miniaturisering

Miniaturisering är processen att göra komponenter, enheter eller system mindre i storlek samtidigt som funktionalitet, prestanda och kostnadseffektivitet bibehålls eller förbättras. Inom teknik och tillverkning syftar termen ofta till att reducera fysiska dimensioner, vikt och energibehov.

Detta uppnås genom avancerad tillverkning och materialforskning, såsom mikro- och nanofabrikation, fotolitografi, kemisk deposition och etsningsprocesser. Centrala tekniska områden är MEMS (mikro-elektromekaniska system), nanoteknik och System-on-Chip, samt 3D‑integration där flera funktioner samlas i en eller flera enheter.

På elektroniksidan har miniatyrisering lett till små, billiga och energieffektiva enheter såsom smartphones, bärbara datorer och inbyggda sensorer. Inom medicin används små instrument för minimalt invasiva ingrepp, mikrorobotar och implantat. Andra tillämpningar finns inom fordons-, miljö- och industrisektorn, där små sensorer och styrsystem förbättrar funktionalitet och övervakning.

Utmaningar inkluderar värmehantering, signal- och kraftöverföring i mycket små enheter, samt kvantfenomen och materialbeteenden som uppträder i nanoskalor. Tillverkningskostnader, produktionsutbyte och tillförlitlighet i massproduktion är också centrala frågor. Dessa faktorer kräver nya processer, material och designstrategier.

Historiskt har miniatyrisering drivits av utvecklingen inom mikroelektronik och den så kallade Moores lag, där antalet transistorer per yta växt exponentiellt. Nutida forskning fokuserar på 3D‑integration, system-on-a-chip och nanoteknik för att fortsätta minska storlek samtidigt som kapacitet och batteritid förbättras.