микроэлектроника кратко что такое

Микроэлектроника

Такие устройства обычно производят из полупроводников и полупроводниковых соединений, используя фотолитографию и легирование. Большинство компонентов обычной электроники: резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, диоды, транзисторы, изоляторы и проводник — также применяются и в микроэлектронике, но уже в виде миниатюрных устройств в интегральном исполнении.

Цифровые интегральные микросхемы по большей части состоят из транзисторов. Аналоговые интегральные схемы также содержат резисторы и конденсаторы. Катушки индуктивности используются в схемах, работающих на высоких частотах.

С развитием техники размеры компонентов постоянно уменьшаются. При очень большой степени интеграции компонентов, а следовательно при очень малых размерах каждого компонента, очень важна проблема межэлементного взаимодействия — паразитные явления. Одна из основных задач проектировщика — компенсировать или минимизировать эффект паразитных утечек.

Различают такие направления микроэлектроники, как интегральная и функциональная.

Связанные понятия

Упоминания в литературе

Связанные понятия (продолжение)

Интегра́льная (микро)схе́ма (ИС, ИМС, IC (англ.)), микросхе́ма, м/сх, чип (англ. chip «тонкая пластинка»: первоначально термин относился к пластинке кристалла микросхемы) — микроэлектронное устройство — электронная схема произвольной сложности (кристалл), изготовленная на полупроводниковой подложке (пластине или плёнке) и помещённая в неразборный корпус или без такового, в случае вхождения в состав микросборки.

Источник

Микроэлектроника. Основные понятия и термины

Современный научно-технический прогресс тесно связан с развитием микроэлектроники. Успехи электроники является результатом создания различных по своим свойствам полупроводниковых приборов.

Электроника — наука о взаимодействии электронов с электромагнитными полями и методы создания электронных приборов и устройств, в которых это взаимодействие используется для преобразования электромагнитной энергии, передачи, обработки и хранения информации. Электроника изучает принципы построения, работы и области использования электронных приборов и устройств.

Приведем классификацию основных отраслей электроники.

Главными этапами развития электроники являются: вакуумная (электронные лампы, электровакуумные, фото-электронные приборы, рентгеновские и газоразрядные трубки) твердотельная (полупроводниковые и оптоэлектронные приборы, интегральные микросхемы, микропроцессоры, микроЭВМ ) квантовая (лазеры, мазеры, дальномеры, линии оптической связи, радиоастрономия, голография).

Микроэлектроника — отрасль науки, которая охватывает проблемы исследования, конструирование, изготовление и использование микроэлектронных изделий, причем под микроэлектронным изделием понимают электронное устройство с высокой степенью интеграции.

Микроминиатюризация — это направление электроники, который обеспечивает реализацию электронных схем, блоков и аппаратуры в целом с использованием микроминиатюрных радиодеталей и узлов.

Можно выделить шесть периодов развития интегральных микросхем. Первый период приходится на начало 60-х годов, он характеризуется низкой степенью интеграции, количество элементов ИМС достигает 100, минимальный размер элемента — 100 мкм. Второй период — конец 60 — начало 70-х годов, количество элементов ИМС от 100 до 1000, минимальный размер элемента — 100 — 3 мкм. Третий период развития ИМС — вторая половина 70-х годов, — характеризуется быстрым темпам производства микросхем, количество элементов от 1000 до 10000, минимальный размер элемента — 1 мкм. Четвертый период приходится на начало 80-х годов, он характеризуется разработкой сверхбольших ИМС, минимальный размер элемента — 0,1 мкм. На пятом этапе развития ИМС — 80 — 90-е годы широко используются микропроцессоры на базе больших и сверхбольших интегральных микросхем. Современный шестой этап развития ИМС характеризуется дальнейшим развитием и применением приборов функциональной электроники.

Классификация, характеристика и система условных обозначений основных типов интегральных микросхем (ИМС)

Бурное развитие микроэлектроники, усложнения радиоэлектронной аппаратуры привели к необходимости совершенствования и создания новых микроэлектронных изделий с большим количеством элементов. Появились интегральные микросхемы (ИМС) — микроэлектронные изделия, выполняющие функцию обработки сигнала и (или) накопления информации, которые имеют высокую плотность размещения конструктивно неразделимых и электрически соединенных элементов, компонентов и кристаллов, которые по требованиям к испытаниям, приемке, поставке и эксплуатации рассматриваются как неделимые. Преимуществами ИМС являются: малые размеры, масса и потребляемая мощность, высокие надежность и быстродействие.

Элемент ИМС — конструктивно неотделимая часть ИМС, которая реализует функцию одного из радиоэлементов (например, диода, транзистора, резистора, конденсатора) и по требованиям к испытаниям, приемке, поставке и эксплуатации не может рассматриваться как самостоятельное изделие, поэтому его нельзя испытывать, упаковывать и эксплуатировать.

Компонент ИМС — часть ИМС, которая реализует функцию одного из радиоэлементов и относительно требований к испытаниям, приемке, поставке и эксплуатации может быть выделена как самостоятельное изделие. Компоненты изготавливают отдельно и устанавливают в микросхему при выполнении сборочных операций. К простым компонентам относятся безкорпусные диоды, транзисторы, конденсаторы, резисторы, малогабаритные индуктивности и трансформаторы и тому подобное. Сложные компоненты — это бескорпусные ИМС, функциональные микросхемы и др.

Базовый кристалл ИМС — конструктивно выделенная часть полупроводниковой пластины с определенным набором сформированных элементов, электрически соединенных и (или) не соединенных между собой, которая используется для создания ИМС посредством изготовления межэлементных соединений.

Классификация изделий микроэлектроники:

Для классификации ИМС можно использовать различные критерии: степень интеграции, физический принцип работы активных элементов, выполняемую функцию, быстродействие, потребляемую мощность, применимость в аппаратуре и др.

По степени интеграции интегральные микросхемы делятся на типы: простые (не больше 10 элементов) средняя (от 10 до 100 элементов); большие (БИС) (от 100 до 1000 элементов; сверхбольшие (СБИС) — более 1000 элементов.

По характеру функций, которые они выполняют : цифровые микросхемы (триггеры, шифраторы, компараторы) аналоговые микросхемы (усилители, генераторы сигналов).

Но наиболее распространенной является классификация по конструктивно-технологическим признакам, так как при этом в названии микросхемы содержится общая информация о ее конструкцию и технологию изготовления.

Полупроводниковой интегральной микросхемой называется ИМС, все элементы и межэлементные соединения которой выполнены в объеме или на поверхности полупроводника. Полупроводниковая интегральная микросхема чаще всего представляет собой кристалл кремния, в поверхностном слое которого с помощью методов полупроводниковой технологии сформированы области, которые эквивалентны элементам электрической схемы, и соединения между ними.

Пленочной интегральной микросхемой называется ИМС, все элементы и межэлементные соединения которой выполнены в виде пленок. Пленочные ИМС имеют подложку (плату) из диэлектрика (стекло, керамика и др.). Подложки представляют собой диэлектрические пластинки толщиной 0,5-1,0 мм, тщательно отшлифованы и отполированы.

Гибридной интегральной микросхемой называется ИМС, в которой пассивные элементы пленочные, а активные дискретные. Дискретные элементы — это миниатюрные, чаще всего бескорпусные диоды и транзисторы, представляющие собой самостоятельные элементы, которые приклеиваются (припаиваются) в соответствующих местах к подложке и соединяются тонкими проводниками с пленочными элементами схемы. Гибридные ИМС применяются часто как части высокочастотных усилительных каскадов.

Большая ИМС (БИС) — это микросхема, содержащая более 1000 элементов и (или) компонентов для цифровых и более 500 — для аналоговых ИМС. В БИС применяются многослойные структуры с несколькими подкладками, которые расположены параллельно друг другу в несколько этажей. Такая система соединения элементов называется многоуровневым или многослойным разведением.

Гибридная БИС (ГБИС) — это микроэлектронные устройства высокой степени интегрированности, при изготовлении которого компонуют пленочную многослойную коммутационную плату на диэлектрической подложке и бескорпусные дискретные компоненты и ИМС, изготовленные отдельно. Гибридный способ создания БИС является универсальным, так как он сочетает преимущества пленочной и полупроводниковой технологий, обеспечивает возможность использования ИМС, различающихся как по функциональному назначению, так и по конструктивному исполнению.

Все интегральные микросхемы подвергают герметизации для их защиты от внешних воздействий. По конструктивно-технологическим признакам герметизации различают корпусные (вакуумная герметизация) и бескорпусные (покрытие эпоксидным или другими лаками) ИМС. По признаку использования в аппаратуре — изделия широкого и специального применения (на заказ потребителя).

Важной конструктивной признаком интегральной микросхемы является тип подложки. По этому признаку все известные ИМС можно разделить на два класса: микросхемы с активной подкладкой, микросхемы с пассивной подкладкой. К первому классу относят микросхемы, в которых все элементы или их часть выполнена внутри самой подложки — пластины из полупроводникового материала, а ко второму — микросхемы, элементы которых расположены на поверхности подложки, выполненной из диэлектрического материала.

В таблице ниже приведена классификация интегральных микросхем по конструктивно-технологическим признакам. Для ИМС любого типа основными и наиболее сложными элементами являются транзисторы, по физическому принципу делятся на биполярные и униполярные. В полупроводниковых интегральных микросхемах применяют биполярные и полевые транзисторы, изготовленные по планарной технологии. В гибридных ИМС — бескорпусные дискретные биполярные и полевые транзисторы, изготовленные на основе кремния по эпитаксиально-планарной технологии, диоды, бескорпусные микросхемы (чипы).

Классификация ИМС по конструктивно-технологическим признакам:

Интегральные микросхемы стали основой элементной базы для всех видов электронной аппаратуры. Для конструирования различной аппаратуры (цифровой, аналоговой и аналогово-цифровой) необходимы не отдельные микросхемы, а функционально полные системы (серии) микросхем.

Поэтому элементную базу микроэлектронной аппаратуры составляют серии ИМС — совокупность микросхем, выполняющих различные функции, имеют единую конструктивно-технологическую основу и предназначены для применения в разнообразной аппаратуре.

Под типономиналом интегральной микросхемы понимают ИМС, которая имеет конкретное функциональное назначение и свое условное обозначение.

Состав серии определяется в основном функциональной полнотой отдельных микросхем, удобством построения сложных устройств и систем и типом стандартного корпуса.

Все интегральные микросхемы, выпускаемые в соответствии с принятой системы условных обозначений, по конструктивно-технологическим исполнением делятся на три группы: полупроводниковые, гибридные и другие.

Источник

Увлекательные факты о микроэлектронике и сравнение с реальным миром

Содержание

Содержание

Сфера микроэлектроники считается одной из самых быстроразвивающихся. Это не удивительно: компьютерная техника, медицина, авиастроение — все технические сферы так или иначе нуждаются в элементах микроэлектроники. О самых интересных мы и поговорим.

В тесноте, да не в обиде

Одной из ключевых характеристик практически любой вычислительной схемы стало число транзисторов. Эта гонка началась в далеком 1971 году, когда компания Intel представила свой первый процессор 4004. В нем было всего-то 2250 транзисторов.

И вот спустя чуть более 50 лет в современных процессорах это число выросло до 30 миллиардов! Нетрудно подсчитать, что на квадратном миллиметре располагается около 40–50 миллионов транзисторов.

Получится микросхема площадью в 4 000 квадратных метров, а это больше половины футбольного поля!

Для соединения всех транзисторов на таком «поле» потребуется минимум 800 километров проводов. Такого кабеля хватило бы, чтобы соединить Москву и Санкт-Петербург.

На предельных скоростях

Еще один ошеломляющий факт о транзисторах — невероятно быстрое время переключения. Для полевых моделей это 10–60 нс. Получается, что всего за одну секунду полупроводниковый элемент способен сделать 20 миллионов переключений.

А что, если бы эту задачу выполнял человек, которому вручную потребовалось бы щелкать аналогичный выключатель? На 20 миллионов раз ему бы потребовалось около 115 суток!

Возьмем отдельные процессоры, которые имеют частоту в 5 ГГц и более. Это означает, что всего за секунду они выполняют по 5 миллиардов тактов. Заставив человека кликать по выключателю столько же, вы обречете его на целых 79 лет! Наглядный пример того, насколько машины экономят наше время.

Самые впечатляющие темпы

Микроэлектроника также известна как одна из самых быстроразвивающихся областей. Нет ни одного направления, в котором на протяжении нескольких десятилетий поддерживался аналогичный темп. Какой именно — основатель Intel Гордон Мур вывел закон, согласно которому число транзисторов на кристалле увеличивается в 2 раза каждые 24 месяца.

Это невероятно быстрые темпы — всего за 50 лет число транзисторов на кристалле выросло в 10 000 000 раз. Что было бы, если население нашей планеты увеличивалось такими же темпами?

В 1970 году на планете проживало 3,7 миллиарда людей. Если бы с того момента население увеличивалось каждые 24 месяца в 2 раза, то к концу 2020 на Земле должно быть 124 квадриллиона (1 000 000 миллиардов) людей.

Активнее развивается только одна область в мире — интернет вещей. Если взять за точку отсчета появление самого термина в 1999 году, то всего за 20 лет рынок интернет вещей достиг отметки в 50 миллиардов устройств.

Запредельные скорости передачи

Новейшая память стандарта GDDR6X обеспечивает скорость до 21 Гбит/с на один канал. Это означает, что только по одному пину в секунду можно передать 21 миллиард нулей и единичек.

Что если попробовать передать этот объем информации другими способами? Например, для телеграфа типичной скоростью были 50 бод, что соответствовало 6 символам (битам) в секунду. На передачу 21 Гбит данных у телеграфа ушло бы целых 111 лет!

А если бы почтальону нужно было доставить письма, суммарным объемом 21 миллиард символов? Давайте посчитаем: на одну страницу текста 14 шрифтом в среднем приходится 2000 символов. Итого весь «пакет» данных поместится на 10,5 миллионах листов формата А4. Такое «письмо» будет весить 52 390 килограммов. Чтобы довезти все это до адресата, понадобится целых 4 КАМАЗа, не говоря о затраченном времени.

Пропускная способность памяти современных видеокарт поражает не меньше. Например, для новейшей RTX 3090 суммарный показатель составляет 936 Гбайт/с. Если вы захотите пропустить через видеокарту всю накопившуюся к 2020 году информацию, а это около 40 экзабайт (миллиардов гигабайт), то потребуется всего 1,4 года.

Хранение информации

Развитие технологий привело не только к высочайшей плотности транзисторов, но и возможности компактно хранить практически любую информацию.

Возьмем самый большой массовый HDD на рынке к концу 2020 года — диск на 16 ТБ. Если бы мы до сих пор использовали перфокарты, то потребовалось бы почти 147 миллиардов карточек для такого объема данных. С печатной литературой ситуация аналогичная: взять роман «Война и Мир», текст которого помещается в объем 3,5 мегабайта. На выбранном HDD можно хранить 4,79 миллиона копий.

Объем данных средней академической библиотеки оценивается в 10–15 терабайт, а значит, все печатные издания без проблем поместятся на один домашний HDD.

А если речь идет о крупнейших дата-центрах: за сутки средний ЦОД обрабатывает до 200 миллионов гигабайт данных. Чтобы было понятнее: за сутки он может обработать 1,6 миллиардов копий «Титаника» в HD-качестве. Все оборудование хранится на площадях, сравнимых со стадионами.

Источник

Значение слова микроэлектроника

Микроэлектроника в словаре кроссвордиста

микроэлектроника

микроэлектроника — это подраздел электроники, связанный с изучением и производством электронных компонентов с геометрическими размерами характерных элементов порядка нескольких микрометров и меньше. Такие устройства обычно производят из полупроводников и полупроводниковых соединений, используя фотолитографию и легирование.

ж.Область электроники, связанная с разработкой и созданием электронных функциональных узлов, блоков и отдельных устройств в микроминиатюрном исполнении.

Большой современный толковый словарь русского языка

( см. микро. ) направление в электронике, занимающееся изучением, разработкой и изготовлением приборов и устройств в микроминиатюрном ( см. микроминиатюризация ) исполнении, в том числе в виде интегральных микросхем.

Новый словарь иностранных слов

ж. Область, связанная с разработкой и изготовлением приборов и устройств в миниатюрном исполнении (в том числе в виде интегральных схем) (в электронике).

Новый толково-словообразовательный словарь русского языка Ефремовой

[см. микро. ]направление в электронике, занимающееся изучением, разработкой и изготовлением приборов и устройств в микроминиатюрном (см. микроминиатюризация) исполнении, в том числе в виде интегральных микросхем.

Словарь иностранных выражений

Словарь русского языка Лопатина

Современный толковый словарь, БСЭ

микроэлектроника ж. Область, связанная с разработкой и изготовлением приборов и устройств в миниатюрном исполнении (в том числе в виде интегральных схем) (в электронике).

Толковый словарь Ефремовой

72. А. А. Васенков, И. Е. Ефимов.

Большая советская энциклопедия, БСЭ

Полный орфографический словарь русского языка

область науки и техники, занимающаяся созданием миниатюрных радиоэлектронных устройств и их использованием

Источник

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

Смотреть что такое МИКРОЭЛЕКТРОНИКА в других словарях:

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

область электроники (См. Электроника), занимающаяся созданием электронных функциональных узлов, блоков и устройств в микроминиатюрном интеграль. смотреть

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

микроэлектроника ж. Область, связанная с разработкой и изготовлением приборов и устройств в миниатюрном исполнении (в том числе в виде интегральных схем) (в электронике).

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА, область электроники, занимающаяся созданием электронных функциональных узлов, блоков и устройств в микроминиатном интегральном исп. смотреть

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

область электроники, охватывающая проблемы создания электронных устройств в микроминиатюрном интегральном исполнении. В М. используются различн. смотреть

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

Микроэлектро́ника (интегральная электроника), область электроники, связанная с созданием и применением в радиоэлектронной аппаратуре узлов и блоков, выполненных на интегральных схемах и микроминиатюрных вспомогательных изделиях (разъёмах, переключателях и т. д.), часто с использованием различных приборов (опто-, акусто-, криоэлектронных, ионных, тепловых и др.). Микроэлектроника сформировалась в нач. 60-х гг. 20 в. Её возникновение в кон. 50-х гг. и последующее бурное развитие было вызвано усложнением и расширением областей применения электроники, необходимостью уменьшения габаритных размеров и массы, снижения стоимости, повышения быстродействия и надёжности электронной аппаратуры и наращиванием объёмов её производства. Современная микроэлектроника базируется на использовании физических эффектов в полупроводниках.

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

микроэлектро́ника (см. микро. ) направление в электронике, занимающееся изучением, разработкой и изготовлением приборов и устройств в микроминиатюрно. смотреть

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА, электронные системы, в конструкции которых отсуствует проводка и другие громоздкие составляющие. Они позволяют достигнуть высокой пло. смотреть

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

1) Орфографическая запись слова: микроэлектроника2) Ударение в слове: микроэлектр`оника3) Деление слова на слоги (перенос слова): микроэлектроника4) Фо. смотреть

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

Кантимир Кантик Кантемир Кант Каноэ Кан Камлот Камин Каметон Камертон Камерон Камерно Каменол Калот Калориметр Калит Калин Кали Каленик Кале Кал Како Каки Каир Каинит Каин Каик Итр Итл Италик Итак Ироник Ирон Ирма Ирка Ирита Иринка Ирина Иран Иракли Ирак Ионометр Иономер Ионол Ионит Ионатор Ион Иомен Иолит Иол Интим Интер Инта Иномир Инок Инкрет Инкор Инко Инк Илот Илона Илитон Илим Иларион Икт Икромет Икринка Икра Икотник Икота Икорка Иконотек Иконометр Иконка Иконика Икона Икар Икание Иероним Иена Ерник Ермолка Ермил Ермак Ерик Ера Енотка Енот Енол Емко Елкин Елка Елико Аэротенк Аэрон Аэрометр Аэролит Аэро Аэлит Атрек Атомник Атом Атм Артрон Артериол Артемон Артем Артек Арт Арон Арно Арник Арлекин Аркотрон Арк Арион Арин Арен Арек Аоот Аон Антимир Антикор Антик Анти Ант Анри Анкерок Анкерит Анкер Анк Аним Кантор Кантри Аник Каолин Анетол Амт Амон Каолинит Каон Каре Карел Амок Карен Амниот Каретник Амин Амилен Амил Амикрон Амер Кариот Алоэ Карл Карлик Алин Акроним Акролеин Акрил Акие Аки Аир Аил Карло Аким Акм Акно Аконит Акр Акт Актер Актин Ален Алик Алкен Алкин Алкометр. смотреть

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

(отмикро. и электроника), направление электроники, связанное с созданием приборов и устройств в микроминиатюрном исполнении и с использованием группо. смотреть

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

Микропроцессор (увеличение 50 раз).

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

область электроники, связанная с созданием и применением электрон. устройств в микроминиатюрном исполнении. Позволяет повысить надёжность аппаратуры, с. смотреть

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

integrated electronics, microminiature electronics, microelectronics* * *микроэлектро́ника ж.microelectronics, microminiature [microsystem] electronics. смотреть

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

Ударение в слове: микроэлектр`оникаУдарение падает на букву: оБезударные гласные в слове: микроэлектр`оника

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

Rzeczownik микроэлектроника f mikroelektronika f

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

-и, ж. Область электроники, занимающаяся созданием миниатюрных радиоэлектронных устройств и их использованием.Синонимы: электроника

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

microelectronics– гибридная микроэлектроника– полупроводниковая микроэлектроника– тонкопленочная микроэлектроникаСинонимы: электроника

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

сущ. жен. рода, только ед. ч.мікроелектроніка

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

ж.microelectronics- полупроводниковая микроэлектроника- твердотельная микроэлектроника

Источник