Podręcznik

Droga Czytelniczko, Drogi Czytelniku: tutaj znajdziesz ogólne wprowadzenie do mikroelektroniki. Dowiesz się, do czego jest nam potrzebna, jak się zaczęła i rozwijała, jakie jest jej znaczenie we współczesnym świecie i jakie są „motory napędowe” jej rozwoju. Poznasz w zarysie, z jakich elementów składają się układy scalone i na jakiej zasadzie działają te elementy. Dowiesz się, jak powstają struktury układów scalonych, a także – od czego i jak zależy koszt układu scalonego. Jest to przygotowanie do głębszego poznania mikroelektroniki, w tym do praktycznego poznania podstaw projektowania układów scalonych.

Możesz zadać pytanie: a po co uczyć się, jak projektuje się układy scalone?
Otóż bez układów scalonych nie można dziś wyobrazić sobie żadnego wyrobu elektronicznego. Oprócz standardowych układów, zwanych katalogowymi, praktycznie w każdym urządzeniu elektronicznym znajdziemy dziś układy scalone zwane specjalizowanymi – zaprojektowane i wytwarzane specjalnie do tego urządzenia. Takich układów nigdzie nie kupimy gotowych. Ich zaprojektowanie jest zadaniem konstruktora urządzenia. Znajomość zasad projektowania specjalizowanych układów scalonych zalicza się dziś do podstawowych umiejętności inżyniera elektronika. Nawet konstruktor, który sam nie projektuje układów scalonych, powinien wiedzieć, jak to się robi, aby móc porozumieć się z projektantem, który zaprojektuje układy specjalizowane do konstruowanego przez niego urządzenia. Układy specjalizowane zwane są często układami ASIC (od angielskiego terminu „Application-Specific Integrated Circuit”).

A czy taka wiedza się w Polsce w ogóle do czegoś przydaje? Przecież nie mamy fabryk układów scalonych!
Rzeczywiście, w Polsce jest obecnie tylko jedna linia produkcyjna w Instytucie Technologii Elektronowej w Warszawie. Służy ona głównie do celów doświadczalnych i do wytwarzania niewielkich ilości nietypowych wyrobów półprzewodnikowych. Mimo to polski inżynier ma równie dobry i łatwy dostęp do możliwości wytwarzania specjalizowanych układów scalonych, jak inżynier we Francji, Niemczech, Japonii czy też USA. Czytaj dalej, a dowiesz się więcej o tym.

Ale czy projektowanie układów scalonych nie jest niezwykle trudne, czy nie wymaga bardzo zaawansowanej, specjalistycznej wiedzy? I tak, i nie. Istnieje dziś szereg metod projektowania i opartych na nich systemów wspomagania komputerowego, które upraszczają projektowanie do takiego stopnia, że nie wymaga ono ani bardzo głębokiej znajomości technologii półprzewodnikowych, ani żadnej innej “wiedzy tajemnej”. Przekonasz się o tym! Oczywiście jak w każdej dziedzinie techniki, tak i w tej istnieją projekty łatwe i trudne, i są projektanci o różnych poziomach umiejętności, ale – jak zobaczysz – i Ty możesz stać się projektantem specjalizowanych układów scalonych, a wtedy Twoje możliwości jako konstruktora sprzętu elektronicznego ograniczać będzie tylko Twoja pomysłowość i wyobraźnia.

A co trzeba umieć, by bez kłopotów dalej poznawać układy scalone?
Bardzo przydatna byłaby znajomość - przynajmniej w podstawowym zakresie - zasad działania elementów półprzewodnikowych, ich charakterystyk i parametrów. Dobrze byłoby też orientować się w zasadach działania podstawowych układów elektronicznych, cyfrowych i analogowych, oraz w podstawach teorii układów logicznych. Ale nie martw się, jeśli są to zagadnienia Ci słabo znane lub w ogóle nieznane. Znajdziesz tu wprowadzenie, które nie powinno być bardzo trudne. Nie będzie zaawansowanej fizyki ani matematyki, a tylko to, co jest potrzebne, by poznać podstawowe pojęcia i rozumieć dalszy materiał. Oczywiście pogłębienie wiedzy będzie niezbędne, aby stać się w pełnym znaczeniu tego słowa specjalistą od układów scalonych.