上海市长今天讲的“微纳电子”是什么高科技？
今天闭幕的上海市第十五届人民代表大会第四次会议上，上海市长龚正在报告中指出，今年上半年，上海继续推进科创中心建设，聚焦光子和微纳电子、人工智能、脑与生命等领域。其中，“微纳电子”这个名词引起了不少与会代表的关注。什么是微纳电子？它有什么应用价值？解放日报·上观新闻记者第一时间采访了上海市科学学研究所副研究员陈红光。
据陈红光介绍，微纳电子是上海近年来布局研发的一个重点方向，可分为微电子、纳电子两个领域。与纳电子相比，微电子为更多人所了解，因为全国许多高校设有这个专业。微电子是随着集成电路，尤其是超大型规模集成电路发展起来的一类技术，其理论基础是19世纪末至20世纪30年代建立起来的物理学。微电子技术包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专业细分领域，是微电子学中各项工艺技术的总称。由此可见，微电子技术水平的高下，对一个地区的集成电路产业发展至关重要。
那么，纳电子是什么高科技呢？陈红光解释说，随着新技术的发展，科技界提出了多个前沿研究方向，纳电子是其中一个非常重要的方向。顾名思义，纳电子是纳米电子学的简称，主要研究基于纳米材料的电子元器件制备、研究与应用的电子学。
讲到这儿，一些对集成电路有所了解的读者可能会说，目前全球芯片制造的最先进制程已经达到了5纳米，早已是纳米尺度。这话没错，但很多专家认为，目前产业界最先进的制程采用的仍然主要是微电子技术，还没有实现纳电子技术的产业化。
要实现纳电子技术的产业化，第一步是把实验室已研制出的单电子开关等元器件转化为产品。据介绍，单电子器件能通过操纵单个或少数几个电子的运动来执行任务，具有极低功耗、极小尺寸和一些特有的功能特性。即使器件缩小到分子尺度，其功能仍然有效，而且理论上讲，器件性能会随着尺寸的减小而提高。因此，单电子器件未来很有可能成为集成电路的重要组成部分。
“研制出性能可靠的纳电子器件后，科研人员就能把它们组成小型电路，未来开发出下一代芯片。”陈红光说。与目前的微电子芯片相比，纳电子芯片的速度会更快，功耗更低，其应用价值不言而喻。集成电路领域有一个著名的摩尔定律，指在价格不变情况下，集成电路上可容纳的元器件数目和性能，每隔18—24个月会增加或提升1倍。当前，摩尔定律还在指导微电子领域的发展。摩尔定律的极限究竟在哪里？纳电子技术如取得突破，是否还继续遵循摩尔定律发展？业界对此充满好奇。
栏目主编：黄海华 文字编辑：俞陶然 图片编辑：邵竞
微纳电子技术：重塑电子产品，引领未来智能化新篇章
图源网络，如侵删
微纳电子技术是一门研究微型和纳米尺度下电子器件的科学与工程技术。它涵盖了微电子学、纳米电子学、微机械系统（MEMS）、纳米技术等领域，旨在开发出更小、更快、更智能、更节能的电子产品。在未来，微纳电子技术的发展趋势主要集中在以下几个方面：
l 三维集成技术：随着集成电路向三维方向发展，未来的微纳电子器件将更加立体化，实现更高的集成度和更短的信号传输路径。
l 柔性电子技术：柔性电子技术的发展将使得电子器件能够弯曲和折叠，应用于可穿戴设备、柔性显示屏等领域。
l 生物兼容性材料：为了在生物医学领域的应用，微纳电子器件将采用更多生物兼容性材料，如有机半导体材料，以实现对生物体系的无损监测和干预。
l 量子计算与量子通信：利用微纳电子技术实现的量子比特和量子通信网络将是未来信息技术的重要发展方向。
l 能源收集与存储技术：微纳电子技术在太阳能电池、热电发电和能量存储设备中的应用将有助于实现自给自足的电子系统。
l 人工智能与机器学习：微纳电子技术将为人工智能提供硬件支持，如神经形态计算芯片，实现更高效的数据处理和模式识别。
l 纳米制造技术：随着纳米制造技术的成熟，未来的微纳电子器件将能够实现更精确的制造和更复杂的功能集成。
l 环境与可持续性：微纳电子技术将在环境监测、能源效率提升和可持续材料研发等方面发挥作用，支持绿色技术的发展。
l 跨学科整合：微纳电子技术的发展将与物理学、化学、生物学等学科紧密结合，推动跨学科研究和创新。
l 标准化与兼容性：为了促进微纳电子技术的广泛应用，国际标准的制定和产业链的整合将变得更加重要。
随着技术的进步，这些发展趋势将相互交织，共同推动微纳电子技术向更高层次的发展。
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