Mikroelektronik är en underavdelning av elektronik förknippad med studier och produktion av elektroniska komponenter med geometriska dimensioner av karakteristiska element i storleksordningen flera mikrometer eller mindre [1] .
Sådana enheter tillverkas vanligtvis av halvledare och halvledarföreningar med hjälp av fotolitografi och dopning . De flesta av komponenterna i konventionell elektronik: motstånd , kondensatorer , induktorer , dioder , transistorer , isolatorer och ledare används också i mikroelektronik, men redan i form av miniatyrenheter i integrerad design .
Digitala integrerade kretsar består till största delen av transistorer. Analoga integrerade kretsar innehåller också motstånd och kondensatorer. Induktorer används i kretsar som arbetar vid höga frekvenser.
Med teknikens utveckling minskar komponenternas dimensioner ständigt. Med en mycket hög grad av integration av komponenter, och därför med mycket små storlekar av varje komponent, är problemet med interelementinteraktion mycket viktigt - parasitfenomen. En av designerns huvuduppgifter är att kompensera eller minimera effekten av parasitläckor .
Det finns sådana områden inom mikroelektronik som integral och funktionell [2] . Av särskild betydelse är mikrovågsmikroelektronik, som handlar om studier och utveckling av mikrovågsmikrokretsar. Som regel används både heterojunction- och kiselchips i sådana kretsar, som installeras på dielektriska substrat med en passiv filminfrastruktur (kondensatorer, resistorer, etc.) [3] I kraftmikrovågselektronik, tjockfilmsteknologier baserade på skärmen utskriftsmetoder används aktivt [ 4] .
Ungefär vid slutet av 1940-talet - början av 1950-talet identifierade skaparna och leverantörerna av elektronisk utrustning följande prioriteringar för att förbättra sina produkter: att kombinera heterogena oberoende element till enhetliga moduler, minska deras kostnader, öka tillförlitligheten, säkerställa massproduktion och automatisk installation i produktion av elektronisk utrustning . Med andra ord insågs behovet av det som skulle bli modern mikroelektronik [4] .
Man tror att formellt dess historia började 1958 med uppfinning av den integrerade kretsen av Jack Kilby [3] . I början av 1960-talet började Texas Instruments och Westinghouse erbjuda integrerade operationsförstärkare , och 1962 skapades det första MOS -chippet i RCA -laboratoriet [5] . Den ständigt ökande komplexiteten hos mikrokretsar ledde 1965 till formuleringen av Moores lag, som slog fast att antalet transistorer som utgör en krets skulle fördubblas vid ett konstant tidssteg. Under det första decenniet av utvecklingen av mikroelektronik (från 1960 till 1970) var detta steg lika med ungefär ett år, sedan ökade det något till ett och ett halvt till två år. Som ett resultat av exponentiell tillväxt nådde antalet transistorer på ett enda chip en miljard år 2010, storleken på kiselsubstratet ökade från 75 mm 1960 till 300 mm 2001, kretsarnas hastighet ökade med fyra storleksordningar, och strömförbrukningen per switch för ett logikelement minskade med mer än en miljon gånger. Förutom kisel började andra element användas som grund för produktion av mikrokretsar, till exempel baserade på föreningar i grupp A III B V. Det vetenskapliga mästerskapet i denna riktning tillhör den ryske fysikern Zhores Alferov , som tillsammans med Herbert Kroemer och Jack Kilby fick Nobelpriset i fysik 2000 för "utvecklingen av halvledarheterostrukturer och skapandet av höghastighetsopto- och mikroelektroniska komponenter." För närvarande är ett antal vetenskapliga och tekniska team och institutioner vid den ryska vetenskapsakademin engagerade i forskningsarbete inom området rysk mikroelektronik , till exempel Institute of Semiconductor Physics , Institute of Physics and Technology , A. F. Ioffe Physical och Technical Institute , Institute of Physics of Microstructures , Institute of Radio Engineering and Electronics [3] .
2008 började Ryssland investera i ny tillverkningsteknik för mikroelektroniska kretsar med en minimistorlek på 180-130 nm, och 2010 reducerades minimistorleken till 90 nm [3] . Icke desto mindre, den 18 februari 2019, noterade Rysslands premiärminister Dmitrij Medvedev att inhemsk mikroelektronik släpar efter och är beroende av utländska leverantörer. I detta avseende lovade han industrin ytterligare stöd, och betonade den särskilda betydelsen av denna fråga på grund av det faktum att den "till stor del är relaterad till landets säkerhet" [6] . Den 10 december 2019 uttalade Ryska federationens vice premiärminister Yuri Borisov att Ryssland inte har sin egen industriella bas för massproduktion av mikroelektronik [7] .
I januari 2020 godkände Ryska federationens regering "Strategi för utvecklingen av Ryska federationens elektroniska industri för perioden fram till 2030" [8] . Det är planerat att den totala produktionsvolymen år 2030 ska vara minst 5,2 biljoner. rubel, andelen civil elektronik i den totala produktionsvolymen kommer att vara minst 87,9%, andelen inhemsk elektronik på den inhemska marknaden kommer att vara minst 59,1%, elektronik värd minst 12 020 miljoner US-dollar kommer att exporteras [9] [ 10] .
Ordböcker och uppslagsverk | ||||
---|---|---|---|---|
|