當前微電子學與集成電路解析

摘 要 微電子學屬于電子學的分支學科，以半導體為主要對象，形成微小型電路和系統(tǒng)等。而集成電路屬于微型電子器件，將各類元件通過合理的布線方式，成為一個具備完整電路功能的結(jié)構(gòu)。微電子學與集成電路直接關(guān)系到相關(guān)高新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進步。展開對微電子學與集成電路的分析，旨在明確微電子學與集成電路的基本情況，推動微電子學與集成電路的有效應用，實現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】微電子學 集成電路 半導體

微電子學與集成電路是現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎，各類高新行業(yè)在具體發(fā)展中，均會對微電子學和集成電路進行應用。其中，集成電路選擇半導體鏡片作為基片，并結(jié)合相關(guān)工藝，將電阻、電容等元件與基片連接，最終形成一個具備完整電路功能的系統(tǒng)或是電路。較比集成電路微電子學是在集成電路的基礎上，研究半導體和集成電路的相關(guān)物理現(xiàn)象，并有效的對其進行應用，滿足各類電子器件需求的效果。基于此，本文對當前微電子學與集成電路展開分析，具體內(nèi)容如下。

1 微電子學與集成電路解讀

微電子學是電子學的分支學科，主要致力于電子產(chǎn)品的微型化，達到提升電子產(chǎn)品應用便利和應用空間的目的。微電子學還屬于一門綜合性較強學科類型，具體的微電子研究中，會用到相關(guān)物理學、量子力學和材料工藝等知識。微電子學研究中，切實將集成電路納入到研究體系中。此外，微電子學還對集成電子器件和集成超導器件等展開研究和解讀。微電子學的發(fā)展目標是低能耗、高性能和高集成度等特點。

集成電路是通過相關(guān)電子元件的組合，形成一個具備相關(guān)功能的電路或系，并可以將集成電路視為微電子學之一。集成電路在實際的應用中具有體積小、成本低、能耗小等特點，滿足諸多高新技術(shù)的基本需求。而且，隨著集成電路的相關(guān)技術(shù)完善，集成電路逐漸成為人們生產(chǎn)生活中不可缺少的重要部分。

2 微電子發(fā)展狀態(tài)與趨勢分析

2.1 發(fā)展與現(xiàn)狀

從晶體管的研發(fā)到微電子技術(shù)逐漸成熟經(jīng)歷漫長的演變史，由晶體管的研發(fā)→以組件為基礎的混合元件（鍺集成電路）→半導體場效應晶體管→MOS電路→微電子。這一發(fā)展過程中，電路涉及的內(nèi)容逐漸增多，電路的設計和過程也更加復雜，電路制造成本也逐漸增高，單純的人工設計逐漸不能滿足電路的發(fā)展需求，并朝向信息化、高集成和高性能的發(fā)展方向。

現(xiàn)階段，國內(nèi)對微電子的發(fā)展創(chuàng)造了良好的發(fā)展空間，目前國內(nèi)微電電子發(fā)展特點如下：

（1）微電子技術(shù)創(chuàng)新取得了具有突破性的進展，且逐漸形成具有較大規(guī)模的集成電路設計產(chǎn)業(yè)規(guī)模。對于集成電路的技術(shù)水平在0.8～1.5μm，部分尖端企業(yè)的技術(shù)水平可以達到0.13μm。

（2）微電子產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，隨著技術(shù)的革新產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐漸生成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，上下游關(guān)系處理完善。

（3）產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，更多企業(yè)參與到微電子學的研究和電路中，有效推動了微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促使微電子技術(shù)得到了進一步的完善和發(fā)展。

2.2 發(fā)展趨勢

微電子技術(shù)的發(fā)展中，將微電子技術(shù)與其他技術(shù)聯(lián)合應用，可以衍生出更多新型電子器件，為推動學科完善提供幫助。另外微電子技術(shù)與其他產(chǎn)業(yè)結(jié)合，可以極大的拉動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推動國內(nèi)生產(chǎn)總值的增加。微電子芯片的發(fā)展遵循摩爾定律，其CAGR累計平均增長可以達到每年58%。

在未來一段時間內(nèi)，微電子技術(shù)將按照提升集團系統(tǒng)的性能和性價比，如下為當前微電子的發(fā)展方向。

2.2.1 硅基互補金屬氧化物半導體（CMOS）

CMOS電路將成為微電子的主流工藝，主要是借助MOS技術(shù)，完成對溝道程度的縮小，達到提升電路的集成度和速度的效果。運用CMOS電路，改善芯片的信號延遲、提升電路的穩(wěn)定性，再改善電路生產(chǎn)成本，從而使得整個系統(tǒng)得到提升，具有極高研究和應用價值。可以將CMOS電路將成為未來一段時間的主要研究對象，且不斷對CMOS電路進行縮小和優(yōu)化，滿足更多設備的需求。

2.2.2 集成電路是當前微電子技術(shù)的發(fā)展重點

微電子芯片是建立在的集成電路的基礎上，所以微電子學的研究中，要重視對集成電路研究和分析。為了迎合信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，對于集成電路暴露出的延時、可靠性等因素，需要及時的進行處理。在未來一段時間內(nèi)對于集成電路的研究和轉(zhuǎn)變勢在必行。

2.2.3 微電子技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合

借助微電子技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合，可以衍生出諸多新型技術(shù)類型。當前與微電子技術(shù)結(jié)合的技術(shù)實例較多，積極為社會經(jīng)濟發(fā)展奠定基礎。例如：微光機電系統(tǒng)和DNA生物芯片，微光機電系統(tǒng)是將微電子技術(shù)與光學理論、機械技術(shù)等結(jié)合，可以發(fā)揮三者的綜合性能，可以實現(xiàn)光開關(guān)、掃描和成像等功能。DNA生物芯片是將微電子技術(shù)與生物技術(shù)相結(jié)合，能有效完成對DNA、RNA和蛋白質(zhì)等的高通量快速分析。借助微電子技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合衍生的新技術(shù)，能夠更為有效推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為經(jīng)濟發(fā)展奠定基礎。

3 微電子技術(shù)的應用解讀

微電子學與集成電路的研究不斷深入，微電子技術(shù)逐漸的應用到人們的日常生活中，對于改變?nèi)藗兊纳钇焚|(zhì)具有積極的作用。且微電子技術(shù)逐漸成為一個國家科學技術(shù)水平和綜合國力的指標。

在實際的微電子技術(shù)應用中，借助微電子技術(shù)和微加工技術(shù)可以完成對微機電系統(tǒng)的構(gòu)建，在完成信息采集、處理、傳遞等功能的基礎上，還可以自主或是被動的執(zhí)行相關(guān)操作，具有極高的應用價值。對于DNA生物芯片可以用于生物學研究和相關(guān)醫(yī)療中，效果顯著，對改善人類生活具有積極的作用和意義。

4 結(jié)束語

微電子學與集成電路均為信息技術(shù)的基礎，其中微電子學中囊括集成電路。在對微電子學和集成電路的解析中，需要對集成電路和微電子技術(shù)展開綜合解讀，分析微電子技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，再結(jié)合具體情況對微電子技術(shù)的當前應用展開解讀，為微電子學與集成電路的創(chuàng)新和完善提供參考，進而推動微電子技術(shù)的發(fā)展，創(chuàng)造更大的產(chǎn)值，實現(xiàn)國家的持續(xù)健康發(fā)展。

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作者簡介

胥亦實（1994-），男，陜西省榆林市人。大學本科學歷。現(xiàn)供職于吉林大學。主要研究方向為集成電路工程。

作者單位

吉林大學 吉林省長春市 130000