Mikroelektronika

A mikroelektronika az elektronikának  egy olyan alszaka, amely olyan elektronikai alkatrészek tanulmányozásával és gyártásával foglalkozik, amelyek jellemző elemeinek geometriai méretei legfeljebb néhány mikrométer [1] .

Általános információk

Az ilyen eszközöket általában félvezetőkből és félvezető vegyületekből állítják elő fotolitográfiával és doppingolással . A hagyományos elektronika legtöbb alkatrészét: ellenállásokat , kondenzátorokat , induktorokat , diódákat , tranzisztorokat , szigetelőket és vezetőket  is használják a mikroelektronikában, de már miniatűr eszközök formájában integrált kivitelben .

A digitális integrált áramkörök többnyire tranzisztorokból állnak. Az analóg integrált áramkörök ellenállásokat és kondenzátorokat is tartalmaznak. Az induktorokat magas frekvencián működő áramkörökben használják.

A technológia fejlődésével az alkatrészek méretei folyamatosan csökkennek. A komponensek nagyon magas fokú integrációja és ezért az egyes komponensek nagyon kis mérete miatt nagyon fontos az elemek közötti kölcsönhatás problémája - parazita jelenségek. A tervező egyik fő feladata a parazita szivárgások hatásának kompenzálása vagy minimalizálása .

A mikroelektronikának vannak olyan területei, mint az integrál és a funkcionális [2] . Különösen fontos a mikrohullámú mikroelektronika, amely a mikrohullámú mikroáramkörök tanulmányozásával és fejlesztésével foglalkozik. Az ilyen áramkörökben általában heterojunkciós és szilíciumchipeket is használnak, amelyeket filmpasszív infrastruktúrával rendelkező dielektromos hordozókra (kondenzátorok, ellenállások stb.) szerelnek fel . a nyomtatási módszert aktívan használják [4] .

Történelmi megjegyzések

Körülbelül az 1940-es évek végén - az 1950-es évek elején az elektronikai berendezések készítői és beszállítói a következő prioritásokat határozták meg termékeik fejlesztése érdekében: heterogén független elemek egyesítése egységes modulokká, költségcsökkentés, megbízhatóság növelése, tömeggyártás és automatikus telepítés biztosítása elektronikus berendezések gyártása. Más szóval, felismerték a modern mikroelektronika [4] szükségességét .

Úgy gondolják, hogy története formálisan 1958-ban kezdődött, amikor Jack Kilby feltalálta az integrált áramkört [3] . Az 1960-as évek elején a Texas Instruments és a Westinghouse elkezdett integrált műveleti erősítőket kínálni , majd 1962- ben az RCA laboratóriumában létrehozták az első MOS chipet [5] . A mikroáramkörök egyre bonyolultabbá válása vezetett 1965-ben a Moore-törvény megfogalmazásához, amely kimondta, hogy az áramkört alkotó tranzisztorok számának meg kell duplázódnia állandó időlépéssel. A mikroelektronika fejlődésének első évtizedében (1960-tól 1970-ig) ez a lépés körülbelül egy évnek felelt meg, majd kismértékben másfél-két évre emelkedett. Az exponenciális növekedés eredményeként 2010-re az egy chipen lévő tranzisztorok száma elérte az egymilliárdot, a szilíciumhordozó mérete az 1960-as 75 mm-ről 2001-re 300 mm-re nőtt, az áramkörök sebessége négy nagyságrenddel nőtt, és egy logikai elem kapcsolónkénti energiafogyasztása több mint egymilliószorosára csökkent. A szilícium mellett más elemeket is elkezdtek használni a mikroáramkörök gyártásához, például az A III B V csoportba tartozó vegyületeken. A tudományos bajnokság ebben az irányban Zhores Alferov orosz fizikusé, aki Herbert Kroemerrel és Jack Kilbyvel együtt 2000-ben megkapta a fizikai Nobel-díjat "félvezető heterostruktúrák fejlesztéséért, valamint nagy sebességű opto- és mikroelektronika létrehozásáért". alkatrészek." Jelenleg az Orosz Tudományos Akadémia számos tudományos és műszaki csoportja és intézménye folytat kutatási munkát az orosz mikroelektronika területén , például a Félvezetőfizikai Intézet , a Fizikai és Technológiai Intézet , az A. F. Ioffe Physical és Műszaki Intézet , Mikroszerkezetek Fizikai Intézete , Rádiótechnikai és Elektronikai Intézet [ 3] .

2008-ban Oroszország új gyártási technológiákba kezdett 180-130 nm-es minimális méretű mikroelektronikai áramkörök esetében, majd 2010-ben a minimális méretet 90 nm-re csökkentették [3] . Ennek ellenére 2019. február 18-án Dmitrij Medvegyev orosz miniszterelnök megjegyezte, hogy a hazai mikroelektronika komoly lemaradásban van, és függ a külföldi beszállítóktól. Ezzel kapcsolatban további támogatást ígért az iparnak, hangsúlyozva ennek a kérdésnek a különös jelentőségét, mivel ez "nagyrészt az ország biztonságához kapcsolódik" [6] . 2019. december 10-én Jurij Boriszov , az Orosz Föderáció miniszterelnök-helyettese kijelentette, hogy Oroszországnak nincs saját ipari bázisa a mikroelektronika tömeggyártására [7] .

2020 januárjában az Orosz Föderáció kormánya jóváhagyta az "Orosz Föderáció elektronikai iparának fejlesztési stratégiáját a 2030-ig tartó időszakra" [8] . A tervek szerint 2030-ra a termelés teljes mennyisége legalább 5,2 billió lesz. rubel, a polgári elektronikai cikkek részesedése a teljes termelési mennyiségben legalább 87,9%, a hazai elektronikai cikkek részesedése a hazai piacon legalább 59,1%, az elektronikai cikkek exportja legalább 12 020 millió USA-dollár értékű lesz [9] [ 10] .

Lásd még

• gyár nélküli cég
• Félvezető
• félvezető anyagok
• Félvezetők
• sík technológia
• Technológiai folyamat az elektronikai iparban
• Mikrotechnológia

Jegyzetek

1. ↑ Mikroelektronika // Nagy enciklopédikus politechnikai szótár . – 2004. (Orosz)
2. ↑ Efimov I. E., Kozyr I. Ya., Gorbunov Yu. I. Mikroelektronika: Tervezés, mikroáramkörök típusai, funkcionális mikroelektronika. - 2. kiadás - M . : Felsőiskola, 1987. - S. 9-10. — 60.000 példány.
3. ↑ 1 2 3 4 Mikroelektronika  / A. A. Orlikovskiy // Great Russian Encyclopedia  : [35 kötetben]  / ch. szerk. Yu. S. Osipov . - M .  : Nagy orosz enciklopédia, 2004-2017.
4. ↑ 1 2 Yu. Nosov. A mikroelektronika születéséről. A legnagyobb tudományos és műszaki forradalom és modernitás  // Elektronika: Tudomány, technológia, üzlet: folyóirat. - 2015. - T. 144 , 4. sz . - S. 118-128 . — ISSN 1992-4178 . (Orosz)
5. ↑ A mikro áttörés // Ancyclopaedia of the History of Technology  (angol) / Ian McNeil. - London: Routledge, 1990. - P. 705. - ISBN 0-203-19214-1 .
6. ↑ A hazai mikroelektronika állami támogatást kap . Gazdaság és élet. Letöltve: 2019. február 19. Az eredetiből archiválva : 2019. február 20. (Orosz)
7. ↑ A kormány kijelentette, hogy Oroszországban nincs saját elektronikai gyártás . Letöltve: 2019. december 11. Az eredetiből archiválva : 2019. december 11. (határozatlan)
8. ↑ Elfogadták az Orosz Föderáció elektronikai iparának fejlesztési stratégiáját a 2030-ig tartó időszakra . Letöltve: 2021. április 10. Az eredetiből archiválva : 2021. április 10. (határozatlan)
9. ↑ Az Orosz Föderáció kormányának 2020. január 17-i 20-r számú rendelete . Letöltve: 2021. április 10. Az eredetiből archiválva : 2021. szeptember 7.. (határozatlan)
10. ↑ Alexander Mechanic Utunk egy új iparosítás // Szakértő , 2021, 15. sz. - p. 46-51

Irodalom

• Avaev N. A., Naumov Yu. E., Frolkin V. T. A mikroelektronika alapjai. - M . : Rádió és kommunikáció, 1991. - 288 p. — 70.000 példány.  - ISBN 5-256-00692-4 .
• Buzaneva EV Integrált elektronika mikrostruktúrái. - M . : Rádió és kommunikáció, 1990. - 304 p. - 5400 példány.  - ISBN 5-256-00419-0 .
• Volkov V. M., Ivanko A. A., Lapiy V. Yu. Mikroelektronika. - K . : Technika, 1983. - 258 p. — 20.000 példány.
• Efimov I. E. , Kozyr I. Ya., Gorbunov Yu. I. Mikroelektronika: Fizikai és technológiai alapok, megbízhatóság. - M . : Felsőiskola , 1986. - 464 p.
• Kolesov LN Bevezetés a mérnöki mikroelektronikába. - M . : Szovjet rádió, 1974. - 280 p. — 20.000 példány.
• Shchuka A.A. Elektronika. - Szentpétervár. : BHV-Petersburg, 2008. - 752 p. - ISBN 978-5-9775-0160-6 .

Szótárak és enciklopédiák	Nagy orosz Britannica (online) Universalis
Bibliográfiai katalógusokban BNF : 11940133x GND : 4039207-7 J9U : 987007531509105171 LCCN : sh85084822 NDL : 00567394 NKC : ph122849