Η εξέλιξη της τεχνολογίας των μικροψηφίδων

Γιαννέλος, Στυλιανός

Developments on microchip technology

Διπλωματική εργασία

Author

Γιαννέλος, Στυλιανός

Date

2022-03-07

Advisor

Γιαννακόπουλος, Παναγιώτης

Κείμενο Διπλωματικής Εργασίας (4.357Mb)

Keywords

Τρανζίστορ ; Τεχνολογία ; Ημιαγωγοί ; Μικροψηφίδες ; Microchips

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία, μελετάται την εξέλιξη της τεχνολογίας των μικροψηφίδων. Η μελέτη γίνεται σε τέσσερα στάδια. Στο πρώτο στάδιο, γίνεται παρουσίαση της εξέλιξης των ημιαγωγών, που αποτελούν το πιο σημαντικό δομικό στοιχείο των μικροψηφίδων. Παραθέτονται οι θεμελιώδεις έννοιες γύρω από τους ημιαγωγούς, προετοιμάζοντας έδαφος για τον σημαντικότερο ημιαγωγό όλων, το τρανζίστορ. Αναφέρονται οι νέες τεχνολογίες τρανζίστορ και εξηγούνται έννοιες γύρω από την τάση σμίκρυνσης τους και την βέλτιστη τοποθέτησης τους στον χώρο σύμφωνα με τις νέες κάθετες αρχιτεκτονικές σχεδίασης. Έπειτα, αναλύεται ο Νόμος του Μοore, με έμφαση στην συνεχή τάση σμίκρυνσης των μικροτσίπ και με αναφορά στα μικρότερα μεγέθη που έχει φτάσει η αγορά των ημιαγωγών. Γίνεται αναφορά στον σημαντικό ρόλο που θα παίξουν τα νανόμετρα στον χαρακτηρισμό της απόδοσης των μικροτσίπ στα επόμενα χρόνια, και πως θα χρησιμοποιείται ως λάδι στον βωμό του ανταγωνισμού. Στο επόμενο στάδιο, γίνεται αναφορά στις μικροψηφίδες (μικροτσίπ). Παρουσιάζονται οι καινοτομίες στην διαδικασία σχεδιασμού και παραγωγής, καθώς και πως έχει διαμορφωθεί όλη η εφοδιαστική αλυσίδα. Υπάρχει εκτενής αναφορά στην διασύνδεση των μικροτσίπ, ενώ η εργασία ολοκληρώνεται με την αναφορά ανερχόμενων τεχνολογιών στον τομέα των μικροτσίπ και στον τομέα των υλικών.

Abstract

In the present dissertation, the evolution of microchip technology is studied. The study is done in four stages. In the first stage, the evolution of semiconductors, which are the most important structural element of microchips, is presented. The basic concepts around semiconductors are listed, preparing the ground for the most important semiconductor of all, the transistor. The new transistor technologies are mentioned and concepts around their reduction tendency and their optimal placement in space are explained according to the new vertical architectural designs. Moore's Law is then analyzed, with an emphasis on the evershrinking trend of microchips and with reference to the smaller sizes that the semiconductor market has reached. Reference is made to the important role that nanometres will play in characterizing the performance of microchips in the coming years, and as used as oil on the altar of competition. In the next step, reference is made to the microchips. The innovations in the design and production process are presented, as well as how the whole supply chain has been formed. There is an extensive report on the interconnection of microchips, while the work is completed with the report of emerging technologies in the field of microchips and in the field of materials.