microelectrònica

microelectrónica (es), microelectronics (en)
f
Electrònica i informàtica

Branca de l’electrònica que tracta del disseny, de la producció i de l’aplicació dels dispositius electrònics de petites dimensions, en els quals els diversos components són disposats en gran densitat sobre una plaqueta o substrat gràcies als principis de la integració .

La microelectrònica permet de construir aparells de volum i pes reduïts i alhora d’una gran fiabilitat i economia. Té aplicacions especialment en telecomunicacions, control i regulació industrials, ginys espacials, ordinadors, etc, i, en general, en tècniques digitals. En aquests darrers anys, l’evolució de la microelectrònica ha estat notable pel que fa a l’aparició de nous components i dispositius electrònics (díodes, transistors, fotoacobladors, memòries i sobretot el microprocessador) i a les noves tecnologies de fabricació de circuits integrats (circuit integrat), on com més va més s’aconsegueix d’augmentar la integració de circuits. En aquest sentit cal esmentar l’impacte que ha produït la tècnica d’integració a escala molt gran (VLSI, en anglès Very Large Scale Integration), com a millora de la LSI, i que permet d’arribar a 100 000 transistors en un sol circuit. Hom continua utilitzant els tipus bàsics de transistors: bipolars i MOS, bé que aquests darrers han donat lloc a d’altres com el CMOS, WMOS, VMOS, etc. En el camp dels circuits lògics cal dir que les tecnologies amb transistors bipolars RTL i DTL han estat abandonades i només continua essent utilitzada la TTL, al costat de la MOS o CMOS, alhora que han aparegut noves tecnologies de transistors bipolars, entre els quals hi ha la IIL o lògica integrada d’injecció (en anglès Integrated Injection Logic). La microelectrònica ha esdevingut darrerament una indústria amb un gran desenvolupament; hom ha arribat a fabricar circuits integrats capaços de realitzar les funcions analògiques i digitals més variades. Els usuaris d’aquests components poden trobar al mercat circuits ben específics, tant en els camps especialitzats (com en aplicacions militars, industrials, etc) com de gran públic. De totes maneres, per a aplicacions molt concretes i per a necessitats específiques, hi ha actualment la possibilitat d’encarregar als fabricants circuits integrats sota demanda, els quals són destinats exclusivament a un determinat client, sempre naturalment per a quantitats importants, a fi d’aconseguir un preu assequible. Hom ha arribat, així, als circuits ASIC (Application Specific Integrated Circuit), els quals agrupen unes determinades funcions existents, de manera que resulten circuits semipersonalitzats on les diposicions dels terminals i funcions depenen de les necessitats del client. D’altra banda, les dimensions dels circuits integrats disminueixen constantment, de manera que la microelectrònica permet cada cop més la reducció de les mides a igualtat de funcions. Hom ha comprovat que, des del naixement dels circuits integrats, el nombre de transistors per component es duplica cada quinze mesos. Actualment, les dimensions dels transistors i llurs connexions són inferiors a 1 μm, i continuen disminuint constantment. L’evolució en la reducció de les dimensions dels circuits integrats ha estat tan extraordinària que actualment és possible de situar en uns pocs mil·límetres quadrats més de 500 000 components electrònics interconnectats. Tant en l’electrònica anàlogica com en la digital hi ha circuits d’aplicació general que poden ésser utilitzats com a blocs bàsics per a la realització de sistemes electrònics més complexos. La realització d’aquests circuits mitjançant la interconnexió dels diferents elements bàsics constituïts dins un únic suport semi-conductor de reduïdes dimensions és la base de la microelectrònica. És per aquest motiu que la microelectrònica ha tingut aquest gran desenvolupament i ha convertit l’electrònica en una tecnologia que serveix d’ajuda a totes les altres. Cal destacar especialment la gran influència de la microelectrònica en el desenvolupament dels sistemes electrònics de control de processos o de productes industrials. D’una manera especial, entre els diferents productes de la microelectrònica tenen un especial interès els components de la tècnica digital i les memòries, de manera que hom pot dir que són els seus principals reperesentants. Els altres, com per exemple els circuits integrats analògics i els components optoelectrònics, a causa del seu menor consum, queden en un segon pla. Fins ara l’element utilitzat per a la fabricació dels circuits integrats era el silici, però hom ja ha començat a utilitzar en determinats circuits altres materials com l’arseniür de gal·li (AsGa), aplicat ja en altres dispositius electrònics, que permet de fer transistors cinc vegades més ràpids que els de silici.