范鵬

摘 要：微電子技術(shù)是研究微型電路、系統(tǒng)電子學(xué)之分支，最核心的研究方向是電子或者是離子。微電子技術(shù)發(fā)展水平提高，在電子學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算機(jī)中都有使用。最明顯的發(fā)展成就是，電子器件實(shí)現(xiàn)微型化，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成。根據(jù)我國電子行業(yè)發(fā)展歷程上看，隨著社會(huì)科技水平不斷提高，微電子技術(shù)也逐漸提高。微電子技術(shù)已經(jīng)開始占據(jù)電子行業(yè)市場(chǎng)，文章分析了微電子技術(shù)在計(jì)算機(jī)方面的研究和使用。當(dāng)下是信息社會(huì)，信息成為人們工作和生活基礎(chǔ)，社會(huì)發(fā)展實(shí)現(xiàn)信息化，這有賴于通訊機(jī)以及計(jì)算機(jī)。然而計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)便是微電子。微電子技術(shù)不斷發(fā)展過程中，極大的改變了社會(huì)發(fā)展現(xiàn)狀，促進(jìn)社會(huì)變革，推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：微電子技術(shù)；計(jì)算機(jī)；應(yīng)用；

1 前言

微電子技術(shù)是研究微型電路、系統(tǒng)電子學(xué)之分支，最核心的研究方向是電子或者是離子。當(dāng)下，微電子技術(shù)發(fā)展水平提高，在電子學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算機(jī)中都有使用。最明顯的發(fā)展成就是，電子器件實(shí)現(xiàn)微型化，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成。

2 微電子技術(shù)的定義以及影響

2.1 微電子技術(shù)的定義

微電子技術(shù)是在本世紀(jì)60年代隨著集成電路IC隨之出現(xiàn)的，這是一門新的電子技術(shù)。在大型電路集成中，表現(xiàn)最為突出，而且其中會(huì)包含大量的器件物理設(shè)計(jì)、系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)、工藝技術(shù)等等。簡(jiǎn)單而言，微電子技術(shù)就是微學(xué)電子中，各項(xiàng)高工藝技術(shù)綜合。隨著發(fā)展不斷推動(dòng)，在1947年時(shí)，晶體管開始被發(fā)展起來。

2.2 微電子的影響

當(dāng)下，社會(huì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度非?？?，發(fā)展水平非常高。在發(fā)展勢(shì)力不可阻擋的當(dāng)下，發(fā)展勢(shì)頭最好，影響最大，最具代表性的就是微電子技術(shù)。微電子技術(shù)成為電子信息發(fā)展的核心。微電子在訊通技術(shù)、生活工作以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)產(chǎn)生的影響非常大，這些影響都具代表性。我國使用微電子技術(shù)，隨著使用的深度加深，引起了世界電子行業(yè)革新。在微電子技術(shù)支撐下，我國電子行業(yè)發(fā)展水平逐漸提高，取得了突飛猛進(jìn)的效果，從而滿足我國市場(chǎng)需求。另外，微電子對(duì)人們的影響也比較大，微電子使得信息收集，信息處理，傳輸?shù)鹊鹊玫教嵘?。另外，大量的微型器件出現(xiàn)，方面了人們生活。

3 當(dāng)前微電子技術(shù)發(fā)展所面臨的限制

微電子技術(shù)在電子行業(yè)發(fā)展中，最常表現(xiàn)在集成電路芯片研制中。隨著科技社會(huì)不斷發(fā)展，電子技術(shù)得到創(chuàng)新和更新，研制出來的大量單晶硅片已經(jīng)被投入電子行業(yè)中，不斷推動(dòng)電子行業(yè)高速發(fā)展。而且，IC芯片容量也逐漸得到完善。但是，摩爾定律分析，微電子技術(shù)在發(fā)展中，會(huì)面臨巨大的挑戰(zhàn)，這個(gè)挑戰(zhàn)可以歸結(jié)成以下三種。第一，物理規(guī)律限制。微電子技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)是硅基互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體，這是集成電路性能不可缺少的必要器件，基層電路性能提高，需要獲得微型器件支撐。但是，基層電力在縮小過程中，這個(gè)縮小度是受到限制的。一般會(huì)受到氧化層、電源電壓厚度限制。在當(dāng)前，基層電路中，一把都無法基于物理學(xué)來克服這些問題，因此從根本上阻礙了電子技術(shù)發(fā)展。第二，材料限制。決定微電子材料性質(zhì)的參數(shù)主要有載流子的遷移率μ、介電常數(shù)ε、擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度E c、載流子的飽和速度vs、熱導(dǎo)系數(shù)K等，目前世界上微電子技術(shù)所用的主要材料都是硅，而硅的這些性質(zhì)使得微電子技術(shù)在集成電路的高度集成時(shí)就容易受到限制，影響微型化的進(jìn)步發(fā)展。第三，工藝技術(shù)限制。微電子工藝技術(shù)主要針對(duì)的是微電子應(yīng)用制作，主要包括了微細(xì)線條加工以及高質(zhì)量薄膜的離子注入在內(nèi)，并且得到控制。這個(gè)工藝的使用需要借助光刻設(shè)備，需要發(fā)揮出設(shè)備實(shí)際效益。根據(jù)摩爾定律發(fā)展規(guī)律上看，當(dāng)前光刻設(shè)備已經(jīng)不斷微縮，縮小的比例也很小。但是如果想要進(jìn)一步得到微化，這顯然不可能。第四，半導(dǎo)體限制。半導(dǎo)體在常溫條件下時(shí)，它的使用狀態(tài)介于導(dǎo)體和絕緣體之間，微電子技術(shù)使用受到材料性質(zhì)影響，使得電子技術(shù)應(yīng)用面臨巨大挑戰(zhàn)。而且，微電子技術(shù)在設(shè)計(jì)仿真過程中，還面臨了諸多限制。

4 微電子技術(shù)使用于計(jì)算機(jī)中

4.1 微電子技術(shù)優(yōu)勢(shì)

根據(jù)專家預(yù)測(cè)，在不斷發(fā)展中，摩爾定律會(huì)持續(xù)有效，但是發(fā)展的速度會(huì)慢一些。隨著微電子技術(shù)不斷發(fā)展，我國集成電路寬度可以實(shí)現(xiàn)0.05微米，甚至更細(xì)。但是，這個(gè)電路寬度也不是無限制得以發(fā)展。因?yàn)?，?dāng)一個(gè)器件被研制而出的，這個(gè)器件起碼由一個(gè)或者是幾十個(gè)原子組成，這勢(shì)必會(huì)借用到統(tǒng)計(jì)力學(xué)以及量子力學(xué)，才能逐漸實(shí)現(xiàn)極限。為了突破物理極限的影響，隨著研究深度加深，大量納米數(shù)量級(jí)的器件被生產(chǎn)出來。不論是計(jì)算機(jī)、航空、衛(wèi)星通訊等等，都需要借助芯片得以完成工作。一個(gè)計(jì)算，美國每年由計(jì)算機(jī)完成的工作量超過4000億人年的工作量，而日本國家，每個(gè)家庭平均擁有的芯片大約為100個(gè)，可以定義當(dāng)下的微電子無數(shù)不在，而且將其引入計(jì)算機(jī)應(yīng)用中，使得計(jì)算機(jī)功能更加強(qiáng)大，運(yùn)行效率更高。

4.2 輔助分析

使用微電子技術(shù)統(tǒng)，最關(guān)鍵的就是對(duì)計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)進(jìn)行分析，尤其是計(jì)算機(jī)運(yùn)行效率處理。引進(jìn)邊界元件，將其使用于計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，同時(shí)也可以引入優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行綜合開發(fā)，從而保障系統(tǒng)使用靈敏度，使得動(dòng)態(tài)修改得以順利進(jìn)行。一般可靠性分析都需要借助測(cè)試數(shù)據(jù)來分析，因此，這個(gè)過程需要建立起計(jì)算機(jī)算法庫，開發(fā)應(yīng)用該部分時(shí)，涉及的內(nèi)容比較廣，有些產(chǎn)品需要進(jìn)行質(zhì)量保障和開發(fā)設(shè)計(jì)，這樣才可以更好的縮短開發(fā)周期，才可以提升設(shè)計(jì)質(zhì)量，而且在使用過程中，還可以增加設(shè)計(jì)合理性以及科學(xué)性。

4.3 數(shù)據(jù)庫技術(shù)

數(shù)據(jù)庫技術(shù)使用，一般都需要建立起計(jì)算機(jī)工業(yè)基本情況，可以從產(chǎn)銷數(shù)據(jù)、工廠規(guī)模、生產(chǎn)工藝等基礎(chǔ)上建立數(shù)據(jù)庫，這個(gè)數(shù)據(jù)包含的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)有國內(nèi)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)以及國外計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫囊括的內(nèi)容比較多，有產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫、有零部件數(shù)據(jù)庫，工藝制造數(shù)據(jù)庫等等。另外，還需要建立起產(chǎn)量、銷量相關(guān)預(yù)測(cè)模型。如果是國外數(shù)據(jù)庫，還需要建立起進(jìn)口量、創(chuàng)匯額數(shù)據(jù)模型等。同時(shí)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，還可以便于管理。建立起的預(yù)測(cè)模型，可以對(duì)計(jì)算機(jī)基本情況動(dòng)態(tài)更好的把握，深度了解計(jì)算機(jī)產(chǎn)量情況、計(jì)算機(jī)出口量以及市場(chǎng)變化情況等。信息收集分析，可以為有關(guān)部門決策提供參考意見。

4.4 集成制造系統(tǒng)

在上述各項(xiàng)工作的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、輔助分析（CAA）、工程數(shù)據(jù)庫、輔助工藝過程（CAPP）、成組技術(shù)（GT）以及輔助制造等各項(xiàng)技術(shù)，逐步開展CIMS的研究、開發(fā)和應(yīng)用工作，不斷跟蹤國內(nèi)外先進(jìn)水平。在開發(fā)應(yīng)用工作中，應(yīng)以工作站和微機(jī)相結(jié)臺(tái)，行業(yè)內(nèi)研究開發(fā)、行業(yè)外借鑒吸收、國外引進(jìn)消化相結(jié)合。

5 結(jié)束語

當(dāng)下是信息社會(huì)，信息成為人們工作和生活基礎(chǔ)，社會(huì)發(fā)展實(shí)現(xiàn)信息化，這有賴于通訊機(jī)以及計(jì)算機(jī)。然而計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)便是微電子。微電子技術(shù)不斷發(fā)展過程中，極大的改變了社會(huì)發(fā)展現(xiàn)狀，促進(jìn)社會(huì)變革，推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步。

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（作者單位：國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心）