소형화

Miniaturization
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소형화(Br.Eng.: 소형화)는 소형 기계, 광학, 전자제품 및 디바이스를 제조하는 트렌드입니다.휴대전화 소형화, 컴퓨터, 자동차 엔진 소형화 등이 대표적이다.전자공학에서 실리콘 MOSFET(MOS 트랜지스터)[1][2][3]의 기하급수적인 스케일링과 소형화는 집적회로 칩 상의 트랜지스터의 수를 2년마다 [4][5]두 배로 증가시키는 것으로, 이를 무어의 [6][7]법칙이라고 합니다.이를 통해 마이크로프로세서, 메모리칩 등의 MOS 집적회로가 트랜지스터 밀도를 높이고 성능을 향상시키며 소비전력을 낮추어 [8][3]전자소자를 소형화할 수 있습니다.

역사

상세 정보:반도체 스케일 예제, 무어의 법칙, 반도체 장치 제작 및 트랜지스터 카운트 목록

소형화의 역사는 이전 [9]제품에 비해 작고 빠르며 저렴한 스위칭 디바이스의 승계를 바탕으로 한 정보기술의 역사와 관련이 있다.제2차 산업 혁명이라고 불리는 기간 동안, 소형화는 [10]정보 조작에 사용되는 2차원 전자 회로에 국한되었다.이 방향은 최초의 범용 컴퓨터에 진공관을 사용한 경우에 입증되었습니다.이 기술은 1950년대에 트랜지스터의 개발에 자리를 내준 후 [9]집적회로(IC) 접근법이 발전했다.

1963년 미니어처 텔레비전 장치

MOSFET (Metal-oxide-Semiconductor 전계효과 트랜지스터, MOS 트랜지스터)는 모하메드 M에 의해 발명되었다. 1959년 벨 연구소에서 Atalla와 Dawon Kahng을 만나 1960년에 [11]시연했습니다.높은 확장성과[1] 낮은 전력 소비로 인해 트랜지스터 [5]밀도를 높였기 때문에 다양한 [12]용도로 소형화 및 대량 생산이 가능한 최초의 진정한 콤팩트 트랜지스터였습니다.이것은 고밀도 IC 칩을 [13]만드는 것을 가능하게 했고, 나중에 무어의 [5]법칙으로 알려지게 되었다.

1960년대 초, 고든 E. 나중에 인텔을 설립한 Moore는 MOSFET 디바이스의 이상적인 전기적 특성과 스케일링 특성은 통합 수준을 빠르게 높이고 전자 어플리케이션의 [14]비길 데 없는 성장을 가져올 것이라고 인식했습니다.1965년 고든 무어에 의해 기술되고 나중에 그의 이름을 [15]딴 무어의 법칙은 최소 부품 비용으로 집적회로의 트랜지스터 수가 18개월마다 [6][7]두 배씩 증가한다고 예측했다.

1974년 IBM의 Robert H. Dennard는 신속한 MOSFET 스케일링 기술을 인식하고 관련 Dennard 스케일링 [16][17]규칙을 공식화했습니다.MOSFET의 확장과 소형화는 무어의 [4]법칙을 뒷받침하는 중요한 원동력이 되었습니다.이를 통해 마이크로프로세서 및 메모리 칩과 같은 집적회로를 소형으로, 보다 높은 트랜지스터 밀도로 구축할 수 있습니다.

무어는 1975년 국제 전자 소자 회의에서 실리콘 집적회로가 전자제품을 지배할 것이라는 이전의 예측을 확인하면서 소형화의 개발에 대해 설명했으며, 이 기간 동안 실리콘 집적회로는 이미 고성능 소자였으며 가격이 저렴해지기 시작했음을 강조했습니다.이는 신뢰성 높은 제조공정에 의해 실현되었으며, 이는 배치공정에서의 제조를 수반했습니다.단일 [18]실리콘 웨이퍼에 여러 개의 트랜지스터를 생성하기 위해 사진 석판, 기계 및 화학 처리 단계를 사용했습니다.이 공정의 척도는 수율입니다. 즉, 결함이 있는 장치에 대한 작동 장치의 비율입니다. 수율이 만족스럽다면 트랜지스터가 작을수록 하나의 웨이퍼에 더 많은 것을 배치할 수 있으므로 각 웨이퍼의 [18]생산 비용을 낮출 수 있습니다.

발전

소형화는 지난 50년 동안 유행했고 전자기기뿐만 아니라 [19]기계기기까지 다루게 되었다.2004년까지 전자업체들은 130나노미터(nm) 크기의 스위칭 MOS 트랜지스터로 실리콘 집적회로 칩을 생산했고 나노기술 이니셔티브를 [20]통해 크기가 불과 몇 나노미터에 불과한 칩도 개발 중이었다.초점은 단일 웨이퍼에 통합할 수 있는 수를 늘리기 위해 부품을 더 작게 만드는 것입니다. 여기에는 웨이퍼 크기 증가, 칩 회로 간의 정교한 금속 연결 개발, 리소그래피에서 마스크(포토리스트)에 사용되는 폴리머의 개선 등 중요한 혁신이러한 혁신이 필요합니다.프로세스입니다.[15]마지막 두 곳은 소형화가 나노미터대로 [15]옮겨간 분야입니다.

전자제품의 소형화는 전자제품의 [19]소형화가 비교적 쉬워 빠르게 진행되고 있다.반면 기계 장치의 프로세스는 부품의 구조적 특성이 [19]축소됨에 따라 변화하기 때문에 더 복잡합니다.이른바 제3차 산업혁명은 3차원 [10]물체를 축소할 수 있는 경제성이 있는 기술에 기반을 두고 있다고 한다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b Motoyoshi, M. (2009). "Through-Silicon Via (TSV)" (PDF). Proceedings of the IEEE. 97 (1): 43–48. doi:10.1109/JPROC.2008.2007462. ISSN 0018-9219. S2CID 29105721. Archived from the original (PDF) on 2019-07-19.
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  3. ^ a b Colinge, Jean-Pierre; Colinge, C. A. (2005). Physics of Semiconductor Devices. Springer Science & Business Media. p. 165. ISBN 9780387285238.
  4. ^ a b Siozios, Kostas; Anagnostos, Dimitrios; Soudris, Dimitrios; Kosmatopoulos, Elias (2018). IoT for Smart Grids: Design Challenges and Paradigms. Springer. p. 167. ISBN 9783030036409.
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  8. ^ Sridharan, K.; Pudi, Vikramkumar (2015). Design of Arithmetic Circuits in Quantum Dot Cellular Automata Nanotechnology. Springer. p. 1. ISBN 9783319166889.
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  10. ^ a b Ghosh, Amitabha; Corves, Burkhard (2015). Introduction to Micromechanisms and Microactuators. Heidelberg: Springer. p. 32. ISBN 9788132221432.
  11. ^ "1960 – Metal Oxide Semiconductor (MOS) Transistor Demonstrated: John Atalla and Dawon Kahng fabricate working transistors and demonstrate the first successful MOS field-effect amplifier". Computer History Museum.
  12. ^ Moskowitz, Sanford L. (2016). Advanced Materials Innovation: Managing Global Technology in the 21st century. John Wiley & Sons. pp. 165–167. ISBN 9780470508923.
  13. ^ "Who Invented the Transistor?". Computer History Museum. 4 December 2013. Retrieved 20 July 2019.
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  15. ^ a b c Guston, David (2010). Encyclopedia of Nanoscience and Society. Thousand Oaks, CA: SAGE Publications. p. 440. ISBN 9781412969871.
  16. ^ McMenamin, Adrian (April 15, 2013). "The end of Dennard scaling". Retrieved January 23, 2014.
  17. ^ Streetman, Ben G.; Banerjee, Sanjay Kumar (2016). Solid state electronic devices. Boston: Pearson. p. 341. ISBN 978-1-292-06055-2. OCLC 908999844.
  18. ^ a b Brock, David; Moore, Gordon (2006). Understanding Moore's Law: Four Decades of Innovation. Philadelphia, PA: Chemical Heritage Press. p. 26. ISBN 0941901416.
  19. ^ a b c Van Riper, A. Bowdoin (2002). Science in Popular Culture: A Reference Guide. Westport, CT: Greenwood Publishing Group. pp. 193. ISBN 0313318220.
  20. ^ Jha, B.B; Galgali, R.K.; Misra, Vibhuti (2004). Futuristic Materials. New Delhi: Allied Publishers. p. 55. ISBN 8177646168.

외부 링크

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