Kĩ thuật vi điện tử là gì?

Hơn 30 năm gần đây, máy tính điện tử và công nghệ thông tin phát triển vượt bậc, thể tích của thiết bị vi tính ngày càng bé đi, chức năng lại ngày càng mạnh lên, giá cả ngày càng rẻ. Đó chính là một cuộc cách mạng do kĩ thuật vi tính mang lại.

Trong những năm 60 của thế kỉ XX, điện tử học sinh ra một phân nhánh khoa học mới, nghiên cứu làm thế nào lợi dụng đặc tính vi mô của nội bộ chất rắn cùng với một vài công nghệ đặc thù, trên cái lõi của miếng bán dẫn chế tác một lượng lớn các linh kiện, nhờ đó mà trong một diện tích nhỏ tí teo chế tạo ra hệ thống điện tử phức tạp. Đó là điện tử học hệ vi mô, gọi tắt là vi điện tử. Còn kĩ thuật vi điện tử lại là tên gọi chung của các kĩ thuật công nghệ trong vi điện tử học. Nó bao gồm thiết kế hệ thống và mạch điện, tính năng vật lí của cấu kiện, một loạt kĩ thuật chuyên môn như kĩ thuật công nghệ, chế tạo vật liệu, đo tự động cùng với việc lắp ráp v.v.

Theo đà phát triển của kĩ thuật vi điện tử, mạch tích hợp đã trải qua bốn giai đoạn: mạch cỡ nhỏ, mạch cỡ vừa, mạch cỡ lớn và mạch cỡ siêu lớn. Mới đầu, ở cuối những năm 60 của thế kỉ XX, trên một cái lõi, chỉ có thể chứa vài nghìn linh kiện. Còn ngày nay trên cái lõi chỉ có hơn 1 cm2, số lượng các linh kiện điện tử dồn chứa nhiều đến hơn 100 triệu cái. Sự phát triển của công nghệ chế tạo vật liệu làm cho tấm silic có thể càng ngày càng lớn. Hiện nay, đường kính tấm silic sản xuất được xấp xỉ 20 cm. Có nghĩa là trên một tấm silic đồng thời có thể chế tạo càng nhiều mạch tích hợp, nâng cao hiệu suất sản xuất rất nhiều.

Sự nâng cao không ngừng của mật độ dồn chứa có quan hệ mật thiết với sự phát triển của công nghệ bán dẫn. Ví dụ như công nghệ trộn tạp, khi chế tạo mạch tích hợp mới đầu áp dụng phương pháp khuếch tán nhiệt, khó khống chế được độ chuẩn xác. Hiện nay phần nhiều dùng phép nội xạ ion, độ chuẩn xác được nâng cao rất nhiều, mật độ dồn chứa cũng theo đó tiến lên một bậc.

Sự phát triển của kĩ thuật vi điện tử đã làm cho thiết bị và hệ thống điện tử tiến vào một giai đoạn mới: giảm nhỏ kích thước, nâng cao độ tin cậy và hạ giá thành. Ảnh hưởng của sự phát triển đó đang thâm nhập sâu vào từng lĩnh vực khoa học tự nhiên và xã hội, mang lại những sự biến đổi to lớn cho nền kinh tế xã hội, cho phương thức sinh hoạt và quan niệm tư duy của con người. Có thể dự kiến rằng, kĩ thuật vi điện tử vẫn sẽ có bước phát triển dài, mật độ tập trung hi vọng nâng cao thêm một bước, máy tính điện tử cũng sẽ thực hiện trí thông minh nhân tạo cao độ, thay thế con người làm công việc lao động trí óc rất nặng nề và đa dạng.

Từ khoá: Kĩ thuật vi điện tử; Vi điện tử học; Mạch tích hợp.