电子信息概论 文档.docVIP

我所了解的生物用集成电路 当今世界正在向信息时代迈进，信息已经成为社会、经济发展的血液、润滑剂；现代信息技术广泛地渗透到和改变着人们的生活学习和工作；信息产业正逐步成为全球最大的产业。在这股席卷全球的信息化浪潮的冲击下，整个社会受到了现代信息技术的巨大影响，全世界正面临着新的发展契机。 作为一名以信息工程为专业的大学生，自然对信息技术有着极大的兴趣。通过听取一学期的由我们学院很多教授分别讲授的电子信息概论讲座，我对自己所学专业涉及的东西的轮廓渐渐清晰，对自己所学专业将来的研究方向与内容也有所了解，而且对我们专业所对应的行业的现状与未来进行了了解，充满信心与希望。 信息工程专业培养具有信息的获取、传递、处理、利用以及进行控制系统分析和设计等方面的知识，能在信息产业及国民经济各部门从事信息系统和控制系统的研究、设计、集成、制造和运行工作的德、智、体全面发展的高级工程技术和科研人才。“211”工程项目内，由国家教育部和东南大学在1997年联合支持新筹建的高技术研究所。建所以来, 在国家教育部、科技部等有关方面通过“211”和“985”等工程一千多万元支持下, 已经发展成为国内外知名的射频与超高速光电集成电路人才培养和高技术研究中心。该研究团队2006年被批准为“教育部长江学者创新团队”。 射光所的主要科研任务是：微电子光电子高技术人才培养，承担国家级、省级科研项目和横向研发课题。建所以来, 已培养近三百名本科毕业生，百余名博士硕士毕业生。承担和完成了包括四项国家自然科学基金、十多项863计划研究课题在内的国家和省部级重大科研项目高达30多项，企业合作项目30多项。研究经费累积四千多万元。 射光所的主要研究方向有：射频集成电路、光纤通信集成电路、大规模集成电路、生物用集成电路、微波毫米波集成电路、光电集成电路。 在王志功教授的讲座上，他播放了一段用集成电路代替大鼠腿部神经做电激实验的视频。这正是射光所的其中一个研究项目：生物用集成电路。 在将近一百年时间内，生物工程大致经历了作坊式生产、分子生物学、DNA重组技术这三个阶段。其中第三个阶段取得了前所未有的突破性进展，这在很大程度上是应用集成电路技术的结果。集成电路技术在２０世纪60年代取得的突破和20世纪70年代初微型计算机的出现，为生物工程提供了最有效的控制手段和定量分析工具。一方面，利用计算机可以对高度复杂的生物活动过程进行分子级的精密定量研究（这在过去是完全不可能做到的）；另一方面，利用计算机可以进行各种复杂的新型生物反应器的设计、自动检测和精密控制。此外，细胞的大规模培养过程，以及其他各种复杂的生物工艺过程，都已能通过电子计算机和各种传感器得到严格和精密的控制。21世纪生物工程的一大特点就是和集成电路技术紧密相联。比如新兴的生物芯片，它利用生物大分子（蛋白质、DNA等）代替硅芯片的硅原子，实现更大规模的集成以及更高的速度。生物芯片上的元器件密度比人的神经密度还要高100万倍，传递信息的速度也比人脑的思维速度快100万倍。生物计算机完成一项运算，时间仅为目前集成电路的万分之一。同时，由于生物芯片是基于蛋白质分子，生物计算机出故障时，还具有自我修复的功能。用蛋白质制造的电脑芯片，在1平方毫米面积上可容纳数亿个电路。因为它的一个存储点只有一个分子大小，所以存储容量可达到普通电脑的10亿倍。蛋白质构成的集成电路大小只相当于硅片集成电路的10万分之一，而且运转速度更快，只有10－11秒，大大超过人脑的思维速度；生物电脑元件的密度比大脑神经元的密度高100万倍，传递信息速度也比人脑思维速度快100万倍。生物用集成电路是跨越电子信息和生物医学两大领域的研究课题，研究用于生物体信息获取、处理和功能控制的专用集成电路。, 它们被封装在特殊的塑料膜里, 含有能破坏抗生素的酶。这些“ 生物传感器”可以用来监测巨大金属抗生素发酵罐里细菌产生的徽量青霉素。其他一些被称为“ 离子敏感场效应半导体” 的微小器件能跟人体和谐共存, 植入人体后能正常进行各种工作, 譬如说,监测心脏的活动。另一些科学家谈论的是更近乎幻想的生物集成电路, 它们干脆就是复杂的有机物分子例如蛋白质组成的。有的仅仅是涂在玻璃片上的单层蛋白质分子, 上面渡以金属线路, 构成常规型式的平面型集成电路。而有一些科学家则已在考虑如何应用活性特别强的蛋白质例如酶组成立体的分子阵列,以便将它植入人体细胞内, 让它象集成电路一样指导电流脉冲。更有科学家坚持生物集成电路由常规材料制成, 但高度复杂, 甚至达到人脑的水平。认为这种集成电路的特点不仅是小和快, 重要的是更加“ 聪明” 。 目前，射光所所做的实验，正致力于研究一种具有生物技术与集成电路所结合可用于医疗的生物芯片，比如说植入瘫痪者脊髓内的这种微型生物集成电路能接收微弱的电讯号, 将其转换为使瘫