Конструкторско-технологическое обеспечение производства ЭВМ История развития микроэлектроники

💸 Как сделать бизнес проще, а карман толще?

Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое раписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Проблема в том, что средняя цена по рынку за такой сервис — 800 руб/мес или почти 15 000 руб за год. И это минимальный функционал. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
⚡️ Для новых пользователей первый месяц бесплатно. А далее 290 руб/мес, это в 3 раза дешевле аналогов. За эту цену доступен весь функционал: напоминание о визитах, чаевые, предоплаты, общение с клиентами, переносы записей и так далее.
✅ Уйма гибких настроек, которые помогут вам зарабатывать больше и забыть про чувство «что-то мне нужно было сделать».
Сомневаетесь? нажмите на текст, запустите чат-бота и убедитесь во всем сами!

Интенсивное развитие современной науки и техники невозможно представить без электроники и одной из ведущих ее областей - микроэлектроники. Изделия электроники и микроэлектроники широко применяются в вычислительной технике радиолокации, технике связи, промышленности и сельскомхозяйстве, медицине и бытовых приборах. Элементной базой современной электронной аппаратуры являются полупроводниковые приборы и интегральные микросхемы (ИС), изготовление которых за сравнительно короткое время стало самостоятельными производствами.

Электроника - это прежде всего наука о процессах, происходящих с электронами в вакууме, газах, жидкостях и твердых телах. Вместе с тем электроника - это и область техники, в которой взаимодействия электронов с электромагнитными полями используются для преобразования электромагнитной энергии, создания электронных приборов, а также устройств передачи, обработки и хранения информации. Электроника исследует эти взаимодействия как в макро-объемах - рабочем пространстве электронных приборов, так и в микрообъемах - атомах, молекулах или кристаллической решетке.

Принято считать электронику наукой ХХ века. Однако ее корни уходят в середину ХIХ века, когда разрабатывалась термодинамика - наука, изучающая законы преобразования энергии. Вслед за этим был открыт ряд эффектов, которые легли в основу создания фотоэлементов, детекторов, диодов, транзисторов и других электронных приборов. К таким эффектам относятся изменение сопротивления столбика селена под воздействием света, возникновение электродвижущей силы на его концах при освещении, односторонняя проводимость заостренной металлической проволочки при ее контакте с сульфидами некоторых металлов и, наконец, термоэлектронная эмиссия, открытия Т.А. Эдисоном в 1883 г.

Развитие электроники можно разделить на пять этапов.

Первый этап начался в конце ХIХ столетия, после того как на заседании Русского физико-химического общества 7 мая 1895 г. А.С. Попов продемонстрировал прибор, по существу явившийся первым в мире радиоприемником. Этот день можно считать не только днем рождения радио, но и электроники. Устройства, которые начали применять в это время, были предназначены для передачи и приема электрических сигналов и состояли из сопротивлений (резисторов), конденсаторов, катушек индуктивности и других пассивных элементов. (ВОУ! Откуда Попов изобрел радио? Неужели с пустого места? Конечно же нет. Предпосылками появления радио были 70 лет работы десятков ученых по всему миру. Идея радио появилась не в 1895 году, путь к ней начался в 1820! Вот ссылка на историю создания радио https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%BE)

Второй этап, часто называемый “эрой электронных ламп”, наступил в начале ХХ в. после изобретения в 1904 г. Дж. Флемингом вакуумного диода, а в 1906 г. Л. Форестом - триода, которые были первыми активными элементами, позволяющими преобразовывать и усиливать электрические сигналы.

В эти же годы русский физик А.Г. Столетов провел исследования, которые легли в основу создания фотоэлектронных умножителей, телевизионных трубок и др. В 1907 г. сотрудник технологического института Санкт-Петербургского университета Б.Л. Розинг разработал телевизионную систему. Эта работа была продолжена одним из его учеников В.К. Зворыкиным в США, где в 1923 г. он изобрел передающую трубку — иконоскоп, а год спустя — кинескоп. В 1918 - 1925 гг. в Нижегородской лаборатории - первом радиотехническом научно - исследовательском центре нашей страны плодотворно работал М.А. Бонч-Бруевич, который в 1919 г. опубликовал основы теории и расчета радиоламп. В 1921 г. совместно с сотрудниками им были разработаны мощные генераторные лампы для радиопередатчиков, используемых в системах дальней радиосвязи и радиовещания.

С этого времени электронные лампы становятся основной элементной базой. На них создаются генераторы, передатчики, усилители, выпрямители, радиоприемники и, наконец, в середине 40-х годов - первые электронные вычислительные машины (ЭВМ). Функциональное усложнение электронных устройств привело к применению большого количества элементов (ламп, резисторов, конденсаторов и др.), резко увеличило их массу и габариты и снизило надежность. Так, в отечественных ЭВМ “Урал” насчитывалось около 1000 электронных ламп, каждая из которых выходила из строя примерно через 50 ч. Вычислительные машины типа БЭСМ содержали по 5- 6 тыс, ламп, и количество их предполагалось довести до 10 тыс., что сокращало время безотказной работы ЭВМ до 5 ч.

Ограниченные возможности электронных ламп, необходимость улучшения функциональных характеристик различных электронных устройств, снижения их массы и габаритов, а также повышения надежности в жестких условиях эксплуатации потребовали разработки новых материалов, совершенствования технологии и привели к созданию принципиально новых элементов.

Третий этап развития электроники начался в 1948 г. с изобретением В. Шокли, Д. Бардином и У. Браттейном транзистора - полупроводникового прибора, предназначенного для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний различных частот и ставшего основой радиоэлектронной аппаратуры.

Следует отметить, что возникновению и развитию полупроводниковой электроники во многом способствовали работы русских и советских ученых. Еще в 1874 г. А.С. Поповым были обнаружены выпрямительные свойства контактов между металлами и их сернистыми соединениями, обладающими полупроводниковыми свойствами. В 20-е годы советский радиофизик О.В. Лосев сконструировал и изучил кристаллические полупроводниковые детекторы и экспериментально доказал существование в детектирующем контакте слоя, обладающего вентильными свойствами, т.е. наличие р-п перехода. В 1922 г. он открыл усилительные свойства детектора и первый в мире создал полупроводниковый высокочувствительный радиоприемник-кристадин. В дальнейшем Б.И. Давыдовым была предложена теория процессов, происходящих в области контакта полупроводника с металлом, объясняющая выпрямляющие свойства полупроводников.

Систематическое изучение свойств полупроводников началось в нашей стране еще в 30-е годы. Под руководством академика А.Ф. Иоффе с 1928 г. в Ленинградском физико-техническом институте группой советских ученых исследовались полупроводники и были разработаны на их основе термо- и фото- электрические приборы.

Малые размеры и большая надежность полупроводниковых приборов, низкая потребляемая мощность и высокий кпд обусловили их широкое применение в радиоэлектронной аппаратуре и электронно-вычислительных устройствах.

Разработка и развитие в 1954 - 1959 гг. диффузионной технологии, оксидного маскирования и фотолитографии позволили в значительной степени усовершенствовать транзисторы, улучшить их параметры. Наряду со снижением стоимости в первые годы производства транзисторов их надежность в среднем повышалась в 10 раз каждые четыре года и за 20 лет возросла в 100 тыс. раз.

Появление малогабаритных активных элементов потребовало создания аналогичных пассивных. Так, размеры резисторов и конденсаторов уменьшились в 50 - 70 раз. Вместе с тем характерной чертой радиоэлектронной аппаратуры, создаваемой на основе малогабаритных элементов и приборов, является сложность сборки устройств и систем, состоящих из нескольких тысяч электрорадиоэлементов. Так, ЭВМ, разработанные в конце 50-х годов, содержали около 100 тыс. диодов и 25 тыс. транзисторов. Поэтому для повышения надежности радиоэлектронных устройств необходимо было обеспечить качество сборочно-монтажных работ.

Четвертый этап развития электроники - разработка и производство в 1958 - 1960 гг. интегральных микросхем - связан с планарной и пленочной технологиями, позволившими значительно уменьшить размеры элементов с десятков микрометров до единиц микрометра и решить проблему надежности межэлементных соединений. В этот период развивается микроэлектроника - область электроники, занимающаяся исследованием, конструированием, изготовлением и применением электронных функциональных устройств микроминиатюрного интегрального исполнения.

Микроминиатюризация - это не только уменьшение объема и массы изделий, но и создание таких устройств, принципы действия которых основаны на новых физических явлениях. Интеграция предусматривает объединение как определенного количества элементов в заданном объеме (не менее пяти в 1 см³), так и новых технологических методов формирования этих элементов и микросхемы в целом.

Интегральные микросхемы в настоящее время являются основой радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры.

Пятый этап характеризуется разработкой устройств функциональной электроники. Если в интегральных микросхемах объединяется большое количество элементов, то в функциональных интегрируются магнитные, оптические, термоэлектрические и другие объемные и поверхностные физические эффекты. В функциональных микросхемах трудно или невозможно выделить отдельные элементы, эквивалентные традиционным (транзисторам, диодам, конденсаторам, катушкам индуктивности).

Функциональная микроэлектроника - перспективное направление развития электроники. Несмотря на то, что различные диоды, транзисторы, а также ИС и устройства функциональной электроники отличаются по конструктивным и функциональным признакам, все технологические процессы их изготовления основаны на чередовании ряда однотипных операций.

Описанию конструкций и основных технологических процессов изготовления полупроводниковых приборов и интегральных микросхем посвящен настоящий раздел курса.

- Можно сказать даже больше. Почему пришельцы НИКОГДА НЕ ДАВАЛИ НАМ НИКАКИХ ТЕХНОЛОГИЙ? Допустим пришельцы дали древним египтянам фрезерный станок. Смогли ли они его освоить? Конечно же нет. Египтяне пользовались каменными орудиями, затем медными и позднее своих соседей перешли к бронзе. Окей. Тогда это было слишком рано. А что если дать средневековым людям фрезерный станок. Что они с ним будут делать? Электичества то нет. Нужно развивать целую НАУЧНУЮ, заметь, область. Будет электричество и что дальше? Ничего. Фрезерный станок сломается и его не смогут починить. Механизма то не знают. А если и и будет инструкция, то где они зап части достанут? Фрезерный станок является продуктом сложного машинного производства и для создания его деталей нужен другой станок. А для того третий и определенные условия труда. Выходит пришельцы ничего не дали. И никогда не давали. Древние цивилизации, ВСЕ ДРЕВНИЕ ЦИВИЛИЗАЦИИ, создавали свою культуру сами и делали ее из камня, грязи и мифотворчества. Ни каких летающих кораблей, ни каких пришельцев.

1: 50-2: 21 - " А во вторых, текущие технологии угрожают жизни на всей планете. АЭС угрожают жизни на всей планете."

- Ну что ж, бред продолжается. Если пришельцы нам дали технологию, то люди, видать, не правильно списали из их тетрадок, раз наши технологии угрожают жизни на всей планете, или пришельцы специально дают нам свои дары чтобы бы себя угрохали? Если ВКЛЮЧИТЬ РАЦИОНАЛЬНОЕ КРИТИЧЕСКОЕ МЫШЛЕНИЕ и задуматься " Почему технологии угрожают жизни на всей планете? ", то мы увидим, что ответ кроется не в технологиях (к АЭС, нефтяным скважинам и нефтяным катастрофам, высохшему Аральскому озеру и тд).

Проблема в капиталистическом способе производства. Не в технологиях. Почему? Да потому что технологии сами по себе не направлены на уничтожение окружающей среды. Топор может помочь человеку срубить дерево, но весь лес человек срубит потому что капитализм вынуждает его так делать. Капиталистическая система распределения заставляет людей вылавливать миллионы тон рыбы, из которых 80-90%(!) НЕ БУДУТ УПОТРЕБЛЕНЫ. Рыба испортится пока ее привезут на корабле, пока ее расфасуют, пока ее привезут в магазин, пока она будет лежать в магазине, пока ее привезут домой, пока ее приготовят. Тоже самое происходит и с питанием, не только природа страдает но и сам человек. Продукты с ГМО(опасные модификации), сосиски вместо мяса, пальмовое масло вместо оливного, некачественная мука, лапша быстрого приготовления и тд. Все это имеет своей целью максимальную прибыль. Технологии также ставят своей целью экономическую выгоду, которая игнорирует вред оказываемый на окружающую среду, ради экономической выгоды. В 1965 году Клэр Патторсон, в США, открыл страшную правду о производстве неэтилированного бензина. Что выхлопы такого бензина содержат огромное количество свинца и американцы мрут от него на 10-20 лет раньше, потому что травятся. Ему потребовалось 20 лет чтобы бензин стал проходил спец очистки и люди не дохли от выхлопных газов. Все это является проблемой производственных отношений, а не технологий. Технологии, как ничто другое, направленны именно на решение проблем человечества, на развитие сущностных сил общества и изучения мира.

- Относительно АЭС. Это уж совсем смешно. АЭС (Атомные элеткростанции) в сравнении с другими источниками энергии самые передовые. ГЭС, уничтожает леса для дамбы. Реки становятся грязнее. Если ее прорвет, то жертв будет не меньше чем от АЭС. ТЭЦ. Она загрязняет воздух своими выбросами и отравляет жизнь(в буквальном смысле) всем жителям, кто им дышит. Сколько вреда приносит АЭС? Нисколько, не считая аварий, она никог не убивает и ничего не разрушает. Но это еще не все. Говоря об авариях, Чернобыле, Фукусиме и т.д. нужно понимать КПД данного вида энергии в сравнении с другими. Целые киллометры солнечных батарей не могут конкурировать с 1 АЭС в электро энергии. А количество смертей в результате аварий, тяжелых условий труда в сравнении с КПД нужно смотреть и сравнивать с другими электро станциями.

Вот ссылка на статью.[ https://www.politonline.ru/interpretation/8595300.html] Тут говорится о таком показателе как " цена крови" - количество человеческих смертей в обмен за тераватт(или миллион киллатт) по миру. Каменный уголь (Тепловая энергия) в китае 278 человек, 15 в США. ГЭС(по миру) - 1, 4, АЭС - 0, 04%. Преимущество АЭС очевидно. Нужно развивать технологии, уменьшать количество радиоактивных отходов и не нести чушь. Автолюбителей гиблет в год больше чем работников АЭС, самолеты чаще падают чем АЭС взрываются. Но почему то никто не стонет.

Автор, видеоролика, со статистикой и проблемой разумеется не сталкивался. Он идиот, который говорит то, что взбрело ему в голову. Он видит теорию заговора, а не реальные причины развития технологий.