Új Szó - Vasárnap, 1979. július-december (12. évfolyam, 26-52. szám)
1979-07-08 / 27. szám
* * TUDOMÁNY TECHNIKA A tudományos-technikai forradalom korszakában az elektronikának kulcsfontosságú szerepe van abban, hogy a népgazdaság valamennyi ágazata elérje a szükséges színvonalat. Az elektronika képezi a modern társadalom idegrendszerét, lehetővé teszi a különböző információk óriási tömegeinek közvetítését, gazdagítja a kulturális életet, s a haladás forrásául szolgál a számítástechnikában, az automatizálásban és a méréstechnikában. Az elektronika gyors ütemű fejlesztésének hajtómotorja annak legfiatalabb és legkorszerűbb része, a mikroelektronika, melynek különösen nagy jelentősége van a fejlett szocialista társadalom anyagi-műszaki alapjának építésében. Széles körű kihasználásával lényegesen növelhető a termelés intenzitása, a gépek, műszerek és berendezések működési sebessége. Az irányításban, a méréseknél, valamint az Információk közvetítésében és feldolgozásában előforduló új febul.i- tokat ma már csak az elektronikus számítoge pék segítségével tudjuk hatékonyan megoldani. A korszerű mikroelektronikus elemek és áramkörök alkalmazása új tudományos-műszaki megoldásokhoz vezet a gépek, a berendezések és a használati készülékek fejlesztésében, ami jelentős népgazdasági hasznot eredményez. A FORRADALMASÍTÓ MIKROELEKTRONIKA A műszakilag fejlett államokban a mikroelektronikus alkatrészekre épülő elektronika központi helyet vív ki magának a gazdaság szerkezetében. A mikroelektronikai részegységek gyártása fontos mércévé válik az eayes államok műszaki fejlettségének megítélésében. A mikroelektronika és alkalmazási módjai a katalizátor szerepét töltik be a tudományos-műszaki haladásban. A mikroelektronika kihasználása a különböző elektronikus berendezésekben, főleg a számítástechnikában döntő mértékben kihat maid a munka termelékenységére az egész népgazdaságban, továbbá az orsiág védelmi kéoesséqére, a társadalom irány üt ásának szervezési színvonalára, s végső fokon a társadalom gazdasági fejlődésének dinamikájára. Mindebből arra lehet következtetni, hogy a mikroelektronika és alkalmazási módjainak fejlesztése jelentős politikai feladat, melynek megfelelő figyelmet kell szentelni a szocialista társadalom fejlesztésének tervezésében és irányításában valamennyi szinten. A mikroelektronikának ezt a stratégai jelentőségét minden műszakilag fejlett államban megértették. A különböző műszaki szakágazatokban az új konstrukciók és technológiák állandó tökéletesedését, evolúciós fejlődését tapasztalhatjuk, s különböző ésszerűsítések növelik a munka termelékenységét. Az elektronikában azonban forradalmi változásokról van sző, amelyek a tranzisztor, a lézer, az integrált áramkör, az üvegszálas jelvezetés stb. feltalálásával függnek ösz- sze. Ennek következtében az elektronika, s ezen belül a mikroelektronika olyan szakágazat, amely világszerte ugrásszerűen fejlődik, s még a kapitalista államokban sem fékezték le ezt a folyamatot lényeges mértékben a tőkés gazdasági rendszer általános válságának következményei. A korszerű elektronikai ipar fejlesztése az alkatrészek és részegységek műszaki színvonalától, vagyis napjainkban a mikroelektronikától függ. A mikroelektronika olyan tudományosműszaki irányzat az elektronikában, amely a különböző fizikai, vegyi, áramköri, technológiai, kibernetikai, finommechanikai, optikai, vákuum- technikai és egyéb módszerek alapján elősegíti a rendkívül megbízható és gazdaságos mikroelektronikus elemek, integrált áramkörök, rendszerek és berendezések gyártását. A mikroelektronika fogalma két alapvető irányzatot és törekvést fejez ki: a mikrominiatürizálást és az integrálást. Az integrált áramkörök létrehozása főleg technológiai forradalmat jelentett az elektronikában, új minőségi ugrást az elektronikus áramkörök és berendezések koncepciójában. A mikroelektronika kihasználásával csökkennek az elektronikai részegységek, áramkörök és berendezések előállítási költségei, jelentősen növekszik a rendszerek megbízhatósága, lényegesen csökken a teljesítményegységre eső anyag- és energiafelhasználás. A mikroelektronikában különösen gyors fejlődést értek el az integrált áramkörök. Sor került az egyöntetű integrált áramkörök gyártására egyetlen parányi nagyságú szilíciumlapkán, valamint a hibrid integrált áramkörök készítésére, amelyek valamilyen szigetelőn, például kerámialapon a rétegezett áramkörök és az áramköri elemeket tartalmazó szilíciumlapkák kombinációi. Mivel az egyöntetű Integrált áramkörök fejlesztése forradalmi változásokhoz vezet az elektronikában, a továbbiakban főleg ezekkel fogunk foglalkozni. Az űrkutatási és katonai szupermegbízhatóságú berendezések számára az utóbbi években hibrid áramköri modulokat fejlesztettek ki. A szilíciummorzsákat (chip), vagyis a néhány tíz mm2 felületű szilíciumlapkákat, amelyek nagymértékben integrált áramköröket tartalmaznak, vezetőréteggel kapcsolják össze 7,5x10 cm2-es, vagy 10x20 cm2-es kerámialapokon. így olyan áramköri modulok keletkeznek, amelyek 40 morzsát is tartalmazhatnak, éspedig összekötő drótok nélkül. Eleinte csak kis mértékben integrált áramköröket készítettek (SSI — Small Scale Integrated), amelyek száznál kevesebb tranzisztorelemet tartalmaztak egy szilíciummorzsán, később létrejöttek a több száz elemet tartalmazó közepes mértékben integrált áramkörök (MSI — Medium Scale Integrated), majd pedig 1971-ben elkezdték a nagy mértékben integrált áramkörök gyártását (LSI — Large Scale Integrated), amelyek már az elemek ezreit, sőt tízezreit sűrítik össze egyetlen morzsán. A legutóbbi öt év során főleg ezek a nagy mértékben integrált áramkörök fejlődnek rohamos mértékben, különösen a mikroprocesszorok, amelyek a mikroszámítógépek központi egységei. A mikroszámítógépek áramköri moduljai (né hány integrált áramkör szerelvény egységei) gaz-, daságos és nagyon megbízható processzor- és számítórendszerek felépítését teszik lehetővé, s a mikroszámítógépek a különböző mérő, irányító és egyéb berendezésekben is előnyösen alkalmazhatók. Ez a magyarázata annak, hogy a nagymértékben integrált, egyöntetű áramkörök megjelenését a mikroelektronika „forradalmának“ tartják. Az integrált áramkörök gyártási technológiájának „forradalmától“ eltérően a mikroprocesszorok alkalmazási területeiken, a különböző technológiai berendezésekben vezetnek forradalmi változásokhoz. A robotizálás fejlesztése például nem nélkülözheti a mikroelektronikában elért fejlesztési eredményeket. A mikroelektronika több olyan fejlesztési irány megvalósítását teszi lehetővé, amelyekre korábban nem kerülhetett sor. Megemlíthetjük például az elektronikus karórákat, a tévé- és a rádiókészülékek távirányítását, a villamos háztartási gépek automatizálását, a tudományos, kereskedelmi és gazdasági számításokra használt zsebszámológépeket, a videotelefonokat és a videomagnókat, a miniatűr tévékamerákat, a videojátékokat, a motorok optimálisan gazdaságos vezérlését stb. Mindezek Csehszlovákiában is nagyon aktuális feladatok, amelyek szükségessé teszik az elektronikai ipar megfelelő szerkezetváltozásait. Az egyöntetű integrált áramkörök gyártásával a fejlesztési feladatok egy része az alkatrészek gyártóihoz került át. Az alkatrészeket gyártó szakemberek ma az elektronikai ipar élvonalában dolgoznak. Mindez alapvetően megváltoztatja a helyzetet a mikroelektronika felfogásában, az oktatási rendszert is beleértve. Az alkatrészek gyors ütemű miniatürizálása és fokozódó integráltsága, ami főleg az integrált áramkörökben nyilvánul meg, elsősorban az alrendszerek képzésére és kialakítására összpontosítja a figyelmet. Az integrálódás és a miniatürizálás szemléltetésére megemlíthetjük az elemek sűrűségének növekedését a szilíciummorzsák felületén. 1976-ban például a MOS típusú logikai integrált áramköröknél a lapka 21,4 mm2-es felületén 3000 tranzisztort helyeztek el. A tervek szerint 1981-ben 45,5 mm2 lapkafelületre már 20 000 tranzisztor, 1984-ben pedig 60 mm2 felületre 50 000 tranzisztor jut. A miniatürizálás tehát tovább folytatódik, s az új technológiai eljárások lehetőségei ma még beláthatalan eredményekhez vezethetnek. A fejlesztésnek azonban más útjai is vannak. Jelenleg az információközvetítés fő hordozói az elektronok, de már intenzíven kutatják a fotonok alkalmazásának a lehetőségét is a jelközvetítésére. Habár az elektronikai rendszerek egyre bo-. nyolultabbak, az integráció következtében növekszik a megbízhatóságuk. Az évezred végére már általánosan elterjednek az önkorrigáló alrendszerek. A szerkezeti és technológiai innováció további megoldásokhoz és eljárásokhoz vezet. Nagy jövője van például a molekuláris elektronikának, melynek során új, eddig kihasználatlan fizikai jelenségeket is alkalmazni fognak. Az elektronika további fejlesztési irányzatai, a tranzisztoros félvezető mikroelektronika, a mikrohullámú mikroelektronika, az optoelektronika és a kvantumelektronika, az akusztoelektronika, a magnetoelektronika és a bioelektronika egymást kiegészítve, különböző kombinációkban bonyolult funkciós rendszerek felépítését teszik lehetővé, amelyek megközelítik az emberi agy tevékenységét. Az említett irányzatok, különösen a tranzisztoros félvezető mikroelektronika, s ennek alapján a molekuláris elektronika fejlesztése olyan tudományos-műszaki fordulatokat eredményezhet az elektronikában, amelyeket ma még el sem tudunk képzelni. Prof. Ing. RUDOLF HARMAN, CSc. A CKD Praha Félvezetőgyár dolgozói csaknem 18 millió deviza- koronát takarítottak meg évente a népgazdaságnak a hengerművek automatikus vezérlésének felújításával. A vezérlőberendezés szerkesztésében félvezető diódákat és tirisztorokat alkalmaztak, amelyek a gyár saját termékei. A félvezető elemek alkalmazása csaknem 40 százalékkal csökkentette a vezérlés energiaszükségletét, s 25—30 százalékkal növelte a hengermüvi dolgozók munkatermelékenységét. A felvételen a T911-es tirisztorok láthatók (A CSTK felvétele) Szénfejtés mikroprocesszoros vezérléssel Nehéz és életveszélyes munkától mentesíti az embert az angol National Co'al Board által kidolgozott és gyártott mikroprocesszoros vezérlő rendszer, amely lehetővé teszi a szénfejtés automatikus irányítását. A hagyományos szén- kombájnckhoz liktatott vezérlő egység mikroprocesszoros moduljai feldolgozzák a résélőgéphez erősített detektorok által adott jeleket és ennek alapján irányítják a gépet. Amíg nem sikerül szériában is bevezetni a mikroprocesszoros vezérlést, egy embernek a réselő mögött kell állnia, hogy irányítsa a gép vágófejét, valamint .utasításokat adjon a másik gépkezelőnek. Ez a munka a levegőben kavargó szénpor és vízcseppek miatt igen kellemetlen és egészségtelen. A mikroprocesszorok ezit a munkát fölöslegessé teszik. A réselőn levő detektorok rögzítik a vágófej helyzetét, fejtéskor a kifejtett erő nagyságát, valamint a fejtőmechanizmus elhelyezkedését a tárnában egy sor ott elhelyezett fényforráshoz képest. Ezenkívül a detektorok érzékelik a front fejtése során az esetleges radioaktív sugárzást. A detektorok adatait a hátrább álló kezelő számára egy képernyőn jelentetik meg. Az adatok további feldolgozása céljából a megjelenítő egységet kábel köti 'össze a vágatban hátrább, vagy pedig a felszínen elhelyezett mini számítógéppel. Több fejtőgép egyszerre, a biztonsági' és a hatékonysági követelmények fi/gy elembevételével vezérelhető. A szénfejtő kombájn mikroprocesszoros vezérléséhez az NMOS és a CMOS integrált áramkör család közül az utóbbit választották a mikroprocesszorok kialakításához, mivel az utóbbi áramfogyasztása mintegy három nagyságrenddel kisebb. A szénbányákban ugyanis a fenyegető robbanásveszély miatt a lehető legkisebb áramerősséget kell alkalmazni. ELEKTRONIKUS SZAKÁCS Miniatűr, számítógéppel — mikroprocesszorral — vezérelt villanytűzhelyet gyárt a Tele- funken nyugatnémet cég. A készülék memóriájában 120 különféle étel főzésének „technológiai“ paramétereit tárolja. A háziasszonynak megfelelő módon el kell készítenie, maid össze kell kevernie az ételek alkotórészeit, az egészet be kell tennie a sütőbe és gombnyomással beállíthatja a szükséges programot. (Technika) Törpe óriásmemória A nagycsoportos integrálás fejlesztésének újabb állomásához érkezett el egy japán gyár: mindössze 20 négyzetmilliméternyi területű, szuper-integráltságú (szuper LSI) számítógép-memóriát készített. A több ezer egyedi alkatrészt egyesítő integrált áramkör párját ritkító tárolóképességű: a négy milliméter széles és öt milliméter hosszú ROM (csak kiolvasásra alkalmas memória) könnyen elfér egy gyermek kisujja alatt, és mégis 128 ezer bit információt raktámm rozhat el. Az új elektronikus elem integráltsági foka kétszerese a korábbi legbonyolultabb integrált áramkörökének. A köz- vetlenül-rajzoló elektronsugaras technológiával beírt információ kiolvasás után is a memóriában marad. A nagymértékben integrált áramkör készítésekor elkerülhető a megfelelő kivágásokkal ellátott szilí- ciumoxidréteg felvitele — a maszkkészltés —, így lényegesen egyszerűbb és gyorsabb a gyártási folyamat. Az áramkör 35-szörös nagyításban, a memóriacella egy része pedig kétezerszeres nagyításban látható (delta) 1979. VII. 8. ÚJ SZÓ
