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微电子技术发展趋势及其应用

作者【佚名】   来源【道义亚美游网】   发布时间【2018-10-29 08:51:59】   点击量【

  摘 要:随着社会经济的发展,为了达到社会经济的发展对微电子技术的需求,实现社会经济在技术支持下快捷稳定发展,我们必须要不断地对微电子技术进行优化和改进,积极地探索更深层次的微电子技术知识,使微电子技术更好地服务于社会经济发展。相信微电子技术不仅是在当今,乃至未来社会发展中微电子技术必将是促使社会发展进步的主导产业。本文主要对微电子技术的概念、发展及其在社会各大产业中的应用进行了浅析的探讨。


  关键词:微电子技术;发展;应用


  1 微电子技术概述


  微电子技术是在传统的电子技术基础上发展起来的。它是在微小的范畴内的一种先进技术,其特征是“四微”: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;它的工作范围是固体的甚至晶格级微区;对信号的传递交换只在极微小的尺度内进行;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。


  2 微电子的发展趋势


  当代微电子技术正在向着高集成度、高速、低功耗、低成本的方向发展。它的进步主要借助于以下几个方面:


  2.1 制造工艺的改进


  在制造工艺方面由最初的单层平面分布发展到后来的多层工艺(有多层高密度和多层多功能两种方式),以降低成本,增加功能。采用人工超晶格工艺(一种用人工控制晶体晶格大小制造晶体的新工艺),制造的器件叫超晶格半导体器件。这种器件的速度比硅半导体器件快10-100倍。使用敏感集成电路(在一块芯片上同时集成各种敏感元件及外围电路),可以缩小体积,降低成本,提高可靠性,增加功能。系统的集成方法将从二维结构向三维立体结构发展,这样会实现集成度的新突破,为集成电路的发展拓出一条新的可行之路。集成电路面世以来便以集成度每三年便翻两番的摩尔定律发展。


  2.2 材料的更新


  科学家正广泛地探索以新材料取代硅晶体的可行途径。随着微电子技术的高速发展,硅材料的局限性已逐步暴露出來。采用砷化镓、磷化铟等氧化物半导体材料和超导材料、金刚石材料制造集成电路,可以提高集成电路的开关速度、抗辐射能力和工作温度(金刚石集成电路可在500℃-700℃下正常工作)。2000年2月12日,德国埃森大学和汉诺威大学宣布联合研制成功在硅板上生长锗半导体,由此制成的集成电路其开关速度将大大快于硅集成电路。同时,采用在有机物原子的化学链中储存信息的技术所研制的“生物芯片”也取得了一些进展。


  2.3 芯片尺寸的增大


  芯片尺寸的增大可为集成度的提高提供物质基础,并且芯片尺寸越大,集成电路的平均成本越低。1998年,芯片尺寸已由原来的3-4英寸,增大到8-10英寸。目前已经达到12英寸。预计今后几年芯片的容量将达到令人震惊的程度,即一个芯片上可包含10亿个元件,其电路仅有几个原子那么薄。这必然会带来芯片功能密度和性能价格比的大幅度提高。


  3 微电子技术的实际应用


  当前微电子技术涉猎的领域有很多,其不但在我们的生活中有所应用,同时还在一些工业产业以及军事领域中被应用。


  3.1在工业制造中的应用


  随着社会和科学技术的发展,工业产业有了更多的机遇和挑战,一些传统工业生产的方式正在被淘汰。为了能够保障工业制造模式和工业产业能够同步发展,很多工业企业都对微电子技术和设备进行了重视,以此来提升自己企业产品的质量,进而有效的促使企业的稳定发展。


  3.2在生活中的应用


  在当前的信息化时代中,微电子技术不但对工业产业有一定的影响,同时也对我们的生活方式进行了改变。比如在我们日常生活中不可缺少的手机、电热水壶以及银行卡等等,这些都是在微电子技术基础上研发和制造的。而这些产品的使用对我们的生活方式进行了改变,并且让我们的生活更加方便和快捷。微电子技术还能够应用在智能用电中,在智能电表中有一个计量的芯片,其能够对电能进行计量,其中测量的物理量有电压有效值、电流有效值以及电量累计值等等,智能电表是当前家居系统中不可缺少的部分。智能电表中的数据有用户信息和电能表数据信息,为了能够防止交互过程中数据被恶意的修改,在传输过程中要进行加密处理。在这个方面就能够将安全芯片使用其中,以此保障智能电表数据的安全。微电子技术在我们生活中被广泛的使用,这种技术的应用和发展让我们的生活更加的智能化和科技化,进而有效的提升人们生活质量。


  3.3在军工领域中的应用


  微电子技术的应用不单单限制在工业制造和生活方式两方面,其在军工领域中也有很重要的地位。我们都知道的是,不论是任何一个国家,其军事装备的信息化程度对这个国家的军事水平而言都有十分关键的决定性。一个国家若是能够把更多的微电子技术使用在军事装备中,则在进行战争的时候就能够有更高的主动权,比如在当前侦查中使用最广泛的无人机,其就能够在战争中进行远程控制。能够在军队进行野外训练时使用数字化的地图,以此对训练中的各种信息进行获取。比如天气和地形等相关的信息内容,然后使用无线网技术把信息传输到总指挥部,让指挥部在准确的信息基础上作出正确的决策。在微电子技术的继续发展下,其在军工领域中的应用程度会更高,以此对国家的安定提供技术上的支持。


  4 结语


  二十世纪的人类已进入了信息化发展的社会,对于微电子信息技术的要求也会越来越高,在二十一世纪,微电子技术也会是最具有活力,也是最重要的高科技领域之一,经过对微电子技术发展趋势以及其主要应用的分析,可以看得出,微电子技术的快速发展一定会给社会的发展带来非常深刻的意义。


  参考文献


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  [2] 陈佳伟.试论微电子技术发展面临的限制及发展前景[J].现代信息科技,2018,2(05):42-43.


  [3] 刘刚,张琴.智能用电中微电子技术的应用研究[J].信息通信,2018(03):288-289.


  [4] 甘云汉.我国微电子技术及产业发展战略研究[J].中国新通信,2018,20(04):220-221.





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