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1、模块九 新一代信息技术单元9.1 新一代信息技术概述1.理解新一代信息技术及其主要代表技术的基本概念；2.了解新一代信息技术各主要代表技术的技术特点。知识目标1.能分析实际生活中的典型应用案例所运用的新一代信息技术，并能描述其作用；2.能列举出新一代信息技术与制造业等产业融合发展的典型案例。技能目标1.具备较强的信息技术核心素养；2.具备获取信息技术新知识、新技术的能力。素质目标目 录ONTENTS ONTENTS01 导入案例03知识和技能05 练习与提高04案例实现02技术分析导入案例：疫苗接种与金色健康码2021年新冠病毒变异毒株德尔塔在全球肆虐，导致了我国各地的新冠疫情出现了不同程度的
2、反弹。为了加速我国新冠疫苗大规模接种的推进工作，同时也为了更好地宣传疫苗接种、提高疫苗接种率，全国多个省市积极开展以信息化、大数据手段服务于疫情防控的关爱行动，先后推出了融入地方文旅元素的金色健康码。重庆健康码2021 年 6 月 1 日，重庆健康码有了新变化：完成新冠疫苗接种后，电子健康码不仅会加上金边，还会自动换上极具重庆特色的皮肤。皮肤集合了火锅、解放碑、洪崖洞、长江索道等多种当地元素。陕西健康码2021 年 6 月 3 日，陕西健康码“兵马俑”皮肤上线。凡在陕西省完成新冠疫苗接种的居民，其陕西电子健康码外围镶上金色边框，两侧还有兵马俑手持盾牌标志。健康码中融入兵马俑设计元素，以展示陕西
3、历史文化特色。同时，健康码被古城墙围住，寓意为人民构筑起健康免疫屏障。四川健康码2021 年 7 月，四川健康码有了新变化，不仅刚上新了旅行熊猫皮肤，现在又迎来了“金字保护牌”。完成所有剂次接种后，打开天府健康通，健康码中将出现自己的专属旅行熊猫和“金字保护牌”，同时还会随机出现三星堆、金沙遗址、杜甫草堂、九寨沟、峨眉山等四川特色皮肤图案。四川健康码特色皮肤图案熊猫游玩三星堆熊猫游玩武侯祠熊猫游玩杜甫草堂熊猫游玩金沙遗址熊猫游玩青城山熊猫游玩黄龙熊猫游玩九寨沟四川健康码特色皮肤图案熊猫游玩乐山大佛熊猫游玩峨眉山 熊猫游玩剑门关四川健康码特色皮肤图案技 术 分 析电子健康码是我国数字化战“疫”的
4、创新之举。健康码的作用是通过健康码的颜色，可以快速识别一个人是否途径疫情比较严重的省市，是否直接或间接接触过感染患者。技 术 分 析防疫人员大数据分析手机基站定位全球导航卫星+数字地图手机用户精准定位活动轨迹消费记录锁定可能被感染人群在这场战疫的关键时期，我国积极鼓励各省市、各政府机构和各企业大力推广并运用大数据、人工智能、云计算等新一代信息技术，在疫情监测分析、病毒溯源、防控救治、资源调配等方面更好地发挥支撑作用。知识与技能2018 年 11 月 7 日，国家统计局正式公布的战略性新兴产业分类（2018）列出了九大战略性新兴产业。它们分别是：新一代信息技术产业、高端装备制造产业、新材料产业、
5、生物产业、新能源汽车产业、新能源产业、节能环保产业、数字创意产业、相关服务业。其中，新一代信息技术产业位居各大战略性新兴产业之首，是我国重点发展的战略性新兴产业之一。新一代信息技术的六个方面3.三网融合2.物联网1.下一代通信网络6.以云计算为代表的高端软件5.高性能集成电路4.新型平板显示一、下一代通信网络移动通信是利用无线技术进行通信的现代化技术，这种技术是电子计算机与移动互联网发展的重要成果之一。移动通信延续着每十年更新一代技术的发展规律，已经历了四代技术的发展，目前已经迈入了第五代发展的时代（即 5G 移动通信技术）。一、下一代通信网络（一）第一代移动通信系统（the 1st gene
6、ration communication system，1G）第一代移动通信技术是指最初的仅限语音的模拟蜂窝电话标准，该标准制定于 20 世纪 80 年代。第一代移动通信主要采用模拟技术和频分多址（frequency division multiple access，FDMA）技术。由于受到传输带宽的限制，不能进行移动通信的长途漫游，只能是一种区域性的移动通信系统。第一代移动通信有多种制式，我国主要采用TACS（total access communications system，全接入通信系统）。一、下一代通信网络第一代移动通信有很多不足之处，如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通话质
7、量不高、不能提供数据业务和不能提供自动漫游等。但这些不足都随着第二代移动通信系统的到来得到了很大改善。第一代移动通信系统主要用于提供模拟语音业务。第一代模拟手机只能进行语音通话，俗称“大哥大”。一、下一代通信网络（二）第二代移动通信系统（the 2nd generation communication system，2G）第二代移动通信系统有效地将手机从模拟通信转换到数字通信，是以数字技术为主体的移动经营网络。它主要采用数字的时分多址（time division multiple access，TDMA）技术和码分多址（code division multiple access，CDMA）技术
8、。它的主要业务是语音，其主特性是提供数字化的话音业务及低速数据业务。一、下一代通信网络第二代移动通信系统克服了模拟移动通信系统的弱点，话音质量、保密性能大大提高。但由于采用不同的制式，移动通信标准不统一，用户只能在同一制式覆盖的范围内进行漫游（如省内、省际自动漫游），而无法进行全球漫游。我国主要采用GSM 系统（global system for mobile communication，全球移动通信系统），从 1995 年开始建设GSM 网络，实现了与世界上很多国家的国际漫游业务。一、下一代通信网络（三）第三代移动通信系统（the 3rd generation communication s
9、ystem，3G）第三代移动通信系统是在第二代移动通信系统的基础上发展起来的，以CDMA 技术为主，能同时提供话音和数据业务的移动通信系统。第三代移动通信系统能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议以及电子商务等多种应用。一、下一代通信网络第三代移动通信系统是覆盖全球的多媒体移动通信系统。它的主要特点之一是可实现全球漫游，使任意时间、任意地点、任意人之间的交流成为可能；另一个主要特点是能够实现高速数据传输和宽带多媒体服务。一、下一代通信网络（四）第四代移动通信系统（the 4th generation communication system，4G）第四代移动通信技
10、术（即 4G 技术）是集 3G 与WLAN 于一体的网络技术，它的关键技术主要有正交频分复用技术（OFDM）、多输入多输出技术（MIMO）、软件无线电技术（SDR）等。第四代移动通信系统主要包括TD-LTE 和FDD-LTE 两种制式。其中，FDD-LTE 速度快，适合广域覆盖。TD-LTE 节省频道资源，适合热点集中区域覆盖。一、下一代通信网络第四代移动通信系统主要具有通信速度快、网络频谱宽、通信灵活、智能性能高、兼容性好、高质量通信、可提供增值服务等特点。与第三代移动通信系统相比，第四代移动通信系统最大的优势就是显著提升了通信速度，能够快速传输数据以及高质量的音频/视频/图像等，不仅让用户
11、有了更佳的使用体验，同时也推动了我国通信技术的发展。一、下一代通信网络（五）第五代移动通信系统（the 5th generation communication system，5G）第五代移动通信技术是具有高速率、低时延、大带宽和大连接等特点的新一代宽带移动通信技术，是实现人、机、物互联的网络基础设施。5G 网络作为新一代移动通信网络，是一种融合了多种技术的新型宽带移动通信网络，其峰值理论传输速度可达每秒数十GB，比 4G 网络的传输速度快数百倍。一、下一代通信网络1.世界各国研发 5G 的情况随着 4G 进入规模化商用，全球业界将研发重点投向第五代移动通信系统，5G 成为了全球业界争夺的新焦
12、点。国家地区5G研发中国、美国、日本、韩国、欧洲等国家和地区。主流公司中国华为、韩国三星电子、欧盟爱立信等。一、下一代通信网络2.我国 5G 建设情况5G商用牌照发放5G标准制定话语权2019 年 6 月 6 日，中国正式进入 5G 商用元年。目前，我国在 5G 标准研发上正逐渐成为全球的领跑者。中国5G建设一、下一代通信网络1智能网联汽车2智能工厂3智能家居4智慧农业5智能医疗6智慧教育5G 行业应用前景二、物联网所谓物联网（internet of things，简称IoT），是指通过信息传感设备，按约定的协议，将任何物体与网络相连接，物体之间通过信息传播媒介进行信息交换和通信，以实现智能化
13、识别、定位、跟踪、监管等功能。享受“随时随地随物”三个维度的自由交流A世界信息产业发展的第三次浪潮B物联网 物联网三、三网融合（一）三网融合的概念应用层上趋向使用统一的IP 协议三网融合“三网融合”又叫“三网合一”，意指电信网络、有线电视网络和计算机网络的相互渗透、互相兼容，并逐步整合成为全世界统一的信息通信网络，其中互联网是其核心部分。三、三网融合（一）三网融合的概念三网融合的实质就是全业务运营，电信、广电运营商均可开展语音、数据和视频业务。三网融合将带来以下好处。（1）信息服务将由单一业务转向文字、话音、视频等多媒体综合业务；（2）有利于极大地减少基础建设投入，简化网络管理，降低维护成本，
14、提升网络性能；（3）有利于消除行业壁垒，推动有序竞争，促进网络和信息资源共享。三、三网融合（二）三网融合的应用通过三网融合，可实现此前多条线路的日常信息业务，每个网络都能开展文字、话音、数据、图像、视频等多媒体综合业务。用户只需要安装一条通信网络，就能解决家庭看电视、打电话和上互联网三大问题。三网融合对家庭和个人的影响浏览网页网上购物网上图书馆数字电视 远程医疗远程教育家庭网络直播网络游戏电子政/商务 视频会议家庭（二）三网融合的应用IPTV 是一种利用宽带网，集互联网、多媒体、通讯等技术于一体，向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的技术。IPTV 可以利用有线电视网的基础设施，以家
15、用电视机作为主要终端设备，通过互联网络协议来提供包括电视节目在内的多种数字媒体服务。IPTV 系统的特点是实时性强，更适合交互式点播，也可以进行广播。IPTV 用户端可以采用多种接入方式，最常使用的方法是ADSL 接入方式，也可以采用光纤线路的接入方式。三、三网融合三、三网融合（三）三网融合的意义党中央、国务院高度重视三网融合推进工作，将三网融合作为重要任务纳入国家发展战略。加快推进三网融合，具有以下三方面的重要意义。1.有利于迅速提高国家信息化水平，推动信息技术创新和应用，满足人民群众日益多样的生产、生活服务需求，拉动国内消费，带动相关产业发展，形成新的经济增长点；2.有利于更好地参与全球信
16、息技术竞争，抢占未来信息技术制高点，确保国家网络信息安全；3.有利于创新宣传方式，扩大宣传范围，促进中华文化繁荣兴盛，保障国家文化安全。四、新型平板显示 随着数字经济的蓬勃发展，信息传递正从“可读”向“可视”演进。显示技术代替印刷技术成为了知识、信息传播的主要途径。人们获取外界信息的各类智能终端设备，如手机、电脑、电视、商务/医疗/教育用显示器、可穿戴设备等，它们的显示屏无一不应用显示技术，因此显示技术成为了信息智能化时代的关键技术和前端技术。四、新型平板显示 随着时代的变迁、科技的进步，显示技术也在不断地升级，显示技术已从“单一”走向“多元”。CRT、LCD 和OLED 分别成为球面屏、平面
17、屏以及未来的柔性屏时代的标志性产品。目前，全球显示技术呈现以液晶显示、柔性AMOLED 显示为主，量子点、Micro LED、Mini LED 等显示技术快速发展的局面。四、新型平板显示（一）显示技术的概念显示技术（display technique）是利用电子技术提供变换灵活的视觉信息的技术。显示技术的任务是根据人的心理和生理特点，采用适当的方法改变光的强弱、光的波长（即颜色）和光的其他特征，组成不同形式的视觉信息。视觉信息的表现形式一般为字符、图形和图像。四、新型平板显示（二）常见的几种显示技术1.CRT（cathode ray tube，阴极射线管）CRT 是最原始的电子显示技术，在上世
18、纪被广泛运用于模拟电视（analog television）系统中。1897 年，德国物理学家卡尔费迪南德布劳恩发明了阴极射线管（CRT）。在德语国家，CRT 仍被称为“布劳恩管”。CRT 被广泛应用在电视机和计算机的显示器上。（二）常见的几种显示技术1.CRT（cathode ray tube，阴极射线管）随着科技的发展，在绝大多数场合，CRT 显示器已经被轻薄、低功耗、低成本的液晶显示器所取代。但是在一些对色彩还原要求较高的行业，如医疗、冶金等，仍需要使用 CRT 显示器进行作业。1958 年 3 月 17 日，华夏第一屏播放小猫钓鱼。（二）常见的几种显示技术2.PDP（plasma di
19、splay panel，等离子显示板）PDP 是一种利用气体放电的显示技术，其工作原理与日光灯很相似。PDP 屏幕结构示意图（二）常见的几种显示技术2.PDP（plasma display panel，等离子显示板）PDP 采用等离子管作为发光元件，屏幕上每一个等离子管对应一个像素，屏幕以玻璃作为基板，基板间隔一定距离，四周经气密性封接形成一个个放电空间。放电空间内充入氖、氙等混合惰性气体作为工作媒质。在两块玻璃基板的内侧面上涂有金属氧化物导电薄膜作激励电极。当向电极上加入电压，放电空间内混合气体便发生等离子体放电现象。气体等离子体放电产生紫外线，紫外线激发荧光屏，荧光屏发射出可见光，显现出图
20、像。（二）常见的几种显示技术2.PDP（plasma display panel，等离子显示板）PDP 显示屏具有的优点为：亮度高、色彩还原性好、灰度丰富、对迅速变化的画面响应速度快。不过，PDP 显示屏也有不足之处：耗电量高、价格高，而且由于是平面设计，显示屏上的玻璃极薄，所以表面不能承受太大或太小的大气压力，更不能承受意外的重压。（二）常见的几种显示技术3.LCD（liquid crystal display，液晶显示器）LCD 是一种数字显示技术，可以通过液晶和彩色过滤器过滤光源，在平面面板上产生图像。LCD 的构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒，下基板玻璃上设置TFT（薄膜晶体管
21、），上基板玻璃上设置彩色滤光片，通过 TFT 上的信号与电压改变来控制液晶分子的转动方向，从而达到控制每个像素点偏振光出射与否而达到显示目的。按照背光源的不同，LCD 可以分为 CCFL 显示器和LED 显示器两种。（二）常见的几种显示技术3.LCD（liquid crystal display，液晶显示器）LCD 液晶屏面板主要由玻璃基板、偏光板、彩色滤光片、液晶材料、配向膜、外壳、光学膜片、驱动电路等一些元器件所组成。液晶面板结构示意图（二）常见的几种显示技术3.LCD（liquid crystal display，液晶显示器）液晶面板是液晶显示器的心脏，占据了整个产品 80%以上的成本，
22、其质量会直接影响到显示器的色彩、亮度、对比度、可视角度等功能参数和显示效果。LCD 显示器（二）常见的几种显示技术4.TFT-LCD（thin film transistor-liquid crystal display，薄膜晶体管液晶显示器）TFT-LCD 是液晶显示器中最重要的一种，它使用薄膜晶体管技术改善影像品质，属于主动式矩阵LCD，其产值和影响力在液晶显示器家族中有着举足轻重的地位，被广泛应用于电视机、笔记本电脑、监视器、手机等产品。（二）常见的几种显示技术4.TFT-LCD（thin film transistor-liquid crystal display，薄膜晶体管液晶显示器
23、）TFT-LCD 屏幕组成（二）常见的几种显示技术4.TFT-LCD（thin film transistor-liquid crystal display，薄膜晶体管液晶显示器）TFT-LCD 面板可视为两片玻璃基板中间夹着一层液晶，上层的玻璃基板是彩色滤光片，而下层的玻璃则有晶体管镶嵌于上。当电流通过晶体管产生电场变化，造成液晶分子偏转，藉以改变光线的偏极性，再利用偏光片决定像素的明暗状态。此外，上层玻璃因与彩色滤光片贴合，形成每个像素各包含红、蓝、绿三种颜色，这些发出红蓝绿色彩的像素便构成了面板上的视频画面。（二）常见的几种显示技术5.AMOLED（active matrix/organ
24、ic light emitting diode，有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体）AMOLED 被称为下一代显示技术。其中OLED（有机发光二极体）是描述薄膜显示技术的具体类型，即有机电激光显示；AM（有源矩阵体或称主动式矩阵体）是指背后的像素寻址技术。OLED 相对于LCD 显示屏在技术上具有更加轻薄、能耗低、亮度高、发光率好、可以显示纯黑色等特点，并且还可以做到弯曲，逐渐成为中小屏显示的主流技术。（二）常见的几种显示技术5.AMOLED（active matrix/organic light emitting diode，有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体）AMO
25、LED 与 TFT-LCD 相比，其反应速度较快、对比度更高、视角也较广、功耗也较低。另外，AMOLED 具自发光的特点，不需使用背光板，因此，AMOLED 显示屏可以做得比TFT-LCD 显示屏更轻薄。（二）常见的几种显示技术5.AMOLED（active matrix/organic light emitting diode，有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体）目前，AMOLED 最大的问题还是在良品率，而且AMOLED 面板的价格比TFT-LCD 高出很多。随着面板产能和良品率的提升，AMOLED 面板成本进一步降低，将逐渐向中低端手机、智能穿戴设备、电视等领域渗透。（二）常
26、见的几种显示技术6.Micro LED 显示技术Micro LED 显示技术是指以自发光的微米量级的LED 为发光像素单元，将其组装到驱动面板上形成高密度LED 阵列的显示技术。Micro LED 具有芯片尺寸小、集成度高和自发光等特点，因此，在显示性能方面与LCD、OLED 相比，Micro LED 在亮度、分辨率、对比度、能耗、使用寿命、响应速度和热稳定性等方面具有更大的优势。（二）常见的几种显示技术6.Micro LED 显示技术Micro LED 应用将从平板显示扩展到AR/VR/MR、空间显示、柔性透明显示、可穿戴/可植入光电器件、光通信/光互联、医疗探测、智能车灯等诸多领域。预计到
27、 2025 年，基于Micro LED 技术的产品，如高端电视机、手机、手表等，将逐步上市。（二）常见的几种显示技术7.Mini LED 显示技术TCL 是最早开始 Mini LED 研发的公司。自 2019 年 TCL 推出全球首台 Mini LED TV X10 系列，其 Mini LED 产品已实现量产，2020 年全球市场销量占有率超 90%，并计划在2021 年全球首发 4 个全新系列 Mini LED TV，这也是国内品牌首次走在前沿显示技术前列。随着 Mini LED 显示技术的迅速发展，Mini LED 显示产品已开始应用于超大屏高清显示，如监控指挥、高清演播、高端影院、医疗诊
28、断、广告显示、会议会展、办公显示、虚拟现实等商用领域。（二）常见的几种显示技术8.量子点（quantum dots，QD）显示技术量子点是把激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构。有时被称为“人造原子”“超晶格”“超原子”或“量子点原子”，是 20 世纪 90 年代提出来的一个新概念。量子点一般为球形或类球形，其直径常在 2 nm 20 nm 之间。量子点的制造方法可以大致分为三类：化学溶液生长法、外延生长法、电场约束法。这三类制造方法也分别对应了三种不同种类的量子点。（二）常见的几种显示技术8.量子点（quantum dots，QD）显示技术量子点显示技术在色域覆盖率，色彩控制精确性，红
29、、绿、蓝色彩纯净度等各个维度已全面升级，被视为全球显示技术的制高点，也被视为影响全球的显示技术革命。2020 年京东方显示屏总出货量位列全球第一智能手机、平板电脑、笔记本电脑、显示器、电视等五大应用领域。65 英寸、75 英寸的细分大尺寸显示屏领域8英寸以上车载显示面板显示屏出货量位列全球第一市占率也位列全球第一市占率跃升至全球第一（全球市场调研机构 Omdia 最新数据）（三）我国和全球新型显示产业发展情况（三）我国和全球新型显示产业发展情况2021 年一季度全球 LCD 及 AMOLED 产能占比数据中，京东方以 25%占比远超第二名华星光电的 13%占比。历经多年的发展，我国显示产业已经
30、成为全球重要一极。我国液晶显示产业从“缺芯少屏”走向了全球领先，已取得了绝对优势地位。（四）世界显示产业大会 2021 年 6 月 17 日，由工业和信息化部、安徽省人民政府共同主办的以“显示世界，看见未来”为主题的 2021 世界显示产业大会在合肥市开幕。（四）世界显示产业大会 上海合作组织秘书长弗拉基米尔诺罗夫在会上表示，作为上海合作组织的成员国，中国是世界第二大经济体，显示器件及面板制造能力位居世界首位，多项显示技术达到世界领先水平。参会的企业嘉宾分别来自京东方、维信诺、康宁、华为、康佳、西门子、TCL 华星光电等 36 家中外产业链代表企业。大会还同期展示了新型显示技术在智能网联汽车、
31、健康医疗、智能终端等领域的前沿应用。BD CELL、柔性 OLED、全面屏、量子点、8K、激光等新型显示技术路线和发展方向纷纷亮相本次展示。（四）世界显示产业大会 由洲明科技三块约 5 米宽的 LED 大屏打造的 XR 沉浸式虚拟场景给人们带来了真实、酷炫和充满科技感的视觉体验。五、高性能集成电路集成电路是支撑经济社会发展的战略性、基础性、先导性产业，是数字化信息社会的基石，对经济社会发展具有重要意义。近年来，随着人工智能、智能制造、汽车电子、物联网、5G 等新兴产业的快速崛起，高性能集成电路不仅成为了新一代信息技术产业的核心技术之一，同时也成为了全球竞相抢占的制高点。五、高性能集成电路(一）
32、集成电路概述集成电路（integrated circuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。五、高性能集成电路(一）集成电路概述集成电路具有体积小、重量轻、引出线和焊接点少、寿命长、可靠性高、性能好等优点，同时其成本低，便于大规模生产。目前，集成电路
33、广泛应用于信息、通讯、消费电子、汽车电子、医疗电子以及其他消费类领域。五、高性能集成电路(二）集成电路技术介绍1.晶圆介绍芯片（chip）是半导体元件产品的统称，是集成电路的载体，由晶圆分割而成。芯片制作的完整过程包括芯片设计、晶片制作、封装制作、测试等几个环节，其中晶片制作过程尤为的复杂。五、高性能集成电路(二）集成电路技术介绍1.晶圆介绍晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨、抛光、切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆。晶圆制造 五、高性能集成电路(二）集成电路技术介绍1.晶圆介绍晶圆制造是半
34、导体产业链上资金门槛最高的一环，集成电路越先进，其制造技术和工艺就越难，所需设备也越贵重。中芯国际则是中国大陆较早进入集成电路晶圆代工领域的企业，也是中国大陆晶圆代工龙头企业。中芯国际是中国唯一量产 14 纳米的晶圆制造商，是国内半导体国产替代化最关键的环节。五、高性能集成电路(二）集成电路技术介绍2.集成电路技术及产业链介绍集成电路技术包括芯片制造技术与设计技术，主要体现在加工设备、加工工艺、封装测试、批量生产及设计创新的能力上。2.集成电路技术及产业链介绍集成电路产业链通常分为 IC 设计、和等几个部分。集成电路产业链示意图 2.集成电路技术及产业链介绍封装与测试环节通常结合在一起，是将生
35、产出来的晶圆进行切割、焊线、塑封等处理，使 IC 与外部器件实现连接，然后利用 IC 设计企业提供的测试工具封装完成的芯片进行性能测试。芯片封装测试（劳动密集型产业）把 IC 设计公司设计好的电路图移植到晶圆上，从而形成完整的物理电路，其中包括掩模制作、切片、扩散、光刻、刻蚀、离子注入等子环节。芯片制造（资本和技术密集型产业）依照客户的需求设计出电路图，其中包括电路设计、逻辑设计、图形设计等子环节。芯片设计（技术密集型产业）集成电路产业链3 2 12.集成电路技术及产业链介绍QFP封装（四侧引脚扁平封装）封装技术是一种将集成电路用绝缘的塑料或陶瓷材料打包的技术。对于很多集成电路产品而言，封装技
36、术是非常关键的一环。常见的几种芯片封装形式如下图所示。DIP封装（双列直插式封装）BGA封装（球栅阵列封装）QFP封装（四侧引脚扁平封装）SO封装（SOP的别称，小外形封装）五、高性能集成电路(三）集成电路与摩尔定律摩尔定律（Moores Law）的核心内容是：当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目大约每隔18个月便会增加一倍，其性能也将提升一倍。换言之，用一美元能买到的计算机性能，每隔18个月将提升一倍。五、高性能集成电路(三）集成电路与摩尔定律摩尔定律示意图五、高性能集成电路(三）集成电路与摩尔定律03摩尔定律（计算机第一定律）04不仅适用于对存储器芯片的描述，也精确地说明了处理器能力
37、和磁盘驱动器存储容量的发展规律。0102是对发展趋势的一种分析预测，是许多工业对性能发展预测的基础。英特尔（Intel）名誉董事长戈登摩 尔（Gordon Moore）经过长期观察总结的经验。揭示了信息技术进步的速度。五、高性能集成电路(三）集成电路与摩尔定律新理论和新技术推动产业步入后摩尔时代。目前业界认为集成电路产业发展已经进入到后摩尔时代，并提出了后摩尔时代产业发展的四种路径，即延续摩尔（More Moore）、扩展摩尔（More than Moore）、和。在后摩尔时代，厂商必须突破原有的研发路径，利用新理论和新技术来培育新的增长动力，性能与功耗的比值将成为评判技术和产品的重要指标。五
38、、高性能集成电路(四）我国集成电路发展情况点击输入本栏的具体文字，简明扼要地说明分项内容。作为概念的解说，请根据您的具体内容酌情进行修改。点击输入本栏的具体文字，简明扼要地说明分项内容。作为概念的解说，请根据您的具体内容酌情进行修改。对外依赖程度高自给率低下核心集成电路的国产芯片占率低我国集成电路行业现状高端专业人才严重不足五、高性能集成电路(四）我国集成电路发展情况经过多年的发展，虽然我国集成电路设计业、制造业、装备业有长足的进步，但是我国集成电路产业在全球市场的竞争力依然较弱。集成电路是一个人才密集的产业，对人才数量和质量都有很高的要求。因此，要解决关键核心技术“卡脖子”问题，要实现我国集
39、成电路产业自立自强，我们面临一个比较现实的问题，那就是集成电路领域高素质领军人才的培养。五、高性能集成电路(四）我国集成电路发展情况我 国集成电路发展情况国家投入集成电路大基金一期1200亿元。20142021 2018 2020 2020 2019习总书记在两院院士大会上强调，世上一切事物中人是最可宝贵的，一切创新成果都是人做出来的。国家投入集成电路大基金二期 2041.5亿元。清华大学集成电路学院成立。国务院学位委员会和教育部将“集成电路科学与工程”设置为一级学科。中国首家“芯片大学”（南京集成电路大学）成立。在十四个五年规划和二三五年远景目标中，特别提出要瞄准人工智能、量子信息、集成电路
40、等前沿领域。五、高性能集成电路(四）我国集成电路发展情况当今世界半导体产业中心逐步在向中国转移，我国集成电路的产业结构也逐步从产业链低端在向中高端跨越、迈进。相信在不久的将来，我国一定会在集成电路和芯片领域取得突破，并从过去的跟跑走向并跑，甚至领跑。六、云计算随着移动互联网的加速发展和数字经济时代的到来，云计算极大地改变了社会的工作方式和商业模式，在经济社会的各领域发挥着日益重要的作用。云计算不仅是互联网以及大数据、人工智能等新技术的关键“底座”，更是信息技术产业发展的战略重点。全球的信息技术企业都纷纷向云计算转型，以促进数字经济的快速发展。电子健康码是综合通信、交通、公安、卫生健康委等部门的
41、防疫大数据生成的个人专属二维码。电子健康码的核心是CTID（cyber trusted identity，数字身份可信凭证）。它将实体身份证件变成一个手机终端的二维码，并动态显示用户的健康信息（绿码、黄码、红码）。不仅实现了用户个人信息数据化，还实现了用户数据跨领域、跨层级、跨部门流动。案 例 实 现案 例 实 现添加标题添加标题添加标题电子健康码人工智能云计算大数据区块链移动通信电子健康码是有机融合了云计算、大数据、移动通信、区块链、人工智能等新一代信息技术的新冠疫情防控产物，可作为人们疫情防控期间出入通行的重要电子凭证。未来，电子健康码还可以增加医院就诊、结算等多种功能，让人们的生活变得更
42、加方便快捷。案 例 实 现基于光线活体的远程身份核实是健康码的核心技术。用户申请健康码时需要登录验证个人身份，通过后才能获得健康码。为了保障用户身份的真实性，登录验证时需要进行光线活体检测，然后把人脸和身份证上的照片进行对比，这时就应用了人工智能中的人脸识别技术。1.人工智能技术在电子健康码中的应用案 例 实 现健康码的背后是防疫健康信息服务平台，平台中健康码亿级用户的数据存储和计算离不开云计算强大的存储能力和计算能力。2.云计算与大数据技术在电子健康码中的应用个人用户信息录入健康码规则引擎计算，后台大数据综合比对和研判健康码的颜色（红、黄、绿）案 例 实 现电子健康码主要是基于基站定位、卫星
43、定位、Wi-Fi 定位、用户的消费记录、通行记录以及扫描场景位置登记等海量数据，并结合疫情进行大数据分析后的结果展示。3.移动通信技术在电子健康码中的应用用户手机发射的无线电信号运营商基站和互联网公司捕捉用户手机信号运营商和互联网公司分筛信息、采集用户行踪数据手机用户行踪数据采集示意图案 例 实 现全国一体化政务服务平台借助区块链技术可实现全国各地健康码互认互通。利用区块链技术，可以有效实现健康码多数据源之间的共享信息和信息验证，在“链上”公共可信账本上记录完整的验证信息，并由“链上”的智能合约计算和生成健康验证结果，这样便可以有效保证健康码出示结果的信息可信度。此外，区块链技术可以保护用户的
44、位置信息、行踪记录等个人隐私不被泄露。4.区块链技术在电子健康码中的应用练习与提高1.找一找，说一说：请找一找你身边的电子产品或你用过的某种服务，想想它们运用了哪些新一代信息技术，并向你身边的人讲述新一代信息技术给你的学习和生活带来了哪些好处。练习与提高2.请上网查询并了解移动通信技术的发展和应用情况，然后填写下面的表格（表 9-1），并与同学们一起分享和交流移动通信技术给人们生活带来的好处。表 9-1 移动通信技术对比情况表移动通信技术名称 关键技术 传输速率提供的服务及应用情况1G 2G 3G 4G 5G 练习与提高3.请根据自己家庭实现打电话、看电视和上网功能的实际情况，填写下面的表格（
45、表 9-2），然后与同学们一起分享和交流三网融合给人们生活带来的好处。表 9-2三网融合下的电话、电视、网络实现方式（服务商）实现的功能（打电话/看电视/上网）费 用（/月或/年）性 能 练习与提高4.假如你现在需要选购一部新的手机、一台新的电脑显示器和一台新的电视机，请对你喜欢的品牌、型号、价格以及屏幕相关参数进行市场调查，然后填写下面的表格（表 9-3），并与同学们一起分享和交流选购理由。表 9-3 手机、显示器和电视机选购参数表产品名称 型 号 价 格 屏幕尺寸屏幕类型（显示技术）屏幕分辨率 屏幕性能手机 显示器 电视机 练习与提高5.假如你现在需要选购一部新的手机、一台新的电脑显示器和一台新的电视机，请对你喜欢的品牌、型号、价格以及屏幕相关参数进行市场调查，然后填写下面的表格（表 9-4），并与同学们一起分享和交流选购理由。表 9-4 家用电子产品新旧情况对照调查表产品名称 型 号 购买日期/调查日期 价 格 主要参数及性能销售规模 旧 购买日期 原价 调查日期 现价 新 旧 购买日期 原价 调查日期 现价 新 高 等 教 育 出 版 社Higher Education Press谢 谢！