微電子技術的名詞解釋_特征_地位_影響_發(fā)展前景
微電子技術的名詞解釋
微電子技術是建立在以集成電路為核心的各種半導體器件基礎上的高新電子技術，特點是體積小、重量輕、可靠性高、工作速度快，微電子技術對信息時代具有巨大的影響。
微電子技術的特征
微電子技術[1] 是在傳統(tǒng)的電子技術基礎上發(fā)展起來的。之所以稱之為“微電子”，顧名思義就是由于它是在微小的范疇內(nèi)的一種先進技術，其特征是“四微”：①它對信號的加工處理是在一種固體內(nèi)的微觀電子運動中實現(xiàn)的;②它的工作范圍是固體的甚至晶格級微區(qū);③對信號的傳遞交換只在極微小的尺度內(nèi)進行;④它的容積很大，可以把一個電子功能部件，甚至一個子系統(tǒng)集成在一個微型芯片上。總之，微電子技術是指在幾乎肉眼看不見的范圍內(nèi)進行工作的一種獨特而神奇的特種技術。
微電子技術的地位
微電子技術影響著一個國家的綜合國力，以及人們的工作方式、生活方式和思維方式，被看作是新技術革命的核心技術。可以毫不夸張地說，沒有微電子就沒有今天的信息產(chǎn)業(yè)，就不可能有計算機、現(xiàn)代通信、網(wǎng)絡等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，就沒有今天的信息社會。因此，許多國家都把微電子技術作為重要的戰(zhàn)略技術加以高度重視，并投入大量的人力、財力和物力進行研究和開發(fā)。
微電子技術發(fā)展的影響
由于集成電路實現(xiàn)了材料、元件和電路的一體化及設計和工藝的一體化，大大簡化了傳統(tǒng)電子設備的制作工藝和成本，也使電子設備的小型化、高可靠性成為可能。在集成電路出現(xiàn)以來的40多年間，其集成度以每3年翻兩番的速度快速增加，從而推動了微電子技術的迅猛發(fā)展，對人類社會的生產(chǎn)、生活產(chǎn)生了極其深遠的影響。
首先，微電子技術的發(fā)展，特別是大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，引起了計算機技術的革命性變革，促進了計算機在各行各業(yè)的應用，推動了新技術革命的迅猛發(fā)展，引起了人類社會的深刻變化。
其次，微電子技術的發(fā)展，使集成電路可以低成本、高效率大批量生產(chǎn)。由于集成電路所具有的體積小、重要輕、可靠性高、能耗省等獨特優(yōu)點，它已廣泛應用于國防、文化、教育、衛(wèi)生、交通運輸、郵電通信、經(jīng)濟管理和各種消費類電子產(chǎn)品中。目前，它對電子產(chǎn)品的滲透率接近100%，成為現(xiàn)代信息社會的細胞。
再次，微電子技術已經(jīng)成為發(fā)展科學技術、促進經(jīng)濟發(fā)展、推動信息化社會進程、加強軍事實力、提高醫(yī)療水平的關鍵性基礎技術。微電子技術的發(fā)展水平和發(fā)展規(guī)模已經(jīng)成為衡量國家經(jīng)濟實力和技術進步的重要尺度，是一個國家綜合國力的具體表現(xiàn)。
微電子技術的發(fā)展前景
當代微電子技術正在向著高集成度、高速、低功耗、低成本的方向發(fā)展。它的進步主要借助于以下幾個方面：
1.制造工藝的改進。在制造工藝方面由最初的單層平面分布發(fā)展到后來的多層工藝(有多層高密度和多層多功能兩種方式)，以降低成本，增加功能。采用人工超晶格工藝(一種用人工控制晶體晶格大小制造晶體的新工藝)，制造的器件叫超晶格半導體器件。這種器件的速度比硅半導體器件快10—100倍。使用敏感集成電路(在一塊芯片上同時集成各種敏感元件及外圍電路)，可以縮小體積，降低成本，提高可靠性，增加功能。系統(tǒng)的集成方法將從二維結(jié)構(gòu)向三維立體結(jié)構(gòu)發(fā)展，這樣會實現(xiàn)集成度的新突破，為集成電路的發(fā)展拓出一條新的可行之路?！?2.材料的更新。科學家正廣泛地探索以新材料取代硅晶體的可行途徑。隨著微電子技術的高速發(fā)展，硅材料的局限性已逐步暴露出來。采用砷化鎵、磷化銦等氧化物半導體材料和超導材料、金剛石材料制造集成電路，可以提高集成電路的開關速度、抗輻射能力和工作溫度(金剛石集成電路可在500℃—700℃下正常工作)。2000年2月12日，德國埃森大學和漢諾威大學宣布聯(lián)合研制成功在硅板上生長鍺半導體，由此制成的集成電路其開關速度將大大快于硅集成電路。同時，采用在有機物原子的化學鏈中儲存信息的技術所研制的“生物芯片”也取得了一些進展。
3.芯片尺寸的增大。芯片尺寸的增大可為集成度的提高提供物質(zhì)基礎，并且芯片尺寸越大，集成電路的平均成本越低。1998年，芯片尺寸已由原來的3—4英寸，增大到8—10英寸。目前已經(jīng)達到12英寸。預計今后幾年芯片的容量將達到令人震驚的程度，即一個芯片上可包含10億個元件，其電路僅有幾個原子那么薄。這必然會帶來芯片功能密度和性能價格比的大幅度提高。
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