Дәріс №015. Микроэлектрониканың дамуыныңболашағы
1.Микроэлектрониканың дамуының болашағы
&&&
$$$002-015-001$3.2.15.1 Микроэлектрониканың дамуыныңболашағы
1.Микроэлектроникаөнеркәсіптің алдыңғы қатарлысаласының бірі және барлық дамыған елдердеғылыми-техникалық прогресстің дамуыныңмаңыздыбағыты болып отыр. Микроэлектрониканың дамуыныңтенденциялары –микросхемалардың интегралдау дәрежесініңдеңгейін арттыру – ИМС минималды өлшемдерін азайту менлогикалық элементтердің бағасын төмендету үшінкристалдардың өлшемін ұлғайтумен байланысқан.2000 жылға қарай өнеркәсіптік өндірістединамикалық оперативтік есте сақтау құрылғыларыныңсыйымдылығы 1 Гбит болды және жобалық нормалар 0,18 мкмжәне 5-6 аралық деңгейлері қолданылды, алпластиналардың диаметрі 400 мм құрады. Жартылайөткізгіш құралдардың бүкіл әлем бойыншасату құны 2001 жылы 316 млрд. долларды құраса, 2008жылы 1 трлн. АҚШ долларынан асады деп жоспарланып отыр.АҚШ-тың осы жылдың басындағы Жартылайөткізгіштерассоциациясының жарыққа шығарған"Ұлттық технологиялық бағыттықкартасы"жаңа редакциясында 2012 жылға қарайсыйымдылығы 256 Г (сериялық өндірісінде- 64 Г) минималдытопологиялық өлшемі 0,05 мкм (сериялық өндірісінде -0,07мкм) құрайтын операциялық есте сақтауқұрылғысын жасап шығару жоспарланып отыр.
Қазіргіжартылай өткізгіштер жасайтын өнеркәсіптердіңқұны мен қиындығы өте жоғары жәнеқазіргі субмикронды технологиялар өте көп инвестицияны талапетеді. Әлемдегі өндірістік қуаттарға капитал салусоңғы екі жылда шамамен 80 млрд. АҚШ долларынқұрады.
Қорғаныстықжәне стратегиялық маңызы бар маңыздырадиоэлектрондық жүйелерге арналған элементтер базасыотандық электроникамен құрылуы керек. Мұндайжағдайларда жоғары сенімді СБИС жасап шығару өзектімәселе. Жаңа технология мен жаңа СБИС жасау – ол текқана күрделі арнайы есептерді ғана шығару емес, соныменқатар өзара байланысқан техникалық,ұйымдастырушылық, коммерциялық проблемаларды шешу керек.Мысалы, әрбір өнім үшін оларды рынокке шығарудыңең аз өнім көлемі бар.Жартылай өткізгішөнеркәсібі жоғарғы капитал салумен және технологиясыныңжылдам өзгеруімен сипатталады. Технологияның дамуы өнімқұнының арзандауына әкелуі қажет. 2030жылға қарай планетадағы электрдің 10% күнбатареялары көмегімен өндірілетін болады, ал оларгетероқұрылымдар базасында жасалады. Жарық диодтарыныңэлектрондық құралдарда таралуы одан сайын арта береді. Жасапшығарылған "ақ" жарық диодтары тұрмыстыққыздыру лампаларын алмастырады.Күделікті өмірімізге енгенжартылай өткізгіш лазерлердің орнын басқа лазерлер
алмастырады.Авиацияда жартылай өткізгіш электроника ең жоғарғыорынды алады.40 жыл бұрын микроэлектроника қандай еді? Чиптар олкезде өте аз жасап шығарылатын, ең қиын деген Fairchildкомпаниясы жасап шығарған микросхемада небәрі 64 транзисторбар болатын. Соңғы жылдары микропроцессорлардағытранзисторлар саны әрбір бір жарым жыл сайын артып артып келеді,оған келесі кестеден көз жеткізуге болады:
| Микропроцессор | Шыгарылган жылы | Транзисторларынын саны |
| 4004 | 1971 | 2.300 |
| 8008 | 1972 | 2.500 |
| 8080 | 1974 | 5.000 |
| 8086 | 1978 | 29.000 |
| 286 | 1982 | 120.000 |
| Процессор Intel 386TM | 1985 | 275.000 |
| Процессор Intel 486TM | 1989 | 1.180.000 |
| Процессор Intel® Pentium® | 1993 | 3.100.000 |
| Процессор Intel® Pentium® II | 1997 | 7.500.000 |
| Процессор Intel® Pentium® III | 1999 | 24.000.000 |
| Процессор Intel® Pentium® 4 | 2000 | 42.000.000 |
| Процессор Intel® Itanium® | 2002 | 220.000.000 |
| Процессор Intel® Itanium® 2 | 2003 | 410.000.000 |
Бұл тек 2005жылғы ақпарат бойынша ғана берілген мәлімет. Оданберіқарай микропроцессорлардың екі ядролы түрі де кеңқолданыс тауып жүр. Әрине ол жерде де транзисторлардыңсаны бірнеше миллионнан асады. Сонымен қатар ондаймикропроцессордың жұмысы да жылдамырақ болады. Бұныңбәрі әрине микроэлектрониканың дамуның жетістіктері.Ғылым мен техника дамыған сайын микроэлектрониканың даболашағының табысты болары сөзсіз.