工科的子課程涵蓋面很廣,從中大型輸變電工程互聯(lián)網(wǎng)到細(xì)微的電子設(shè)備健身運動,再到虛擬信號處理與控制理論科學(xué)研究。在普通人的記憶中,電子工程通常和硬件聯(lián)系在一起。其實不是的。同時電子工程的研究領(lǐng)域包括APP和硬件。因此,電子工程與其他課程密切相關(guān),如電子信息科學(xué)、物理學(xué)、有機化學(xué)甚至分子生物學(xué)。
一、EE技術(shù)專業(yè)的細(xì)分方向
EE專業(yè)往往不方便辦理,因為有些人可能沒有很好的把握EE的細(xì)分方向,或者這門科學(xué)比較合理的偏向電力方向,所以要轉(zhuǎn)到弱電安裝行業(yè)(或者相反),這樣會增加要求的難度系數(shù)。
大方向分為強電和弱電。弱電一般指動力方向,與動力工程和動能有關(guān)。
電源方向:
涉及關(guān)鍵供電系統(tǒng)/電力系統(tǒng)的監(jiān)督、分析和運行。許多科學(xué)研究都是在分布式系統(tǒng)/智能電網(wǎng)方向,包括控制、優(yōu)化和電力系統(tǒng)仿真/可視化(數(shù)據(jù)科學(xué))等許多其他行業(yè)。一般來說,電機和電力電子設(shè)計也會出現(xiàn)。
弱電安裝鍵分為三類:
一個硬件主導(dǎo),即電子設(shè)備,包括電子元器件、電子信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng),很可能是交叉的部分;
二是通信網(wǎng)絡(luò)工程項目,包括一部分與計算機的融合,比如光學(xué)、電子光學(xué),也略有涉及;
第三,數(shù)據(jù)和信號處理,聲音,三維成像,智能語音系統(tǒng),甚至控制系統(tǒng)等。
方向分類很難有一個標(biāo)準(zhǔn)的分類方法。有人把EE分為四大方向,電子器件與電路,通信,控制與信號處理,電磁學(xué)固體狀態(tài),計算機工程。有人把四個大方向分成十幾個小方向。一般情況下,高校只能設(shè)置在一些小的方向上。
下面我簡單介紹一下EE和CS的區(qū)別,與數(shù)學(xué)思維和物理的關(guān)系,以及國內(nèi)常用的EE下的小技術(shù)專業(yè)。1.電子器件/電氣專業(yè)和電子計算機有什么聯(lián)系和區(qū)別?與數(shù)學(xué)思維和物理的聯(lián)系呢?
計算機偏向于APP,讀博后除了很多行業(yè)(如智能機器人)會和硬件相處外,大部分只和APP(數(shù)學(xué)思維編程)相處。但是電子器件/電氣設(shè)備是偏硬件的,所以數(shù)學(xué)思維和動手能力很重要。信息科學(xué)基本上不用物理現(xiàn)象,但是對于電子器件/電氣設(shè)備的大部分分支來說,物理是非常重要的。在數(shù)學(xué)思想和方法方面,電子計算機和電子電器各有側(cè)重。一般來說,電子計算機使用離散數(shù)學(xué),而電子設(shè)備使用連續(xù)數(shù)學(xué)。所以集合論、數(shù)理邏輯、概率統(tǒng)計對電子計算機更有效,高等數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)分析、統(tǒng)計分析對電子電器更有效。當(dāng)然除此之外,電子計算機碩士畢業(yè)后的一些行業(yè)(如人工智能技術(shù)、智能機器人、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng))的很多基礎(chǔ)理論還是會用到連續(xù)數(shù)學(xué)的知識,這也是為什么編程基礎(chǔ)好的美術(shù)系、電子系的本科畢業(yè)生,往往在博士期間就能馬上轉(zhuǎn)為電子計算機的原因。就業(yè)方面,電子計算機通常方便電子器件/電氣設(shè)備,但不確定。
二、電子器件/電氣信息工程本科實際技術(shù)專業(yè)分支是什么?
電子工程:弱電安裝。喜歡焊接電路板就選它。
電氣工程:弱電(粗)。電力工程傳輸專業(yè),學(xué)生可以進(jìn)入規(guī)劃院和國家電網(wǎng)就業(yè)。
電信:課程內(nèi)容挺有意思的,如果你有很好的數(shù)學(xué)思維就很有幫助。喜歡抽象的學(xué)生應(yīng)該喜歡學(xué)習(xí)。技術(shù)課程包括信號與系統(tǒng)和通信原理。聽說學(xué)生就業(yè)不如10年前了。
電子學(xué)(微電子):這是很偏門的基礎(chǔ)理論,所以聽說不好找工作。對物理的規(guī)定很高。如果對學(xué)術(shù)研究感興趣,可以考慮。我很喜歡它研究的相關(guān)概念(半導(dǎo)體物理)。這很有趣。讀博后可以轉(zhuǎn)做半導(dǎo)體材料、儀器等電子光學(xué)原材料(一個方向叫微電子器件)。好像量子物理在原材料、儀器設(shè)備上的應(yīng)用就是這個方向的人在做的事情。微波加熱(根據(jù)以下評價,還是把微波加熱搬出來吧):最基礎(chǔ)的課程內(nèi)容是磁場和無線電波,麥克斯韋方程是最基礎(chǔ)的公式計算,相關(guān)專業(yè)很有意思?;卮鹫咴诒究破陂g接觸過一些計算無線天線/雷達(dá)散射截面的新項目。但實際上找工作很難,公司需求不大,一些新項目也會包含軍事環(huán)境。博士畢業(yè)后可以做無線天線的理論研究。從事無線天線和雷達(dá)探測產(chǎn)品的研發(fā);聽說也可以做集成ic公司(因為可以計算電源電路之間的影響)。
自動控制專業(yè)課程包括自動控制理論、數(shù)控機床等。對服務(wù)器的一個分支PhD有幫助,其理論基礎(chǔ)與人工智能技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、智能機器人相關(guān)。
目前報考技術(shù)類專業(yè)比較流行:
數(shù)據(jù)驅(qū)動的分析和計算
要趕上這波人工智能技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的浪潮,不僅計算機科學(xué)大力開設(shè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)相關(guān)的新項目,與CS密切相關(guān)的電子工程系也逐漸跨越人工智能技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)相關(guān)的新項目。
畢竟電子工程系很多專家教授都從事過大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的科研,尤其是信號處理和圖像處理,一直是電子工程技術(shù)的內(nèi)容。目前人工智能技術(shù)的很多熱門課題,比如計算機視覺,都是由圖像處理衍生出來的科研課題。
技術(shù)方向:
互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)和移動通信技術(shù)。
以及互聯(lián)網(wǎng)和無線通信。這兩個方向聯(lián)系緊密,通常會聯(lián)系在一起。通信的關(guān)鍵技術(shù)包括傳輸連接、互聯(lián)網(wǎng)交換、移動通信技術(shù)、無線通信、光纖通信、衛(wèi)星通信、支撐點管理方法、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信等技術(shù)。
比如今天最火的5G,就是一種現(xiàn)代通信技術(shù)。考慮到由此引發(fā)的貿(mào)易戰(zhàn)糾紛,可見5G的必要性。
1G時期(1970-1990):關(guān)鍵技術(shù)基于AMPS、NMT、TACS等新技術(shù),傳輸速率僅為每秒15KB。所以當(dāng)時唯一的移動通信技術(shù)就是傳輸視頻和語音,也就是所謂的“手機”。
2G時期(1990-2000):基于CDMA和TDMA技術(shù),傳輸速率沒有質(zhì)的提升,所以當(dāng)時的諾基亞電話大部分都不能上網(wǎng)。2.5G-2.75G時期(2001-2004): GPRS技術(shù)逐漸完善并商用,傳輸速率超過每秒100KB。移動互聯(lián)網(wǎng)接入變得越來越流行。
3G時期(2004-2006):隨著CDMA 2000、UMTS和EDGE的出現(xiàn),傳輸速率每秒增加1MB,手機上可以做的事情越來越多,智能手機逐漸出現(xiàn)。
3.5G時期(2006-2010): HspA的技術(shù)商用推動了移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,傳輸速率逐漸提高,視頻已經(jīng)可以在手機上逐漸播放。
4G時期(2010年以后):Wi-Fi、WiMax、LTE技術(shù)逐漸完善,傳輸速率甚至可以達(dá)到每秒100MB,甚至“忘記關(guān)總流量,房子沒了”的搞笑笑話也應(yīng)運而生。
5G時期(2019年以后):OMA、NOMA、LTE的技術(shù)更新,使得每秒提升1GB的傳輸速率,每秒開啟4K短視頻成為可能。延時已經(jīng)成為過去,更高頻段效率、更快速度、更高音量的wifi網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為現(xiàn)實。移動終端的普及和移動新業(yè)務(wù)流程的需求穩(wěn)步增長,對無線網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的要求呈指數(shù)級增長。未來通信的應(yīng)用需求將在5G時期得到極致的處理。
技術(shù)方向:
智能電網(wǎng)/新型智能城市
這個方向就是傳統(tǒng)的弱電方向,國內(nèi)一般叫電力安裝工程,英文叫電力電子。關(guān)鍵涉及電力工程和電網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)督、分析和控制。關(guān)鍵的科學(xué)研究集中于分布式架構(gòu)和智能電網(wǎng)。隨著智能電網(wǎng)、電力、能源的發(fā)展趨勢,這個方向可以看作是從夕陽產(chǎn)業(yè)向朝陽產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變。
技術(shù)方向:
系統(tǒng)生物學(xué)和神經(jīng)系統(tǒng)工程項目
這個方向傳統(tǒng)上是電子工程和分子生物學(xué)的交叉分支。它致力于通過應(yīng)用工程項目的基本原理來學(xué)習(xí)和操縱生物過程,并將數(shù)學(xué)思維和物理學(xué)的定義引入藥理學(xué)和分子生物學(xué)。
以生物傳感器為例,這類生物儀器設(shè)備工作的原因是生物因素與物理檢查因素相結(jié)合,對解剖對象進(jìn)行檢查。除此之外,分析和解決機體生物的數(shù)據(jù)信號,如大腦電信號在外界影響下的反映,也是一個至關(guān)重要的科研方向。
最近AI的流行也推動了生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展趨勢。畢竟人工智能技術(shù)的最終目的是賦予設(shè)備“智能”,賦予人腦的運行方式,賦予神經(jīng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信號在體內(nèi)傳遞的全過程。這對低能耗人工智能技術(shù)的科學(xué)研究具有重要的現(xiàn)實意義。科幻片《阿凡達(dá)》編造的“腦-腦插座”技術(shù),人用意念控制智能機器人的“腦-機接口”技術(shù),都是這方面的研究課題。技術(shù)方向:
光量子科學(xué)
光子學(xué)是研究光信號和電信號之間的轉(zhuǎn)換、求解和相互操縱的科學(xué)方向。量子光學(xué)和電子光學(xué)屬于電氣設(shè)備電子系的重要方向之一。該領(lǐng)域包括光電設(shè)備、極快速微電子學(xué)、非線性光學(xué)、顯微光學(xué)、三維視覺效應(yīng)、光通信、光學(xué)封裝印刷、光學(xué)數(shù)據(jù)處理方法、光通信、光學(xué)測量、光學(xué)數(shù)據(jù)存儲、光學(xué)系統(tǒng)開發(fā)和全息術(shù)、體全息術(shù)的科學(xué)研究、復(fù)合光學(xué)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理方法、原材料的電子和光學(xué)特性的科學(xué)研究等。而華麗的“光子計算機”和“量子電子計算機”也是該領(lǐng)域科研的重點之一。
技術(shù)方向:
數(shù)字集成電路
微電子器件一般指MEMS,是指毫米級、微米元器件級、納米技術(shù)級大小的微型計算機的電子設(shè)備。它是一個集微機構(gòu)、微傳感器、微電動執(zhí)行器及其信號處理和操作于一體的系統(tǒng)軟件。根據(jù)納米材料的用途,對納米技術(shù)/微米原料進(jìn)行設(shè)計方案、生產(chǎn)加工、制造、精確測量和操縱。
這個方向挺新穎的。目前很多海外老師都在做相關(guān)的科研,比如納米機器人、納米定位、納米控制等。包括手機中重型陀螺儀和加速度傳感器的圖片。
技術(shù)方向:
電子設(shè)備和系統(tǒng)軟件
這個方向是關(guān)于如何設(shè)計電子器件的科學(xué)研究,也就是通常所說的集成ic。包括手機中的無線通信集成ic、電腦中的CPU圖形芯片等。集成電路是信息技術(shù)的基礎(chǔ)。幾乎所有的電子產(chǎn)品都有一系列不同功能的集成電路。
最近的中芯國際和華為事件也表明了集成ic對于所有信息技術(shù)行業(yè)的必要性。如果集成IC的供應(yīng)卡住了,一個企業(yè)瞬間就可以毀滅。自然,華為早就有了未雨綢繆更換集成ic的打算。華為人鄭飛也霸氣側(cè)漏回應(yīng):“我要是不經(jīng)常接四川的普通電話,以后想在英國買也不一定會賣!”。
國外高校電子工程專業(yè)的國際聲譽也非常明顯,并且有以ARM為代表的一批一流企業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈支撐,主導(dǎo)了手機CPU行業(yè),還有Deep Mind,推動了人工智能技術(shù)的時尚潮流。
牛津劍橋有多偉大就不用說了。這里mema推薦一些不太出名但是實力很強的大學(xué)。
謝菲爾德大學(xué)
建于1905年,是英格蘭北部第四大城市,綜合排名第24位。作為英國最有實力的大學(xué)之一,有35個系的科研水平達(dá)到100分(5*/5),在英國排名第六。擁有120年歷史的工程學(xué)院被稱為法國的“工程項目王國”。電子工程系是貴校的皇家技術(shù)專業(yè),在法國該研究領(lǐng)域一直處于領(lǐng)先水平,并設(shè)有不同的研究所。新成立了電子器件移動通信技術(shù)研究所,通信、光纖通信、電子器件與電氣專業(yè)、數(shù)據(jù)通信、移動通信、機械自動化整體實力較強。該研究所與工業(yè)生產(chǎn)巨頭Lausleys和法國航天局合作,旨在開展開發(fā)和設(shè)計方面的科學(xué)研究。
布里斯托爾大學(xué)
成立于1876年,位于法國西南部的古都布里斯托爾。在2001年的科研水平評估中,95%以上的課程內(nèi)容行業(yè)獲得高分(4、5、5*)。工科遠(yuǎn)近聞名,電子工程5星。無線通信與移動通信技術(shù)專業(yè)非常突出,與移動通信公司聯(lián)系密切。培訓(xùn)實踐活動有銷售市場的目的,地點可以算是信息內(nèi)容公司密集,資金充足的大城市。這所大學(xué)的電子系與國內(nèi)的華中科技大學(xué)有合作關(guān)系,招生非常嚴(yán)格。
愛丁堡大學(xué)
位于英國,是傳統(tǒng)的EE強校。電子工程類課程類型很多,有電子信息技術(shù)、通信光纜、電子通信、微電子、電力工程等。
愛丁堡的EE更為人所知的是SAS(Signal信號)。彼得格蘭特:現(xiàn)在英國在英國愛丁堡建了SMC(蘇格蘭微電子中心),加了一個凈化樓,在微電底層做一些項目。