Интегральная электроника: как подковать блоху

Что такое интегральная электроника?
Кто такие схемотехник, конструктор, технолог?
Что такое прогресс в области электроники?
Можно ли изготовить микросхему дома «на коленке»?
Какая связь между технологическими процессами интегральной электроники и подковыванием блохи?
Как Природа-мать подковала бы блоху?
Когда Intel будет выращивать микросхемы на деревьях?
ВОПРОСЫ ПО ЛЕКЦИИ

Что такое электроника? Электронное устройство?
ЧТО ТАКОЕ ИНТЕГРАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА?
https://biggeek.ru/products/smartfon-google-pixel-4-xl-664gb-chernyj--just-black
https://nout.kz/news/vybiraem-moshchnyy-igrovoy-noutbuk/

КТО ТАКОЙ СХЕМОТЕХНИК?
http://digteh.ru/InjGraf/SxElektr/princ/
http://almarka.ru/polnaja-jelektricheskaja-principialnaja-shema-ural-6370/

КТО ТАКОЙ КОНСТРУКТОР?
Дискретные электрорадиокомпоненты

КТО ТАКОЙ ТЕХНОЛОГ?
https://academy.evolvector.ru/index.php?route=product/product&product_id=71
https://ru.dhgate.com/product/94v0-circuit-board-laptop-motherboard-electronics/412886268.html

ГОТОВОЕ ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО: ВЕРХНИЙ УРОВЕНЬ ИЕРАРХИИ
https://www.freepng.ru/

ЧТО ТАКОЕ ПРОГРЕСС В ОБЛАСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ?
Рис. 1. Плоский модуль — логическая ячейка узла электронной вычислительной машины: 1 — выводы; 2 — полупроводниковый диод; 3 — транзистор; 4 — конденсатор; 5 — печатная плата (основание модуля); 6 — резистор.

В ЧЕМ ЖЕ ПРОГРЕСС МИКРОСХЕМ?
Как бы так сделать функциональнее,
НО
легче, меньше, надежнее,
дешевле, ...?
http://superdemotivator.ru/zadumchivoe-lico
-eto-esche-ne-priznak-uma.html

Транзистор
Диод
Резистор
Конденсатор
https://www.ixbt.com/cpu/microelectronics.shtml
РАССМОТРИМ ПОБЛИЖЕ ЭЛЕКТРОРАДИОЭЛЕМЕНТ
https://ru.dreamstime.com
https://otron.ru/cl21-473-400.html

В ЧЕМ ЖЕ ПРОГРЕСС МИКРОСХЕМ?
http://www.155la3.ru/k284.htm
Выигрыш в массо-габаритных показателях.
Выигрыш в функциональности.

В ЧЕМ ЖЕ ПРОГРЕСС МИКРОСХЕМ?
Выигрыш в надежности.
http://www.155la3.ru/k284.htm

В ЧЕМ ЖЕ ПРОГРЕСС МИКРОСХЕМ?
Выигрыш в цене.

МИКРОСХЕМА: НИЖНИЙ УРОВЕНЬ ИЕРАРХИИ
Гибридные микросхемы
«Красивые», наглядные
Полупроводниковые микросхемы
«Некрасивые», ненаглядные

ЧТО НУЖНО СДЕЛАТЬ?
http://vlsi-soc.blogspot.com/2015/12/channel-length-vs-gate-length.html
Fairchild 3708 — первая коммерческая ИС с поликремниевыми затворами, 1968 г.
https://www.radiokot.ru/forum/viewtopic.php?p=3591998
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%88%D0%B0%D0%B1%D0%BB%D0%BE%D0%BD

КАК СДЕЛАТЬ ТАКОЙ МАЛЕНЬКИЙ ЭЛЕМЕНТ?
https://xreferat.com/38/1611-1-tehnologicheskie-processy-mikrosborki-plat.html
Удаление тонких пленок
Удаление тонких пленок
https://ru.depositphotos.com/80626224/stock-illustration-aerosol-sprays-with-paint.html
Нанесение тонких пленок
Литография
Легирование
http://www.cryosystems-mve.ru/lm/technology/ioimpl/
http://we.easyelectronics.ru/HomeTech/travim-platu-tem-chto-est-na-kuhne.html

Нанесение тонких пленок
КАК СДЕЛАТЬ ТАКОЙ МАЛЕНЬКИЙ ЭЛЕМЕНТ?
Удаление тонких пленок
https://nepishi.ru/s/itditp/
Литография
Удаление тонких пленок
Легирование
подложки
https://compress.ru/article.aspx?id=9535
ТАК ПОЧЕМУ ЭЛЕКТРОНИКА ИНТЕГРАЛЬНАЯ?
ПОЧЕМУ МИКРОСХЕМЫ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ?
ГРУППОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
ОДНОВРЕМЕННО, ИНТЕГРАЛЬНО

КАКАЯ СВЯЗЬ МЕЖДУ
ИНТЕГРАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОНИКОЙ И ПОДКОВЫВАНИЕМ БЛОХИ?
Размеры блохи:
0,75-5 мм = (0.75-5) 106 нм
Площадь «стопы»:
(0.75*106 :20 ) 2=14*108 нм2
Площадь одного совмеренного транзистора:
200*200 нм2
Итого, количество транзисторов на блошиной подкове:
3,5*104 =35 000 штук.
Samsung:
7 нм
Intel:
14 нм
TSMC:
7 нм
ПАО «Микрон»:
65 нм
https://fuse.wikichip.org/news/956/globalfoundries-14hp-process-a-marriage-of-two-technologies/
ЗАДАЧА!
Сколько транзисторов разместиться на «копытце» блохи?

МОЖНО ЛИ ИЗГОТОВИТЬ МИКРОСХЕМУ ДОМА НА КОЛЕНКЕ?
К пыли относят частицы меньшего диаметра от долей микрона и до максимального — 0,1 мм.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%8B%D0%BB%D1%8C
https://tion.ru/blog/razmer-tverdyh-chastic/

ЧИСТЫЕ КОМНАТЫ
https://overclockers.ru/hardnews/show/90538/intel-pokazala-kak-prohodyat-soveschaniya-v-samom-chistom-pomeschenii-v-mire
https://fishki.net/1989920-tvorcheskij-besporjadok-na-krasivyh-kartinkah-i-v-realnoj-zhizni.html
https://kievsmi.net/novosti/science/377048-besporyadok-na-rabochem-meste-vredit-mozgu-uchenye.html

Процесс легирования кремния - 1200⁰С
МОЖНО ЛИ ИЗГОТОВИТЬ МИКРОСХЕМУ ДОМА НА КОЛЕНКЕ?
Сверхчистые материалы
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B8%D0%B9
http://www.russianelectronics.ru/leader-r/news/9318/doc/59586/

КАК ПРИРОДА-МАТЬ ПОДКОВАЛА БЫ БЛОХУ?
Технология «сверху-вниз»
Технология «снизу-вверх»
http://met-all.org/oborudovanie/stanki-frezernye/frezernye-stanki-chpu.html
А если поатомная сборка?
14*108 с ≈ (14*108 с)/(24*60*60 с/дн) ≈ 16204 дн ≈ 44 года
ЗАДАЧА!
Считаем скорость атомной сборки блошиной подковы
Площадь копытца блоха (0.75*106 :20 ) 2=14*108 нм2
Площадь одного атома 1 нм2
Покрываем одним слоем атомов
1 атом перемещается за 1 секунду.
https://scfh.ru/papers/segodnya-i-zavtra-nanoelektroniki/

КОГДА INTEL БУДЕТ ВЫРАЩИВАТЬ МИКРОСХЕМЫ НА ДЕРЕВЬЯХ?
INTEL ПОКА НЕ ЗНАЕТ
INTEL
ЖДЕТ ТЕБЯ
http://nano-planet.org/main/3419-mozg-sposoben-raspoznat-kartinku-v-techenie-13.html
https://oprezi.ru/fl/img/znak-voprosa-97.html

ЧТО ПОСМОТРЕТЬ НА ЭТУ ТЕМУ?
https://www.intel.ru/content/www/ru/ru/silicon-innovations/intel-14nm-technology.html
Каналы на yotube
https://www.youtube.com/user/SamsungMobile/videos
https://www.youtube.com/user/channelintel/videos
https://www.youtube.com/user/globalfoundries/videos
https://www.youtube.com/user/amd/videos
https://www.youtube.com/user/texasinstruments/videos
Видео по поиску «TSCM factory», «Микрон»
https://www.youtube.com/watch?v=Hb1WDxSoSec
https://www.youtube.com/watch?v=PVczz3uU3j4