Билеты для зачёта по курсу «Технология производства эс» билет № 1
1. Факторы, определяющие развитие эс, основные пути развития. Роль миниатюризации электронных устройств (эу). Интегральная и функциональная мэ.
Электронные вычислительные средства (ЭВС) применяются практически во всех областях народного хозяйства и научной деятельности человечества. Чрезвычайно быстрое совершенствование ЭВС и рост их производства объясняется несколькими причинами:
интенсивным развитием микроэлектроники (появление микропроцессорных и других больших, сверхбольших и ультрабольших интегральных схем (соответственно БИС, СБИС и УБИС)), что позволило решить компромиссные задачи, например, с одной стороны – резко увеличить скорость обработки информации и объем памяти, с другой – столь же резко уменьшить размеры ЭВС, их стоимость и энергопотребление;
возрастанием функциональных возможностей ЭВС (например, возможность автоматизации проектирования и моделирования сложных объектов и систем; управления космическими объектами; обработки больших объемов информации, получаемых со спутников и при аэрофотосъемках; решения задач физики элементарных частиц; контроля и управления производственными системами; и др.), что существенно расширило количество пользователей ЭВС;
возрастанием и развитием коммуникационных компьютерных сетей, что постоянно увеличивает число поставщиков и потребителей информации, предоставляя им самые разнообразные услуги;
широким использованием ЭВС для автоматизации бытовой техники и приборов, игровых автоматов, роботов, автомобилей и т.д.;
многочисленными исследованиями по разработке теоретических основ построения ЭВС с искусственным интеллектом;
успешными научными исследованиями и разработками новых технологий для создания ЭВС пятого поколения (например, биотехнологий, технологий создания микросистем и др., включая новые технологии программного обеспечения).
В этой связи совершенствование технологии производства ЭВС требует притока новых кадров и соответствующей их подгонки. Поэтому целью данной дисциплины является изучение типовых и специальных технологических процессов (ТП) производства ЭВС, обеспечивающих их качество и надежность; изучение физико-химических основ ТП, технологического обеспечения производства современных ЭВС, а также приобретение студентами навыков организации производственных участков.
Основными задачами изучения дисциплины являются:
углубление имеющихся знаний студентов в области технологической подготовки;
освоение физико-химических основ типовых и специальных ТП и их творческое использование в разработках современных ЭВС;
формирование у студентов системного подхода к разработке и производству ЭВС;
приобретение студентами навыков использования средств вычислительной техники при разработке и проектировании ТП и их организации в производственных условиях;
рассмотрение перспектив развития технологии производства ЭВС.
Специальные термины, понятия и определения, используемые в технике производства эвс
Совершенствование технологии производства ЭВС приводит к положению, когда смысловое содержание ряда терминов и понятий становится не всегда однозначным, что существенно затрудняет не только понимание данной дисциплины, но и осмысленное применение ее материала при решении студентами технологических задач, в том числе и при дипломном проектировании. Поэтому весьма важно привести ясные определения используемых терминов.
Электронное вычислительное средство – это комплекс технических (аппаратных) и программных средств, являющийся универсальным инструментом для восприятия, сбора (или создания), обработки, хранения, отображения, и передачи информации, представленной в дискретной форме, либо в виде непрерывно изменяющихся физических величин. К ЭВС, прежде всего, относятся электронные вычислительные машины (ЭВМ), отличающиеся способом обработки представляемой информации (аналоговые, цифровые, комбинированные); характером выполняемых операций (универсальные, специализированные); конструктивным исполнением (простейшие модульные, моноблочные, полиблочные, комплексы и др.); условиями эксплуатации и объектами размещения (например, стационарные (настольные, напольные и др.), транспортируемые (бортовые, судовые, автомобильные и др.), а также их сочетания (например, портативные)); сферой применения (бытовые, учебные, профессиональные и др.); совокупностью основных параметров, определяющих функциональные возможности с учетом областей применения (например, разрядностью основного микропроцессора, быстродействием, емкостью ОЗУ, потребляемой мощностью и др.) и т.д. Основные сведения об ЭВМ в хронологической последовательности их появления представлены в табл.1.1. По своей сути современные ЭВС являются результатом синтеза радиотехники, электроники и микроэлектроники.
Радиотехника – наука об электромагнитных
колебаниях и волнах радиодиапазона (с
длиной волны от десятых долей мм до
нескольких десятков км), о методах их
генерации, усиления, излучения, приема
и об использовании; кроме того – это
отрасль техники, осуществляющая
применение электромагнитных колебаний
и волн радиодиапазона (с частотой менее
Гц) для приема и передачи информации на
расстояния.
Электроника – наука о взаимодействии
электронов с электромагнитными полями
(макро- и микрополями) в разных средах
(в твердых телах, вакууме, жидкостях,
газах и др.) и о методах создания
электронных приборов и устройств, в
которых это взаимодействие используется
для преобразования электромагнитной
энергии в основном с целью приема
(электромагнитных колебаний с частотой
до
Гц),
обработки, хранения и передачи информации.
Слияние электроники и радиотехники
расширило возможности последней и
способствовало появлению большого
разнообразия радиоэлектронных средств
(РЭС) (на базе изделий электронной
технике), в том числе и первых ЭВМ.
Фундаментальные исследования в области
физики, квантовой механики и технологии
электронных приборов привели к
возникновению новых направлений
электроники (опто -, магнито -, акусто -,
био-, криоэлектроники, хемотроники,
квантовой электроники, микроэлектроники,
наноэлектроники и др.), реализующих
открытые физические и другие эффекты
и явления в новых перспективных приборах
и устройствах.
Микроэлектроника (МЭ) – направление электроники, связанное с созданием приборов и устройств в микроминиатюрном исполнении; она с одной стороны базируется на схемотехнической, конструкторской и технологической интеграциях схемных элементов при реализации изделий МЭ (ИМЭ). В качестве примера самого широко известного ИМЭ следует привести интегральную схему (синоним микросхемы) разного уровня интеграции (ИС, БИС, СБИС, УБИС соответственно малого (среднего), большого, сверхбольшого и ультрабольшого уровней интеграции). В этом случае можно говорить об интегральной МЭ. С другой стороны – развитие функциональной электроники, охватывающей вопросы использования разнообразных физических явлений, например, в твердых средах, для интеграции различных схемотехнических функций в объеме одного твердого тела (функциональной интеграции) и создание на их основе с применением технологий МЭ изделий, позволяет говорить о функциональной МЭ. Только в этом случае схемотехническую интеграцию называют технологической, а функциональную интеграцию – физической.