微电子技术应用实例及应用领域分析

采集侠 2019-09-24 15:23:50 104

  一、什么是微电子技术

  微电子技术是在电子电路和电子系统的超小型化及微型化过程中逐渐形成和发展起来的,以集成电路为核心的电子技术。

  二、微电子技术的特征

  微电子技术是在传统的电子技术基础上发展起来的。之所以称之为“微电子”,顾名思义就是由于它是在微小的范畴内的一种先进技术,其特征是“四微”:

  ①它对信号的加工处理是在一种固体内的微观电子运动中实现的;

  ②它的工作范围是固体的微米级甚至晶格级微区;

  ③对信号的传递交换只在极微小的尺度内进行;

  ④它的容积很大,可以把一个电子功能部件,甚至一个子系统集成在一个微型芯片上。总之,微电子技术是指在几乎肉眼看不见的范围内进行工作的一种独特而神奇的特种技术。

微电子技术应用实例及应用领域分析

  三、微电子技术发展的影响

  由于集成电路实现了材料、元件和电路的一体化及设计和工艺的一体化,大大简化了传统电子设备的制作工艺和成本,也使电子设备的小型化、高可靠性成为可能。在集成电路出现以来的40多年间,其集成度以每3年翻两番的速度快速增加,从而推动了微电子技术的迅猛发展,对人类社会的生产、生活产生了极其深远的影响。

  首先,微电子技术的发展,特别是大规模和超大规模集成电路的出现,引起了计算机技术的革命性变革,促进了计算机在各行各业的应用,推动了新技术革命的迅猛发展,引起了人类社会的深刻变化。

  其次,微电子技术的发展,使集成电路可以低成本、高效率大批量生产。由于集成电路所具有的体积小、重要轻、可靠性高、能耗省等独特优点,它已广泛应用于国防、文化、教育、卫生、交通运输、邮电通信、经济管理和各种消费类电子产品中。目前,它对电子产品的渗透率接近100%,成为现代信息社会的细胞。

  再次,微电子技术已经成为发展科学技术、促进经济发展、推动信息化社会进程、加强军事实力、提高医疗水平的关键性基础技术。微电子技术的发展水平和发展规模已经成为衡量国家经济实力和技术进步的重要尺度,是一个国家综合国力的具体表现。

微电子技术应用实例及应用领域分析


  四、微电子技术应用领域   1、小型化集成系统

  微电子学给人类带来了半个世纪的繁荣。目前国际上集成电路生产线已普遍采用8圆片,0.35um工艺。我国集成电路集成电路的大生产水平发展也很快。1995年已经达到了6‘1.2um的水平,IC产量到2000年可望达到年产10亿块。1995年4月,中科院微电子中心已开发出0.8um的CMOS工艺,在5.0×5.7mm 面积上集成了26000只晶体管、输出管脚数为72,制成了通用的模糊控制集成块。

  2、高密度电子组装技术

  集成电路IC实际上完成了芯片级的电子组装,有着极高的互联密度。那么,能不能将高集成鹊胨SI/VLSI/ULSI(大规模/超大规模/特大规模集成电路)和ASIC/FPGA/EPLD(专用IC/现场可编程门阵列/电可擦除可编程的逻辑器件)等组装在一起实现集成电路的功能集成呢?这就是SMT(表面安装技术)、HWSI(混合大圆片规模集成技术)和3D(三维组装技术)。这些技术,推动着电子设备和产品继续向薄轻短小发展,在片状元件的小型化和自动安装设备所能处理的元件尺寸已濒临极限的今天,起着关键的作用。进入90年代,代表性技术则轮到了MCM,人称多芯片组装时代,到2000年即下世纪初,将是WSI/HWSI/3D时代!WSI是将复杂的电子电路集成在一个大圆片上。将IC芯片,MCM和WSI进行三维迭装的3D组装突破了二维的限制,使组装密度更上一层楼。

  3、纳米电子学

  近几十年来,电子计算机已历经了几代的更迭,而代代更迭都是以存储或处理信息的基本电子学单元的尺度变化为标志的。从80年代开始,科学家开始探索特征尺寸为纳米量级的电子学,纳米电子学主要研究以扫描隧道显微镜为工具的单原子或单分子操纵技术。这些技术都有可能在纳米量级进行加工,目前已形成纳米量级的、信息存储器,存储状态已维持一个月以上,希图用此技术去制作16GB的存储器。德国的福克斯博士等制出了原子开关,达到了比现今芯片高100万倍的存储容量,获得了莫里斯奖。量子力学告诉我们,电子与光同时都具有粒子波的特性,今天的微电子学和光电子器件将缩到。0.1线宽,电子的波动性质再也不能忽视,把电子视为一种纯粹粒子的半导体理论基础已经动摇。这时电子所表现出来的波动特征和拥有的量子功能就是纳米电子学的任务。纳米电子学有更多诱人之处。科学家们已经预言,纳米电子学将导致一场电子技术的革命!

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