主要学习信号的获取与处理、电子设备与信息系统等方面的专业知识,受到电子与信息工程实践的基本训练,具备设计、开发、应用和集成电子设备和信息系统的基本能力。
8卡耐基梅隆大学
学校英文名:Carnegie Mellon University;城市/州:Pittsburgh, PA;
卡耐基梅隆大学电气与电子工程专业在2019年USNEWS美国电气与电子工程专业排名中排名第8。卡耐基梅隆大学电气与电子工程专业学费是每学年43,000美元,录取的学生中Math均分为167分,专业的学生人数是4,050人。
9康奈尔大学
学校英文名:Cornell University;城市/州:Ithaca, NY;
康奈尔大学的EE系又分为了4个小分支。第1个分支是生物信号系统和应用(Bio Signal, Systems, and Applications)第2个小分支是,计算机辅助诊断(Computer Aided Diagnosis),第3个分支是图像分析(Image Analysis) 这两个分支下边有着一个计算机视觉和图像分析实验室(Computer Vision and Image Analysis Group),第4个分支是纳米生物应用(Nanobio Applications),这四个分支组成了生物电子工程这个大分支。
9普林斯顿大学
学校英文名:Princeton University;城市/州:Princeton, NJ;
普林斯顿大学(英语:Princeton University),又译普林斯敦大学,位于美国新泽西州的普林斯顿,是美国一所著名的私立研究型大学,八所常春藤盟校之一。学校于1746年在新泽西州伊丽莎白镇创立,是美国殖民时期第四所成立的高等教育学院,当时名为“新泽西学院”,1747年迁至新泽西州,1756年迁至普林斯顿,并于1896年正式改名为普林斯顿大学。
9德克萨斯大学奥斯汀分校
学校英文名:University of Texas--Austin;城市/州:Austin, TX;
德克萨斯大学奥斯汀分校电气和计算机工程研究生专业提供两个不同学术领域的硕士和博士学位,但学生也可以利用在德克萨斯大学奥斯汀分校的跨学科工作的各种资源的优势。大多数研究生都有机会与教员一起参与最先进的研究。
⑧ 美国大学工科包含哪些专业
美国理工科专业介绍
一、易就业的美国理工科留学专业-数学专业
数学专业学生比较好出国,而且就业前景很好,将来可去金融,保险,银行,地产,信用卡,制药等行业,博士年薪在8万至15万美元以上。优秀的数学博士很多可以不用做博士后就直接做助理教授,一切在美国都是供求关系决定的。
二、易就业的美国理工科留学专业-生物专业
生物科学出国容易,但是就业机会水深火热。首先是研究手段原始,体力成分多,其次是功课非常繁重,每周几乎要工作70个小时才能出成果。生物硕士很难找工作,博士都要先做工资低并且没有保障的博士后(年薪3.6万至4.8万美元)之后才可能去公司或者做教授。多数中国学生都缺乏对生物学的了解才走上这条路的,即使是美国优秀学生,从博士毕业到教授一般都要努力很多年。有些顶级生物专业的博士毕业后,能进知名咨询公司,但是这绝对只限于麻省理工,哈佛等少数几所大学。
三、易就业的美国理工科留学专业-化学专业
化学也是好出国的行业。就业前景在美国相当不错。其中,有机化学最容易进大的制药公司,毕业起薪可达8万至9万美元,硕士起薪约5万至7万美元。但是有机化学比较对身体有害,同时为了去好的制药公司,读书期间要注意积累很多技能,如写作、语言、参加行业学术研讨会、认识行业内人士等。分析化学同样可以去制药公司,分析仪器公司等。无机化学与物理化学就业稍微窄些,但是化学整体上不错,因为化学化工产业比较成规模,有很多大公司需要化学人才。
四、易就业的美国理工科留学专业-物理学专业
物理学属于好出国的专业,各大美国研究生院物理人才短缺,因此也比较容易获得奖学金。但是物理专业学生出路堪忧。学习理论物理的优秀学生,如果数理基础很好,在经济形势好的情况下选修些金融课程,毕业后可以去金融机构做数量分析,年薪可达15万至30万美元。如果想钻研学术的话,物理学教授一般都需要1至2轮博士后经历,还要有学术界的人脉,过硬的研究文章。物理学一些领域的学生还可去GE等公司的基础研究部门,年薪7万以上。
五、易就业的美国理工科留学专业-工程专业
学习工程的学生,多数在美国可以找到合适的工作。其中,生物医学工程,电信/计算机工程,工业与制造工程,机械工程,化工,石油比较好就业,而土木,材料,核能,航天等比较难就业。美国基础建设项目很少了,而核能,航天等专业有国籍的限制,这些专业的学生多数靠自己的工程与计算机背景找到了与IT相关的工作。美国顶级的工科学生有时候不一定会做工程,而是选择做工业投资,风险投资,发明投资之类的,收入会高很多,可达15万美元以上。
六、易就业的美国理工科留学专业-计算机与电信科学计算机科学专业
该专业相关领域很多,多数就业形势都不错,如软件,数据库,网络,硬件,芯片,无线通信等,即使是很理论的行业,就业前景都不差。IT业是成熟的规模行业,可吸收大量优质人才。一般博士毕业多数去大公司做科研,年薪10万美元。硕士毕业做开发人员的多些,年薪5万至8万美元。IT业仍然是美国理工的主流,麻省理工本科与研究生里,50%是ECE专业,电子与计算机工程。
⑨ 半导体的现状及其发展趋势
中国计算50年
——中国数字电子计算机的创业历程及领路人
(2006-09-11 16:18:31)
■ 中国科学院院士、北京科技大学教授 高庆狮
编者按: 一转眼,中国的计算机事业已经走过了50个春秋。在《计算机世界》纪念中国计算机事业发展50年的过程中,我们看到,在这50年里,有太多激动人心的创举出现,也有太多令人黯然的无奈穿过。
几代大师为了中国计算机事业的发展鞠躬尽瘁,更多人为了中国计算机产业的前行奋发图强。为此,我们特邀中国科学院院士、北京科技大学教授、中国科学院计算技术研究所终身研究员高庆狮撰写此文,以纪念过往、庆祝成就,同时也警醒现状、激励未来。
50年风雨之后,为了寻求ICT的融合和计算领域的更大发展,中国正在积极酝酿更好的政策环境。2006年8月29日,全国信息产业科技创新会议在京召开。
自从1946年,世界上第一台数字电子计算机在美国诞生,与计算机最邻近领域的数学和物理界的共和国泰斗、世界数学大师华罗庚教授和中国原子能事业的奠基人钱三强教授,十分关注这一新技术如何在国内发展。
中国诞生计算机
从1951年起,国内外和计算机领域相近的其他领域人才,尤其是从国外回来的教授、工程师和博士,不断转入到该行业中。他们当中的很多人,都在华罗庚领导的中科院数学所和钱三强领导的中科院物理所里,其中包括国际电路网络权威闵乃大教授、在美国公司有多年实践经验的范新弼博士、在丹麦公司有多年实践经验的吴几康工程师,以及从英国留学回来的夏培肃博士和从美国留学回来的蒋士飞博士。
他们积极推动,把发展计算机列入12年发展规划。
1956年3月,由闵乃大教授、胡世华教授、徐献瑜教授、张效祥教授、吴几康副研究员和北大的党政人员组成代表团,参加了在莫斯科主办的“计算技术发展道路”国际会议,到前苏联“取经”,为我国制定12年规划的计算机部分做技术准备。当时的代表团主要成员后来都参加了12年规划。此外,范新弼、夏培肃和蒋士飞也加入规划制定中。在随后制定的12年规划中,确定了中国要研制计算机,并批准中国科学院成立计算技术、半导体、电子学及自动化等四个研究所。
计算技术研究所筹备处由科学院、总参三部、国防五院(七机部)、二机部十局(四机部)四个单位联合成立,北京大学、清华大学也相应成立了计算数学专业和计算机专业。为了迅速培养计算机专业人才,这三个单位联合举办了第一届计算机和第一届计算数学训练班。计算数学训练班的学生有幸听到了刚刚归国的钱学森教授和董铁宝教授讲课。钱学森教授在当时已经是国际控制论的权威专家,而董铁宝教授在美国已经有过3~4年的编程经验,也是当时国内惟一真正接触过计算机的学者。当时我也是学生之一。
钱学森的数学功底的深度和广度几乎涵盖了我们所学的数学的所有课程,而且运用自如,我们作为北大数学系学生,对此感到十分钦佩。同时,钱学森教授也帮助我们具体了解到,数学如何应用到实际物理世界中。
在前苏联专家的帮助下,由七机部张梓昌高级工程师领导研发的中国第一台数字电子计算机103机(定点32二进制位,每秒2500次)在中国科学院计算技术研究所诞生,并于1958年交付使用。参与研发的骨干有董占球、王行刚等年轻人。随后,由总参张效祥教授领导的中国第一台大型数字电子计算机104机(浮点40二进制位、每秒1万次)在1959年也交付使用,骨干有金怡濂,苏东庄,刘锡刚,姚锡珊,周锡令等人。其中,磁心存储器是计算所副研究员范新弼和七机部黄玉珩高级工程师领导完成的。在104机上建立的、由仲萃豪和董韫美领导的中国第一个自行设计的编译系统,则在1961年试验成功(Fortran型)。
国防是首要服务对象
在任何先进国家,计算机的发展首先都是为国防服务,应用于国家战略部署上,中国也不例外。1958年,北京大学张世龙领导包括当时作为学生的王选在内的北大师生,与中国人民解放军空军合作,自行设计研制了数字电子计算机“北京一号”,并交付空军使用。当时中国人民解放军朱德总司令还亲自到北京大学北阁“北京一号”机房参观了该机器。随后,张世龙带领北大师生(包括王选和许卓群在内),立即投入北大自行设计的“红旗”计算机研制工作,当时设定的目标比前苏联专家帮助研制的104机还高,并于1962年试算成功。但是由于搬迁和文革的干扰,搬迁后“红旗”一直没有能够恢复和继续工作。
与此同时,1958年,在哈尔滨军事工程学院(国防科技大学前身)海军系柳克俊的领导下,哈尔滨军事工程学院和中国人民解放军海军合作,自行设计了“901”海军计算机,并交付海军使用。在海军系康继昌的领导下,哈尔滨军事工程学院和中国人民解放军空军合作,自行设计的“东风113”空军机载计算机也交付空军使用。随后,柳克俊领导的国产晶体管军用的计算机,也在1961年交付海军使用。
1958年~1962年期间,中国人民解放军总参谋部也前后独立研制成功了一些自行设计、全部国产化的计算机。
1964年,中科院计算技术研究所吴几康、范新弼领导的自行设计119机(通用浮点44二进制位、每秒 5万次)也交付使用,这是中国第一台自行设计的电子管大型通用计算机,也是当时世界上最快的电子管计算机。当时美国等发达国家已经转入晶体管计算机领域,119机虽不能说明中国具有极高水平,但是仍然能表明,中国有能力实现“外国有的,中国要有;外国没有的,中国也要有”这个伟大目标。
在119机上建立的,是董韫美领导的自行设计的编译系统,该系统在1965年交付使用(Algol型),后来移植到109丙机上继续起作用。
哈尔滨军事工程学院计算机系慈云桂教授领导的自行设计的晶体管计算机441B(浮点40二进制位、每秒8千次)在1964年研制成功,骨干人员包括康鹏等人。1965年,441B机改进为计算速度每秒两万次。
与此同时,中科院计算技术研究所蒋士飞领导的自行设计的晶体管计算机109乙机(浮点32二进制位、每秒6万次),也在1965年交付使用。为了发展“两弹一星”工程,1967年,由中科院计算机所蒋士飞领导,自行设计专为两弹一星服务的计算机109丙机,并交付使用,骨干有沈亚城、梁吟藻等人。两台109丙机分别安装在二机部供核弹研究用和七机部供火箭研究用。109丙机的使用时间长达15年,被誉为“功勋计算机”,是中国第一台具有分时、中断系统和管理程序的计算机,而且,中国第一个自行设计的管理程序就是在它上面建立的。
这些由中国科研人员自力更生、努力拼搏研制出的第一批计算机,代表了中国人掌握计算机的技术水平和成果,证明了中国有能力发展自己的全部国产化的计算机事业。
突破百万到超越亿计算
虽然我国自行设计研制了多种型号的计算机,但运算速度一直未能突破百万次大关。1973年,北京大学(由张世龙培养的、包括许卓群和张兴华等骨干人员)与“738厂”(包括孙强南、陈华林等骨干人员)联合研制的集成电路计算机150(通用浮点48二进制位、每秒1百万次)问世。这是我国拥有的第一台自行设计的百万次集成电路计算机,也是中国第一台配有多道程序和自行设计操作系统的计算机。该操作系统由北京大学杨芙清教授领导研制,是国内第一个自行设计的操作系统。
1973年3月,在全国实际研制目标200~500万次不能满足中国飞行体设计的计算流体力学需要的情形下,时任国防科委副主任的钱学森,根据飞行体设计需要,要求中科院计算所在20世纪70年代研制一亿次高性能巨型机,80年代完成十亿次和百亿次高性能巨型机,并且指出必须考虑并行计算道路。中科院计算所根据国防情报所和计算所情报室提供的国际上的公开资料,分析了1970年前后美国研制的高性能巨型机的优缺点之后,于1973年5月提出“全部器件国产化一亿次高性能巨型机(20M低功耗ECL、电路-四条流水线)及其模型机(757向量计算机、10M ECL、电路-单条流水线)”的可行方案。由于文革中受到严重干扰,以及文革后“走马灯”式良莠不齐的领导乱指挥,尽管在1979年,由亚城负责的20M低功耗ECL电路的集成电路芯片投片已经研发成功,但是最终“全部器件国产化一亿次高性能巨型机”的研发,因为任务变化,最终搁浅。
表1和表2给出了代表中国掌握电子管、晶体管、集成电路计算机技术的发展时间表,水平主要是根据创新的“三性”中的先进性。需要说明的是,表中所列只是代表中国已掌握的计算机技术水平的计算机,其中,带*的103、104、119、150、757,及银河-1号巨型机和银河-2仿真计算机等7台计算机,都被载入“记述对中华文明发展起促进作用的重要历史事件”的中华世纪坛青铜甬道铭文中。
除了研制水平之外,产业、市场和应用的发展也同样重要。在批量生产计算机上,电子工业部及其相关研究所(例如著名的15所)和工厂(例如著名的738厂)功不可没。不仅上述中国早期计算机的研制和批量生产要依靠它们,而且它们也独立设计和研制过一些成批生产的计算机(例如108系列、与清华大学合作的DJS-130等),尤其在人造卫星地面系统(例如320计算机及舰上718计算机)及其他军工任务上,这些研究所和工厂都有过突出贡献。研究所和工厂研究工作的重点,主要是在技术和工艺方面。他们的领军人包括莫根生、陈立伟、曹启章及一批骨干人员,例如江学国等。现任中国工程院院士罗沛霖领导的仿IBM系列也起过历史性作用,沈绪榜和李三立负责的有关卫星天上和地上计算机及其他任务用的计算机也做出了重要的贡献。此外,七机部、清华大学及中科院各分院在发展计算技术方面还做出了许多贡献,这里就不枚举了。
中国自力更生全部国产化的半导体、集成电路计算机事业,和20世纪50~70年代林兰英、王守武、王守觉和徐元森等教授领导的中科院半导体所、上海冶金所和109厂的研究及开发工作是分不开的。中科院半导体所和109厂都是从中国科学院物理所独立出来的,中科院物理所对中国计算机事业的历史贡献功不可没。
人才培养至关重要
发展计算机事业离不开人才培养,20世纪50~70年代,中科院计算技术研究所(及之后的中国科技大学)的夏培肃副研究员、北京大学和哈尔滨军事工程学院,在组织教师和学生动手研制计算机、进行实践、培养人才等方面,都取得了很好的成绩。夏培肃领导组织教师和学生动手研制了107(定点32二进制位、每秒 250次)计算机,该计算机于1960年交付使用,并且还复制了两台。尽管107计算机比103(1958年交付使用)、104计算机(1959年交付使用)速度低了10倍到40倍,但是对培养人才起了重要作用。
一个计算机系统是由多方面研究成果构成的。范新弼领导的磁心存储器长期处于领先地位,其中主要的骨干有伍福宁、王振山、徐正春、张杰、甘鸿,等等。王克本领导了中国第一个八层印刷电路版研究与设计小组。方光旦在磁头、磁胶,张品贤在磁带,顾尔旺在磁鼓等方面,都做出了出色的贡献。实际上,大多计算机的研发都是集体成果,例如全国参加757计算机研发工作的人员,就有上千人。
我国第一个“计算机系统结构设计”小组于1957年在中科院计算所成立。20世纪50~70年代,它承担了中科院计算所代表性的计算机(119、109乙、109丙、757、717等计算机)的系统结构设计任务。参与成员则根据当时前苏联计算机领军人物、前苏联科学院列贝捷夫院士的建议,由年轻的数学专业毕业生组成。第一任小组负责人是国际网络权威人士闵乃大教授,第一个正式设计任务则是1958年5月国防部门的“导弹防御系统计算机”系统结构设计。设计工作由北京大学张世龙和第二任小组负责人虞承宣,加上6名数学专业毕业的大学生组成,其中周巢尘、沈绪榜等3人后来分别由不同领域(软件、航天、系统结构)、不同单位被选为中科院院士。
中国20世纪60年代编译系统的带头人在当时都是年轻人,如中国人民解放军总参谋部杨奇、中科院计算所董韫美和仲萃豪、南京大学徐家福、国防科技大学陈火旺等。中国20世纪60年代操作系统的带头人有北京大学杨芙清、南京大学大孙仲秀等,当时也都是年轻人。软件正确性设计(容易推广到硬件的正确性设计)是近20多年国际上关注的具有巨大经济效益、社会效益和理论价值的重大问题。我国领军人物何积丰院士、周巢尘院士如今已经是国际上知名的佼佼者。20世纪70年代,逐渐形成容错和检测理论和实践的带头人是魏道政,而知识处理的带头人是陆汝钤。
依赖进口弊端过大
20世纪70年代后期以后,中国研制的计算机,几乎全部使用进口元器件、进口部件。
由于超大规模集成电路迅速发展,数千万甚至上亿个晶体管逐渐能够集成在一个芯片上,20世纪80年代及其之后得到迅速发展的计算机,是普通个人使用的“微机”(PC机)及超强“微机”(后者可以组成服务器或者并行处理的高性能计算机),而其他各式各样的计算机(包括超级中小型计算机在内)由于性价比问题,无法和微机竞争,就自然逐步退出舞台了。国际上没有及时调整战略的计算机公司,例如CDC公司、王安公司等,纷纷倒闭。虽然如此,国内那一段过渡时期为了满足用户需求而研制的各种机型也曾有过较大贡献,例如张修领导的KJ8920,在为用户提供优质服务软件方面就很突出。
中国最早意识到个人计算机发展趋势而率先转向研究“微机”,并且做出突出贡献的带头人有倪光南、韩承德等。
国内高性能计算机,有慈云桂、卢锡城、周兴铭、杨学军领导的银河系列;张效祥、金怡濂、陈左宁领导的神州系列;李国杰、孙凝晖领导的曙光系列;祝明发领导的联想深腾系列;以及周兴铭领导的银河-2数字仿真巨型机等。PC机有联想系列、长城系列、方正系列、同方系列等,其学术代表性带头人是倪光南,产业代表性的领军人是柳传志。
计算机产业作为一个产业链,软件发展依赖于整机和应用需求的发展;整机的发展依赖于芯片、部件及需求的发展;芯片的发展则依赖于“集成电路生产线大三角形”的发展。这里集成电路生产线大三角形是指集成电路生产线的三大部分,即大底座、中间层和顶层。大底座(价值十多亿美元的集成电路制造工艺生产线)是从拉单晶硅到光刻-扩散-参杂,到最后封装,相当于过去林兰英、王守武、王守觉和徐元森等领导中科院半导体所、上海冶金所的研究工作。中间层是各种高速低功耗电路设计,相当于过去中科院计算所电路设计组蒋士飞、沈亚城等人的研究工作。20世纪70年代,沈亚城所进行的高速低功耗ECL电路设计,直到做成芯片,才可以算做完成。顶层则是硅编译等等软件工作,这部分工作过去是计算所使用小规模集成电路时把逻辑设计图变成为工程布线图的手工工作,加上半导体所制造小规模集成电路各种掩模版所需的手工工作。在超大规模集成电路的情况下,从复杂性、可靠性角度,手工是绝对不可能完成的,需要依靠硅编译来自动完成。
在允许部分进口的环境下,一个产业链如果要求全部国产化,会造成一环落后引发产业链后续部分全部落后的情况;使用进口元器件、进口部件,使得各种类型整机可以在国际先进基础上得到发展,进而软件和应用都能在国际先进基础上得到发展,从市场经济角度看,这无疑是正确的。
但是,当国内所研制的计算机全部转向使用进口元器件、进口部件时,一方面中国的高性能计算和PC机的发展依赖于进口元器件和进口部件的水平;另一方面中国的集成电路研制力量,由于缺少巨大的经济支持,都转向非计算机用的其他难度小的方向。
“元器件全部进口化”导致的结果是,不仅全部国产化的亿次高性能巨型机研制中止,而且真正完全自主的国产的计算机集成电路研制工作也中断,至今也没有恢复,甚至没有任何恢复的迹象,这两方面对国家安全都很不利。实际上,“集成电路生产线大三角形”依靠进口的集成电路生产线,就等于依赖外国集成电路生产线水平和外国政府批准向中国出口的集成电路生产线的水平。引进无法达到最先进,而且在特殊情况下,引进很可能中断,引进的生产线的备份件也不能得到更新。
“中国芯”何时真正崛起
进入21世纪以后,李德磊负责的“方舟”、胡伟武负责的“龙芯”、以及王沁参加负责的“多思”、方信我负责的“国安”等等“中国芯”项目不断涌现,计算机产业链国产化又前进了一大步。但当前或者未来将出现的众多的“中国芯”的共同点,都是“集成电路生产线大三角形”的一个应用。也就是说,其水平仍然是依赖于外国集成电路生产线水平和外国政府批准向中国出口的集成电路生产线的水平,仍然受制于人。
众多“中国芯”的主要的差别只是在系统结构设计上,或者在高速低功耗电路等设计上,有没有重大创新、重大突破。设计明显创新的,有国外学者称之为相当于“大学生课程设计”水平,虽然难听却也有几分道理。尽管能设计“中国芯”的人或公司越来越多,但是能设计“中国集成电路生产线大三角形”的人,如果不采取措施,不仅目前没有,恐怕不远的将来仍然是空白。如果中国不能制造中国的“集成电路生产线大三角形”,那么无论有多少种“中国芯”,中国的高性能计算机和中国PC机的发展水平就必然还是取决于美国“集成电路生产线大三角形”的发展水平及美国政府允许向中国出口的水平。
现实的道路是,我们可以通过引进、消化、吸收与独立研究相结合的方式发展芯片产业,而建立完全自主的“集成电路生产线大三角”,则应该是国家急需解决的重中之重。
早在1965年,中科院半导体所王守觉就开始研制从逻辑图到掩模版的自动形成系统“图形发生器”,这项研究比美国还早。由于文革破坏而中断了3年,1971年初研制成功时,反而比美国晚了一年多。以上历史说明,中国人的独立研究能力也不容忽视,研究环境也不容被忽视。
如何做到既能使产业链的各个环节的发展都能建立在国际最高水平之上,又能确保国家安全?这不仅仅是一个计算机产业链的问题,应该是许多产业链所存在的共同问题,更是决策者急需处理的政策问题。
中国半个世纪电子数字计算机事业的领路人,是在两位共和国功勋科学家华罗庚和钱三强关注下的一个群体,这个群体在50年前,是10多名从相邻领域转过来的30~40多岁的中青年带头人,和五、六十名受过专业教育的20多岁的青年骨干,还有数十名当时尚未出世的后起之秀,本文列举的,只是这个百人群体中的一小部分。
链接:文中部分科学家简历
华罗庚:江苏金坛人。中国解析数论、典型群、矩阵几何学、自守函数论与多复变函数论等很多方面研究的创始人与开拓者,国际知名数学家,先后当选美国科学院外籍院士,第三世界科学院院士,法国南锡大学、美国伊利诺大学、香港中文大学荣誉博士,联邦德国巴伐利亚科学院院士等。
钱三强:浙江湖州人,出生于浙江绍兴。核物理专家、中国核原子科学之父,曾师从居里的女儿、诺贝尔奖获得者伊莱娜?居里及其丈夫约里奥?居里。在中国研发原子弹期间,担任技术总负责人、总设计师,被追授“两弹一星功勋奖章”。
范新弼:电子计算机专家,湖南长沙人。1951年获美国斯坦福大学电子学博士学位,在电子器件研究与应用领域获8项美国专利。归国后,领导我国第一台大型计算机及其后多台大型计算机的磁芯存储器研制工作,领导中国半导体存储元件研究,建立了国内第一批测试设备。
张效祥:计算机专家、中国科学院院士(学部委员)、中国解放军总参谋部计算技术研究所研究员。领导中国第一台大型通用电子计算机的仿制并在此后的35年中主持中国自行设计的电子管、晶体管到大规模集成电路各代大型计算机的研制,为中国计算机事业的创建、开拓和发展,起了重要作用。1985年,领导完成中国第一台亿次巨型并行计算机系统。
钱学森:中国现代物理学家、世界著名火箭专家、全国政协副主席,浙江杭州市人,生于上海。钱学森曾在美国任讲师、副教授、教授以及超音速实验室主任和古根罕喷气推进研究中心主任。1950年开始,历经5年努力,于1955年才回到祖国,1958年起长期担任火箭导弹和航天器研制的技术领导职务。
董铁宝:力学家、计算数学家,江苏武进人,“中国第一个程序员”(王选),长期致力于结构力学、断裂力学、材料力学性能、计算数学的研究和教学,我国计算机研制和断裂力学研究的先驱者之一。1945年赴美学习,1956年归国教学,1968年在文革中因受迫害自杀。
金怡濂:中国工程院院士、著名高性能计算机专家、国家最高科学技术奖获得者,原籍江苏常州。中国第一台大型计算机研制者之一,先后提出多种类型、各个时期居国内领先或国际先进水平的大型、巨型计算机系统的设计思想和技术方案,为我国高性能计算机技术的跨越式发展和赶超世界计算机先进水平有着重要贡献。
王选:江苏无锡人。著名的计算机应用专家,主要致力于文字、图形、图象的计算机处理研究。中国科学院院士、中国工程院院士、第三世界科学院院士、国家最高科学技术奖获得者。曾任北大方正集团董事、方正控股有限公司首席科技顾问,九三学社副主席、中国科协副主席、九三学社副主席、中国科协副主席。2003年当选十届全国政协副主席。
周巢尘:计算机软件专家,原籍江苏南汇,中国科学院院士(学部委员)、第三世界科学院院士、中国科学院软件研究所研究员,曾任联合国大学国际软件技术研究所所长。
杨芙清:北京大学计算机学科第一位教授、博士生导师,中国科学院院士(学部委员)、计算机科学技术及软件专家,无锡人。历任软件工程国家工程研究中心主任、北京大学信息与工程科学学部主任、北京大学软件工程研究所所长、北京大学计算机科技系教授。
孙仲秀:计算机科学家、中国科学院院士,原籍浙江余杭,生于江苏省南京市,历任南京大学助教、讲师、副教授、教授、博士生导师、副校长等职。1974年后主持研制了中国国产系列计算机DJS200系列的DJS200/XT1和 DJS200/XT1P等操作系统。从1979年起开始对分布式计算机系统软件和应用进行了研究,1982年在国内首次研制成功ZCZ分布式微型计算机系统,研究和开发了多个实用的分布式计算机系统。
何积丰:中国科学院院士、计算机软件专家,生于上海,祖籍浙江宁波。现任华东师范大学终身教授、软件学院院长,上海嵌入式系统研究所所长、联合国大学国际软件技术研究所高级研究员。早年进行管理信息系统和办公自动化系统的研发。
吴几康:安徽歙县人。计算机专家、中国计算机事业的开拓者之一。曾于1951年至1953年在丹麦任无线电厂开发工程师,归国后调至中国科学院近代物理研究所,后参与筹建计算技术研究所。1965年负责研制成功两台大型通用计算机,后参与筹建771微电子学研究所,任副所长和研究员。
张梓昌:电子计算机专家。江苏崇明(今属上海市)人。历任航天工业部第二研究院所长、测控公司总工程师,中国计算机学会第一届副理事长,中国宇航学会第一、二届理事。长期从事电子设备和计算机的研制,曾负责我国第一台计算机的技术工作,是我国计算机技术的学科带头人之一。
张世龙:北京大学计算机科学与技术系主任、教授,曾参加我国第一台自行设计制造的大型计算机119机和北大红旗计算机的系统设计。
慈云桂:著名计算机科学家、教授,中国科学院技术科学部学部委员,安徽桐城人。历任国防科技大学副校长兼电子计算机系主任和计算机研究所所长等职,先后主持了我国多种型号计算机的研制,从领导研制我国第一台电子管数字计算专用机,到担任“银河”亿次计算机研制的技术总指挥和总设计师,为国家经济建设、国防建设及科学研究事业做出了突出贡献。
冯康:应用数学和计算数学家、中国科学院院士、世界数学史上具有重要地位的科学家。生于江苏南京,原籍浙江绍兴。其独立创造了有限元方法、自然归化和自然边界元方法,开辟了辛几何和辛格式研究新领域。中国现代计算数学研究的开拓者。1997年底国家自然科学一等奖授予冯康的另一项工作“哈密尔顿系统辛几何算法”。历任中国科学院计算技术研究所任副研究员、研究员,中国科学院计算中心主任、名誉主任。(排名不分先后)
(计算机世界报)
参考资料:http://www.cnii.com.cn/20060808/ca371826.htm
⑩ 美国EE专业细分为哪些专业
1、通信与网络 Communications & Network
EE最热的方向,竞争异常激烈!
2、信号处理 Image, video, audio & speech processing
就业前景比较广泛,因为该方向中各个分支都具有很强的应用性,可以应用在制造业,航空航天业,医学界,以及军事领域等。
3、计算机科学与工程 Computer engineering
与CS广泛交叉,很多在国内学习计算机的学生也竞相申请!
4、电子电路 Electronics & Integrate circuit
5、系统与控制 Systems & Controls
6、光子学与光学 Photons & Optics
与物理方向有交叉,很多物理专业的学生也竞相申请,竞争相对激烈。
7、生物电气工程 Bioelectrical engineering
8、电磁学 Electromagnetics
研究领域涉及到了MSE,physics等其他学科。和此方向相近的学科和方向包括光学、光电子学、半导体器件等。
