微电子技术助力5G——科技让生活更美好

　　移动通信——从1G到5G 

　　人们日常生活中对手机的依赖程度越来越高，因为手机所承载的功能越来越多，除了最基本的通话外，娱乐，消费和照相等功能全部集成在一部智能手机里面，且智能手机的价格从千元以内到数千元不等，可以让普通大众都能用得起，享受科技带给我们的便捷生活。这一切得以实现应该归功于移动通信技术和微电子技术的发展，下面让我们来简要回顾一下移动通信和微电子技术的发展历史。 

　　移动通信的发展（1G-5G） 

　　5G是当下热度最高的词之一，那么你知道它的具体涵义吗？5G的中文全称是“第五代移动通信技术”，对应的英文是“The 5th Generation Cellular Network Technology”，简称5G。自1979年日本建立全球第一个商用的1G移动通信网络至今40年，移动通信经历了1G-2G-3G-4G-5G的发展历程，每10年发展一代，未来10年（2020-2030）5G将深入影响我们的生活。 

　　我们来看看每一代移动通信的典型特征：1G实现了从无到有的突破，但是由于采用的是模拟调制技术，其通话质量较差，同时价格昂贵导致使用1G网络的人数有限；2G实现了真正意义上的全球移动通信网络，由于首次采用了数字调制技术从而大大提高了通话质量，2G时代最流行的应用是打电话和发短信，蜂窝技术也使得接入2G网络的人口数量大增；3G进一步提高了通信带宽和速率，使得移动宽带和多媒体成为可能，典型的应用为彩信和电子邮件等；4G的通信带宽和速率相对于3G提升了10倍以上，实现了真正意义上的移动互联网应用，成功催生了移动支付、自媒体和短视频等创新应用。

　　手机发明人美国摩托罗拉公司 

　　Martin Cooper与他1973年发明的手机      1G-5G移动终端形态的发展 

　　重量：1.1千克，长宽高：23X13X4.5厘米 

　　通话时间：30分钟，充电时间：10个小时 

　　5G还没有大规模应用，目前世界各国纷纷启动了5G商用网络部署计划，1G-4G的发展是以提高传输带宽和速率为驱动，而到了5G时代，这个需求已经不是唯一的驱动力。5G主要有三个典型应用场景：一、增强移动带宽：追求的是更快的传输速率，未来下载一部高清的电影只需要几秒钟的时间；二、低延时高可靠通信：通过改善网络的性能，未来无人驾驶、远程医疗都将变为现实；三、大规模机器通信和物联网：未来数以万亿计的物体将连入网络，实现真正意义上的物物通信。5G为我们描绘了美好的应用场景，在5G提供的通信管道基础上，一定会催生出更多创新的应用，不仅仅会改变我们的生活，更会改变我们的社会。 

　　5G的三大应用场景和典型应用 

　　微电子技术——从集成电路的发明到摩尔定律 

　　移动通信技术如此成功离不开微电子技术也就是集成电路和芯片技术的发展。以手机为例，要把如此复杂的功能在如此小体积的手机上来实现，完全得益于微电子技术的发展。 

　　我们日常所熟知的芯片就是指集成电路。所谓集成电路就是采用微电子技术把晶体管、电阻和电容等元器件在一个衬底材料上制作完成并实现电气连接，实现某个特定的功能。世界上第一块集成电路是由美国德州仪器公司（TI）的Jack Kilby在1958年发明，他因此获得了2000年的诺贝尔物理学奖。同时英特尔公司（Intel）的联合创始人Robert Noyce也被认为是集成电路发明人，他首先使用光刻工艺和扩散工艺来生产芯片，遗憾的是当2000年诺贝尔物理学奖颁给集成电路发明人时，Noyce已经去世，没能分享这一殊荣。