美国电子信息领域的创新进展

本书分析了美国在微电子及其元器件、电子元器件、光电子元器件及设备、电子仪器与设备、计算机、人工智能与机器人、广播电视与通讯网络等领域的创新进展信息。本书以通俗易懂的语言，阐述美国电子信息方面深奥的前沿学术知识，宜于雅俗共赏。本书适合电子信息学科的研究开发人员、准备前往美国留学和培训人员、高校师生和政府工作人员阅读。

张明龙，1953年3月28日生，浙江三门人。1992年在中国人民大学经济学院完成博士生课程，1995年破格晋升为教授，1999年被评为浙江省有突出贡献专家，2000年入选省“151人才工程 ”层次，2001年获国务院政府特殊津贴，2010年成为市终身拔尖人才。浙江省政协第七、第八届委员，中华诗词协会名誉副主席。台州学院首届副校长、省重点学科“区域经济学”主持人，二级教授。已出版《区域产业成长与转移》等个人专著和主笔专著26部。

章微电子及其元器件的创新信息

节微电子基础理论研究的新进展
一、推进微电子新理论模型研究
二、微电子运行机制及控制研究
三、微电子动态观察的新信息
第二节微观粒子研究的新进展
一、寻找和发现新微观粒子
二、微观粒子机理研究的新成果
三、研究微观粒子的新技术与新设备
第三节微电子元器件及设备的新进展
一、微电子材料研究的新成果
二、微电子晶体管研发的新成果
三、微电子电路研究的新成果
四、微电子设备研制的新成果
第二章电子元器件领域的创新信息
节电子材料与电路元件的新进展
一、电子材料领域的新成果
二、电子设备底板与电子薄膜的新成果
三、电路元件研发的新成果
第二节晶体管领域的新进展
一、用碳元素研制或改良晶体管
二、用ⅢA族元素研制新型晶体管
三、研制晶体管方面的其他新成果
第三节集成电路或芯片的新进展
一、基础性集成电路研发的新成果
二、专用集成电路研发的新成果
第三章光电子元器件及设备的创新信息
节光电子材料及基础性元器件的新进展
一、推进光电子学理论与应用研究
二、研制光电子材料的新成果
三、研制光电子基础元器件的新成果
第二节发光器件与显示器的新进展
一、研制照明器具的新成果
二、研制发光二极管及芯片发光器
三、研制显示器及其相关成果
第三节光电子器具及设备的新进展
一、研发光电子基础器具的新成果
二、研发激光器及相关设备的新成果
三、研发光信息记录存储设备的新成果
第四章电子仪器与设备领域的创新信息
节电子仪器仪表领域的新进展
一、研制传感器的新成果
二、研制监测和探测仪器的新成果
三、研制供用电仪器设备的新成果
四、研制其他仪器设备的新成果
第二节增材制造设备及产品的新进展
一、增材制造的新设备与新工艺
二、使用增材制造设备开发产品
第三节监控设备与医疗设备的新进展
一、研发监控设备及信息化管理系统
二、研发医疗设备的新成果
第五章计算机领域的创新信息
节计算机及相关技术的新进展
一、研发超级计算机的新成果
二、研发量子计算机的新成果
三、研发其他计算机的新成果
四、研发计算机技术与模型的新成果
第二节计算机部件与设备的新进展
一、研发计算机部件的新成果
二、研发计算机设备的新成果
第三节计算机软件领域的新进展
一、计算机系统软件的新成果
二、计算机软件领域的其他新成果
第六章人工智能与机器人的创新信息
节人工智能的新进展
一、识别系统与人工智能
二、智能机器及其材料和部件
第二节仿生机器人的新进展
一、模仿人类机器人的新成果
二、模仿动物机器人的新成果
第三节应用型机器人的新进展
一、工业与服务机器人的新成果
二、医用与抢险救灾机器人的新成果
三、水下与航天机器人的新成果
四、应用型机器人研发的其他新成果
第七章广播电视与通讯网络的创新信息
节广播电视设备的新进展
一、视频与影视设备的新成果
二、摄像设备及成像技术的新成果
第二节通信设备的新进展
一、增强手机通信功能的新成果
二、通信设备与通信技术的新成果
第三节网络设施与网络技术的新进展
一、建设网络基础设施的新成果
二、网络安全系统建设的新成果
三、发展与利用网络技术的新成果
参考文献和资料来源
一、主要参考文献
二、主要资料来源

　　电子信息制造业，从事电子元件、器件、仪器、仪表、电子设备的研制和生产，内含电子元器件、电子仪器仪表、电子专用设备、电子计算机、广播电视设备、通信导航设备、雷达设备等生产行业。它是前沿关键技术不断涌现的领域，是军工产品与民用产品紧密结合的部门，是许多工业国家和地区的支柱产业。特别是，在电子信息领域的研究开发方面，占据资金投入和人才供给优势，从而使其拥有的电子信息技术及物质成果，一直保持水平。梳理本世纪以来美国电子信息领域取得的创新成果，可以发现具有以下主要特色：
　　（一）注重研究微电子理论及产品
　　1．推进微电子新理论模型研究
　　2．推进微观粒子探索
　　3．推进微电子元器件及设备研发
　　（二）注重培育高端计算能力和实力
　　1．推进计算机特别是高性能计算机研究
　　多年来，美国高性能计算机技术保持领先地位，“走鹃”超级计算机，“泰坦”超级计算机，先后荣登全球运算速度快宝座。目前，在高性能计算机十强名单中，美国占有一半。据报道，美国正在投入重金，开展下一代“极光”超级计算机的研究。
　　2．推进人工智能与机器人研究
　　美国研制人工智能的主要进展：创建了首个无电池的手势识别系统，计算机语音识别能力已经达到甚至超越人类水平，尝试给计算机植入人工智能的数字化“种子”，着手开发一种基于大脑皮质的新型人工智能算法，研制出模拟大脑进行自然计算的硬件平台。
　　（三）注重探索网络技术与网络安全措施
　　美国通过建立全球首个全城无线传感器网络，创建加强科学家联系的大型“科研脸谱网”，进一步完善地面网络的基础设施，进而提出创建连接至月球或火星的太空因特网计划，开始讨论新一代太空通信技术，建设太空通信平台。这样，在发送数据的同时也能够接收数据，两者同步进行，这好像打电话一样，说话的同时也能够听到对方的声音。用无线网络隔墙监测生命体征的技术，把无线网络信号转化为电力的技术。
　　（四）注重开发新型电子材料与高性能元器件
　　1．推进新型电子材料的研究与开发
　　研制出可像橡皮筋一样拉伸的金属纳米线材料，把铜线制成既可输送又能储存能量的电缆。开发出可制自旋电子学元件的磁性半导体，用原子移栽手段获得磁性半导体材料，研制出性能独特的高灵敏磁性材料，合成可替代稀土的磁性纳米材料。批量生产半导体材料砷化镓晶片，开发出砷化铟二维半导体量子膜，通过拉伸二硫化钼晶体造出能隙可变半导体。
　　2．推进高性能元器件的研究与开发
　　发明以纳米管为基础的固态超级电容器，研制成超强功能的石墨烯电容器，用黏土开发出高温超级电容器，研制出不含碳的全新超级电容器，并发明能使电容器储存更多能量的聚合物材料，以及高性能超级电容器材料。
　　本书密切跟踪美国电子信息产业领域创新活动的演进轨迹，所选材料限于本世纪以来的创新成果，其中90%以上集中在2006年1月至2017年12月的10多年期间。本书披露了大量鲜为人知的前沿信息，可为遴选电子信息方面研究开发项目和制定相关科技政策提供重要参考。