《国外电子信息领域的创新进展》，知识产权出版社2010年8月出版，与张琼妮合著，大32开本493页，50万字。责任编辑：王辉。书号：ISBN 978-7-5130-2415-0。该书是《基于网络服务平台的区域协同创新模式与机制政策研究》的阶段性成果之一。本书由7章内容组成，内容梗概大体如下：
第一章微电子及其元器件的创新进展
微电子学是随着集成电路的研制而发展起来的，属于一门新兴前沿学科。它探索并实施信息获取、传输、存储、处理和输出的科学，主要研究电子、离子及其他微观粒子在固体材料中的运动规律及其应用。本章仅从创新信息角度，分析微电子及其元器件领域近年的进展情况。
微电子理论模型的新进展：构建标准粒子物理学模型，提出量子状态新理论模型。
微电子机理研究的新进展：用石墨证明量子效应，发现与超导并存的超绝缘现象，证实电子可分裂为自旋子和空穴子，发现晶界阻碍高温超导体内电流流动，揭示量子自旋液体的存在机理；破解磷酸二氢铵似于磁体的特有铁电性，发现碳化硅晶格缺陷可变成量子比特，揭示铁电纳米材料亚原子结构及性质；确定磁性在产生高温超导体中起关键作用，发现布基球可提高闪存效能。
微电子动态观察的新进展：直接观察纳米尺度下磁性原子的相互作用，首次观测到重电子费米面；首次成功捕捉电子运动画面，首次拍下单个分子照片，拍摄展现复杂分子物质波的量子电影。
寻找和发现新粒子的进展情况：认为很快可以发现“希格斯玻色子”，发现与希格斯玻色子特征一致的新粒子；利用硅片捕捉超冷原子，首次成功观测到“逃离”原子的电子，首次发现带有1／4电荷的准粒子，成功获得超大“波尔原子”，探测到冷聚变中的高能中子，发现兼具磁性和导电性的“超级原子”，发现有助于研制新量子机械的巨大里德伯分子，首次在实验室获得排斥的极化子，在石墨烯表面激发出等离子体振子。
电子自旋研究的新进展：发现电子自旋是高温超导现象发生的关键，观察到电子分裂为自旋子和轨道子；利用电子自旋方法设计出新型微波激射器，利用电场控制电子自旋，首次在室温下实现电子自旋极化。
微观粒子机理研究的新进展：推进冷原子中量子存储和波动研究，“称”出三个最轻夸克的质量，首次由粒子把信息转化为能量，发现暗等离子体振子可在微米尺度传输能量；刷新单一元素超导临界温度纪录，成功观测到“放牧”原子现象，首次测量到渺秒级电子运动，首次观察到磁振子拖曳，首次观察到超导体中重电子的形成过程。
运用微观粒子设备进行研究的新进展：大型强子对撞机圆满完成试运行，大型强子对撞机完成每秒万次粒子对撞，大型强子对撞机撞出新粒子，大型强子对撞机完成阶段质子对撞；发明桌面大小的粒子加速器，研制出可控制量子比特自旋的“混血”纳米设备，合成出捕获纳米离子的分子笼。
微电子材料研究的新进展：研制出可用于制造晶体管的单原子二维晶体，用石墨做纳米元件基础材料，开发出可在纳米水平生成离子层的半导体材料，研制出新型纳米晶体，研制出可显著降低电子设备成本的铜纳米线薄膜，研制成能自行重构电路的多维导控电流纳米材料；开发出全新金属晶体生长技术，开发有机单分子电子材料的方法。
微电子晶体管研发的新进展：研制出只有1个原子厚的超小型晶体管，研发出首个高温电子自旋场效应晶体管，制造出超小型单电子晶体管；制成可在纳米尺寸上引导电子的分子晶体管，发明单分子“量子干涉效应晶体管”，制成以单个苯分子为材料的分子晶体管；开发可用于太阳能电池的碳纳米二极管，发明纳米混合热晶体管，研制出新型生物纳米电子晶体管，开发出纳米级砷化铟镓晶体管；发明称作最小“冰箱”的新型精微晶体管，研制出可传输质子流的新式晶体管。
微电子电路研究的新进展：发明用纳米材料印制集成电路，制成DNA分子组成的迄今最复杂生化电路，研制成以碳纳米管为基础的全晶片数字电路；研制成功世界首个纳米碳管电路开关；提出分子将成为新型混合芯片的存储单元，研制成由半导体和有机分子组成的分子电子器件。
微电子收音机研制的新进展：研制出由单一碳纳米管构成的收音机，研制出体积比沙粒还小的纳米收音机。
微电子传感器研制的新进展：着力推进纳米生物传感器研制，开发能精确计量纳米粒子的微小环形激光传感器；研制用于网络系统的微型无线传感器。
微电子发动机研制的新进展：研制首例光能驱动的纳米发动机，研制成分子发动机；开发出有望取代电池的微型发动机。
微电子发电机及电动设备研制的新进展：发明用于无线系统的新型振动发电机，发明世界第一台纳米交流发电机，研制利用电子自旋为动力的发电机，研制首个可商用的纳米发电机；研制成世界上首个单分子电动马达，制造出由单个分子制成的分子“电动车”。
微机电系统的其他新进展：发明制造静电振荡波的电子冲浪机，研制出可自我校准的原子力微机电系统；实现可控制的单个分子机械运动，研制出分子打印机，研制出世界第一台分子机器。
微电子研究出现的新技术：开发出检测硅结晶中单个原子缺陷的算法，发明计算粒子碰撞轨迹的新算法，推进石墨烯纳米电路技术研究，生产形状尺寸可控石墨烯量子点的新方法，开发单壁碳纳米管生产新技术，开发出全新金属晶体生长技术，进一步完善铜纳米导线的制造方法，实现原子间单量子能量交换的方法，让中微子穿过厚石传递信息的技术，提出证明“轴子”存在的新方法。
微电子研究的新设备及维护新方法：研制出能诱捕、探测和操纵单个电子旋转的量子设备研制出可控制量子比特自旋的“混血”纳米设备，研制成可加工微型设备的新型硅材料微型设备，研制出智能纳米容器，开发出首个纳米级单分子质量实时测定系统，建成世界首个高精度离子探针设备。同时，开发出能清除纳米级机械磨损的方法。
第二章电子元器件领域的创新进展
电子元器件，是电子元件和电子器件的合称。在企业生产加工过程中，电子元件不会改变自己的分子成分，而器件则会发生分子成分或分子结构的变化现象。电子元件包括电阻器、电容器、电感器、忆阻器、二极管、连接器、插座等。电子器件包括双极性晶体三极管、场效应晶体管、集成电路即“芯片”。由于电子元件与电子器件，在电子产品研制与生产过程中存在密不可分的关系，所以一般都把两者合在一起叫做电子元器件。本章主要分析，近年国外电子元器件领域的创新活动及其取得的新成果。
电子材料领域的新进展：制成可取代硅制作半导体的高纯度碳化硅晶体；研制出可降低液晶显示器成本的锌制材料，开发可产超薄电路芯片的锑/碲半导体材料；把金属氮化物作为下一代半导体基片进行开发，开发出可使变压器缩身的氮化钾半导体，发现氮化镓材料有可能成为新的“半导体之王”；研制存储能力巨大的磁性单晶材料，开发出可制自旋电子学元件的磁性半导体，用原子移栽手段获得磁性半导体材料，制成世界最大的磁铁；研制降低电子污染的压电陶瓷材料，研制出导电性能极强的金刚石半导体；研制成不怕摔不变形的塑料半导体，发明能使电容器储存更多能量的聚合物材料，研制出大分子碳结构有机半导体；开发出制作显示器的复合材料“电子纸张”，研制出能够像橡皮筋般延展拉伸的复合电子材料，研制可避免电磁波逆向反射的新型复合材料。
通用电子元器件的新进展：开发出直接在塑料和胶片上印刷电子元件的技术，开发出新型磁隧道结元件；开发出用于量子计算的硅器件。
电子元器件底板与电子薄膜的新进展：推出高密度布线的柔性环氧印刷线路板，用碳纳米管溶液制造柔性电子设备底板；利用液体材料制成硅薄膜，开发出超薄型电磁噪音吸收膜，开发出砷化铟二维半导体量子膜。
电路元件研发的新进展：发现海藻可用于制造电容器，发明以纳米管为基础的固态超级电容器，研制成超强功能石墨烯电容器；证实忆阻器确实存在，再次实现忆阻器设计的重大突破。
晶体二极管的新进展：开发出一种小型轻量化的扭矩二极管，开发出发光波长世界最短的二极管，把半导体材料拉成纤维状二极管；推出无铅玻璃二极管。
晶体三极管的新进展：用钻石制成可放大电流降低能耗的双极型晶体管；推进晶体管泄漏电流研究，研制可大幅节能的隧道场效应晶体管，借用量子隧穿效应制成能效更高的隧穿晶体管。
非硅基新型晶体管的新进展：研制出开关频率提高千倍的石墨烯晶体管，研发出具有卓越稳定性的石墨烯晶体管；发明出透明的晶体管，研制出非硅基全门三维晶体管，研发有望突破摩尔定律限制的新式真空晶体管。
集成电路基础性研究的新进展：研制出有望替代硅晶片的首款石墨烯集成电路；制成纳米导线集成电路，研制用芯片层叠而成的立体大规模集成电路，开发出最小的集成电路芯片，发明世界第一个透明集成电路，推出微弱特定小功率无线用集成电路，研制成世界最复杂的硅相控阵芯片，制成超低能耗集成电路；让碳纳米管在集成电路上“听从安排”；开发出大规模集成电路低耗电化技术，研制出可用导电性粘合剂安装芯片的新技术，开发出提高集成电路性能的新技术，推出晶圆级立体封装芯片新技术。
电子元器件电路模块的新进展：研制面向大规模集成电路接口的光电转换模块，研制成超小型光电转换模块；研制出高性能低成本的高质量电源模块，推出用于Wi-Fi产品的完整RF前端模块，开发低成本发射极开关双极晶体管功率模块。
研发与计算机设备相关芯片的新进展：开发比普通芯片快12倍的高速储存芯片，研制出高速存储芯片；推出硬盘驱动器专用控制器芯片，拟用DNA开发功能更强大的微处理芯片；量子芯片研究取得重大突破。
研制智能芯片的新进展：研发系统故障时能进行自我修复的新芯片，研制能恢复电路导电性的自我修复电子芯片；推出远距离射频识别芯片，研制成牲畜跟踪识别芯片。
开发通讯与传媒芯片的新进展：开发功能更佳更安全的新一代通信芯片，研制出快速小型移动存储芯片，研制出传输光信号的世界最快硅芯片，研制出超高速新型无线传输芯片；推出集成了电源管理的音频芯片，推出低功耗硬盘音乐播放器LSI芯片，研制成最小的16位音频芯片，推出首批集成安全视频处理器的机顶盒芯片；研发能够储存超大容量的记录媒体芯片，开发用于下一代移动多媒体的系统芯片；研制出用于微波数字电视广播的新芯片，开发出利用人体传输信息收听节目的无线芯片，开发卫星数字广播芯片。
研制其他芯片的新进展：推出大幅提升PC电源效率的“绿色芯片”，研发出超级节能微型芯片，研制能同时利用多种环境能源的芯片；研制破解蜻蜓飞行控制系统的微型芯片。
研发电子材料技术的新进展：研制利用蛋白质形成多晶硅结晶的新技术，开发可预测半导体特性变化的电子模型，研发可用于半导体的砷化镓晶片批量生产技术，用结晶铜促使半导体聚合物结构紧密有序，开发出制作有机半导体单晶薄膜的新技术，把复合半导体纳米线成功整合在硅晶圆上，揭示塑料半导体中电荷陷阱的形成机制；开发印证摩尔定律的石墨烯新技术，开发出生产工业石墨的新技术；首次让绝缘体传递出电流。
研发电子元器件技术的新进展：开发出提高晶体管运行速度的新技术，找到晶体管能量流失的解决办法，成功完成自旋晶体管基础实验；加速片上系统的设计和验证；开发新芯片封装技术；研制无线半导体芯片技术，开发出塑料内存芯片制造新技术，开发可提高芯片集成度的新技术；开发出降低润滑剂厚度的硬盘新技术。
研发半导体设备技术的新进展：用石墨烯实现大功率半导体设备大幅降温。
第三章光电子元器件及设备的新进展
光电子学，是在光学与电子学发展的基础上，通过两者的有机融合而产生的一门新兴交叉学科。它使用的信息载体是光波，而不是传统电子学的无线电波。它研究如何通过光波，并依靠光波，实现信息的传输、搜集、整理与使用。由于无线电波使用的射频频段电磁波，包含在光波段之内，所以，电子学的理论概念和基本原理等，以及它的研究方法和使用工具，原则上都可延伸到光波段，成为光电子学研究内容的有机组成部分。本章主要分析光电子元器件及设备近年的创新进展情况。
光电子材料的新进展：研制出新型磁性光子晶体、同时操控光线和振动的晶体、兼具电学光学高性能的光子晶体、可耐受上千摄氏度高温的光子晶体；研制出新型三维人工电磁介质、能促进可弯曲屏幕研发的半导体墨水、微型硅光子光源材料、可制作显示器的蟹壳塑料。
光电子基础性元器件的新进展：研制出以光造激子为基础的电路、由光子电路元件组成的“超电子”电路、用光电混合集成电路和元器件开发新型计算机；制造出世界最小光开关、迄今能耗最低的全光开关；研发成高效有机发光敏晶体管；研制出可以控制光速的芯片、首块激光器和光栅集成的硅芯片、硅基光子芯片。
照明器具的新进展:研制出无线电能传输灯泡、用碳纳米管制造出世界最小白炽灯、可给手机无线充电的台灯；研制出可能替代白炽灯的薄片照明装置、无电能损耗的新型有机照明技术。
发光二极管的新进展：开发出高发光效率有机发光材料、高发光效率且颜色达标的有机发光二极管材料；利用纳米技术研发下一代发光二极管，开发出纳米线紫外发光二极管；利用硅材料研制发光二极管，研制出超导发光二极管，开发“自旋极化”有机发光二极管。
液晶及液晶显示器的新进展：在高浓度金属中制出液晶，发明可变焦液晶；研制出“无毒”液晶玻璃基板；开发出最大柔性的液晶显示器、功场序方式的液晶显示器、首款单芯片无定形硅液晶显示器、无需偏光板的新结构反射式液晶显示器、抑制彩色滤膜光吸收的反射型液晶显示器、世界首款双面液晶显示器。
发光二极管显示器的新进展：开发出有机发光二极管微型显示器、有机发光二极管“纳米显示器”；研制出可伸缩弯曲的有机发光二极管显示器、大尺寸可弯曲的发光二极管显示器；研制出40英寸有机发光二极管显示器、采用新制程高分辨二极管显示器、以发光二极管为基础的可看全周立体画的显示器。
等离子与量子点显示器的新进展：开发提高发光效率的低能量等离子显示器；研制成全彩色量子点显示器。
光电子基础性器具的新进展：研制出光子捕获仪、能隔离光信号的硅波导装置、纳米尺度的散色装置、彩色等离子偏振器；开发出灵敏度提高两倍的量子点红外探测器；研制出能单个发射光子的装置、超密度单个光子存储器、新一代光全息存储器。
研究和应用激光技术的器具创新：研制出世界首台硅光子拉曼激光器、高输出功率的黄色激光器、新型激光粒子加速器、传输距离最长的激光器、量子点激光器、世界上功率最大的激光器、高定向太赫兹激光器、新型的真空紫外激光器、伽马射线激光器研制、量子级联激光器；开发出集成太赫兹收发器、石墨烯太赫兹设备样机、首台反激光器；研制成修复检测电视面板的激光装置、激光切裁玻璃的新设备、3D激光显微镜。
光信息记录存储设备的新进展：研制出叠层容积光盘、200GB蓝光光盘、同时兼容蓝光、HD DVD的光盘新技术 、1TB容量超大DVD光盘，利用全息存储技术开发容量达DVD百倍的光盘，开发出1万G超级数字多功能光盘，推出可存储数据上千年的光盘；开发出液体“露珠”镜头、无需调焦的监控镜头、可用于超薄相机的人造昆虫眼；开发出快速连拍数码相机、含1.2万个镜头的高清三维相机、天文台使用的最大数码相机、像素达10亿级的大众化相机。
光电子学研究和应用的新进展：发明新型光学编码技术，首次实现芯片上的原子光谱分析，提出制造光子晶体管的技术构思，提出制造最快闪光的新方法，发现量子点不是点，在真空中制成可测量光的实验，首次观察到激子内自发相干的细节，发明在室温下稳定生成单一光子的新技术；运用光电子学开发隐形材料的新技术，运用等离子体激元开发隐形设备的技术；运用新型光陷阱成功“冻住”光束1秒钟，运用半导体减慢光速的新方法，运用量子点提高光电转换率的技术，运用光镊技术拣选出多个原子，运用自旋光子加快检索和存储速度的技术，运用光子效应开发出测量电子速度的技术。
研制发光器件与显示器出现的新技术：开发出一种硅基发光照明技术，实现无极灯研发技术的重大突破；使用二维光子结晶结构提高发光二极管发光效率，揭示蓝色发光二极管高效奥秘，开发出以铜替代铱生产有机发光二极管的新技术，发现低压下提高LED发光率的方法；发明图像可触摸变形的立体图像显示器技术，发明制造电视机和计算机柔性显示器的新技术，开发出最大电子纸的软性显示器技术，开发大尺寸柔性显示器技术，开发出每个像素颜色均可任意调节的光子晶体显示技术，开发出利用液晶显示器收集光能的技术。
光通信领域研究产生的新技术：研究储存单个光量子的方法，推进以单光子作为量子信息载体的研究，开发出快速高效创建单光子的新技术；首次在晶体中存入光量子缠绕态信息，开发出光缠绕高速数据传输技术；研发提高光纤传输速度的新技术，开发把光子和等离子体混合在一起的新技术，开发出高效光信号转换技术。
第四章电子仪器与设备领域的创新进展
电子仪器由电子测量仪器、分析仪器和应用仪器三类组成，其功能是对电子产品的性能、质量和安全状况进行测试、检测和分析。传感器是电子仪器的关键器件，它能感受到被测量的信息，并能把这些信息，按一定规律变换成电信号等形式输出。电子设备是指由晶体管、集成电路等电子元器件组成，应用电子技术，包括相关软件发挥作用的电器设备及其系统，如自动化生产设备、信息化管理系统、防火设备及消防信息系统、医疗设备等。它可供人们长期使用，并且在反复使用中都能大体保持原有的性能功用和外观形态。本章主要分析，国外在电子仪器与设备领域开展的创新活动及其进展情况。
传感器的新进展：研制名为“近程雷达”的新传感器，研制出日光浴安全警报器，研制出可检测拍摄物体距离的图像传感器，推出像素间隔最小的图像传感器，推出高性能激光导航传感器，开发新一代影像传感器；研制出专门探测空气中酚的高灵敏传感器，研制成能迅速检测有毒化学品的微型传感器，研制出廉价石墨烯海绵传感器，开发可检测航天器结构性缺陷的微型石墨烯传感器；开发可辨别肉新鲜度的传感器；研制出高性能热感知传感器；发明最小的超敏感触觉传感器，推出最薄3轴加速度传感器，研制用于昆虫机器人的接触型传感器，研制出可穿戴的柔性电子传感器，成功研制超薄型压力传感器，研制出人机交流更方便的多点触摸传感技术，开发出手指力度速度传感器；发明一种新型接近传感器，研制出高效节能电度表传感器，推出超小型高精度双轴倾斜计传感器；制成快速检测液体中微量污染物的生物传感器，开发用手掌扫描代替密码的计量生物传感器；推出数字输出式亮度传感器；，研制出“智能尘埃”微型传感器，推出智能安全气囊释放传感系统。
探测仪器的新进展：发明火柴盒大小的铁路轨道微型探测仪，研制出半导体激光甲烷检测仪，开发出可测量流体内各点运动速度的仪器，发明针对包装香气的测量仪器，研制出测试水泥制品性能的新仪器，研制成新的矿井煤尘探测仪，发明便捷的水分子或痕量水检测仪，研制出现场设置型工业气相色谱检测仪，发明新型土壤监测仪，研制出用于钻石探测的矿物断层扫描仪；开发太赫波安检探测系统，研制出车载危险品检测装置，开发具有行动识别功能的远程监视检测装置，开发出新型反恐探测器，开发出小型生物毒气探测器，研制出能检测多种危险品的安全检测装置，发明可探测爆炸物的灵敏仪器，发明生物恐怖毒剂快速检测仪，发明远距离炸药探测器，开发出智能探测电子鼻，用石墨烯结合量子点制成高灵敏光电探测器，研制出超快高敏石墨烯光电探测器；研制成避免地下文物受损的新型探测仪，研制出激光酒精检测仪，运用先进探测器研制室内导航仪。
其他仪器及装置的新进展：利用硅技术开发全球微波互联接入基站功率放大器，开发出全数字功率放大器，推出功耗最低的纳米功率运算放大器，试制新型“激声”放大器；研制出造飞机如同打印文稿的新设备，制造时速达45英里无人机的3D打印设备；推出新型直流电源分析仪，推出高性能机电式开关，推出新一代数字电源系统控制器，有望大大提高电流标准单位安培的精确度；发明鼠标垫式新型无线充电器，研发无线能量传输的系统，研制出无线输送电能新装置，研制可为一米外设备充电的新型无线充电器，证明无线供电系统已进入实用阶段，研制出芯片远程供电实验设备，研制电动车无线充电的远程磁力传送装置。
生产与生活信息化管理系统的新进展：推出简化电子电表设计的参考设计平台，运用电子信息技术开发煤矿安全管理系统，开发出可快速检测信息系统故障的新装置，研制确保供电供水安全的无线传感器系统；用全球定位农机导引技术助农民降低生产成本，改进水库灌溉的三级计算机模型，开发出最优生态系统存在模型；研发数字环境家庭能源管理系统。
交通运输自动化监测与管理系统的新进展：开发出轿车的自动停车系统，研制出全天候车辆智能追踪系统，研制成帮驾驶员停放汽车的“停车助手”，研发出新一代智能碰撞警示系统，准备研制“仿生学”避撞汽车，开发出可预防撞车的智能交通系统，拟研发智能停车系统；开发出防止驾驶员分神的监视系统，开发出汽车夜间行驶安全系统，发明新型汽车安全防护系统，研制出汽车自动应急系统，研制道路事故快速反应系统，开发出防瞌睡驾驶的手机警音装置；研究桥梁无线传感报警系统，给大桥装上传感器的安全预警系统，研制可自动调节路灯亮度的智能路灯系统。
防火、防爆智能化及消防信息系统的新进展：研制仿生低成本新型火灾报警器，开发出多传感器网络的防火系统，开发出排除摩天大楼火灾烟雾的人工智能程序；研制出预防化工生产热爆炸的数学模型；利用传感技术开发高科技消防装备，开发出先进消防信息系统。
自然灾害监测预警系统建设的新进展：开发出洪水预测软件，开发出洪水智能监测系统，推进全球水灾防护软件系统研究；建造新一代地球观测系统，研制出根据电荷变化测量地震的地震仪，通过探测范艾伦辐射带的气层变化来预报地震，通过跟踪大气电离层电子浓度变化预测地震，发明提前200秒得知地震信息的地震预警系统，提前25秒发出即时预报的地震预警系统，通过监测由宇宙射线引起的地下声波来预测地震；成功研制出鞋盒大小的海啸探测器，成功研制出海啸预警系统，证实印度洋海啸预警系统有效运行；开发出飓风损失预测评估模型，开发声学实时监测的山崩预测系统，研发新型太阳风暴预警系统。
医疗检测设备的新进展：研制出功能最强大的核磁共振仪；发明通过呼吸检测的新仪器，发明细菌膜检测新设备，开发能自动探测多种疾病信号的生物分子计算机；发明三维智能脉诊机，发明操作更为简单的肌电测定仪，发明可快速检测天花病毒的仪器，开发出低成本便携式血液检验装置
发明临床或研究使用的新器材：用电磁场“抻长”假腿，开发出高自由度新型假肢，研发出骨骼打印机；研制成便携型薄膜洗肾仪；研制出会“吃饭”的人造嘴巴，研制出精密人造胃模型。
消毒灭菌杀虫设备的新进展：研制出等离子体消毒新装置；发明冲击波灭菌新装置；发明新型捕蚊器。
遥控治病与医疗信息系统的新建设：开发出患者与医生虚拟对话系统，发明图像通过手机传输的救护车现场转播系统，研究把移动电话技术用于远程医疗，开发用于“遥控治病”的卫星传输系统；建立首个全球范围疾病传播模拟系统，研制出便携式医疗信息系统，着手建立世界最大的医疗资料数据库，研制成现场诊断信息化微型实验室，提出一种预防疾病暴发的信息化新方法，开发出可追踪病毒迁移传播路线的数学模型。
第五章计算机领域的创新进展
计算机是20世纪影响最大的科技发明之一，它使人类的生产和生活发生了前所未有的巨大变化。它从军事科研领域诞生，旋即以旺盛的生命力和强大的扩散力，迅速渗透到社会的各个领域，遍及政府机关、科研院所、企事业单位、大中小学校，进入寻常百姓家，成为社会交往必不可少的信息工具。计算机是典型的电子产品，它的产生需要大量电子元器件。世界上第一台电子计算机，使用的电子管就达17840只。计算机经历了电子管数字机时代，晶体管数字机时代，集成电路数字机时代，直至当今的大规模集成电路机。它每次更新换代，都会对电子产品和电子技术掀起重大变革，并促使电子产业进入更高一级的发展阶段。本章主要分析，国外近年在计算机领域开展的创新活动及其取得的新成果。
超级计算机的新进展：研制出具有分类结构的超级计算机，研制出“走鹃”超级计算机，研制出“居里”超级计算机，启动Exa新型超级计算机研发计划，开始制造万万亿次级超级计算机，“泰坦”荣登超级计算机榜首；成功研制出超级太空计算机；研制在单个细胞尺度精确模拟“人脑”的超级计算机；研制用于超级计算机的新光子设备。
微型计算机的新进展：研制微型航班间谍反恐计算机，研制出仅骰子大小真实的微型计算机，研制出首个毫米级计算系统原型；提出超立方体可充当纳米计算机结构，发明有望搭建纳米机械计算机的微型振荡器。
便携计算机的新进展：研制出支持地面数字多媒体广播的笔记本电脑，推出安全性很高的脉纹识别笔记本电脑，推出首款闪存笔记本电脑，推出硬盘存储容量达500GB的笔记本电脑；推出触摸屏的智能平板电脑，发布平板电脑“ipad”，研制可弯曲的透明平板电脑。
量子计算机研发的新进展：开发出量子计算机光控新装置，研制出超导量子计算机的首个“光电开关”，研发用于量子计算机的新型光子芯片，创建室温条件下量子比特数据存储新纪录；设计容易建造的量子计算机模式，研制出全球首台16量子比特的量子计算机，开发出世界首台通用编程量子计算机；通过激光“陷阱”实现量子计算的技术，通过离子电磁阱加快量子计算机研制的方法，首次通过量子电路成功实现冯诺依曼结构，用超导器件证明量子纠错的最基本形式。
专用或特型计算机的新进展：开发出用于分解质因数的计算机；研制出可自动修复的宇航计算机系统，研制成用于火星探测的能自动修复计算机；开发出具备容错能力的类脑计算机，研制使用热能的“声子”计算机。
计算机研制和应用的其他新成果：发明一种有望提高计算机性能的新技术，研发声控计算机界面的思路与方法，开发出把计算机芯片缺陷变为优势的新技术，开发出基于热映像的图像分割算法；开发出预测天气的高精度计算机模型，建成首个新陈代谢系统的计算机模型。，研发预测金融风险的计算机语言模型。
处理器与控制器的新进展：推出移动多媒体处理器，发布“蓝色安全”处理器硬件加密技术，推出采用动态口令的音频数字信号处理器，开发运算能力强大的单磁通量子微处理器，实现运算速度赶超的中央处理器，研制出世界首个固态量子处理器，推出世界首块可编程纳米处理器，发现短脉冲加热可使硬盘信息处理速度飙升；推出16位数字信号控制器，推出90纳米32位微控制器，研制支持多种存储接口的单芯片USB/内存联合控制器，开发出内置语音合成芯片的微控制器。
存储器及其相关技术的新进展：发明让电脑一秒开机的新型存储器，开发出速度最快的图形存储器，研制出新一代存储器原创技术，开发出生物半导体存储器，研制出柔性聚合物存储器，研制出能存储三位数值的纳米线存储器，开发出可大幅降低电子设备待机能耗的存储器，率先量产20纳米级动态存储器，研制新型非易失性铁电存储器，研制出有望突破网速瓶颈的光子存储器；利用染料开发新型信息存储材料，推出可保存数据10亿年的存储芯片，研制出整合慢速内存与快速内存的器件，研发出可确保非易失性存储器安全的加密硬件；开发出提供巨大存储空间的纳米存储技术，开发出大幅度降低存储器待机能耗的技术，研发出下一代铁电随机存储技术，推出新一代重复存储数据删除管理方法，发明多位相变存储技术。
驱动器及其硬盘技术的新进展：使用模式媒体存储技术制造高密度硬盘驱动器，开发出容量最大的外置硬盘驱动器，日计划研发下一代大容量硬盘驱动装置；推出突破垂直存储技术的高密度硬盘，发布世界首款1TB容量外置硬盘，开发出提高硬盘性能的最小硬盘磁头；刷新计算机内部数据传输速度纪录的新技术，研制出大幅提高硬盘存储密度的新技术，推出高容量硬盘的垂直刻录技术，利用激光改变硬盘磁性，发现食盐可将硬盘存储空间增大6倍。
输入与输出设备的新进展：发明多文字电脑键盘，推出可记录一切的神奇输入笔，开发出帮助视觉障碍患者读盲文的输入识别设备；开发出用眼睛来控制电脑光标的“瞳孔鼠标”，推出单片光电鼠标集成电路系列产品，发明透过红外线感应来操纵计算机的“隐形鼠标”，开发用多个鼠标连接一台电脑的共享技术；发明用嘴控制的电脑外接设备，发明通过眼睛操作的系统，研制用做手势取代“触摸屏”的新技术；研制头部安装电极接收脑电波的输入系统，发明把意识显示在屏幕上的输入处理系统，发明与人脑结合的计算机信息输入系统，研制出利用脑电波输入并控制计算机的装置，发明皮层脑电图信息输入装置，研制出以思维输入方式控制计算机的装置；研制出体积比信用卡略大的便携扫描仪，开发出复制壁画等绘画类文物的专用扫描仪；开发出便携式同声传译系统，发明新型自动同声翻译器；研制出防伪紫外线墨水卡片打印机。
计算机部件与设备的其他新成果：实验成功用于电脑芯片冷却的离子风电机系统，开发新型不间断电源。
计算机软件系统的新进展：首次展示“视窗8”操作系统；开发可让闪存替代随机存储器的软件；发明让黑白电影变彩色的电脑染色软件，开发新的动画制作软件；设计能让计算机学会“后悔”的新程序 。
计算机安全与保密软件的新进展：开发出防病毒的及时拒绝非法访问新软件，开发出化解“火焰”电脑病毒的杀毒软件；开发出可自动识别电子邮件撒谎的软件，研制成手掌静脉电脑认证装置。
通信软件的新进展：推出软件无线电应用解决方案；联手打造娱乐手机软件，发布新款移动阅读软件。
应用软件的新进展：开发出可追踪活细胞内蛋白质运动的新软件，研制出依据植物声波识别其物种属类的软件，开发出可识破论文抄袭的软件，开发出研究股票交易的人工模型软件；开发出虚拟现实青蛙解剖的软件，开发加强游泳运动员训练的模拟软件；开发纺织工业配色软件，开发出纺织品的“声波纹”软件，推出工业面料设计软件；开发用于微型电动机械系统设计的新软件；研发改进国际太空站机器人系统的新软件；开发无空调建筑的设计软件，研制出温室气体排放的管理软件，研制出防治铁路噪音污染的软件；开发帮助监视器捕捉更多细节的新软件。
第六章人工智能产品与机器人的创新进展
人工智能是以计算机科学为基础的一门新兴学科，同时又是一门高度综合、高度复杂的交叉学科。它的理论源泉主要来自计算机理论、心理学和哲学。但其研制技术和应用方法涉及的知识，除了三大理论源泉外，还包括信息论、系统论、控制论、统计学、自动化、仿生学、生物学、数理逻辑、语言学、物理化学、医学和材料学等多门学科。该学科的目标，是通过分析智能的各种表现形式而了解其本质，同时制造出一种能以人类智能相似方式处理和解决问题的智能机器。人工智能研究范围很广，产品很多，而机器人则是其核心产品和典型代表。本章主要分析，国外近年在人工智能产品与机器人领域出现的创新活动和进展状况。
识别与处理系统的新进展：推行面部细节存入内置芯片的生物识别护照，开发出快速完成面部检测的新技术，开发出三维面部识别技术，启用机场护照自动识别系统；研究耳部识别身份的方法，开发出虹膜图像分割算法识别系统，开发对人进行视觉感知的智能识别系统，研发出高灵敏气体识别系统。
智能机器设备的新进展：合作开发模仿人类大脑的计算机模型，研制成“模拟病人”的智能仿真计算机，研制出下跳棋永不会输的智能计算机，研制模拟人脑具有思维的认知计算机，研制模仿大脑工作的神经计算机，研制出世界上最接近人工智能的机器；研究能够感知人类情绪好坏的新型电脑，研制出能够识别人类情绪的电脑；研制出能进行自我复制的智能机器，开发能自己组装的智能机器椅；发明可用大脑意念控制的电脑手，开发出可用意念控制轮椅的智能装置；推出虚拟人物身处实景的交互式智能游戏，研制宇宙飞船人工智能控制系统。
人工智能材料和部件的新进展：开发出可制成智能仿真皮肤的震荡胶；开发出把脑细胞与硅电路相连接的“神经芯片”。
模仿人类行走机器人的新进展：研制出能以人类步伐直立行走的机器人，研制出可以模仿人类上下自如行走的机器人，推出使用燃料电池的双足行走机器人，开始研制可正常奔跑的机器人，研制出全球速度最快的双腿机器人，研制出像真人一样双腿直立行走的机器人；制成会弹跳的机器人腿设备，研制能够模拟人类走路步态的机器人腿设备。
模仿人类思维与情绪机器人的新进展：开发出拥有最原始大脑的机器人，研制出能区分自身和他人的具有自我意识机器人，研制出可识别自己并理解他人意图的机器人，研发具有类似人的身体和认知能力的机器人，研发能看懂人类手势的人工智能机器人，研发能判断人类意图的机器人，研制出可识别镜中自己的新奇智能机器人；研制能用像人一样的眼睛看人的机器人，开发出可在嘈杂环境中识别人声的机器人，研制出能辨别空气成分的反恐抢险机器人，制成能准确辨别数十种食物的“味觉”机器人，研制出能够感知人体体温的救援机器人，开发出通过敲打振动检查下水道系统的机器人，研制出“动态平衡”机器人，制成能测出病人痛感的医用机器人；研制出能模仿人类简单动作并富有表情的机器人；发明会做多种表情的“爱因斯坦”机器人；设计出可显示个性特征的机器人。
模仿人类行为方式机器人的新进展：研制能够自动与身边物体互动的婴儿机器人，研发智能儿童机器人；研制出世界首个有语言学习能力的机器人，研发“学习型机器人”；研制能玩“石头剪刀布”游戏的机器人，研制成功高速反应的机器人接球手，研制出会打棒球的机器人；开发出能模拟别人行为的机器人，研制可以与人类进行正常互动行为的类人机器人；研制出可自找插座充电的机器人；研制出懂得谦虚礼让行为的机器人。
模仿动物机器人的新进展：模仿动物大脑机制研发出“混沌”机器人，模仿动物觅食机制开发吃昆虫产生能量的机器人。模仿蜜蜂视觉系统特征研制视觉机器人，并开发可以产生三维画面的机器人立体视觉系统。模仿毛毛虫蜷缩伸展自如的体貌特征，研制可担当重任的毛毛虫机器人。模仿动物行走方式研制出用健壮八肢走路的 “蝎子机器人”，能在水面行走的黾机器人，用猴子行走信息遥控的机器人。模仿动物攀爬方式研制出可自由攀爬粗糙墙面的“蜘蛛”机器人，可沿天花板爬行的壁虎机器人，能在斜面或垂直表面上稳定移动的机器人，可沿垂直墙面爬行的机器人。模仿动物飞行方式研制像昆虫一样飞行的微型机器人，像蝙蝠一样摇摆飞行的机器人。模仿蟑螂群体生活习性，研制当“卧底”的蟑螂机器人。
工业机器人的新进展：开发出接近人类手臂动作的产业机器人，开发能提高涂装档次的新一代涂装机器人；研制出生产液晶显示器等产品的工业机器人，研制出可用在微电机上的超微型机器人，研制出运用3D打印技术进行自我复制的机器人；发明可以建造整体房屋的机器人，研制出适于户外作业受伤后可自行调整的机器人；研制出装有激光制导手臂的挤牛奶机器人。
服务机器人的新进展：制造出能授课的教师机器人，研制出会点名布置作业的教师机器人；研制成能帮助盲人导购的机器人助手，开发出可为商场中迷路顾客引路的机器人，开发出能能商场和博物馆当向导的机器人，推出可在商店当模特的机器人；研制出用于儿童监护的语音识别机器人，研制成不像人形却有人性的机器人管家，研制能和主人交流的家用机器人，开发清除住宅白蚁的机器人，研制可像壁虎倒挂天花板上打扫卫生的机器人，研制出能两腿行走做家务的机器人；研制出能陪外地来宾聊天的高智能机器人，研制出在办公楼担任接待任务的机器人；开发出用于室外监视的警卫机器人，研制出能盘问10米内来客的卫兵机器人，开发在社区做清洁卫生工作的机器人。
医用机器人的新进展：研制成世界首台外科手术机器人，研发嵌入式脑外科手术机器人获得重大突破；制成像蛇一样在血管中游到患处放药的机器人，研制出直径1毫米可进入血管的机器人，研制出可钻入动脉清除阻塞物的微型机器人，研制由血管进入人体动手术的微型“机器人医生”；研制肠道蛔虫机器人，研制出能在人的脊椎里穿行的微型机器人；研制成用粘菌控制的微型机器人，研制以细菌驱动可进入人体的微型机器人，研制出能取肌体组织的微型机器人，发明可在心脏表面爬行做手术的机器毛虫；开发出可背残疾人攀登台阶的两足机器人，开发出帮助上肢残疾者生活自理的机器人手臂，帮助中风患者康复的机器人；研制可采集血样为人打针的机器人护士，开发出夜间睡眠呼吸暂停感知机器人。
水下机器人的新进展：研制出用来研究海洋气候变化的浮球机器人；研制用于水下勘察探测的螃蟹机器人，发明定点悬浮式潜水机器人，研制能赴1.1万米海洋最深处探秘的机器人，开发探测深海稀有金属的机器人。
军用与航天机器人的新进展：研制可充当间谍的微型“苍蝇机器人”，研制纳米“仿生大黄蜂”的杀手机器人，研制动作与真蛇相似的高科技武器机器蛇；研制出可充气的足球机器人火星漫游车，研制用于月球探测的“蜘蛛机器人”。
抢险救灾机器人的新进展：制成能用于受灾现场救援的蜘蛛机器人，研制出能自动跳过障碍物的救灾机器人，发明能从建筑物废墟中找到幸存者的蛇型机器人；研制可执行搜救任务的微型“变形金刚”式机器人，研发出有望用于救援工作的“蜂鸟机器人”，研制出可执行救援任务的微型飞行机器人；开发出能进入充满毒气和放射性物质场所的机器人，研制出改进型核事故处理机器人，研制出身形似蛇的消防机器人，开发出廉价排雷机器人。
第七章广播电视与通讯网络的创新进展
广播、电视与通讯网络都是传播媒介。广播以无线电波或导线为载体，进行声音传播。电视以无线电波或导线为载体，同时传播声音和图像。由于广播与电视传递信息采用相同载体，使用技术和方法也有许多相似之处，因此有人把两者合二为一，统称为广播。通讯网络传播信息时，不管凭借有线载体还是通过无线载体，都需要经过传输、交换和终端三道环节。另外，现代通信网络，还包括近年迅猛发展的互联网。本章主要分析，国外在广播电视与通讯网络领域开展的创新活动及进展状况。
音频器材与相关设备的新进展：研制出一种可定向传送声音的音束系统，研制出1.6W单通道音频放大器，推出多通道音频数模转换器；发明一种平面超薄韧性扬声器，研制出集成DAB/DMB接收器的RF调谐器，开发出具备扬声器功能的屏幕，研制出会唱歌的画板。
视频器材与相关设备的新进展：推出高精度多媒体编解码器，研制出采用分层编码方式的视频软件编解码器，视频压缩技术选入国际标准，推出视频高清监测仪，实现数字化智能视频监控，推出提供专业级视频广播的六款串行数字接口，展示全球第一款个人视频转播设备；制成方糖大小的投影仪。
摄像设备及其影像技术的新进展：采用蓝光技术生产摄像机，开发出新型夜间摄像仪，开发出每秒百万帧图像的高速摄像机，研制出可捕获子弹飞行的高速摄像机，研制出数码硬盘摄像机，研制让夜色更多彩的超晶格摄像机；研制出辅助静脉注射的摄像机，研制快速量体温的红外摄像机，发明用于医学研究的超高速摄像机；开发出防止用摄像机在影院偷拍电影的“电子水印”，开发出使电影院中偷拍影片报废的红外线装置；用3D虚拟立体空间影像技术设计新车。
电视机及其控制器的新进展：成功开发65英寸液晶电视机，推出中端液晶电视机单片解决方案，研制带硬盘的液晶电视机，碳纳米管将进入大屏幕液晶电视机，推出同类产品最高能源效率的液晶电视机；成功延长有机发光二极管电视机寿命，推出超薄有机发光二极管电视机，着手研制大尺寸的有机发光二极管电视机；推出面板性能大幅提高的等离子电视机，发布新款等离子电视机，开发出超薄型等离子电视机，推出世界最大三维高清等离子电视机；研制出看电视可闻剧中气味的气味电视机，研发比目前市面高33倍的超高清电视机，推出新款智能电视机ES8000 。发明一下能关千台电视机的大规模电视机遥控器，开发出用眼睛遥控电视机的新技术，发明用眨眼操控的电视遥控器。
增强手机通信功能的新进展：研制出首款智能手机操作系统，联合研发塞班系统的智能手机，开发出实现手机和电视融合的数字芯片，制成配置动作控制传感芯片的感应手机，把手机数据传输速度提高10倍，开发出用于手机的光学字符识别软件，推出固网与移动融合的蓝牙无绳GSM手机，制成用于降低手机电视成本的“智能分割”数字编码芯片，推出用于高端移动设备的多媒体处理器，制成满足多媒体应用需要的多片封装手机闪存，推出车用蓝牙手机通讯模块，推出新一代iPhone手机，推出内置新版微软移动视窗的智能手机，推出双导航系统的手机，推出适应4G通信的新款智能手机；开发手机为盲人和游人引路的功能，开发3G手机具有银行卡的功能，开发手机可测试血液酒精浓度的功能，开发手机能当门钥匙的功能，开发手机遥控电脑系统的功能，开发手机可欣赏完整电影的功能，开发手机具有电子车票和打折卡的功能，开发手机具有回收时能自动解体的功能，开发老年人手机机主跌倒可自动求救的功能，研发手机具有显微镜的功能，开发出基于手机应用功能软件的楼宇内部定位系统；研制出耐用坚固的手机镁金属外壳，研制电量是常规锂电池10倍的手机发电机，推出新型蓝牙立体声耳机的构建模块，全球手机通用充电器技术获批准；开发出以软件升级并支持3G标准的手机基站；研究发现长时间使用手机可能会损伤眼睛；开发出可播放电视节目的手机视频新技术，开发基于多输入多输出的高速分组接入技术，研制出手机使用密钥技术，研制出嵌入式手机安全技术，启动手机简化技术研究，着手开发智能手机加密技术。
通信设备与通信系统的新进展：发明能捕捉可见光信号的天线，研制可提高信号接收质量的变形天线，开发成本生产的无线标签天线，等离子天线技术研发日趋成熟，研制出负折射率等离子纳米天线；推出用于通信线路的微电容瞬变避雷器件，推出世界首款保护卫星机顶盒低噪块稳压器的产品；研制出背包大小的单兵雷达，开发出可视电话软件，发明飞机上可随意打电话的通信服务器，推出世界上首个有线无线电话集成设备，开发以电视电话为基础的“视频呼叫中心”系统，开发固定无线通信系统；研制出体积最小的移动卫星通信系统，研制出用于救援行动的应急小型卫星通信站；开发出“手腕通信”系统。
通信技术的新进展：开发出世界最快光通信技术，创下每秒传输1G字节的无线传输记录的新技术，创造聚合光纤数据传输速度新纪录，开发网格FTP协议高速数据传输新技术，创造可见光通信数据传输纪录的新技术，研制用铁块无线传输信号和能量的技术，创造量子态隐形传输纪录的新技术；开发能看穿墙壁“透视眼”的超级宽带技术。
网络设备与网络工具的新进展：开发为下一代无线网络铺平道路的带状光束放大器，研发出新型移动路由器，开发出新型蜂窝网络回程系统装置，研制出工业设备与互联网相联接的终端机，利用硅技术开发全球微波互联接入基站功率放大器，推出传输高保真影像的塑料光纤和以太网收发器；发明一种新型网络资源搜索引擎，发明可搜索假冒产品的数码图片水印软件，开发出可助网络搜索的脸型识别软件，开发出网络语音翻译系统
网络及传输平台建设的新进展：推出全球首款无线城域网，打造全球首个全城无线传感器网络，计划构建卫星网络，计划建立微波存取全球互通网络；着手研制互联网高速传输平台。
网络安全系统建设的新进展：研制出首个量子密码通信网络，研发出“不可破译”的量子密码，研制出量子密码分发系统样机，建成最大量子密钥分布网络；研制出自动检测网络安全问题的系统监测软件，利用声音监测网络异常的新技术；开发出绝对保密电子邮件系统，研制出可保护敏感商业信息的隐形电子邮件；研制出防止移动电子设备被盗用的步态识别技术，向“网络中毒”宣战。
网络技术及其应用的新进展：开发出可通过互联网传送香味的新技术，开发用网络传输高清晰度电视图像的新技术，开发网速将会提高千倍的新技术，开发出高保真光纤传输技术，开发一秒内下载高清晰电影的高速网络技术，研制出网页浏览加速技术，首次研制出全双工无线网络技术，开发可大大提高移动自组织网效率的新方法；研制出能通过网络实现自动抄表的新电表，利用网络技术推出学生行踪安全报告系统，研制可与4颗国际卫星联络的全球定位运动鞋，推行新型网络教育机制。
