微型化

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微型化miniaturisation)是制造越来越小的机械、光学和电子产品与器件的趋势。例子包括移动电话、计算机和汽车。在电子学领域,硅基金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)的指数级缩放与微型化导致集成电路芯片上的晶體管數量每两年翻倍的现象,这一观察被称为摩尔定律。由此产生的MOS集成电路,如微处理器和存储器芯片,具有更高的晶体管密度、更快的性能与更低的功耗,从而推动了电子设备的小型化。所谓的“第二次工业革命”(约1870-1914年)期间,微型化主要局限于用于信息处理的二维电子电路。这一点可以从早期通用计算机中使用的真空管看出。1950年代出现了晶体管,随后发展出集成电路(IC)方法。它是首个真正紧凑且可量产的晶体管,适用于广泛用途。由于MOSFET具备良好的可扩展性和低功耗,它使晶体管密度不断提高成为可能,从而随着晶体管密度增加而降低了每个晶体管的成本。

20世纪60年代早期,后来创办英特尔的高登·摩爾注意到MOSFET器件的电学与可缩放特性会引发集成度的快速上升和电子应用的爆炸式增长。摩尔在1965年提出的“摩尔定律”预测,出于最小元件成本的考虑,集成电路上的晶体管数量会每18个月翻一番(也有表述为每24个月)。摩尔在1975年的國際電子元件會議上回顾并确认了微型化的发展。后两项创新使微型化进入了纳米级别。将机械零件缩小的过程更为复杂,因其结构性能在尺度缩小时会发生变化。

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