（天津环鑫科技发展有限公司 300381）
摘要：微电子技术是高新科技和信息产业的结合体，其更是二者的核心技术，所占据的地位也比较高。微电子技术的渗透性比较强，并且该技术的发展速度十分的迅猛，所应用的范围更是在不断的拓展，将微电子技术和其他各类学科融合在一起，能开创出我国科技教学史上的一个新纪元，同时还会让其成为一门新的学科，提升该学科和经济增长点之间的联结程度，不断的推动着我国国民经济水平的发展以及增长。
关键词：微电子；制造技术；发展
1微电子技术发展面临的限制
1.1微电子技术的材料限制
现阶段，微电子技术在实际应用过程中，主要应用的材料为单晶硅材料和多晶硅材料。单晶硅材料和多晶硅材料实际应用性能的决定性因素包括介电常数、载流子的运作率、载流子的运作速度和饱和度、热导能力和电场的效力等。微电子技术在实际应用过程中处于高度集成状态时，会受到介电常数、载流子的运作率、载流子的运作速度和饱和度、热导能力和电场的效力的限制，导致降低微电子技术的实际应用性，阻碍微电子技术的发展。
1.2微电子技术的工艺限制
对微电子技术来说，实际运作工艺包括微细线条工艺、离子注入工艺、薄膜淀积工艺和光刻技术工艺等。光刻技术工艺是微电子技术的主要技术工艺，微电子技术在实际应用过程中主要面临限制的是光刻技术工艺。在1978年初，大众普遍认为光学技术局限在1微米之内，随着社会的发展，光电技术在实际应用的过程中延伸到了0.06微米。但在实际应用中，它会受到微电子装置的分辨率与焦深的影响，朝前运作一步都较为不便。
1.3微电子技术的物理因素限制
如今的微电子技术发展建立在硅基互补金属的氧化物半导体之上，科学研究多在研究集成电路性能的提升以及增加芯片元件容量。事实上提高集成电路性能需要合理缩小元器件，施加适应的电源电压。实质上缩小芯片的元器件会受到电压影响，同时还受到氧化层厚度、器件长度的影响。目前微电子技术还无法使用物理因素调整克服电子和离子的物理规律，这也在很大程度上限制了微电子技术的长远发展。
2微电子制造技术的应用
2.1生活领域的应用
在人们的日常生活中，微电子制造技术的使用频率比较高，其和人们的生活息息相关，该项技术的应用范围也在不断的拓展。其不仅对生产生活起到一定的影响效用，还会促使该项技术和社会之间构成一种互相依赖的关系。
2.2工业制造的应用
传统的工业生产制造技术已经无法满足现阶段我国社会的发展需求了，想要更好的顺应时代的发展，就需要将微电子制造技术融入到其中，最大限度的发挥出微电子制造技术的效用，也适当的引进微电子技术设备，从基础上，对企业的生产效率以及产品的质量进行提升，不断的提高工业制造企业产品的市场竞争力，让企业可以得到更加全面的发展。
以半导体分立器件制作技术的具体应用为例，半导体分立器件属于半导体行业的细分产业，其在全球半导体市场占比达6%左右。半导体分立器件作为介于电子整机以及上游原材料行业之间的中间产品，是半导体产业的基础核心领域之一。原材料供应商、分立器件芯片制造商、封装材料制造企业为半导体分立器件制造行业的上游客户。消费电子、计算机及外设、网络通信是最主要的三大应用市场，而计算机及外设产品是整个半导体分立器件市场中最大的需求领域。此外，汽车电子和电子照明也是近年来增长较快的应用市场。全球半导体分立器件应用最大的领域是汽车，且高端厂商的占比均以汽车为主。全球功率半导体应用领域中，汽车占比达40%，其次是工业占比27%，消费电子13%。
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2.3军工产业的应用
微电子制造技术除了应用在人们的日常生活以及工业制造行业中，该项技术在军工产业中也占据着重要的地位，随着我国科学技术水平的提升，军事装备的信息水平成为了现代军事能力的决定性因素，若该国家在军事装备中投入了更多的心力，将微电子制造技术融入到其中，就会为其战争争得先机。使用数字地物装置，训练士兵，让士兵们可以更加精准的了解到其天气气候的变化情况，对敌军的位置以及其作战的地质状况以及地形进行分析。在使用无线计算机网络技术，将其所勘察出来的数据信息进行整合，及时的传递给相应的作战中心，让其可以为实际的军事方案的制定提供重要的数据参考。
3微电子技术未来发展的突破口
微电子制造技术发展的整个历程，一共有延续、扩展、跨越摩尔定律三个历程，第一，延续摩尔定律:就是指继续对CMOS器件的结构进行改进，缩小其尺寸范围，使其集成度增加。第二，扩展摩尔定律:其所追求的不仅是其尺寸的缩小，能要实现功能的多样化。第三，跨越摩尔定律:要在CMOS技术发展的基础上超越这种技术，努力开创新的发展方向、新的结构以及新的材料，努力引进现代代科技技术，开始向纳米级别的器械发展，具体而言，即要从以下这几个方面来入手。
3.1器件特征尺寸继续缩小
器件的尺寸缩小了其集成度就会增加，所以会使得该产品性能增加，这是微电子发展的必然趋势。不过尺寸的缩小也会带来一系列的技术方面挑战和其他的困难。
3.2新材料的应用
我国目前用于制造晶体管的主要材料是硅，如果器件的尺寸要想不断的缩小，就需要不断突破材料在物理性能方面的限制，因此就需要探索新型的材料。从下图中可以分析得知在未来用于制作芯片的材料将会变成金属材料而不再是硅材料。同时，在未来“高K珊介质”取代使用了二十多年的氧化硅作为材料已经成为必然的发展趋势，因为这种材料比起硅材料有一个明显的优点，就是可以避免硅材料使用过程中漏电的毛病。同时将来也会与更多的高性能新材料诞生，比如纳米管、石墨烯等材料都将会成为未来在芯片中使用良好材料。
3.3系统集成芯片(SOC)
SOC技术的发展为微电子行业带来了一场技术性的革命，目前晶体管制作的材料中比起Non-SOC而言，SCO更加受到人们的青睐，所以21世纪必然是SOC发展的辉煌时期。发展SOC的突破口主要包括有两个方向，第一个方向就是让软件和硬件一起发展，软件是系统发展的核心要素，软件性能良好的系统是SOC发展的基础条件。第二，突破IP技术:IP核主要有三大种类，其中包括软核、硬核、固核。软核重要的作用就是对功能进行描述，固核的主要功能是针对工艺方面的物理性能的设计，在其他几个要素中硬核的使用价值是最高的。同时，IP模块之间的逻辑设计技术和IP模块的综合分析方面的技术也有待于继续新的突破。
3.4绿色微电子技术
随着集成电路的应用越来越广泛，产量也开始逐年提高，能源消耗的问题变得越来越明显。2007年，全世界的集成电路总的耗能量折算下来已经和照明用电的总能量非常接近。Pentium的功率超出了电炉的功率。过高的温度对于集成电路的性能、以及漏电情况带来了严重的影响。所以为了节约能源以及考虑到环保方面，开发新型的绿色集成电路对集成电路的发展非常有必要。
无论是社会经济的发展还是科学技术的发展，在发展的过程中都会面临相应的阻力和障碍。微电子技术在实际发展过程中也是如此，它也受到了不同的限制和阻碍，包括微电子技术的材料限制和微电子技术的工艺限制等。为了促进微电子技术的长远发展，增加微电子技术的实际使用性能以及突破微电子技术的发展弊端，首先要让微电子技术与不同领域学科结合发展，与生物技术结合发展，把微电子技术和塑料半导技术结合发展，以促进微电子技术的可持续发展。
参考文献：
[1]魏呵呵，何刚，邓彬，等.原子层沉积技术的发展现状及应用前景[J].真空科学与技术学报，2014，34(4):413-420.
[2]贾韦，宣天鹏.化学镀镍在微电子领域的应用及发展前景[J].稀有金属快报，2007(3):1-6.
论文作者:刘闯
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/12
标签：微电子技术论文; 技术论文; 微电子论文; 材料论文; 器件论文; 半导体论文; 工艺论文; 《电力设备》2018年第13期论文;