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摘 要：从微电子学兴起和微电子技术蓬勃发展以来，微电子技术在其发展过程中出现了很多具有里程碑意义的发明，这些发明在微电子学中具有很重要的意义，它们都是以物理学研究为基础的，所以物理學研究和微电子技术不能分离开来。伴随着社会科学水平的不断发展，物理学研究也在科技进步的推动之下，变得越来越有创造性，而微电子技术也保持着把尺寸缩小、集成度提高的目标前进，这样一来，微电子技术便为物理学研究作了很重要的参考和技术支持，给物理学研究提供了很多方便和空间。但是微电子技术也受到物理学方面的限制与挑战，包括自然物理规律的限制、技术的限制、器件的限制和系统的限制等。
关键词：物理学研究 微电子技术 技术发展
一、微电子科学技术概述
1.微电子科学技术的起源。微电子科学技术是现世纪下信息社会发展的重要基础之一，微电子技术即微型电子技术，是建立在微电子学基础之上的技术总和。微电子学开创以来最显著的标志性发明即半导体晶体管，它的出现与物理学研究密切相关。半导体晶体管作为人类社会历史中具有重要意义的发明之一，是发明固体物理、半导体物理后的必然结果，物理学研究的成果推动了半导体晶体管的出现。微电子学是结合了包括电子学和固体物理学两门学科后的一门独立学科，主要研究在固体成分上建立起微型的电子电路、微型系统等。
2.微电子科学技术的概念。微电子科学技术主要包含了物理器件、半导体、晶体管、集成电路及系统的构建原理和技术，它的主要构成成分有芯片加工工艺和功能的测试技术等，其中最主要的是集成电路技术，简单来说，集成电路技术就是把各元件、电件、半导体按特定的顺序集成起来，形成一个完整的、独特的电路或者系统，并能实现其功能。微电子技术的主要特点即在体积上尽可能的缩小，并且能够反映出与制造工艺技术有着密切的联系，能够一次性的加工完成。微电子技术自从诞生以来便发展迅速，到了现今，微电子技术正处于一个新的发展过程当中，它不仅受到各方面的挑战，也面临着很多的发展机遇，有着很多的发展空间和突破可能，这些新的发展机遇可能对物理学研究、相关技术带来革命性的改变。
二、微电子技术发展中受到的物理限制
随着微电子技术的不断发展，电子器件的体积越来越小，现今已经把尺寸缩小到了纳米级别，因此，微电子技术未来的发展必将受到各种物理方面的限制与挑战，这些挑战是依赖于自然物理规律来产生的，有些还来自于技术、材料、科学等方面。针对于这些限制与挑战，微电子技术的发展由单一的发展方式转变成了多样的发展方式，所以，微电子技术的发展将要步入一个全新的阶段，并能体现出全新的发展特点。
1.自然物理规律的限制。众所周知，计算机在处理信息的时候，任何时刻都是以一个共同的算法来进行的，这种算法涉及到一个布尔逻辑间的转换，科学家已经证明，对于信息本身而言，它就是一个物理系统，所以不管是计算机还是集成电路，处理信息时都要经历一个共同的物理过程，必须完全遵循自然物理规律，所以必然就受到了自然物理规律的限制。这些来自于自然物理规律的限制是无法避免的，甚至可以说这些限制便是微电子技术的物理极限。
2.既有技术的限制。以前的光学光刻工艺、注入工艺、微电子工艺等都几乎接近了物理规律的极限，不能够再进一步将尺寸缩小。同时光电技术在实际应用中，还会受到微电子装置的分辨率与焦深的影响。因此，尝试其他的工艺方式和途径，包括新型的光刻工艺、纳米、印制光刻技术等，成为人们解决这一技术限制的突破口。
3.器件的限制。根据摩尔定律的相关测定，直到2020年，对器件的尺寸研究水平将会有所缩小，MOS器件由开启到关闭只要很少的几个电子参与便可完成，以往的MOS器件的相关理论将被淘汰。而到2030年，MOS器件由开启到关闭只要一个电子参与便可完成。所以，必须开发和研究出新型的器件和新型的器件工作原理。
4.系统的限制。在系统上的相关限制包括了系统的延迟、散热等限制。由于技术的单一发展，器件的特征尺寸不断缩小，集成度不断增高，所以导致了互连引线的连接面积不断缩小，造成电阻值增高。互连引线总共占用的面积很大，使得了互连引线的互连延迟变成了一个很大的限制问题，延迟问题是影响集成电路和系统运行得最主要因素之一。因此，开发出新的器件在系统限制上面有着很重要的意义。而使用低K介质和铜相连接的技术，便可以使得互连延迟的限制问题得到一定程度的解决，但要从根本上解决互连延迟的限制问题，还必须采用新型的互连方式，比如光互连方式，但这一方式在集成电路当中仍存在许多技术上的问题。此外，由于集成度在不断的提高，集成于芯片上面的半导体晶体管的数目也变得越来越多了，所以也造成了集成电路和系统的散热问题变得更加严重，散热问题是影响集成电路和系统的总功率的一个重要因素。
三、结语
现今，微电子技术的发展正处于一个全新的发展阶段，微电子技术的发展表现出了很多与以往不同的特征，已从以往的单一发展方式转向了多面发展方式，尤其是对物理学的自然物理规律的限制发起了挑战，对物理学研究提出了更高、更严格的要求。所以需要各方积极努力配合，大力推动物理学基础的发展，从而为微电子技术提供更广阔的发展空间，充分发挥其经济价值和社会价值。
参考文献：
[1]宋长发.微电子技术发展面临的限制及发展前景[J].沿海企业与科技，2006
[2]宣桂鑫.物理学与高新技术[M].上海：上海科技教育出版社，2000
关键词：物理学研究 微电子技术 技术发展
一、微电子科学技术概述
1.微电子科学技术的起源。微电子科学技术是现世纪下信息社会发展的重要基础之一，微电子技术即微型电子技术，是建立在微电子学基础之上的技术总和。微电子学开创以来最显著的标志性发明即半导体晶体管，它的出现与物理学研究密切相关。半导体晶体管作为人类社会历史中具有重要意义的发明之一，是发明固体物理、半导体物理后的必然结果，物理学研究的成果推动了半导体晶体管的出现。微电子学是结合了包括电子学和固体物理学两门学科后的一门独立学科，主要研究在固体成分上建立起微型的电子电路、微型系统等。
2.微电子科学技术的概念。微电子科学技术主要包含了物理器件、半导体、晶体管、集成电路及系统的构建原理和技术，它的主要构成成分有芯片加工工艺和功能的测试技术等，其中最主要的是集成电路技术，简单来说，集成电路技术就是把各元件、电件、半导体按特定的顺序集成起来，形成一个完整的、独特的电路或者系统，并能实现其功能。微电子技术的主要特点即在体积上尽可能的缩小，并且能够反映出与制造工艺技术有着密切的联系，能够一次性的加工完成。微电子技术自从诞生以来便发展迅速，到了现今，微电子技术正处于一个新的发展过程当中，它不仅受到各方面的挑战，也面临着很多的发展机遇，有着很多的发展空间和突破可能，这些新的发展机遇可能对物理学研究、相关技术带来革命性的改变。
二、微电子技术发展中受到的物理限制
随着微电子技术的不断发展，电子器件的体积越来越小，现今已经把尺寸缩小到了纳米级别，因此，微电子技术未来的发展必将受到各种物理方面的限制与挑战，这些挑战是依赖于自然物理规律来产生的，有些还来自于技术、材料、科学等方面。针对于这些限制与挑战，微电子技术的发展由单一的发展方式转变成了多样的发展方式，所以，微电子技术的发展将要步入一个全新的阶段，并能体现出全新的发展特点。
1.自然物理规律的限制。众所周知，计算机在处理信息的时候，任何时刻都是以一个共同的算法来进行的，这种算法涉及到一个布尔逻辑间的转换，科学家已经证明，对于信息本身而言，它就是一个物理系统，所以不管是计算机还是集成电路，处理信息时都要经历一个共同的物理过程，必须完全遵循自然物理规律，所以必然就受到了自然物理规律的限制。这些来自于自然物理规律的限制是无法避免的，甚至可以说这些限制便是微电子技术的物理极限。
2.既有技术的限制。以前的光学光刻工艺、注入工艺、微电子工艺等都几乎接近了物理规律的极限，不能够再进一步将尺寸缩小。同时光电技术在实际应用中，还会受到微电子装置的分辨率与焦深的影响。因此，尝试其他的工艺方式和途径，包括新型的光刻工艺、纳米、印制光刻技术等，成为人们解决这一技术限制的突破口。
3.器件的限制。根据摩尔定律的相关测定，直到2020年，对器件的尺寸研究水平将会有所缩小，MOS器件由开启到关闭只要很少的几个电子参与便可完成，以往的MOS器件的相关理论将被淘汰。而到2030年，MOS器件由开启到关闭只要一个电子参与便可完成。所以，必须开发和研究出新型的器件和新型的器件工作原理。
4.系统的限制。在系统上的相关限制包括了系统的延迟、散热等限制。由于技术的单一发展，器件的特征尺寸不断缩小，集成度不断增高，所以导致了互连引线的连接面积不断缩小，造成电阻值增高。互连引线总共占用的面积很大，使得了互连引线的互连延迟变成了一个很大的限制问题，延迟问题是影响集成电路和系统运行得最主要因素之一。因此，开发出新的器件在系统限制上面有着很重要的意义。而使用低K介质和铜相连接的技术，便可以使得互连延迟的限制问题得到一定程度的解决，但要从根本上解决互连延迟的限制问题，还必须采用新型的互连方式，比如光互连方式，但这一方式在集成电路当中仍存在许多技术上的问题。此外，由于集成度在不断的提高，集成于芯片上面的半导体晶体管的数目也变得越来越多了，所以也造成了集成电路和系统的散热问题变得更加严重，散热问题是影响集成电路和系统的总功率的一个重要因素。
三、结语
现今，微电子技术的发展正处于一个全新的发展阶段，微电子技术的发展表现出了很多与以往不同的特征，已从以往的单一发展方式转向了多面发展方式，尤其是对物理学的自然物理规律的限制发起了挑战，对物理学研究提出了更高、更严格的要求。所以需要各方积极努力配合，大力推动物理学基础的发展，从而为微电子技术提供更广阔的发展空间，充分发挥其经济价值和社会价值。
参考文献：
[1]宋长发.微电子技术发展面临的限制及发展前景[J].沿海企业与科技，2006
[2]宣桂鑫.物理学与高新技术[M].上海：上海科技教育出版社，2000