下一次工业革命的基础仍然是半导体信息技术
《2018科学发展报告》
中国科学院 著
2.目前我国的公民健康贫困的形成原因是多方面的，其主要原因是民众健康素养总体偏低，特定人群问题突出。2014年4月国家卫生计生委出台的《全民健康素养促进行动规划（2014—2020年）》指出，健康素养包括科学发展观、基本医疗素养、慢性病防治素养、传染病防治素养、妇幼健康素养、中医养老保健素养六类指标，这些对摆脱健康贫困实现健康状态是十分重要的。但从实际调查看，我国民众健康素养情况并不理想，在贫困人群中农民及老年人群尤为如此，具体情况见图1。
越秀害怕了，盯着川儿的眼，左看右看，也看不出他眼有什么不妥，只是他看到的东西，为什么都大了无数倍？如果他长大了还这样，在别人眼里，就成了妖怪。一个妖怪，是不能过上安稳日子的。
科学出版社 出版
半导体科学与技术的出现和半导体工业的发展使人类进入了高度发达的信息化社会，半导体技术成为支撑所有现代工业和军事力量的底层核心技术，是保障经济社会发展和国家安全的战略性、基础性和先导性基石。据统计，半导体工业每1美元产值能够带动100美元的GDP。无论是民用电子产品还是高精尖的军用武器，其性能严重依赖于所使用的各类半导体器件与芯片的性能，半导体工业的强弱成为衡量一个国家综合实力的重要标志。经过半个多世纪的高速发展，半导体产业已经成为一个成熟的产业，因其远高于其他工业品的利润率和附加值，世界各国仍在不断加大研发投入来提高在该产业领域的竞争力，由此可见，半导体产业仍然是一个非常具有活力的高科技产业。此外，半导体技术还在不断孕育新兴产业，如大数据、云计算、智能家电、物联网、无人驾驶、人工智能等。在生物时代、人工智能时代、大数据时代、物联网时代的争论中，我们坚信21世纪仍然是信息技术的时代，下一次工业革命的基础仍然是半导体信息技术。
半导体产业是一个非常具有活力的高科技产业
《2018科学发展报告》旨在全面综述和分析2017年度国际科学研究前沿进展动态，研判和展望国际重要科学领域研究发展趋势，揭示和洞察科技领域创新突破及快速应用的重大经济社会影响，报道和介绍我国科学家具有代表性的重要研究成果，观察和综述国际主要科技领域研究进展及科技战略规划与研究布局。
更高的集成度。 传统的硅基半导体技术要按摩尔定律延续发展，必须解决一系列的关键技术和专用设备，如新型器件的研发（非传统CMOS器件、新型存储器、逻辑器件等），集成电路设计、封装和测试技术，新型光刻机、刻蚀机等配套设备等。半导体器件的尺寸不能无限制地减小，如果器件尺寸小至电子德布罗意波长（10纳米），量子效应将会更加显著，此时需要在量子力学原理基础上设计新型半导体器件。以前板级集成的元件，如各种无源元件（电容器、电感器等）和有源元件（天线和滤波器等）以及存储器和逻辑结构等，已可通过异构系统集成到同一片上，允许每单位体积集成更多的功能。先进的3D集成和封装技术可实现垂直扩展和功能多样化，通过异构整合可进一步大幅提升系统性 能和功能。从小型嵌入式传感器到异构 “片上系统”，产品多样性和复杂性日益增加，半导体光电传感器件将向更长和更短波长、更大功率、更高工作频率的方向发展。
半导体分为集成电路、光电子器件、传感器和分立器件四个主要领域。集成电路又包括模拟电路、逻辑电路、微处理器和存储器四大类，占据81%的半导体市场份额，主要用来实现数据计算、分析、处理和存储以及信号处理等，广泛应用于计算机、手机、电视机、相机、卫星、汽车等各类电子产品中。光电子器件、传感器和分立器件合称OSD分立器件，占据剩余的19%市场份额（如果按销售的器件数量统计则占据71%的份额），用来实现探测、感知、放大、成像等，广泛用于指纹识别、透视、夜视、制导、遥感、激光雷达、工业自动化、机器人、家用电器、环境监测、医疗设备、网络通信、汽车电子、消费电子、照明显示等。同时，由于智能手机、智能家电、物联网、无人驾驶、无人机、云计算、大数据等产业的兴起，对光电子芯片的需求呈明显上升趋势。
半导体技术将会面临新的挑战
半导体信息技术不断进步促使大数据、云计算、人工智能等新兴技术不断成熟，人类正在由电脑与电脑相连的虚拟互联网向物物相连的物联网扩展，视频监控、智能终端、应用商店等的快速普及导致全球数据量发生爆炸式增长，人类正大步向大数据时代迈进。根据国际数据公司的预测，2020年每人每秒将产生1.7MB数据，全球数据量将增加到44万亿GB。进入大数据时代，信息交换、信息存储、信息处理三个方面的半导体技术将会面临新的挑战。
应该说，我从未交过真正的朋友，在无私派的字典里，从没有“接受施舍和帮助”或“谈论私事”等字眼，这样一来，真正的友谊怎么可能存在呢？不过在这里就不会有那种事。才短短两天时间，我就觉得自己对克里斯蒂娜的了解远远大于对苏珊的了解。
受到“互联网+”背景因素的影响，我国在教学方式和教学理念上发生了一定改变，教师定位、教学模式、教学体系、学生学习形式、学习方法等都出现了变化。在这种情况下，我们需要转变传统的教学及学习理念，全面实施教学改革工作，把对重点教学内容和技能的关注转变成注重学生学习习惯的培养，把接受教学知识更改成主动探究和摸索，培育学生查找问题、探究问题及处理问题的能力[3]。具体而言，医学信息教学活动可以采用多种方式实现教学改革，例如定期具备多元化的学科前沿讲座、引导学生参与到科研活动中、实施分阶段教学、在学生学习评估中应用阶段式能力评估体系。
集成光电子学领域。 以摩尔定律为驱动的传统的硅基半导体技术似乎触到了天花板，当前最先进的14纳米工艺中央处理器（CPU），1平方厘米内集成了超过20亿个晶体管，晶体管尺寸已经接近物理极限，单根金属导线只有几纳米宽，导线间距只有50纳米，CPU的发热和导线间的信号串扰成为关键问题。为了解决这些难题，早在20世纪八九十年代就提出光互连代替电互连的光电集成技术，甚至提出了自旋代替电荷的半导体量子技术来代替传统微电子。相对于电互连，光互连具有通带宽、信息量大、损耗小、速度快、能并行处理、抗电磁干扰等优点。革命性的光电集成技术将带来新的功能和应用。目前在硅片上已经成功制成调制器、波导、光栅、棱镜和其他无源光学元件等，如果能在硅片上制备出激光器就可以实现光电集成技术。然而硅片是间接带隙半导体材料，不能制作发光器件。目前科学家们正在解决片上光源的问题，以便在硅片上实现光电集成。
半导体量子信息技术领域。 量子信息科学技术的迅速发展，为精密测量、量子保密通信和量子计算等领域提供了全新的革命性的理论和实验方法。量子信息技术并不仅是指应用量子器件的信息技术，而主要是指基于量子力学的相干特征，重构密码、计算和通信等的基本原理。量子信息的物理实现是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置，它们的实现将导致信息科学观念和模式的重大变革。相对于核磁共振、离子阱、光学腔、超导电子器件、金刚石等量子技术方案，半导体量子系统具有无可比拟的优点，例如可以利用成熟的现代半导体技术，在同一芯片上同时集成传统电子器件和量子器件。硅基量子计算机最近取得了重大进展，研究人员已经在硅上建立了第一个量子逻辑门，实现了双量子比特逻辑运算，预示实现硅量子计算的曙光已经出现。自旋代替电荷的半导体量子技术将可以制造出具有非挥发、低功耗、高速和高集成度优点的器件，甚至有可能引起电子信息科学的重大变革。实现自旋为基的量子计算机的主要困难是精确控制和保持自旋相干，因此如何产生自旋相干电子态，以及减小自旋退相干等许多物理问题还有待研究和解决。
在未来，分布式网络传感器、大数据中心和计算能力相结合，进一步促进技术创新并提高生活质量，要实现这样的愿景，无论是小型传感器、高性能计算机还是其间的网络系统等都必须最大限度地提高性能，同时最大限度地减少能源消耗并保证安全性和可靠性。为了实现这一目标，迫切需要对超越传统的互补金属氧化物半导体器件和电路、冯·诺依曼结构以及信息处理方法进行研究。另外，还需要研发新材料和可扩展工艺，产生新的制造模式，并将这些新技术融入芯片制作中。未来，半导体技术将在诸如人工智能、物联网、高性能计算以及人类社会期望和依赖的互连世界等应用和领域中取得突破性进展。
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应该说，人工智能人才的培养是一个尚待破题的任务，迫切需要关心、爱护和推动人工智能发展的人士来共同厘清人工智能人才培养的思路。下面本人谈几点感受：
2) 轴压比是影响钢骨混凝土构件的滞回耗能能力和延性的主要因素，轴压比越小，构件的滞回耗能能力越强，延性越好；在轴压比小于0.4的范围内随着轴压比的增大，构件的极限扭矩也会增大，但会导致塑性阶段承载力的衰减和刚度退化，延性变差.
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《人工智能与大数据技术导论》
杨正洪 郭良越 刘玮 著
清华大学出版社 出版
栏目主持：卜文娟
标签：信息技术论文; 工业革命论文; 半导体论文; 科学研究论文; 科技领域论文; 发展报告论文; 发展趋势论文; 科学领域论文;