Microelectronica

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 3 aprilie 2021; verificările necesită 6 modificări .

Microelectronica  este o subsecțiune a electronicii asociată cu studiul și producția de componente electronice cu dimensiuni geometrice ale elementelor caracteristice de ordinul mai multor micrometri sau mai puțin [1] .

Informații generale

Astfel de dispozitive sunt de obicei produse din semiconductori și compuși semiconductori folosind fotolitografie și dopaj . Cele mai multe componente ale electronicii convenționale: rezistențe , condensatoare , inductoare , diode , tranzistoare , izolatoare și conductori  sunt, de asemenea, utilizate în microelectronică, dar deja sub formă de dispozitive miniaturale în proiectare integrată .

Circuitele integrate digitale sunt formate în mare parte din tranzistori. Circuitele integrate analogice conțin și rezistențe și condensatori. Inductoarele sunt utilizate în circuitele care funcționează la frecvențe înalte.

Odată cu dezvoltarea tehnologiei, dimensiunile componentelor sunt în scădere constantă. Cu un grad foarte mare de integrare a componentelor și, prin urmare, cu dimensiuni foarte mici ale fiecărei componente, este foarte importantă problema interacțiunii între elemente - fenomene parazitare. Una dintre sarcinile principale ale proiectantului este de a compensa sau de a minimiza efectul scurgerilor parazitare .

Există astfel de domenii ale microelectronicii ca integrale și funcționale [2] . De o importanță deosebită este microelectronica cu microunde, care se ocupă cu studiul și dezvoltarea microcircuitelor cu microunde. De regulă, în astfel de circuite sunt utilizate atât cipurile de heterojuncție, cât și de siliciu, care sunt instalate pe substraturi dielectrice cu o infrastructură pasivă de film (condensatori, rezistențe etc.) [3] În electronica cu microunde de putere, tehnologiile cu peliculă groasă bazate pe ecran metoda de imprimare sunt utilizate în mod activ [4] .

Observații istorice

Aproximativ la sfârșitul anilor 1940 - începutul anilor 1950, creatorii și furnizorii de echipamente electronice au identificat următoarele priorități pentru îmbunătățirea produselor lor: combinarea elementelor independente eterogene în module unificate, reducerea costurilor acestora, creșterea fiabilității, asigurarea producției în masă și instalarea automată în producția de echipamente electronice. Cu alte cuvinte, a fost realizată nevoia a ceea ce urma să devină microelectronica modernă [4] .

Se crede că formal istoria sa a început în 1958 odată cu inventarea circuitului integrat de către Jack Kilby [3] . La începutul anilor 1960, Texas Instruments și Westinghouse au început să ofere amplificatoare operaționale integrate , iar în 1962, primul cip MOS a fost creat în laboratorul RCA [5] . Complexitatea din ce în ce mai mare a microcircuitelor a condus în 1965 la formularea Legii lui Moore, care afirma că numărul de tranzistori care alcătuiesc un circuit ar trebui să se dubleze la un pas de timp constant. În primul deceniu al dezvoltării microelectronicii (din 1960 până în 1970), acest pas a fost egal cu aproximativ un an, apoi a crescut ușor la un an și jumătate până la doi ani. Ca urmare a creșterii exponențiale, numărul de tranzistori pe un singur cip a ajuns la un miliard până în 2010, dimensiunea substratului de siliciu a crescut de la 75 mm în 1960 la 300 mm în 2001, viteza circuitelor a crescut cu patru ordine de mărime, iar consumul de energie per comutator al unui element logic a scăzut de peste un milion de ori. În plus față de siliciu, alte elemente au început să fie utilizate ca bază pentru producerea de microcircuite, de exemplu, pe baza de compuși din grupa A III B V. Campionatul științific în această direcție îi aparține fizicianului rus Zhores Alferov , care, împreună cu Herbert Kroemer și Jack Kilby, a primit Premiul Nobel pentru Fizică în 2000 pentru „dezvoltarea heterostructurilor semiconductoare și crearea de opto și microelectronice de mare viteză. componente." În prezent, o serie de echipe și instituții științifice și tehnice ale Academiei Ruse de Științe sunt angajate în activități de cercetare în domeniul microelectronicii ruse , de exemplu, Institutul de Fizică a Semiconductorilor , Institutul de Fizică și Tehnologie , A. F. Ioffe Physical. și Institutul Tehnic , Institutul de Fizică a Microstructurilor , Institutul de Inginerie Radio și Electronică [3] .

În 2008, Rusia a început să investească în noi tehnologii de fabricație pentru circuite microelectronice cu o dimensiune minimă de 180-130 nm, iar în 2010 dimensiunea minimă a fost redusă la 90 nm [3] . Cu toate acestea, la 18 februarie 2019, prim-ministrul rus Dmitri Medvedev a remarcat că microelectronica autohtonă rămâne serios în urmă și depinde de furnizorii străini. În acest sens, el a promis industriei un sprijin suplimentar, subliniind importanța deosebită a acestei probleme datorită faptului că „este legată în mare măsură de securitatea țării” [6] . Pe 10 decembrie 2019, viceprim-ministrul Federației Ruse Iuri Borisov a declarat că Rusia nu are o bază industrială proprie pentru producția de masă de microelectronice [7] .

În ianuarie 2020, guvernul Federației Ruse a aprobat „Strategia de dezvoltare a industriei electronice a Federației Ruse pentru perioada până în 2030” [8] . Este planificat ca până în 2030 volumul total de producție să fie de cel puțin 5,2 trilioane. ruble, ponderea electronicelor civile în volumul total de producție va fi de cel puțin 87,9%, ponderea electronicelor interne pe piața internă va fi de cel puțin 59,1%, electronice în valoare de cel puțin 12.020 milioane de dolari SUA vor fi exportate [9] [ 10] .

Vezi și

Note

  1. ↑ Microelectronics // Big Encyclopedic Polytechnic Dictionary . — 2004.
  2. ↑ Efimov I. E., Kozyr I. Ya., Gorbunov Yu. I. Microelectronics: Design, types of microcircuits, functional microelectronics. - Ed. a II-a. - M . : Liceu, 1987. - S. 9-10. — 60.000 de exemplare.
  3. ↑ 1 2 3 4 Microelectronics  / A. A. Orlikovskiy // Marea Enciclopedie Rusă  : [în 35 de volume]  / cap. ed. Yu. S. Osipov . - M .  : Marea Enciclopedie Rusă, 2004-2017.
  4. ↑ 1 2 Yu. Nosov. Despre nașterea microelectronicii. Cea mai mare revoluție științifică și tehnică și modernitate  // Electronică: Știință, Tehnologie, Afaceri: Jurnal. - 2015. - T. 144 , Nr. 4 . - S. 118-128 . — ISSN 1992-4178 .
  5. ↑ The micro breakthrough // O enciclopedie a istoriei tehnologiei  (engleză) / Ian McNeil. - Londra: Routledge, 1990. - P. 705. - ISBN 0-203-19214-1 .
  6. ↑ Microelectronica domestică va primi sprijin guvernamental . Economie și Viață. Consultat la 19 februarie 2019. Arhivat din original pe 20 februarie 2019.
  7. ↑ Guvernul a declarat absența unei producții proprii de electronice în Rusia . Preluat la 11 decembrie 2019. Arhivat din original la 11 decembrie 2019.
  8. ↑ A fost aprobată Strategia de dezvoltare a industriei electronice a Federației Ruse pentru perioada până în 2030 . Consultat la 10 aprilie 2021. Arhivat din original pe 10 aprilie 2021.
  9. ↑ Ordinul Guvernului Federației Ruse din 17 ianuarie 2020 nr. 20-r . Preluat la 10 aprilie 2021. Arhivat din original la 7 septembrie 2021.
  10. ↑ Alexander Mechanic Calea noastră este o nouă industrializare // Expert , 2021, Nr. 15. - p. 46-51

Literatură

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii