ULSI és ami utána jön
ULSI és ami utána jön
Mai csúcstermékeivel a mikroelektronika már az ultra nagy mértékű integrálás – ultra large scale integration (ULSI) – korszakába jutott. Az áramköri elemek száma meghaladja a 100 000-et. Az új áramköröket már csak elektronmikroszkóppal lehet szemlélni. A pontos elemméret határa 1,5 nm alatt van. A megmunkálást is elektronsugárral végzik. A problémák súlypontja a technológiáról és a tervezésről átkerült a vizsgálatokra. A kivezetések kis száma is nehézzé teszi a hozzáférést a belső elemekhez. Önvizsgáló módszerekre van szükség: az áramköri elemek maguk kapcsolódnak át saját magukat vizsgáló üzemmódba. Esetleg tartalék részegységek vannak a lapkán, amelyek bekapcsolódnak egy hibássá vált részegység helyett.
A mikroelektronika legelterjedtebb eszköze ma a CMOS (complementary, kiegészítő), amely egy elektronvezetésű és egy lyukvezetésű MOS tranzisztor kombinációja; ez majdnem ideális kapcsoló, fogyasztása elenyészően csekély, működése igen gyors és helyigénye nagyon kicsi. Az eredményeket egyaránt felhasználja a kutatás, a termelés, a gyógyászat, a kereskedelem és természetesen a távközlés. Az egyszerűbb áramkörök árát végletesen lenyomta a japán és az amerikai félvezetőipar versenye. Ennek eredménye: a törpe otthoni „hobby” számítógép. A skót Clive Sinclair vállalkozása tette 1979-ben milliós cikké az elsőt (ZX 80), amelynek kijelző része a házi tévékészülék, memóriája a házi magnó, billentyűzete különlegesen egyszerű volt. Azóta több módosítása és számtalan utánzata jelent meg.
És mit hoz a jövő? A méretek csökkentésében és a szilíciumlapkák méretének növelésében még van annyi tartalék, hogy százmillió elemet tartalmazó chipeket várhassunk el, amelyeken korunk legnagyobb számítógépeinek főbb egységeit is el lehet helyezni. Érdekes próbálkozás a „háromdimenziós „építkezés: egy lapkán több, szigetelőréteggel elválasztott emelet, köztük rövid, merőleges összeköttetések.
A szilíciumtranzisztornál jóval gyorsabb eszközöket lehet kialakítani egyes összetett félvezetőkben, pl. galliumarzenidben. Itt az integrálás ma még csak a közepes léptéknél tart.
Tíz évvel ezelőtt nagy érdeklődést váltott ki egy alapvetően más eljárás, amelyben szupravezető eszközök jutottak szerephez. A kutatások akkor abbamaradtak, de 1986-87 fejleményei (szupravezetők) újra a figyelem előterébe helyezték a sokat ígérő szupravezető eszközöket.
Valkó Iván Péter
