De mikroelektronikk er en spesialitet innen elektronikk som er interessert i studiet og produksjon av elektroniske komponenter på tvers mikrometer .
Disse komponentene er laget av halvledermaterialer (for eksempel silisium ) ved hjelp av forskjellige teknologier, inkludert fotolitografi . Denne teknologien tillater integrering av mange elektroniske funksjoner på samme stykke silisium (eller annen halvleder) og derfor til en lavere produksjonskostnad. Kretsene som dermed produseres kalles chips eller integrerte kretser . De kan være standard eller spesifikke for et program (de kalles da ASIC : applikasjonsspesifikk integrert krets) . Alle diskrete elektroniske komponenter: transistorer , kondensatorer , induktorer , motstander , dioder og isolatorer og ledere har tilsvarende i mikroelektronikk.
Den integrerte kretsen digital består av logiske porter (ofte tusenvis eller millioner som i mikroprosessorer til og med milliarder som i tilfelle grafikkort ):
Alle integrerte kretser har diskrete komponenter som transistorer , kondensatorer, motstander, dioder, etc. .
Det er tre hovedtyper av integrerte kretser:
Med utviklingen av produksjonsteknikker fortsetter komponentens størrelse å avta. I 2014 ble kretser innen 14 nm teknologi markedsført. På submikronskalaen blir visse parasittiske fysiske effekter , uten betydning i større skala, overvektige.
Signalutbredelsestid skyldes hovedsakelig parasitære kapasitanser (sammenkobling og nærhet til elementer) og ikke til transittiden til disse elementene. Til dette legges krysstalen koblet til de ledende sporene, parallelt og stadig mer tett sammen.
Den 1 / f støy blir også viktig når man arbeider med små størrelse-transistorer på grunn av mangelfull statistikk (inhomogenitet av de fysikalske egenskapene er mer følsom ved liten skala).
Til slutt har transport av elektroner i elektroniske kretser vanskeligere å bli termalisert over korte avstander. Vi snakker da om varme elektroner .
Målet med mikroelektroniske teknikk er å bruke konstruksjonsmetoder for å begrense slike virkninger samtidig som de øker størrelse, hastighet, strømforbruk, temperatur stigning, og kostnaden for halvlederkomponenter.
Den ekstreme tynnheten til komponentene tillater generelt, i tillegg til en reduksjon i størrelse, betydelige gevinster i elektrisk forbruk. Videre gjør muligheten for å produsere MOS- transistorer med korte kanaler det mulig å øke ytelsen (forsterkningsbåndbreddeprodukt). CMOS- teknologier er veldig raske mens de bruker mye mindre enn de som er basert på bipolar teknologi .
Miniatyriseringen av elektroniske kretser gir likevel visse problemer: