Bei der Mikroelektronik geht es um die Miniaturisierung von elektronischen Bauelementen und um die Integration solcher Bauteile hin zu integrierten Schaltungen (IC). Die Voraussetzungen für die Mikroelektronik wurden bereits in den fünfziger Jahren mit der Entwicklung Halbleitertechnologie geschaffen. Diese Technologie bildet die Basis für viele aktive und passive Bauelemente, für diverse Transistoren, Dioden, Leuchtdioden usw.

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Entwicklung der Integrationsdichte und der Strukturbreite

Die wesentlichen Faktoren für die Mikroelektronik sind die weiter zunehmende Miniaturisierung und die Integration. Beides zeigt sich in der Integrationsdichte und damit in der Vervielfachung der Anzahl an aktiven elektronischen Bauelementen auf einem Chip. Waren in den siebziger Jahren noch 10exp4 Transistoren auf einem Chip, so sind es derzeit 10exp8, was unmittelbar mit den schmaleren Strukturbreiten zusammenhängt, die bei etwa 50 nm liegen. Technologien mit kleineren Strukturbreiten werden der Nanoelektronik zugeordnet.

Integrierte Schaltung (IC) der Intel-CPU 4004, Foto: Intel

Die Miniaturisierung betrifft gleichermaßen analoge als auch digitale Schaltungen. Mikroprozessoren und Mikrocontroller sind nur zwei Beispiele für Digitalschaltungen, die sich in den vielen Halbleiterspeichern fortsetzen. Gleiches gilt für die Miniaturisierung der diskreten passiven Bauelemente und der analogen Schaltungen, wie Oszillatoren, Verstärkern, Impulsformern, Filtern, Gleichrichtern, Komparatoren etc, die als System-on-Chip (SoC) oder als Network-on-Chip (NoC) realisiert werden.