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自然辩证法中的自然—微电子中的自然辩证法
一、微电子方向介绍
微电子专业是以集成电路设计、制造与应用为代表的学科，是现 代开展最迅速的高科技应用性学科之一。培养具有坚实的数理基础, 掌握微电子专业基本理论和实验技术，掌握集成电路和集成系DSP模块、嵌入的存储器模块、 和外部进行通讯的接口模块）最优化地整合到一块芯片上，成为现如 今电路设计者面对的问题。如此大规模的设计，必将导致设计难度大 大增加，这就要求我们用系统性，层次性的观点分析和解决问题。
目前国内IC产业与重复开 发的情况突出，目前国内IC自给率仍然较低，特别是高端产品制造 严重滞后。由于我国半导体产业起步较晚，技术瓶颈严重、缺乏自主 产权，含量较高的半导体产品几乎全部产自国外公司，同时关键技术、 专利大多数掌握在外商手中，所以提高电路设计者的创新能力非常重 要。近期美国禁止向中国4家超级计算机机构出售超级计算机芯片, 可以看到芯片的自主可控是已经上升到国家战略层面，所以自主创新 相当重要。
四、三个哲学问题的讨论
在自然辩证法中，讲到了系统观，现代系统观认为，事物的普遍 联系和永恒运动是一个总体过程，要全面地把握和控制对象，综合地 探索系统中要素与要素、要素与系统、系统与环境、系统与系统的相 互作用和变化规律，把握住对象的内、外环境的关系，以便有效地认 识和改造对象。在电子系统的设计中，要处理好电子系统内部各个元 素之间的关系，具体来讲就是处理好各个芯片、各个元器件之间的关 系，它们之间怎样进行信号传输、怎样进行耦合、元器件之间是否 有干扰、是不是可以忽略这些 干扰或者消除减小等等，同时，电子 系统在其数量、结构、功能等方面不等同于各个自然要素（元器件、 芯片等）的简单叠加，因而，电子系统相对于元器件来说，是具有不 可还原性的；对于一个电子系统，它与内部的各个元器件是相统一的, 各个元器件通过相互联系成为一个系统，而电路系统在整个应用中可 能也只是其中的一个部件，同样，在一个电路系统中，它会有一些芯 片，而这些芯片本身就是一个非常复杂的集成系统。因此，系统与
要素两者同生共存、密不可分。如今的电路设计已经不单单是满 足人的需要和使用功能，还需要表达出美观、实用、经济等功能。在 今天的“以人为本”的设计理念指导下，在一个强调人与社会协调发 展的年代，人们已经不满足于仅仅因为其好用而使用它，而是在其即 美观又经济的基础上的。这就要求电子设计师在进行电路设计中必须 要有综合的思维能力，在错综复杂的诸多因素中，抓住主要矛盾和次 要矛盾以及矛盾的主要方面和次要方面。电路的设计过程其实就是一 个不断解决问题的过程，设计师只有解决好各要素、各步骤和各阶段 的问题，才能设计出一个健康、平安、可靠、高效、节能、方便的电 路。我觉得电路设计系统观主要表达在最优化电路的设计上，也就是 要在电路充分满足设计要求的基础上充分考虑节能和价格的需要，使 设计的电路不仅有效地满足各种使用功能的同时，还要使得其在节能 和价格上的最优化。
如前所述，系统的机构具有层次性。系统科学进一步研究说明, 整个自然界就是一个巨大的层次结构。自然系统的层次性主要是自然 界物质系统的纵向联系，是物质系统之间纵向的或垂直的有序关系。 实际上，自然系统的层次性还包括两个方面：一是系统在某一等级上