Kas ir mikroelektronika?

Parasti mikroelektronika sākas ar integrētu mikroelektronikas shēmu, kas ir kopā savienotu elektrisko komponentu kopums. Visizplatītākie komponenti ir tranzistori, rezistori, kondensatori un diodes. Tranzistori ieslēdz un izslēdz elektrību, līdzīgi kā slēdzis. Rezistori kontrolē elektroenerģijas daudzumu, kas plūst caur strāvu, piemēram, televizora skaļuma kontrole. Kondensatori koncentrē elektroenerģiju lietošanai uzreiz, un diodes norāda, kad tiks izmantota elektrība.

Daudzas lielas universitātes Amerikas Savienotajās Valstīs veic pētījumus mikroelektronikas jomā. Lielākā daļa pētījumu ietver gan to, kā padarīt mazākus komponentus, piemēram, tranzistorus un kondensatorus, gan arī to, kādas ir iespējas mazākiem komponentiem. Georgia Tech specializējas medicīniskos komponentos, piemēram, ķirurģiskajos instrumentos un attēlveidošanā. Aiovas štatā specializējas mikroelektronikas, piemēram, mobilo tālruņu un personālo ciparasistentu (PDA) rūpnieciskos lietojumos.

Mikroelektronikas uzticamība ir vēl viena koncentrētas pūles joma. Tā kā datori ir iesaistīti lielākajā daļā uzņēmumu, iekārtu uzticamība parasti ir galvenā prioritāte. Tas ir īpaši svarīgi medicīnas jomā, kur ķirurģijā ārsta roku vietu tagad ieņem sīki robotizēti instrumenti. Izmantojot robota roku un sekojot video ekrānam, ārsts var veikt operācijas, izmantojot nelielu laparoskopisku griezumu, nevis atverot visu pacienta dobumu.

Vēl viena joma, kas prasa augstu uzticamības pakāpi, ir finanšu nozare. Tā kā bija nepieciešams arvien vairāk datu, iepriekš nebija iespējams nodrošināt nepieciešamo diska vietas apjomu. Tomēr, pateicoties elektronikas uzlabojumiem, to, kas savulaik bija pilnas telpas ar lieldatoriem, tagad var saglabāt dažās mazās rokas ierīcēs.

Pēdējā uzsvara joma ir ražošanas projektēšana. Runājot par mikroelektroniku, ir veikts liels darbs, lai nodrošinātu, ka dažādas sastāvdaļas patiešām var novietot uz iespiedshēmu platēm. Mikroelektronikas ražošanā izmantoto komponentu niecīgais izmērs parasti ir pārāk mazs, lai cilvēki varētu efektīvi lodēt uz iespiedshēmu plates.

Mašīnas, ko sauc par virsmas montāžas tehnoloģiju (SMT) mašīnām, katras sastāvdaļas novietošanai izmanto robotiku. Izmantojot šīs iekārtas, stundā var ievietot tūkstošiem komponentu. Iekārtā tiek ielādēta programma, kurai uz katras iespiedshēmas plates ir noteikta vieta, kur jānovieto komponenti. Programma kontrolē, kur robotu rokas novieto katru daļu. Šī automatizācija parasti padara visu ražošanas procesu efektīvāku, kas arī samazina kopējās izmaksas.