Статья публикуется в порядке обсуждения с целью повышения качества научно-технических изданий в области микроэлектронного приборостроения на основе нормализации его терминологического базиса. Автор статьи имеет многолетний опыт в области создания специализированных микроэлектронных измерительно-информационных средств, а также редактирования, рецензирования и переводов научных работ по датчикам и приборам на основе микротехнологий.
В данной работе представлены используемые в области электронного приборостроения наиболее распространенные термины и определения для дискуссионной оценки их правомерности и практического применения.
УДК 621.3.049.77:001.4
МИКРОЭЛЕКТРОННЫЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Б. И. Подлепецкий
Представлены наиболее распространенные термины и определения, используемые в области современного микроэлектронного приборостроения, и рекомендации по их применению. Дана оценка состояния и отмечены тенденции развития информационно-терминологического базиса в этой области. Ключевые слова: микроэлектронные датчики, приборы, системы, термины и определения.
ВВЕДЕНИЕ
Научно-технический прогресс существенно изменил "облик" измерительной техники. Если 40—50 лет назад основными измерительными средствами были устройства и приборы для измерения одной величины и преобладали преобразователи физических величин в неэлектрический сигнал (например, изменение температуры или давления — линейное перемещение столбика ртути, изменение силы — механическое перемещение стрелки упругого элемента), то большинство современных средств измерения представляют собой электронные приборы и системы, измеряющие и контролирующие различные физических величины, значение которых с помощью датчиков преобразуются в электрический сигнал. ("электронизация" средств измерения).
Преобразование физических величин в электрический сигнал с помощью электронных устройств обеспечивает и упрощает дальнейшую передачу и обработку измерительной информации. Это позволяет повысить точность и быстродействие измерений, обрабатывать данные в реальном масштабе времени и выводить результаты на современные средства отображения и хранения информации (дисплеи, печатающие устройства, самописцы, магнитно-пленочные и дисковые носители записи).
Перспективным направлением улучшения качества приборов и систем является применение в них микроэлектронных средств измерения: датчиков на основе микро- и нанотехнологий, а также устройств преобразования, обработки и хранения измеряемых данных, изготовленных в виде интегральных микросхем. Мик-
роэлектронная элементная база позволила создать цифровые мобильные средства связи и малогабаритные сенсорные системы: "электронные глаза" (фото- и видео камеры), "электронные носы" и "электронные языки". Однако наряду с успехами в развитии микро- и нано-технологий наметилась тенденция ухудшения качества информационного базиса микроэлектронного приборостроения, что обусловлено рядом экономических и социальных причин.
В результате распада СССР и перехода России к рыночной экономике кроме некоторых положительных явлений (расширение демократических свобод и потребительских возможностей граждан) появилось много негативных явлений в обществе. К числу последних можно отнести: расслоение общества на очень богатых и очень бедных людей, коррупция, безработица, рост преступности, увеличение количества техногенных катастроф, снижение качества продуктов питания и результатов интеллектуального труда. В последние 20 лет со стороны государства практически прекратилось финансирование научно-исследовательских работ и перспективных технических разработок. Разбогатевшие на основе нефтегазовой и алмазной "лихорадок" господа не хотят и бояться инвестировать инновационные проекты и вкладывать средства в развитие отечественной науки и техники. Все это привело к деградации или полному краху многих отраслей промышленности, в которых ранее наша страна занимала передовые позиции в мире. В частности, существенно замедлилось развитие отечественного приборостроения, что в ряде случаев вынуждает приобретать весьма дорогую импортную аппаратуру.
На фоне роста номенклатуры и масштабов выпуска новых фильмов, научных книг, литературных и музыкальных произведений снижается их качество. Основными причинами негативных тенденций являются уменьшение числа квалифицированных специалистов, спад уровня компетентности и безответственность должностных лиц, низкий уровень контроля или полное его отсутствие за качеством продукции. Понижается также качество диссертаций, научных докладов и статей, переводных изданий учебников и монографий. Снизился уровень знаний у школьников и студентов.
Во многом это связано с падением ответственности, общей и профессиональной культуры учителей, преподавателей, рецензентов, переводчиков и редакторов. Кроме того, "разгул демократии" (свобода слова) и отсутствие должного контроля за качеством печатных изданий ведет к деградации информационного базиса в предметных областях человеческой деятельности, что тормозит развитие отечественной науки и техники. Перечисленные явления вызывают озабоченность, поскольку они могут привести к хаосу в научно-технических, экономических и общественных взаимоотношениях россиян.
Несмотря на постоянное совершенствование терминологических стандартов деградационные явления коснулись и информационно-терминологического базиса (научных и учебных изданий) в области микроэлектронного приборостроения. Неуважение к техническому русскому языку или низкий уровень его знаний, игнорирование ГОСТов, некорректное использование терминов и аббревиатур или их неправильных переводов, применение жаргонных словосочетаний затрудняют чтение и понимание печатных материалов. В результате допускается неадекватная интерпретация реального смысла излагаемых материалов, нарушается взаимопонимание среди специалистов и падает уровень их знаний.
В данной статье в порядке обсуждения предпринята попытка нормализовать терминологический базис микроэлектронного приборостроения с целью повышения качества научно-технических изданий в этой области. Предлагаются не противоречащие ГОСТам термины и определения, образованные при сочетании стандартных и общепринятых терминов. Даются рекомендации по их применению.
Статья адресуется широкому кругу читателей: специалистам, студентам, аспирантам, рецензентам, редакторам и переводчикам.
ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Технические термины можно условно разделить на три класса: официальные (регламентируемые ГОСТами), общепринятые (определенные в энциклопедических и толковых словарях, на сайтах сети Интернет, в глоссариях), и жаргонные (упрощенные интерпретации иностранных терминов без разъяснений их смысла, как правило, транслитерации иностранных слов на русском языке). Официальные и общепринятые термины выделены в статье жирным шрифтом, а жаргонные — курсивом. Курсивом также выделены эквиваленты
некоторых отечественных терминов на английском языке. Представленные определения отражают основные особенности терминов и не противоречат общепринятым их трактовкам, регламентированными стандартами [1—5].
Микро- и нанотехнологии (micro- & nanotechnology) — технологии, позволяющие создавать твердотельные структуры и электронные элементы с линейными размерами от 0,01 до 100 мкм.
Интегральные микросхемы (ИМС) (integrated circuits) — электронные устройства и системы, содержащие в одном корпусе более одного электронного элемента, изготовленных по микро- и нанотехнологиям.
Микроэлектроника (microelectronics) — научно-техническое направление, связанное с разработкой, производством и применением интегральных микросхем.
Наноэлектроника (составляющая часть микроэлектроники) — научно-техническое направление, связанное с разработкой, производством и применением интегральных микросхем с элементами, имеющими линейные размеры меньше 0,2 мкм.
Степень интеграции (integration level) — величина, характеризующая количество электронных элементов N в интегральной микросхеме, определяемая как K = [lgN].
Пластина — заготовка полупроводникового материала (как правило, в форме круглых или овальных тонких дисков), предназначенная для изготовления полупроводниковых ИМС.
Кристалл (чип — chip) — часть полупроводниковой пластины, в объеме или на поверхности которой сформированы элементы полупроводниковой интегральной микросхемы, межэлементные соединения и контактные площадки.
Базовый кристалл — часть полупроводниковой пластины с определенным набором сформированных элементов, в том числе электрически соединенных и (или) не соединенных между собой, используемая для создания интегральных микросхем путем изготовления межэлементных соединений.
Базовый матричный кристалл (array chip) — базовый кристалл интегральной микросхемы с регулярным в виде матрицы расположением базовых ячеек.
Базовая ячейка — совокупность несоединенных и (или) соединенных между собой элементов, являющаяся основой для построения базового кристалла ИМС.
Функциональная ячейка — совокупность элементов базового кристалла интегральной микросхемы, электрически соединенных в пределах одной или нескольких базовых ячеек для реализации одной или нескольких самостоятельных функций.
Измерение — процесс получения количественной информации о величинах, характеризующих состояние объекта измерения или какое-нибудь явление. Этот процесс содержит последовательность экспериментальных и вычислительных операций. Результаты измерения определяются значениями измеряемых величин {х,-} в общепринятых единицах их измерения. Здесь х — измеряемая величина.
Существуют различные средства измерения, которые по функциональной сложности и назначению
подразделяются на устройства, приборы, системы и комплексы. В электронных измерительных приборах и системах преобразования обычно осуществляется последовательно соединенными преобразователями, которые образуют измерительный канал (ИК). Между преобразователями в ИК допускаются обратные связи, улучшающие метрологические и эксплуатационные характеристики средств измерения. Первый преобразователь в ИК, который непосредственно взаимодействует с объектом
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.