Элементы теоретических основ креативной микроэлектроники

Нестандартный творческий подход к проектированию микроэлектроники позволил обеспечить этому направлению России лидирующие позиции в мире.

Превосходство российской техники, включая микроэлектронику, определяется показателями надежности: вибростойкостью, ударостойкостью, термостойкостью, стойкостью  к энергоизлучениям, полям и циклическим нагрузкам.

Применение основ энерготехнологических процессов позволило российским конструкторам получить уникальную микроэлектронику для использования в космосе, океанотехнике, атомных станциях наземных и транспортных комплексах.

Совокупность показателей надежности определяет высокие ресурсные параметры в течение жизненного цикла и обеспечивает российской микроэлектронике максимальные эксплуатационные качества.

Перечислим некоторые теоретические основы, которые обеспечили высокие качества отечественной электронике.

1) Оптимальные конструктивные размеры, которые определяют производственные процессы: размеры кристаллов и технологию структурных систем.

2) Оптимальная энерговооруженность процесса преобразования и транспортировки электрических и магнитных сигналов в конструктивном блоке микроэлектроники, что определяет процессы преобразования импульса, энергии и отвода тепловыделений во внешнюю среду в различных эксплуатационных и аварийных режимах.

3) Грамотный учет тенденций природоподобных процессов, подбор материалов и технологий обеспечивает высокие показатели сохраняемости в различных внешних условиях и функциональной готовности с максимальными показателями старта и выхода на режим.

Опыт создания микроэлектроники на базе современных достижений России позволяет сформулировать  общие требования к роботизированным системам и изделиям микроэлектроники для работы в космосе, океанотехнике, атомных станциях, наземных и транспортных комплексах на этапах их создания, использования по назначению и утилизации. [1-6].

Концепция надежности, используемая при поставке микроэлектроники, основывается на следующих системных направлениях, которые также используются при формировании инновационной ядерной энергетики и роботизированной техники [3-17].

1. Конструктивные параметры элементной базы микроэлектроники.
2. Материалы используемые при изготовлении микроэлектроники.
3. Энерготехнологические процессы, которые образуют системное направление и обеспечивают требования на этапах жизненного цикла микроэлектроники от опытного образца до утилизации.

Триединство конструкции, материалов и энерготехнологических процессов определяет основные положения надежности.

Надежность микроэлектроники [1,7], как совокупность свойств безотказности, долговечности, восстанавливаемости, ремонтопригодности, сохраняемости и готовности к эксплуатации, неразрывно связана со служебными требованиями, предъявляемыми к конструкции, материалам и технологиям.

Основными параметрами энерготехнологических процессов при прогнозировании показателей физических систем с максимальными требованиями по надежности являются равновесные концентрации (вещества, энергии, импульса), концентрационные напоры, градиенты концентраций, константы скорости кинетических преобразований, коэффициенты температуропроводности, кинематической вязкости, диффузии [1, 2, 8, 11, 12 ].

Энерготехнологические процессы рассматриваются, как гносеологический инструмент исследования физического мира, который формально состоит из  трех субстанций: энергии, импульса (момента импульса) и вещества. Это определение базируется на безразмерном феноменологическом комплексе [1, 2, 12], где L, A, Ф, T — безмерные параметры.

Использование комплекса (1) обеспечивает конструирование  компактной техники на новых физических принципах [1, 3-5, 12-17] с максимальными требованиями по надежности. Особенно такие характеристики важны для объектов с ядерными энергетическими установками [3].

Выводы

1. Представлена концепция надежности, разработанная и используемая в РФ при создании перспективных систем и микроэлектроники. Рассмотрены служебные требования к конструкции, материалам и энерготехнологическим процессам.
2. Формальные инструменты энерготехнологических процессов обеспечивают комплексное понимание термодинамических систем и дают развитие, как новой роботизированной технике с соответствующей микроэлектроникой, так и прогрессивным наукоемким направлениям.
3. Формальные параметры энерготехнологических процессов обеспечивают теоретическую основу природоподобных компоновочных решений [18].