电子元器件的微型化与集成化技术

作者简介：史玉芳（1982— ），男，讲师，硕士；研究方向：检测自动化。

摘要： 传统的电子元器件微型化和集成化方法依赖于光刻和刻蚀等制造工艺。然而，这些工艺在实现更小尺寸和更高集成度方面存在局限性，导致GDS指标下降。为此，文章提出了新的电子元器件的微型化与集成化方法。首先基于融合理论，融合电子元器件，然后利用电子元器件的融合结果进行电子元器件结构映射，最后基于映射结果设计电子元器件集成语义约束，生成电子元器件集成本体，从而实现电子元器件的微型化与集成化。实验结果表明，该方法的GDS指标呈现显著且持续的增长趋势，具有积极影响和潜在价值。

关键词：电子元器件；微型化；集成化

中图分类号：G642" 文献标志码：A

0" 引言

从日常通信到医学仪器，从太空到智慧家庭，电子元器件都无处不在。而推动这一广泛应用的背后，离不开一项关键技术的飞速发展——电子元器件的微型化与集成化技术。电子元器件的微型化，就是将元器件做得更小、更轻、更薄，以满足设备对体积和重量的严格要求。这不仅使得电子设备变得更加便携，而且极大地提高了设备的能源效率。而集成化技术则是指将多个电子元器件集成在一块芯片上，从而实现更高的性能、更低的功耗以及更低的制造成本。

1" 设计电子元器件的微型化与集成化技术

1.1" 融合电子元器件

在电子元器件的融合过程中，主要关注的是如何将不同的元器件有效地结合在一起，以实现更高的性能和更稳定的功能。基于融合理论，电子元器件融合主要包括权重平均计算、D-S 证据理论选取和投票表决。权重平均计算，通过计算各电子元器件的支持度大小来判断融合效果的优劣，具有易操作性和高精度性。考虑到电子元器件来源的重要程度等特点，首先，需要建立权重指标来明确影响电子元器件融合的因素［1-3］，通过采用权重值来表示各影响因素的重要程度，各电子元器件的支持度计算公式如下：

I=Wi×Tij（1）

公式中，I表示各电子元器件的支持度，Wi表示各影响因素的权重值，Tij 表示电子元器件i对第j类融合的支持度。

其次，进行D-S证据理论选取。D-S证据理论建立在基本概率分配函数基础上，能够处理电子元器件融合过程中的不确定性。D-S证据理论的原理是将所有待融合电子元器件所有可能的融合结果构成空间，并将其定义为融合框架D，融合框架的子集为2D，则定义：

m（ψ）：2D→（0，1）（2）

公式中，当m（ψ）=0，ψ为空集合，则m是2D上的基础概率分布，从一定意义上说，是D-S证据在融合帧中的可信度分配。在实际应用中，针对同一类别的电子元器件融合，因 D-S证据不同，可能得到不同的m，因此，综合考虑所有类别的 D-S证据后，得到以下m值的确定式：

m=K×∏m（ψ）（3）

公式中，K表示确定系数。

最后，进行投票。将各个电子元器件视为投票者，通过比较各融合方式获得的票数判断数据融合的优劣，计算公式为：

Q=Ai×e×m（4）

公式中，Ai表示第i种融合方法，e表示其获得票数。

1.2" 电子元器件结构映射

利用电子元器件的融合结果进行结构映射，能够进一步优化电子系统的性能和稳定性。电子元器件结构映射是指将元器件与待测对象间的存贮应用联系起来的一种表示。在架构的作用下，当要整合的资讯越多，建立装置架构的影像链就越长［4］。根据元器件的融合结果，可以明确各个元器件在系统中的角色和作用。这有助于理解元器件之间的依赖关系和信息流，为后续的结构映射提供基础。这一步骤可以用以下数学公式表示：

W=frac（Q+U）（5）

公式中，W表示元器件在系统中的角色，Q表示元器件的融合结果，U表示系统的功能。基于元器件的角色和功能，可以进行结构映射。假定已知元件信息映射参数指数为λ，环境中的平均资讯储存为L，在没有其他外部扰动的条件下，通过联立公式（5），可以确定电子元件的结构对应关系如下：

B=λ×L∫w1w2W（g+f）（6）

公式中，w2表示编译系数的最小性能实值，w1表示编译系数的最大性能实值，g、f分别表示了2种不同的电子元器件存储权指数。通过上述内容，可以进行电子元器件结构映射，进一步优化电子系统的性能和稳定性。

1.3" 设计电子元器件集成语义约束

根据电子元器件的结构映射结果，可以进一步设计电子元器件的集成语义约束。语义约束主要是对电子元器件在系统中的角色、功能和相互关系的规范和限制，以确保系统能够正常、稳定地工作。

如果知道了元件的结构对应关系，就能决定每一单元时间的最大信息量。这个最大信息存储水平是受到特征集成系数直接影响的。特征集成系数是一个描述电子元器件之间相互关系和系统复杂度的参数。假设s、d分别代表2个不同的电子元器件存储权限值，可以联立公式（6）来定义最终的信息语义约束条件［5］，其公式为：

M=B×（s+d）2x（7）

公式中，x表示与电子元器件相关的定值存储条件。通过制定电子元器件的集成语义约束，可以更好地管理和控制电子系统的信息流，提高系统的可靠性和稳定性。

1.4" 生成电子元器件集成本体

根据电子元器件的集成语义约束，可以生成电子元器件集成本体。集成本体是用于描述电子元器件集合的结构和关系的本体模型，其提供了对元器件统一描述和理解的框架。根据语义约束确定元器件集成的核心要素，其公式为：

Z=text（a+b+c+k）×M（8）

公式中，a表示类型，b表示功能，c表示属性，k表示连接方式，M表示语义约束。通过定义这些核心要素，可以构建元器件集成本体的基本结构。在此基础上，定义元器件之间的关系，其公式为：

G=q+r+y+lZ（9）

公式中，q表示物理连接，r表示信息交换，y表示功能依赖，l表示任务连接方式，Z表示核心要素。通过定义关系，可以建立元器件之间的联系，并描述它们在系统中的互动和协作方式。利用上述计算结果，生成电子元器件集成本体［6］，其过程可以用以下公式表示：

P=Z+G+H（10）

公式中，Z表示核心要素，G表示关系，H表示验证和优化。

第13期2024年7月无线互联科技·电子通信" No.13July，2024

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综上所述，生成电子元器件集成本体能够实现对电子元器件的统一描述和表示，从而为进一步的知识推理、系统集成和智能应用奠定了基础。至此完成了电子元器件的微型化与集成化方法设计。

2" 实验论证

为了验证本文设计的电子元器件的微型化与集成化方法的有效性，以传统电子元器件的微型化与集成化方法1、传统电子元器件的微型化与集成化方法2作为对照，与本文设计的电子元器件的微型化与集成化方法进行对照试验，验证所提方法的实际应用效果。

2.1" 实验准备

为了深入研究电子元器件的微型化与集成化方法在实际应用中的效果，精心设计了相关实验。实验环境如实地反映了实际应用场景，为评估该方法的性能和效果提供了真实且有效的数据。如图1所示，详细地展示了实验环境。

在实验环境中，将电子元器件进行了数据集成，以进一步研究其微型化与集成化效果。数据集成的过程遵循如图2所示的流程。

在实验过程中，利用数据仓库，以串行的方式对多个电子元器件进行了训练。如图2所示，首先创建了子训练集1至n，每个子训练集都针对一个特定的电子元器件。对于每个子训练集，采用了基分类器进行数据分类。基分类器能够根据数据的特征和模式进行自动分类，从而为电子元器件的集成提供指导。在分类过程中，利用自动集成技术，将多个电子元器件有效地组合在一起。这一过程基于分类器的输出，通过自动调整元器件的参数和配置，实现高效的集成。

2.2" 实验结果分析与结论

根据本文上述仿真实验准备，进行电子元器件的微型化与集成测试。GDS指标反映了电子元器件的微型化与集成化程度，通常认为，这个指标越大，说明这个层次的加工程度越高，反之，这个指标就越低。如表1所示为试验组、对照组1及对照组2的 GDS指标实际变化情况。

经过长期的试验观察，实验组的 GDS指数有明显、持续的上升趋势。从一开始的63.7%，到后来的最高值85.7%，比初始时间增长了22%。显示了极高的增长幅度。而对照组1在试验开始时，GDS指数基本不变，未发生明显变化。然而，从第30 min开始，这一稳定状态被打破，指标开始下滑，整体数值水平不断降低。即使在实验结束时，其最大值也仅能达到51.6%，相较于实验组，这一数值明显偏低。对照组2的情况呈现了持续下降的趋势。即使在实验结束时，其最大值也仅能达到55.6%，相较于实验组，这一数值同样偏低。综合以上数据和分析，可以得出结论，本文方法对于提高GDS指标具有积极影响和潜在价值。这一研究结果对进一步优化电子元器件的微型化与集成化技术提供了有益的参考和启示。

3" 结语

电子元器件的微型化与集成化技术是当今科技领域的重要发展方向。随着科技的进步，人们对于电子设备的需求越来越高。因此，电子元器件的微型化与集成化技术成为一种必要的趋势。电子元器件的微型化可以使设备更加小巧，便于携带。同时，集成化技术可以将多个电子元器件集成在一个芯片上，从而实现更高效、更可靠、更低成本的电子设备。在未来，随着微型化与集成化技术的不断发展，可以预见到更加先进的电子设备将会出现，从而为人们的生活和工作带来更多的便利和效益。因此，需要不断探索和创新，推动电子元器件的微型化与集成化技术的发展。

参考文献

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［6］戴宏亮，钟国金，游志铭，等.基于Spark的舆情情感大数据分析集成方法［J］.计算机科学，2021（9）：118-124.

（编辑" 沈" 强）

Microminiaturization and integration technology of electronic components

SHI" Yufang

（Xuzhou Electromechanical Technician College， Xuzhou 221131， China）

Abstract：" Traditional miniaturization and integration methods for electronic components rely on manufacturing processes such as photolithography and etching. However， these processes have limitations in achieving smaller dimensions and higher integration， leading to a decrease in GDS indicators. Therefore， a new method for miniaturization and integration of electronic components has been proposed. Firstly， based on fusion theory， electronic components are fused. Then， the fusion results of electronic components are used to map the structure of electronic components. Finally， based on the mapping results， semantic constraints for electronic component integration are designed to generate the electronic component integration ontology， thereby achieving miniaturization and integration of electronic components. The experimental results indicate that the GDS index of this method shows a significant and sustained growth trend， with positive impact and potential value.

Key words： electronic components; microminiaturization; integration