**מיקרואלקטרוניקה** היא תחום באלקטרוניקה, העוסק בתכנון ובייצור מעגלים אלקטרוניים זעירים. מעגלים אלקטרוניים הם מעגלים חשמליים העובדים בזרמים ומתחים נמוכים ונקראים גם מעגלי זרם חלש.

היסטוריה
--------

תחילתו של תחום המיקרואלקטרוניקה בהמצאת הטרנזיסטור, שהחליף את שפופרות הריק ששימשו עד אז בתעשיית האלקטרוניקה. הטרנזיסטור התבסס על שימוש בחומרים הנקראים מוליכים למחצה, בעלי תכונות הולכה הנעות בין חומרים מוליכים לבין חומרים מבודדים.
ניתן לקבוע תכונות אלו בזמן תהליך הייצור ולשלוט עליהן (עד למידה מסוימת) בזמן הפעלת המעגל.

מידותיו המזעריות של הטרנזיסטור איפשרו הקטנה משמעותית בגודלם הפיזי של מעגלים חשמליים שהיו בשימוש אז. כמו כן, התפתחו שיטות הייצור של הטרנזיסטור לכדי שיטות של ייצור המוני (mass production) בעלות נמוכה. כתוצאה מכך, הפך הטרנזיסטור לרכיב זול ונפוץ מאוד, מה שאפשר תכנון וייצור של מעגלים אלקטרוניים מורכבים ומסובכים יותר ויותר, המתבססים על מספר גדל והולך של טרנזיסטורים. כיום המיקרואלקטרוניקה היא בפועל ננואלקטרוניקה בה מיוצרים רכיבים בקנה מידה ננומטרי הכוללים ננו-מעגלים.

פריצת הדרך הבאה בתור, הייתה התפתחות תהליכי הייצור, לכדי תהליכים המאפשרים לחבר מספר טרנזיסטורים ביחד עם רכיבים נוספים, כגון דיודות, קבלים ונגדים, למעגל אלקטרוני מזערי על גבי פרוסת סיליקון של המוליך למחצה שממנו מיוצר הטרנזיסטור. מעגלים אלה נקראו מעגלים משולבים (Integrated Circuits או בקיצור IC).

המעגלים המשולבים הראשונים היו מעגלים פשוטים יחסית, המונים עשרות עד מאות אחדות של טרנזיסטורים. מעגלים אלה נקראים כיום Small Scale Integrated Circuits או בקיצור SSI. עם התפתחות תעשיית המיקרואלקטרוניקה, גודלם הפיסי של הטרנזיסטורים הלך וקטן, בעוד שהמעגלים המיוצרים בשיטה זו (הנקראים גם **רכיבים**) הלכו והתרחבו וכללו מספר גדל והולך של טרנזיסטורים. כיום, רכיב מיקרואלקטרוניקה יחיד, כדוגמת מעבד, יכול להכיל מאות מיליוני טרנזיסטורים. רכיב כזה נקרא Very Large Scale Integrated Circuit או בקיצור **VLSI**.
התפתחות כלי תכנון ממוחשבים (Computer Aided Design או בקיצור CAD), מאפשרת בתחילת המאה ה-21 שילוב של מספר מעבדים (CPUs) והתקני מולטימדיה (לדוגמה, כרטיס קול וכרטיס מסך) או התקנים אחרים על אותו רכיב VLSI.

בתחילת המאה ה-21, מדברים החוקרים על חומרים פלסטיים שישמשו כמוליך למחצה, אשר בתהליכי הדפסה יעוצבו להתקנים חשמליים או התקנים פולטי-אור. אלה, מן הסתם, לא יחליפו את הסיליקון בזמן הקרוב אלא יוסיפו תכונות וישומים נוספים כמו מסכים גמישים.

### בישראל

ההיסטוריה של מיקרואלקטרוניקה קשורה במרכז ההדרכה והמחקר אשר הוקם בשנת 1979 בטכניון על ידי פרופסור יצחק קדרון ופרופסור אדיר בר-לב.

תהליך הייצור
------------

תהליכי ייצור של רכיבי מוליכים למחצה מתבסס על מגוון רחב של תהליכי ננוליתוגרפיה כימיים ואחרים, ביניהם פוטוליתוגרפיה, השתלות יונים ואיכול כימי המקנים לחומר תכונות שונות באזורים שונים שלו.

רוב הייצור הסדרתי כיום מתבסס על שימוש בפרוסות של סיליקון גבישי (wafers) אשר מיוצרות ממוט של סיליקון חד-גבישי. בתום תהליך הייצור של רכיבי מיקרו-אלקטרוניקה, מכילה כל פרוסה כזו מאות או אף אלפי רכיבים זהים, שצורתם בדרך כלל מרובעת. רכיבים אלה מופרדים בתום התהליך על ידי חיתוך הפרוסה לאורך ולרוחב. כל מרובע כזה, המכיל רכיב אחד, נקרא פיסת סיליקון (באנגלית "die").

הרכיבים שהופרדו מהפרוסה עוברים תהליך שנקרא **זיווד**, שבסופו כל רכיב ארוז בתוך אריזה מחומר פלסטי או קרמי, שממנו נשלחים מוליכים לצורך חיבור הרכיב לתוך המעגל האלקטרוני. הרכיב הארוז נקרא שבב ("Chip") והוא משמש להרכבת מעגלים מודפסים.

שימושים
-------

חלק נרחב מהטכנולוגיה הסובבת אותנו כיום מתבססת על המיקרואלקטרוניקה:

* המחשבים בנויים ברובם מרכיבים מיקרואלקטרוניים, גם החלקים המכניים, כגון דיסק קשיח, או האופטיים, כגון המסך, נשלטים על ידי רכיבים מיקרואלקטרוניים.
* בקרים רבים העוזרים לנו בחיי היומיום, הנמצאים במכונת כביסה וכלי רכב בנויים רובם ככולם כהתקנים מיקרואלקטרוניים.
* כל עולם הבידור הדיגיטלי, נגני MP3, טלפונים סלולריים, DVD, מצלמות דיגיטליות ורבים אחרים בנויים מהתקנים מיקרואלקטרוניים.

מעבר לשימושים אלה של המיקרואלקטרוניקה, משמשת הטכנולוגיה גם למימוש רכיבים המשלבים אלקטרוניקה עם תחומים שונים אחרים. כיום ניתן למצוא יישומים מחקריים ומסחריים בהם, על גבי הפרוסות, מומשו:

* רכיבים אלקטרו-אופטיים, לצורכי שידור וקליטה בתקשורת אופטית על קווי הסיבים האופטיים המאפשרים מהירויות תקשורת אדירות אך גם עבור דברים פשוטים יותר כמו שלט רחוק.
* רכיבים מיקרו-מכניים - רכיבים מכניים זעירים כמו מערך מקבילי של מראות זעירות מתכווננות שמשמש למקרני וידאו, חיישנים שונים הממוקמים במדפסות הזרקת דיו, גלגלי כלי רכב (בהם הם מודדים לחץ אוויר) ובמכשירים למדידת לחץ דם.
* רכיבים ביולוגיים (למשל לזיהוי DNA או אחוז חמצן בדם).

קישורים חיצוניים
----------------

| מיזמי קרן ויקימדיה |
| --- |
| ויקימילון ערך מילוני בוויקימילון: **מיקרואלקטרוניקה** |
| ויקישיתוף תמונות ומדיה בוויקישיתוף: **מיקרואלקטרוניקה** |

* מילון למונחי מיקרואלקטרוניקה (1981), באתר האקדמיה ללשון העברית
* מיקרואלקטרוניקה, דף שער בספרייה הלאומית

הערות שוליים
------------

1. ↑  יצחק קידרון והקמתו של המרכז למיקרו-אלקטרוניקה, הידען, יוני 2011
2. ↑  פרופ' אדיר בר-לב, הפקולטה להנדסת חשמל בטכניון

| חשמל |
| --- |
| מושגי יסוד | מטען • שדה חשמלי • אנרגיה פוטנציאלית חשמלית • פוטנציאל • מתח • כא"מ • זרם • התנגדות ומוליכות • חוק אוהם • עכבה • הספק • השראות • זרם ישר • זרם חילופין • מעגל חשמלי • תהודה • עכבה אופיינית |  |
| רכיבים בסיסים | מקור מתח • מקור זרם • נגד • קבל • משרן • ממריסטור • שנאי • מפסק • מבדד |
| מכשירי מדידה | מד מתח • מד זרם • מד התנגדות • אלקטרוסקופ • גלוונומטר • מד קיבול • מד השראות • רב מודד • אוסצילוסקופ • מחולל אותות |
| אלקטרוניקה | מוליך למחצה • דיודה • טרנזיסטור • מיתוג • שפופרת ריק • טריודה • דיודה פולטת אור (לד) • מגבר שרת • מסנן תדרים • מעגל משולב • מעגל מודפס • VLSI • מיקרואלקטרוניקה |
| זרם חזק | גנרטור חשמלי • מנוע חשמלי • תחנת כוח • מתקן חשמל דירתי • מערכת חלוקה • רשת חשמל • מערכת תלת-פאזית |
| בטיחות בחשמל | התחשמלות • לוח חשמל • קצר חשמלי • נתיך • הארקה • ממסר פחת • מפסק אוטומטי |

|  |  |
| --- | --- |
| בקרת זהויות עריכת הנתון בוויקינתונים | 
* NLI: 987007531509105171
* BnF: cb11940133x (data)
* GND: 4039207-7
* LCCN: sh85084822
* NDL: 00567394
* NKC: ph122849

 |