北大信息科技學科重大成就全國高校首屈一指 (轉發)
北大的信息科學技術學科是中國高校最早的信息科學技術學科。幾十年來，北大的信息學科在計算機科學、微電子、衛星通信、光纖通信、物理電子學、量子電子學、聲學、信號處理等萬面都取得了驕人的成績。20世紀70年代我國第一台百萬次數字計算機150的研製，80年代衛星通信和光纖通信系統的研製和應用，90年代納米電子學，量子電子學研究的重要成果和微電子技術以及擁有自全知識產權的核心技術領先的指紋識別系統等等，都對國家的經濟發展、國防建設以及人民生活水平提高乃至生活和工作方式的改變產生了重大影響。此外，北大信息科學技術的學術成果在相當程度上代表着國家的水平，一些成果得到國際公認。特別是為國家培養輸送了近萬名人才，出版了很多專著和系列教材，在我國信息科學技術人才培養方面作出了重要貢獻。湧現了大批的科研成果：
青鳥工程——中國軟件工程研究與實踐的先驅
從二十世紀八十年代國家“六五”計劃開始，國家計委、科技部等主管部門持續重點支持由北京大學牽頭、中科院院士楊芙清教授主持的科技攻關課題——青鳥工程，歷經近二十個春秋，其目標是以實用的軟件工程技術為依託，建立基礎，推行軟件工業化生產技術和模式，提供必要的工業化生產手段和裝備，形成規模經濟所需的人才儲備、技術儲備、產品儲備。
青鳥工程發展過程中形成了以北京大學為首的科研、教育和產業發展團隊，目內20多家著名大學、科研單位和企業，超過500多位科研人員相繼參加工作，建立起了具有自主知識產權的軟件工程環境和技術，形成了較完善的軟件開發技術、管理方法、支撐工具和標準規範體系；形成了一支素質高、結構合理的研究開發隊伍，已成為我國軟件工程技術研發與實踐的重要力量。青鳥工程在國民經濟和信息化建設中做出了突出的貢獻，曾於1996年榮獲電子工業部科技進步特等獎，1998年榮獲國家科技進步二等獎。
當前，青鳥工程在已有成果基礎上，正在公共軟件構件庫體系、應用服務器、操作系統、信息安全、Soc等基礎研究和中間件與網絡軟件平台等應用基礎研究方面續進行深化研究，並加大應用推廣力度，擴大人才培養規模及層次，為我國軟件產業的發展和國家信息化建設做出新的貢獻。
天網搜索引擎系統——互連網搜索的強大工具
該系統是國家“九五”重點科技攻關項目“中文編碼和分布式中英文信息發現”的研究成果，國家 973重點基礎研究發展規劃項目基金資助。它致力於探索和研究中英文搜索引擎系統的關鍵技術，向用戶提供更為快速、準確、全面、時新的海量web信息導航服務。它目前是全國最大非商業搜索引擎每天接收 50萬人次訪問，提供對1億個網頁查詢服務，提供對 2000萬個非網頁文件的查詢服務。在國家973和985項目支持下，基於天網搜索引擎的“中國Web信息博物館”研究項目正在進行，目前中國Web信息博物館已有五億以中文為主的網頁，平均每月以一千萬網頁速度擴大。
“中國芯”——“北大眾志’’微處理器
微處理器既是計算機中的核心部件又是信息產業的核心技術之一。作為知識經濟的“腦細胞”，幾乎所有的現代電子設備中都“跳動”着各種各樣的微處理器，如PC機、手機等。1999年，北大微處理器研究開發中心研製成功我國第一套支持微處理器正向設計的軟硬件協同設計環境，並設計成功16位微處理器，“中國芯”也隨該項成果的發布在國內被廣泛認同。 2000年和2001年，又分別研製成功我國第一種支持· 32位和16位兩套指令系統的定點微處理器UniCore32；和64位浮點協處理器UniCore—F64。2002年，成功：研製“北大眾志—863'’CPU系統芯片，該芯片集成了CPU以及計算機南橋北橋芯片的大量核心功能，是目前國內自主開發的最大規模的CPU系統芯片(SoC)，集成度達800多萬個晶體管。採用“北大眾志—863”CPU的北大眾志網絡計算機正全面產業化，並在政府辦公、學校教育、企業管理等領域成功應用。北大微處理器研發中心具備國際先進的研究和開發環境，擁有價值3億多美元的設計工具和儀器設備，正在開展多項0．25微米、O，18微米和0．13微米工藝的CPU和系統芯片的研究開發工作。
漢字精密激光照排系統——二十世紀我國重大工程技術成就
以北京大學王選院士的發明成果為核心研發的漢字激光照排系統，實現了我國報業出版業“告別鉛與火、迎來光與電”的技術革命，並以此技術為核心，成功研製了方正中文電子出版系列產品，先後獲得國家科技進步一等獎、中國十大科技成就等國內外獎勵二十餘項。該系統占領了90％的國內報業出版業排版系統市場，以及80％的海外華文報業市場，極大地推動了我國報業出版業的跨越式發展，創造了巨大的經濟效益和社會效益。王選院士因此榮獲2001年國家最高科學技術獎，以此技術為核心的“漢字信息處理與印刷革命”成果入選“二十世紀我國重大工程技術成就”。以激光照排技術為基礎創立的北大方正集團，已經發展成為擁有6家上市公司和遍布海內外的20多家企業，是500強國有大型企業集團之一。
隨着全球信息數字化、網絡化技術的迅速發展，充分利用在漢字信息處理、網絡傳播方面的技術積累，結合相關技術的最新發展動態，開展了網絡傳播、數字版權保護、數字信息(圖形、圖像、視音頻等)處理、網絡與信息安全等領域的技術研究與開發，取得了一系列的科研成果。
衛星通信，無線通信和光纖通信——中國重要的通信研究基地
當前信息社會中最重要的通信方式無疑是無線通信、光纖通信和衛星通信。衛星通信藉助於地球軌道衛星的轉發實現千里之外的遠距離通信，覆蓋面積廣大；無線通信通常藉助於無線電波或光波實現遠距離的通信；光纖通信利用極細的石英玻璃纖維傳播光信號，現在單根光纖已經可以支持上億路電話，傳輸距離上萬公里。以上三種通信方式的有機結合構成了完整的通信網，從而可實現任何地點、任何時間、任何人之間的通信。
北京大學信息科學技術學院開展衛星通信、無線通信和光纖通信研究已有 30年歷史，擁有國內頂尖的區域光纖通信網與新型光通信系統國家重點實驗室和衛星無線通信實驗室。我院在1997年完成了中國第一個工程化波分復用光纖通信系統：廣州—深圳國家光纖通信幹線
“4X2．5Gbit／s 154km雙向無中繼波分復用光纖通信系統工程”。該項成果榮獲“國家科技進步三等獎”，現在該項技術已經成為光纖通信技術的主流技術。1998年我院又與兄弟單位一起完成了國內第一個全光通信試驗網和中國高速互聯研究試驗網。在衛星和無線通信方面，我院成功地完成了全部用自己技術實現的完整的綜合業務VSAT(小口面天線地面站)衛星通信網、CDMA無線接入網等國家重大項目。目前我院正在開展超高速大容量光通信系統、光網絡、第四代移動通信、無線光通信、寬帶衛星通信及下一代網絡技術的研究工作，這些技術將是下一代通信技術的基礎。
原子鐘研究——處於全國領先地位
原子鐘是目前精度最高的時間與頻率標準，廣泛應用於全球定位系統 (GPS)、通信、精密控制等系統中。目前精度最高的是冷銫原子鐘，其精度為每3千萬年差一秒，全球定位系統由24顆衛星組成，每顆衛星都攜帶體積較小的高精度銣原子鐘，地面上的運動物體都能同時收到四顆衛星的原子鐘的信號，由此可以確定該運動物體的位置與速度，精密定位。北京大學信息科學技術學院研究原子鐘已有30多年的歷史，其高精度小型銣原子鐘已用於遠望號探測船，為我國科學技術發展作出了貢獻。未來精度更高的原子鐘的工作物質是超冷原子，預計基於超冷原子的光鐘的精度可達10萬億年差一秒，比目前的銫原子鐘的精度高10萬億倍，高精度冷原子光鍾又是未來的超快振盪器，它的振盪頻率達每秒100萬億次，是目前個人電腦速度的10萬倍!北京大學信息科學技術學院目前已研究成功玻色—愛因斯坦凝聚，這是一種被稱作“第五鍾物質狀態”的相乾物質，溫度只有50納開爾文，可用於未來的高精密原子鐘與量子計算機。
微電子研究——造就集成電路人才的搖籃
微電子即微型電子學，其核心是集成電路。21世紀人類將進入信息化時代，實現社會信息化的關鍵是各種計算機和通訊設備，它們構成的基礎是集成電路芯片。集成電路的出現改變了人類的生產和生活方式。大到航空航天事業、國防建設、工農業生產設施、通訊設備和交通工具，小到家庭中的家用電器、手機、休閒娛樂產品和兒童玩具，都用到了集成電路。可以毫不誇張地說，沒有微電子就沒有今天的信息社會。北京大學從70年代起在王陽元院士的領導下研製出我國第一塊1KMOSDRAM，並建立了完整的微電子研究體系，為我國集成電路的發展作出了重要貢獻。
不斷縮小器件尺寸一直是集成電路發展的強大推動力，通過縮小尺寸提高集成密度、改善電路性能。研究100納米以下的新型器件是為今後集成電路的發展奠定基礎(10納米大約只有一根頭髮絲直徑的萬分之一)。北大微電子學系在973項目支持下，在新器件結構、新工藝、新材料以及可靠性方面開展了廣泛研究，取得了有國際影響力的成果，進入國際前沿，這些新技術將是未來集成電路中的候選技術。如採用新的空洞層實現技術設計製作的亞50納 米SON(SiliconOnNothing)MOS器件、70納米的肖特基勢壘隧道晶體管以及100納米垂直雙柵器件等。配合新型納米器件開展的新工藝、新材料和可靠性的研究也取得了突出成果。在2003年已經做出24．5納米柵線條，達到國內最高水平。用新型高介電常數(高K)材料製作的MOS電容，柵介質層實現了0．82nm的等效厚度。小尺寸器件可靠性研究在2002年4月獲高等學校科學技術二等獎。所研製的可靠性預測軟件和系統已經被 Motorola公司用於預測其0．25微米芯片中器件的壽命。
如果將整個電子系統集成在一個或少量幾個芯片內，將會極大提高系統性能，使電子設備更加微小型化和智能化。因此，集成系統芯片(SOC)是必然的發展方向，也是現在的研究熱點。目前在一個集成電路芯片上已經可以集成十幾億至幾十億個晶體管，為SOC的發展奠定了基礎。微電子學系集成系統芯片研究所在SOC設計方法學方面進行了研究，並進行了單元庫和IP庫的建庫工作，設計出幾十種具有自主知識產權的專用電路和IP核。自主開發設計的16bit的可裁剪的RISC微處理器PKUEP已經通過流片驗證，可以作為硬IP核用於SOC設計。設計的A／D、D／A轉換電路、鎖相環和紅外焦平面信號處理的數模混合電路等可以用於通訊系統。自主開發設計的密碼算法專用電路已經小批量生產，採用0．5微米 CMOS工藝，集成度約60，000門，處理能力達到 320Mbit／s以上。它可以用於金融系統信息安全保證方面。
微電子機械系統(MEMS)是微電子技術與其他學科結合而發展起來的一個新亮點。集成電路是把電路微小型化，MEMS則把感知外界信息的傳感器以及執行各種操作的機械部件都微小型化。因此MEMS是新一代的智能系統芯片，它把微傳感器、電子電路和微執行器一起集成在半導體芯片上。它在航空航天、汽車工業、軍事、醫學以及環境監測等很多領域將發揮重要作用。，北大微電子系MEMS研究所在國內首先開發了適應我國 MEMS技術發展需求的具有國際先進水平的研製硅基MEMS器件的加工和設計平台，製作的高精度微陀螺、微加速度計、RF開關、氣體微傳感器等都是國內一流水平。這些微機械可用於制導，航空航天以及汽車和手機等方面。2002年12月硅基MEMS技術及應用研究獲北京市一等獎。
納米材料與納米器件研究——國際先進水平
納米作為長度單位是10◆米。但當前納米科技受到廣泛關注卻是由於納米尺寸材料的特殊性能和納米器件的發展。40多年來微電子技術高速發展，從 1959年第一塊集成電路芯片上只有幾十個器件元件到現在10◆—10◆的超大規模集成電路，器件尺寸不斷縮小，電路功能日益強大，目前器件特徵尺寸已進入 100納米。然而按摩爾定律預測到2021年目前主流微電子技術將走到極限。微電子走向納米電子已成為歷史的必然。我院物理電子研究所及納米電子研究團隊是國內最早開展納米電子學研究的，在納米結構分析、納米器件和納米材料方面取得了多項國際領先水平的研究成果。其中超高密度信息存儲薄膜的信息寫入點小於1納米的成果被兩院院士評為1997年中國十大科技進展之四。碳納米管是目前最有希望的納米器件單元材料。2000年我們發現的0．33納米單壁碳納米管到目前還是世界上已觀察到的最小的碳納米管，相關研究成果被科技部評為2000年中國基礎研究十大進展的第一項。我們還在國內率先製成了碳納米管場效應管並觀察到了室溫單電子效應。
生物特徵識別研究——國際領先地位
北大智能科學系具有基礎理論研究優勢，以指紋為代表包括掌紋、虹膜、人臉、聲紋等融合的生物特徵識別理論和方法居國際領先地位，不僅提出了數字空間幾何理論和一系列高效、獨創的實用算法，而且發展成擁有自主知識產權並與國外系統抗衡的高科技產品，已打入國際市場，屢獲國家和部委科技獎。公安指紋自動識別系統已在十幾個省部級單位和二百多個城市普遍使用，其大容量、用戶數、破案量和破案率均名列全國第一(以浙江省為例，連續四年破案率名列全國之首，2002年直接破案9176起，間接破案數萬起)；民用指紋自動識別系統也廣泛應用於社保、海關、金融、衛生等領域，取得了良好的社會效益和經濟效益。
數字博物館——新興的信息技術
三維技術是以計算數學、計算機視覺、計算機圖形學與智能控制理論的成果為基礎，研究數字幾何處理、真實場景數字化、主動視覺與跟蹤和智能人機交互系統，解決三維真實環境中的識別、建模、顯示、跟蹤與互動等一系列關鍵問題，為開發先進的機器感知與智能人機交互系統提供新的理論、技術和方法。數字博物館是三維數字技術的重要應用研究領域。利用各種傳感設備獲取文物及博物館場景的三維數據，通過各種處理，實現對博物館建築、場景、文物及展品的交互式遠程瀏覽和虛擬展示。具有巨大的社會、文化和經濟意義。
文章來源：北京大學信息科學技術學院網站
