mikroelektroonika

Mikroelektroonika on elektroonika ala, mis tegeleb väga väikeste elektroonikakomponentide ja nende integreeritud süsteemide kujundamise, tootmise ja kasutamisega. Selle keskmes on integreeritud voolud (IC-d), kus miljardid transistorid ja teised komponendid on tihedalt ühendatud ühes või mitmes kiibis. Mikroelektroonika hõlmab digitaalseid ja analoogseid kiipe, mälu ning sensorite ning MEMS-i (mikroelektromehaanilised süsteemid) lahendusi.

Tehnoloogiline alus on pooljuhid, peamiselt silikoon. Valmistamine toimub puhasruumides ning hõlmab protsesse nagu fotolitograafia, deponeerimine, difusioon ja eeltöötlus. Kaasaegsed arhitektuurid on CMOS ja FinFET, lisandub 3D-integratsioon ja pakendamine, mis suurendavad tihedust ja jõudlust. Peamised materjalid ja protsessid määravad kiibi võimekuse ning energiatõhususe.

Disainiprotsess kasutab spetsiaalseid EDA-tööriistu, mille abil kirjeldatakse arhitektuur, ahelad ja signaalivood ning teostatakse simulatsioon ja testimine. Tootmises on oluline kõrge kvaliteet, suur toodang ja tarneahelate stabiilsus. Kiipide arendus on rahvusvaheliselt koostöö- ning ettevõtete- ja ülikooli koostöö valdkond.

Käitumus ja rakendused on laiaulatuslikud: arvutid, serverid ja mobiilseadmed, side- ja tarbijatooted, autotööstuse sensorid ja juhtimissüsteemid, meditsiiniseadmed ning tööstuslik automatiseerimine. Ajalugu algas transistorite leiutamisega 1947 ning integreeritud voolude arenguga 1950–ndatel; Moore’i seadus on kujundanud kiipide tiheduse ja kuluefektiivsuse arengu. Tänapäeval arenevad 3D- ja pakendustehnoloogiad ning uued materjalid; suurimate väljakutsete hulgas on energiasääst, soojusjuhtivus ja tootmisvõimsus.