Читать «Беседы о бионике» онлайн - страница 358

Наряду с резким уменьшением габаритов и веса радиоэлектронной аппаратуры, интегральные схемы позволяют успешно решить и такую фундаментальную задачу электроники сегодняшнего и завтрашнего дня, как повышение надежности. Ведь в твердых схемах отсутствуют соединения цепей, выполненные с помощью пайки, — один из самых ненадежных элементов радиоэлектронных систем. Согласно одному подсчету, в 1960 г. в электронной вычислительной машине, работающей на лампах, повреждение возникало один раз в 8,65 час. В 1964 г., после перехода на электронные вычислительные машины на транзисторах, число аварий сократилось до одного случая в 74 час. Применение интегральных схем дает еще большие преимущества. В 1965 г., когда были применены первые интегральные схемы, в работающей на них электронной вычислительной машине одно повреждение приходилось на 1650 час работы. Предполагается, что к 1970 г. длительность безаварийной работы достигнет 12 400 час.

Одним из важнейших достоинств интегральных схем является то, что они позволяют резко снизить потребляемую мощность. Ниже приводится таблица, показывающая улучшение важнейших параметров усилительного каскада при его переводе на твердые схемы.

Таблица 3

Сейчас в твердых схемах достигнута объемная плотность монтажа, эквивалентная примерно 2 — 3 тысячам радиоэлементов в 1 см³. Это значит, что в кристалле кремния размером меньше булавочной головки может разместиться микросхема, содержащая (в пересчете на обычные радиодетали) 30 — 40 элементов. Но это еще не предел. По мнению ряда специалистов, в недалеком будущем в 1 см³ твердой схемы можно будет "вогнать" до 300 тысяч радиодеталей! К этому нужно добавить очень важное обстоятельство — сама методика изготовления молектронных схем обеспечивает надежность электронной техники, близкую к 100%.

Наступает эра микроэлектроники. Это не пустая звонкая фраза. Опыт создания твердых схем подготовил по существу новый этап микроминиатюризации — переход процесса изготовления электронных устройств на атомно-молекулярный уровень. Электронная техника начинает прятаться в недра вещества. Рассматривая твердое тело как систему со многими частицами в небольшом объеме, ученые стремятся к тому, чтобы использовать все 10²³ атомов, заключенных в каждом кубическом сантиметре твердого тела. В таком объеме теоретически можно разместить миллионы элементов электронной схемы.

В последнее время в производстве молектронных схем начали применяться ионнолучевые установки, электроннолучевая и лазерная техника, которые имеют большие перспективы дальнейшего развития. Дифракция не позволяет сфокусировать свет в точку диаметром менее 0,1 мк, тогда как электронная оптика в состоянии свести электронный луч в пятнышко диаметром до нескольких ангстрем. Электронный луч умеет многое. Он способен по команде оператора сваривать, гравировать, расплавлять, испарять, осаждать материалы из газовой фазы, разлагать химические соединения, фрезеровать пленки, проделывать микроскопические отверстия и т. п. Словом, электронный луч в своем универсальном могуществе — это и швец, и жнец, и на дуде игрец.