Miniaturisierung

Mi|ni|a|tu|ri|sie|rung 〈f. 20; El.〉 das Miniaturisieren, das Miniaturisiertwerden ● die extreme \Miniaturisierung von Schaltkreisen und Maschinen

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Mi|ni|a|tu|ri|sie|rung, die; -, -en (Elektrot.):

Entwicklung u. Herstellung kleinster elektronischer Geräte, die eine Vielzahl elektronischer Bauelemente enthalten.

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I

Miniaturisierung,

 

in EDV und Halbleiterfertigung das Konzept der Verkleinerung von Bauteilen, das es erlaubt, immer kompaktere Komponenten, Computer und Geräte zu entwickeln. Dies geht in der Regel mit Leistungssteigerungen einher.

 

Ein bedeutendes Feld der Miniaturisierung sind die logischen Schaltungen (Logik). Ein heutiger Prozessor integriert Dutzende von Millionen elektronischer Schaltkreise, beansprucht aber nur die Fläche von zwei oder drei Briefmarken (Chip). Zum Vergleich enthielten Ende der 1940er-Jahre die ersten praktisch genutzten Computer (Mark I, ENIAC) einige Tausend aus Elektronenröhren aufgebaute Schaltungen, beanspruchten aber die Fläche von zwei oder drei großen Zimmern für sich (wobei neben den Schaltungen auch die Kühlsysteme viel Platz einnahmen).

 

Die Miniaturisierung der Schaltkreise erlaubt eine ständig größer werdende Integration, d. h. die Zusammenfassung von immer mehr Funktionen auf einem Chip (Packungsdichte). Außerdem verringern sich Gewicht und Energiebedarf. Kleinerer Energiebedarf bedeutet geringere Wärmeentwicklung, sodass die Kühlsysteme vereinfacht und verkleinert werden können. Die durch die Miniaturisierung erreichten feinen Strukturen (Strukturbreite) ergeben - dank kürzerer Verbindungen - schnellere Schalt- und Signallaufzeiten und ermöglichen höhere Taktfrequenzen.

 

Die Tendenz zur Miniaturisierung erstreckt sich auch auf Festplatten und viele andere Komponenten. Diese werden immer kompakter und leichter gebaut, was heute vor allem der Entwicklung von leistungsfähigeren Mobilcomputern (Notebook, PDA usw.) zugute kommt. Solche Computer verwenden eine Vielzahl eigens entwickelter Miniaturkomponenten wie PC-Card, Microdrive, SmartMedia, CompactFlash etc.

 

Peripheriegeräte wie Drucker, Bildschirme oder Scanner lassen sich in der Regel nicht miniaturisieren, wenn sie ihre Funktion sinnvoll erfüllen sollen. Sie bestehen häufig aber aus immer kleineren und leichteren Bauteilen, was den Transport erleichtert und die Integration zusätzlicher Funktionen erlaubt.

II

Miniaturisierung,

 

Verkleinerung elektronische Schaltungen durch kleine Baugruppen (Modul) und/oder durch besondere Herstellungsverfahren der Planartechnik (gedruckte Schaltung, integrierte Schaltung). Durch Miniaturisierung entstehen neuartige Lösungen für viele Festkörperschaltungen: z. B. völliger Verzicht auf integrierte Spulen, häufig ausschließliche Benutzung eines einzelnen Bauelementetyps (z. B. von MOSFETs für digitale Schaltkreise), manchmal nur in miniaturisierter Aufbauweise realisierbare Schaltungen (z. B. CCD). Technische Grenzen der Miniaturisierung setzt v. a. die Maskentechnik, die bei der Verkleinerung geometrischer Strukturen an physikalische Grenzen stößt. (Mikrominiaturisierung, Mikrosystemtechnik)

 

Hier finden Sie in Überblicksartikeln weiterführende Informationen:

 

 

Miniaturisierung: Wozu?

 

Miniaturisierung: Von der Elektronenröhre zum Mikrochip

 

Mikrotechnik: Typische Herstellungsverfahren

 

Photonik und Mikrotechnik: Von der Videokamera bis zum Flachbildschirm

 

Mikrosystemtechnik: Technische und medizinische Anwendungen

 

Miniaturisierung: Zukunft und Grenzen

 

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