浅谈微电子技术在我国计算机方面的应用

范鹏

摘 要：微电子技术是研究微型电路、系统电子学之分支，最核心的研究方向是电子或者是离子。微电子技术发展水平提高，在电子学、物理学、计算机中都有使用。最明显的发展成就是，电子器件实现微型化，实现系统集成。根据我国电子行业发展历程上看，随着社会科技水平不断提高，微电子技术也逐渐提高。微电子技术已经开始占据电子行业市场，文章分析了微电子技术在计算机方面的研究和使用。当下是信息社会，信息成为人们工作和生活基础，社会发展实现信息化，这有赖于通讯机以及计算机。然而计算机的基础便是微电子。微电子技术不断发展过程中，极大的改变了社会发展现状，促进社会变革，推动社会进步。

关键词：微电子技术；计算机；应用；

1 前言

微电子技术是研究微型电路、系统电子学之分支，最核心的研究方向是电子或者是离子。当下，微电子技术发展水平提高，在电子学、物理学、计算机中都有使用。最明显的发展成就是，电子器件实现微型化，实现系统集成。

2 微电子技术的定义以及影响

2.1 微电子技术的定义

微电子技术是在本世纪60年代随着集成电路IC随之出现的，这是一门新的电子技术。在大型电路集成中，表现最为突出，而且其中会包含大量的器件物理设计、系统电路设计、工艺技术等等。简单而言，微电子技术就是微学电子中，各项高工艺技术综合。随着发展不断推动，在1947年时，晶体管开始被发展起来。

2.2 微电子的影响

当下，社会科学技术发展速度非常快，发展水平非常高。在发展势力不可阻挡的当下，发展势头最好，影响最大，最具代表性的就是微电子技术。微电子技术成为电子信息发展的核心。微电子在讯通技术、生活工作以及网络技术产生的影响非常大，这些影响都具代表性。我国使用微电子技术，随着使用的深度加深，引起了世界电子行业革新。在微电子技术支撑下，我国电子行业发展水平逐渐提高，取得了突飞猛进的效果，从而满足我国市场需求。另外，微电子对人们的影响也比较大，微电子使得信息收集，信息处理，传输等等得到提升。另外，大量的微型器件出现，方面了人们生活。

3 当前微电子技术发展所面临的限制

微电子技术在电子行业发展中，最常表现在集成电路芯片研制中。随着科技社会不断发展，电子技术得到创新和更新，研制出来的大量单晶硅片已经被投入电子行业中，不断推动电子行业高速发展。而且，IC芯片容量也逐渐得到完善。但是，摩尔定律分析，微电子技术在发展中，会面临巨大的挑战，这个挑战可以归结成以下三种。第一，物理规律限制。微电子技术发展基础是硅基互补金属氧化物半导体，这是集成电路性能不可缺少的必要器件，基层电路性能提高，需要获得微型器件支撑。但是，基层电力在缩小过程中，这个缩小度是受到限制的。一般会受到氧化层、电源电压厚度限制。在当前，基层电路中，一把都无法基于物理学来克服这些问题，因此从根本上阻碍了电子技术发展。第二，材料限制。决定微电子材料性质的参数主要有载流子的迁移率μ、介电常数ε、击穿电场强度E c、载流子的饱和速度vs、热导系数K等，目前世界上微电子技术所用的主要材料都是硅，而硅的这些性质使得微电子技术在集成电路的高度集成时就容易受到限制，影响微型化的进步发展。第三，工艺技术限制。微电子工艺技术主要针对的是微电子应用制作，主要包括了微细线条加工以及高质量薄膜的离子注入在内，并且得到控制。这个工艺的使用需要借助光刻设备，需要发挥出设备实际效益。根据摩尔定律发展规律上看，当前光刻设备已经不断微缩，缩小的比例也很小。但是如果想要进一步得到微化，这显然不可能。第四，半导体限制。半导体在常温条件下时，它的使用状态介于导体和绝缘体之间，微电子技术使用受到材料性质影响，使得电子技术应用面临巨大挑战。而且，微电子技术在设计仿真过程中，还面临了诸多限制。

4 微电子技术使用于计算机中

4.1 微电子技术优势

根据专家预测，在不断发展中，摩尔定律会持续有效，但是发展的速度会慢一些。随着微电子技术不断发展，我国集成电路宽度可以实现0.05微米，甚至更细。但是，这个电路宽度也不是无限制得以发展。因为，当一个器件被研制而出的，这个器件起码由一个或者是几十个原子组成，这势必会借用到统计力学以及量子力学，才能逐渐实现极限。为了突破物理极限的影响，随着研究深度加深，大量纳米数量级的器件被生产出来。不论是计算机、航空、卫星通讯等等，都需要借助芯片得以完成工作。一个计算，美国每年由计算机完成的工作量超过4000亿人年的工作量，而日本国家，每个家庭平均拥有的芯片大约为100个，可以定义当下的微电子无数不在，而且将其引入计算机应用中，使得计算机功能更加强大，运行效率更高。

4.2 辅助分析

使用微电子技术统，最关键的就是对计算机辅助系统进行分析，尤其是计算机运行效率处理。引进边界元件，将其使用于计算机结构，同时也可以引入优化设计方法，进行综合开发，从而保障系统使用灵敏度，使得动态修改得以顺利进行。一般可靠性分析都需要借助测试数据来分析，因此，这个过程需要建立起计算机算法库，开发应用该部分时，涉及的内容比较广，有些产品需要进行质量保障和开发设计，这样才可以更好的缩短开发周期，才可以提升设计质量，而且在使用过程中，还可以增加设计合理性以及科学性。

4.3 数据库技术

数据库技术使用，一般都需要建立起计算机工业基本情况，可以从产销数据、工厂规模、生产工艺等基础上建立数据库，这个數据包含的计算机数据有国内的计算机数据以及国外计算机数据。数据库囊括的内容比较多，有产品数据库、有零部件数据库，工艺制造数据库等等。另外，还需要建立起产量、销量相关预测模型。如果是国外数据库，还需要建立起进口量、创汇额数据模型等。同时，在进行设计过程中，还可以便于管理。建立起的预测模型，可以对计算机基本情况动态更好的把握，深度了解计算机产量情况、计算机出口量以及市场变化情况等。信息收集分析，可以为有关部门决策提供参考意见。

4.4 集成制造系统

在上述各项工作的基础上，综合应用计算机辅助设计（CAD）、辅助分析（CAA）、工程数据库、辅助工艺过程（CAPP）、成组技术（GT）以及辅助制造等各项技术，逐步开展CIMS的研究、开发和应用工作，不断跟踪国内外先进水平。在开发应用工作中，应以工作站和微机相结台，行业内研究开发、行业外借鉴吸收、国外引进消化相结合。

5 结束语

当下是信息社会，信息成为人们工作和生活基础，社会发展实现信息化，这有赖于通讯机以及计算机。然而计算机的基础便是微电子。微电子技术不断发展过程中，极大的改变了社会发展现状，促进社会变革，推动社会进步。

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（作者单位：国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心）