随着当今世界信息技术的发展,微电子技术得到了极大的发展。本文主要介绍了什么事微电子技术,并分析了几个微电子技术在生产生活中的应用的实例。
1、引言
微电子产业是基础性产业,微电子技术是高科技和信息产业的核心技术。微电子技术具有极强的渗透性,发展速度非常快,与其他学科相结合后会产生出一系列崭新的学科和重大的经济增长点,对科技发展和国民经济都做出巨大的贡献。
2、什么是微电子技术
微电子技术是随着集成电路,尤其是超大型规模集成电路而发展起来的一门新的技术。微电子技术包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术,微电子技术是微电子学中的各项工艺技术的总和。
微电子技术是建立在以集成电路为核心的各种半导体器件基础上的高新电子技术,特点是体积小、重量轻、可靠性高、工作速度快,微电子技术对信息时代具有巨大的影响。
3、微电子技术在各个领域的应用
微电子技术可以低成本、大批量的生产出具有高可靠性和高精度的微电子结构模块。微电子技术的发展给人们的生产、生活带来了巨大的改变。与微电子技术成功结合的典型例子便是MEMS技术和生物芯片等。微电子机械系统使产品体积小、耗能少、运动灵活。生物芯片则是微电子技术与生物工程技术结合的产物。
科学家们已在讨论把微芯片记忆线路植人人的大脑以治疗老年性痴呆症,或增加人的记忆能力的可能性。采用微电子技术制成的集成电路芯片已发展到进人GSI时代。
最典型的是存贮器和处理器,应用极为广泛。计算机的换代就取决于集成电路的集成规模。随着集成电路的发展。此外,光学与微电子学的结合,成为光电子技术,被称为尖端中的尖端,为微电子技术的进一步发展。
微电子技术还广泛应用于军事通信、火力控制、情报侦察、预替探测和电子战等方面,已使武器装备的面貌和性能发生了质的变化,也是当今实现武器装备信息化的基础和核心技术,是武器装备更新换代的重要推动力。
4、微电子技术应用的几则实例
(1)目前,国内的数字电视分为标清与高清两种,标清的分辨率为720×576像素,而高清的分辨率则可达到1920×1080像素。我国数字高清视频芯片的核心技术乃至整个市场长期都被欧美企业垄断。
(2)重庆四联集团我国首款数字高清视频芯片的诞生地,该集团第一批100块试生产的高清芯片的下线意味着国内数字电视市场将打破欧美企业垄断局面,年底实现量化生产后,市民购买最低的价格,最高品质的数字高清电视。
高清视频芯片除了运用于电视机上外,还将运用到机顶盒、手机等电子产品上。(2)英特尔正在设法改造其未来的处理器芯片。英特尔将向研究人员出货一种实验性的48核处理器。这种处理器将主要提供给学术机构。这种芯片不会成为商业性的芯片产品,因为它是一个研究项目的一部分。但是,这种芯片的功能可能会用于未来的芯片中。
这种处理器的开发是英特尔的万亿级计算研究计划的一部分。这个计划的重点是在一个芯片上加入更多的处理器内核,加快从移动到服务器等各种设备的计算速度。英特尔实验室的工程师Christopher Anderson说,这种48核芯片工作的时钟速度与基于Atom的芯片差不多。
英特尔最新的Atom芯片是节能的,面向上网本和小型台式电脑,运行的时钟速度是1.66Ghz至1.83GHz。这种48核处理器是在一个网状架构上制造的。当所有这些芯片内核相互通讯的时候,这种芯片会显著提高性能。
向处理器增加内核被认为是提高芯片性能的一种节能的方法。传统的提高性能的方法是提高处理器的时钟速度。但是,那要排放更多的热量和耗费更多的电源。
这种48核处理器架构的改善包括削减影响当前x86芯片的内存和通讯瓶颈。为了加快数据交换,这种芯片架构使用多点接收和传送数据的方式组织内核。内核之间的路由器可加快数据交换。
这种架构能够根据内核数量的增加而扩展。48核芯片在每个内核之间有24个小路由器。每一个芯片上的内核都有缓存,能够在所有的内核之间即时交换数据。这种48核芯片中与电源管理有关的一些功能也许会在短期内应用。
这种处理器的耗电量在25至125瓦之间。这种芯片能够关闭内核以降低时钟速度和减少耗电量。(3)意法半导体发布新型封装技术,可进一步缩减符合严格安全标准的控制模块的尺寸。
意法半导体的部分新产品已开始采用新型SMBflat三针表面贴装封装,包括一款交流开关、一款晶闸管整流器以及三款双向晶闸管,这些产品被广泛用于阀门、电机控制电泵控制、起辉器及断路器。
印刷电路板占板面积仅主流SOT-223封装的一半,新型封装为意法半导体的新款ACS108 1-Amp交流开关实现迄今为止最高的电流密度,这是此类产品的最主要优势。SMBflat封装较SOT-223封装薄40%,让设计人员可更自由地缩减装置外壳设计。
此外,意法半导体的X02系列晶闸管整流器和X01系列双向晶闸管均采用这款新型封装,沿面距离有助于家电和工业电气设备达到主要安全标准的绝缘要求。可自行决定焊接在印刷电路板上的封装,SOT-223或SMBflat均符合使用标准。
该解决方案可确保两种封装的兼容性,并实现在生产阶段的灵活性。SMBflat封装的主要特性:封装尺寸为3.95 x 4.6 x 1.1mm,PCB封装解决方案与SOT-223封装相容,3.4mm沿面距离,符合RoHS法令和无卤素,SMBflat封装是ACS108-6SUF-TR交流开关、X0202NUF晶闸管整流器及Z0103/07/09MUF系列双向晶闸管的一大特色。意法半导体推动功率封装微型化以达到提高电气安全标准的目的。
5、结语
综上所述,微电子技术是当今世界最能体现知识经济特征的典型产品之一。许多国家都对微电子技术的发展及其重视。日本则把它摆到了电子立国的高度。美国把微电子视为他们的战略性产业。由此可见,微电子技术是当今信息社会和时代的核心竞争力。微电子技术的迅猛发展必将给这个世界带来一次又一次惊喜。
作者：宋奇 来源：数字技术与应用 2011年3期
