Информационные технологии как драйвер развития электроники

Актуальность темы заключается в том, что технологии в современном мире играют важнейшую роль в жизни людей и общества в целом. На данный момент уже невозможно представить себе реальность без модернизированной техники и электроники. С каждым годом она развивается все больше и больше, что приводит к необратимому росту потока информации и все, что связано с ней.

21-ый век – век информационного развития и развития электроники. Технологии с каждым десятилетиям делают всё больше шагов вперёд. Как и общее развитие, предприятия и бизнес не стоят на месте.

Это воздействие, в большей степени, можно считать положительным. Однако у него есть и свои минусы. Все это, безусловно, упрощает жизнь современным людям, избавляет их от дополнительной работы. Появляется возможность найти любую информацию, роботизация позволяет упрощать сложные процессы. Конечно, в связи с прочным укреплением модернизации в современных реалиях, можно говорить о ее интеграции в различные сферы, например производство и электронику.

Вопросам рассмотрения роли и разработки информационных технологий в электронике посвящено множество научных работ. Данную проблему рассматривали как российские, так и зарубежные ученые экономисты. Среди которых можно отметить работы П.Л. Виленского, С.А. Смолякова, В.Н. Лившеца и других.

Комплексный подход, по нашему мнению, должен объединять все существующие элементы подходов к оценке применяемости информационных технологий в электронике. Считаем, что в настоящее время, существует разрозненность отдельных подходов, и нет системы, позволяющей их объединить в единый целостный механизм.

Это определяет проблему односторонней оценки эффективности оценки применимости информационных технологий в данной сфере деятельности.

В данной статье поставлена задача рассмотреть комплексный подход к оценке и применению информационных технологий в электронике, а также разработать механизм обеспечения безопасности информационных данных.

В работе автором были использованы научные методы для проведения всестороннего анализа, к которым относятся метод сравнения, логического рассуждения, методы экономико-математического моделирования, статистического анализа и многие другие методы.

Новые информационные технологии очень тесно сопряжены с образовательной средой и образовательными технологиями. Образовательная технология – это есть применение новых технологий и инструментов с целью извлечения средств, а также для определения заданной информации и характеристик какого-либо информационного процесса (определение качества образования специалистов, их квалификации).

Информационные технологии определяют новые методы, средства, используемые в практической деятельности, ориентирующиеся на личность, на общество и государство в целом.

С появлением информационных технологий рынок труда начал стремительно меняться. Благодаря им появляются все новые и новые профессии, такие как оператор беспилотных летательных аппаратов, специалист по промышленной робототехнике и большим данным, специалист по интеграции облачных сервисов, робототехник, scrum-менеджер, биоэтик, космогеолог, игропрактик, цифровой лингвист, SEO-специалист и многие другие. Однако, большинство, казалось бы, только недавно востребованных профессий, стали становиться все менее и менее значимыми, ибо на место живой рабочей силы «вживляют» роботов и различную автоматизированную технику. Если сейчас некоторые аппараты нуждаются в специалистах по их присмотру и техническому обслуживанию, то в скором будущем эти процессы будут полностью автоматизированы.

Под информационными технологиями следует понимать приемы, способы и методы вычислительной техники при осуществлении процесса сбора, систематизации и обработки информации.

Стратегия же на сегодняшний день такова: максимально освободить специалистов от обработки большого количества данных, появившихся в их распоряжении, благодаря информационным технологиям в области электроники и техники. На региональном уровне это крайне полезно по двум причинам:

1. Вовлечение регионов в единое информационное пространство страны за счет различных подходов в обработке данных.
2. Привнесение зарекомендовавших себя разработок в сфере искусственного интеллекта и электроники в региональное управление и развитие.

Использование информационных технологий в электронике имеет свою специфику. Здесь требуется точный подход к расчету и измерению показателей, моделированию отдельных звеньев производственной цепочки и т.д.

Появление и использование в электронике большого числа данных и обрабатываемой информации вызывает необходимость использования таких технологий.

Разработкой информационных технологий в электронике в последнее время занимаются большое количество фирм и кампаний. По мнению многих экспертов, такое развитие создает основу для их использования в будущем.

Информационные технологии, используемые в электронике призваны решить данные задачи посредством упрощения этапов проведения исследования.

В частности, отрасль электроники играет решающую роль в обработке сигналов, обработке информации и телекоммуникациях. Оно имеет дело с электрическими цепями, которые включают такие компоненты, как датчики, диоды, транзисторы и интегральные схемы. Проще говоря, охватывает сложные электронные инструменты и системы, такие как современные ноутбуки и смартфоны [3].

Использование информационных технологий в электронике позволяет с успешностью осуществлять компьютерное проектирование отдельных сегментов технологических цепочек, осуществлять моделирование технологического процесса, проводить анализ и сравнение используемых материалов и ресурсов. Это в свою очередь повышает эффективность деятельности и экономит временные затраты.

Самой популярной на сегодняшний день является информационный комплекс TCAD Sentaurus, разработанный американской фирмой Synopsys. Данная система позволяет осуществлять моделирование технологических процессов и проводить анализ полученных результатов. С ее помощью удалось снизить затраты производства в два раза за счет экономии ресурсов и времени. Использование данного программного продукта позволяет решать широкий спектр задач от создания глубокосубмикронной логики, памяти и цифроаналоговых приборов до сенсоров, оптоэлектроники и высокочастотной техники. В состав Sentaurus входят программные разделы Sentaurus Process, Sentaurus Device, Sentaurus Structure Editor, Sentaurus Workbench, Sentaurus TCAD for Manufacturing.

Раздел Sentaurus Process включает в себя инструменты моделирования полупроводников. В формате 3D моделирования производится возможность рассмотрения отдельных сегментов технологической цепочки в объемном формате. В данную систему встроена библиотечная система, позволяющая очень быстро найти необходимую информацию и соответствующую подсказку для принятия решений. Также система может предложить к рассмотрению несколько вариантов моделей с различным набором параметров. Пользователю необходимости провести систематизацию представленной информации и анализ.

Раздел Sentaurus Device ориентирован на моделирование электрических, термических и оптических характеристик кремниевых и сложных полупроводниковых приборов, включая транзисторы (как наноразмерные, так и крупные), датчики изображения, флеш-память, фотоизлучающие диоды, лазеры.

Функциональное разнообразие решаемых задач опирается на возможность выбора 1D, 2D или 3D постановок и наличие широкого спектра транспортных моделей: диффузионного дрейфа, термодинамики и гидродинамики. В библиотеке раздела имеются также квантовая модель туннелирования для расчета затворных утечек и модель инжекции горячих носителей [2, с. 60].

В данной модели используются только надежные вычислительные параметры и механизмы. Она отличается точностью расчетов и результатов моделирования процессов.

Раздел Sentaurus Stucture Editor предназначен для непосредственного редактирования и изменения параметров рассматриваемых процессов. Здесь используются инструменты графики и моделирования.

Раздел Sentaurus Workbench позволяет работать в режиме нескольких приложений. Это позволяет оптимизировать процесс производства и повысить его эффективность в целом. Приложения содержат большой объем данных и позволяют изучить различные электрофизические параметры приборов.

Раздел Sentaurus TCAD for Manufacturing используется для моделирования отдельных микросхем с целью их дальнейшего проектирования. Результаты моделирования представляются в виде набора функций с заданными параметрами. Данные функции устанавливают взаимосвязь между результативным признаком и факторными переменными. Это позволяет установить характер взаимосвязи между переменными и выявить, какой фактор оказывает более выраженное влияние на функцию, а какой фактор оказывает менее выраженное влияние на функцию.

Программный комплекс IntelliSuite используется для создания моделей, используемых в производстве. В данной программе разработан маршрут действий для изменения отдельных элементов производственной цепи. Пакет программ имеет несколько разделов: IntelliFab, AnisE, MEMaterial, IntelliMask.

Широко используемым программным продуктом в электронике является инструментарий MicroTec. Данный программный продукт разработан канадской фирмой и предназначен для моделирования электрофизических, электрохимических и термомеханических процессов. Главными объектами комплекса являются процессы имплантации легирующих примесей донорного и акцепторного типов в базовый материал, эпитаксия различных материалов для создания поверхностных пленок (слоев) с вариацией их толщины.

Рост числа и распространение цифровых устройств привело к возникновению понятия «Большие данные». Возможности, которые дают «Большие данные» становятся уникальными не только для экономики, но и для менеджмента. В режиме реального времени стало возможно анализировать терабайты новой информации, а значит моментально принимать решения.

Считаем, что использование информационных технологий в электронике способствует повышению эффективности деятельности, ускорению процессов взаимодействия между ее субъектами, а также снижению затрат, связанных с данной деятельностью.

Однако, основным минусом использования информационных технологий является хрупкость данных и их незащищенность в сети Интернет.

В данной статье разработан механизм обеспечения безопасности информационных данных, включающий себя комплекс практических рекомендаций. Данный механизм представлен на рисунке.

Рис. Механизм обеспечения безопасности информационных данных

Считаем, что такой механизм позволит повысить безопасность информационной системы и ее данных. Основой его реализации является использование грамотного подхода к применению инструментов и методов к обеспечению безопасности. Синергетический эффект достигается за счет реализации комплексного подхода.

Можно сделать вывод, что информационные технологии повышают качество моделирования процессов производства, увеличивают производительность труда и его эффективность. Будущее развитие стоит за использованием информационных технологий в электронике.

Рецензент – Кучумов И.

1. Нестеренко А.А. Информационные технологии в электронике / А.А. Нестеренко. – М.: Инфра –М, 2019. - 165 С.
2. Тарнавский Г.А., Информационные технологии в наноэлектронике / Г.А. Тарнавский, В.С. Анищик, С.Б. Жибинов // Элементная база и сети систем информатики. 2018. №1. С.60-69.
3. New-Science.ru https://new-science.ru/12-novyh-tehnologij-v-elektronike-kotorye-izmenyat-nashe-budushhee/ (дата обращения 06.03.2021)