Mikroelektronikk

Mikroelektronikk er disiplinen og industrien som produserer og studerer mikroskopiske elektroniske kretser og systemer. Hovedproduktet er den integrerte kretsen (IC) hvor millioner til milliarder transistorer er montert på en silikon- eller andre halvlederbaserte wafer. Mikroelektronikk dekker design, fabrikasjon, testing og systemintegrasjon av elektroniske enheter.

Historie: Mikroelektronikkens utvikling startet med transistoren på 1940-tallet og utviklingen av integrerte kretser på 1960-tallet. Siden den tid har skalforskyvning og materialforbedringer drevet framgang. CMOS har dominert kommersiell produksjon på grunn av lavt effektforbruk og høy tetthet. Utviklingen følger ofte Moore’s Law, men farten avtar og nye løsninger søkes, inkludert 2D-materialer og avanserte 3D-IC-er.

Teknologi og prosessteknologi: Produksjonen foregår i rene rom; waferproduksjon, fotolitografi, doping, oksidasjon og metallisering, samt emballering og testing. Vanlige teknologier inkluderer CMOS-logikk og minne som DRAM og NAND-flash, sensorer og mikrosystemer. Trender inkluderer system-on-chip og avansert emballering. Produksjonen er kapitalintensiv og krever høy presisjon og streng kvalitetskontroll.

Bruksområder og betydning: Mikroelektronikkdriver datamaskiner, mobilkommunikasjon, nettverk og forbrukerelektronikk, samt bilindustri og industriell automasjon. Den muliggjør kunstig intelligens, avansert databehandling i sky og ved enhet, sensorer og IoT.

Økonomi og utfordringer: Området krever store investeringer i designkompetanse, produksjonsfasiliteter og forskningsinfrastruktur. Forsyningskjeder, geopolitikk og ressursbegrensninger påvirker leveranser. Miljø og bærekraft, samt kvalifisert arbeidskraft og utdanning er sentrale spørsmål.