Что такое микроэлектроника?

Микроэлектроника — это область электроники, в которой используются крошечные или микрокомпоненты для производства электроники. По мере роста спроса на небольшие и менее дорогие устройства область продолжает расширяться. Обычно основное внимание уделяется исследованиям, надежности и производству.

Как правило, микроэлектроника начинается с интегральной микроэлектронной схемы, которая представляет собой набор электрических компонентов, соединенных вместе. Наиболее распространенными компонентами являются транзисторы, резисторы, конденсаторы и диоды. Транзисторы включают и выключают электричество, подобно выключателю. Резисторы контролируют количество электричества, проходящего через ток, например регулятор громкости в телевизоре. Конденсаторы концентрируют электричество для одновременного использования, а диоды направляют, когда электричество будет использоваться.

Многие крупные университеты США проводят исследования в области микроэлектроники. Большинство исследований касаются как того, как уменьшить размеры компонентов, таких как транзисторы и конденсаторы, так и того, какие возможности существуют для более мелких компонентов. Технологический институт Джорджии специализируется на медицинских компонентах, таких как хирургические инструменты и средства визуализации. Штат Айова специализируется на промышленном использовании микроэлектроники, такой как сотовые телефоны и карманные персональные компьютеры (КПК).

Надежность микроэлектроники — еще одна область сосредоточения усилий. Поскольку компьютеры задействованы в большинстве предприятий, надежность оборудования обычно является главным приоритетом. Это особенно важно в области медицины, где крошечные роботизированные инструменты теперь заменяют руки врача в хирургии. Используя руку робота и следя за видеоэкраном, врач может проводить операции через небольшой лапароскопический разрез вместо того, чтобы вскрывать всю полость пациента.

Еще одна область, требующая высокой степени надежности, — это финансовая отрасль. Поскольку требовалось все больше и больше данных, раньше было невозможно угнаться за объемом необходимого дискового пространства. Однако с развитием электроники то, что когда-то заполняло целые комнаты мэйнфреймами, теперь можно хранить на нескольких небольших портативных устройствах.

Последней областью внимания является проектирование для производства. С точки зрения микроэлектроники была проделана большая работа, чтобы гарантировать, что различные компоненты действительно могут быть размещены на печатных платах. Крошечный размер компонентов, используемых для производства микроэлектроники, обычно слишком мал, чтобы люди могли эффективно припаивать печатные платы.

Машины, называемые машинами с технологией поверхностного монтажа (SMT), используют робототехнику для размещения каждого компонента. С помощью этих машин можно размещать тысячи компонентов в час. Программа загружается в машину, которая имеет определенное место на каждой печатной плате, где должны быть размещены компоненты. Программа контролирует, куда роботы-манипуляторы помещают каждую деталь. Эта автоматизация обычно делает весь производственный процесс более эффективным, что также снижает общую стоимость.