التصغير

التصغير ( بالإنجليزية : miniaturisation ) هو اتجاه نحو تصنيع منتجات وأجهزة ميكانيكية وبصرية وإلكترونية أصغر حجمًا باستمرار. تشمل الأمثلة تصغير الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر وتقليص حجم محركات المركبات . في مجال الإلكترونيات ، يؤدي التوسع الأسي والتصغير المتسارع لترانزستورات MOSFET المصنوعة من السيليكون (ترانزستورات MOS) ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} إلى مضاعفة عدد الترانزستورات على شريحة الدائرة المتكاملة كل عامين، ^{[ 4 ] [ 5 ]} وهي ظاهرة تُعرف بقانون مور . ^{[ 6 ] [ 7 ]} يؤدي هذا إلى بناء دوائر MOS المتكاملة ، مثل المعالجات الدقيقة وشرائح الذاكرة، بكثافة ترانزستورات متزايدة ، وأداء أسرع، واستهلاك أقل للطاقة ، مما يُمكّن من تصغير الأجهزة الإلكترونية . ^{[ 8 ] [ 3 ]}

يرتبط تاريخ التصغير بتاريخ تكنولوجيا المعلومات القائم على سلسلة من أجهزة التبديل، كل منها أصغر وأسرع وأرخص من سابقه. ^{[ 9 ]} خلال الفترة المعروفة بالثورة الصناعية الثانية ( حوالي 1870-1914 )، اقتصر التصغير على الدوائر الإلكترونية ثنائية الأبعاد المستخدمة في معالجة المعلومات. ^{[ 10 ]} ويتجلى هذا التوجه في استخدام الصمامات المفرغة في أولى الحواسيب متعددة الأغراض. ثم أفسحت هذه التقنية المجال لتطوير الترانزستورات في خمسينيات القرن العشرين، ثم نهج الدوائر المتكاملة (IC) الذي تلاه. ^{[ 9 ]}

تم اختراع ترانزستور MOSFET في مختبرات بيل بين عامي 1955 و1960. ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]} وكان أول ترانزستور صغير الحجم حقًا ، قابل للتصغير والإنتاج بكميات كبيرة لمجموعة واسعة من الاستخدامات، ^{[ 17 ]} وذلك بفضل قابليته العالية للتوسع ^{[ 1 ]} واستهلاكه المنخفض للطاقة ، مما أدى إلى زيادة كثافة الترانزستور . ^{[ 5 ]} وقد مكّن ذلك من بناء رقائق دوائر متكاملة عالية الكثافة ، ^{[ 18 ]} مع انخفاض تكلفة الترانزستور الواحد مع زيادة كثافة الترانزستور. ^{[ 19 ]}

في أوائل الستينيات، أدرك غوردون مور ، مؤسس شركة إنتل لاحقًا ، أن الخصائص الكهربائية والحجمية المثالية لأجهزة MOSFET ستؤدي إلى زيادة سريعة في مستويات التكامل ونمو غير مسبوق في التطبيقات الإلكترونية . ^{[ 20 ]} وتنبأ قانون مور ، الذي وصفه عام 1965 والذي سُمي لاحقًا باسمه، ^{[ 21 ]} بأن عدد الترانزستورات في الدائرة المتكاملة (IC) لتحقيق الحد الأدنى من تكلفة المكونات سيتضاعف كل 18  شهرًا. ^{[ 6 ] [ 7 ]} وفي عام 1974، أدرك روبرت هـ. دينارد في شركة IBM التطور السريع لتقنية MOSFET وصاغ قاعدة دينارد للتوسع . ^{[ 22 ] [ 23 ]} ووصف مور تطور التصغير خلال الاجتماع الدولي لأجهزة الإلكترونيات عام 1975 ، مؤكدًا بذلك تنبؤاته السابقة. ^{[ 19 ]}

بحلول عام 2004، كانت شركات الإلكترونيات تُنتج رقائق الدوائر المتكاملة المصنوعة من السيليكون والمزودة بترانزستورات MOSFET ذات أبعاد تصل إلى 130 نانومترًا ، كما كان العمل جاريًا على تطوير رقائق بأبعاد بضعة نانومترات من خلال مبادرة تقنية النانو . ^{[ 24 ]} وينصب التركيز على تصغير حجم المكونات لزيادة عددها الذي يمكن دمجه في رقاقة واحدة، وقد تطلب ذلك ابتكارات بالغة الأهمية، تشمل زيادة حجم الرقاقة، وتطوير وصلات معدنية متطورة بين دوائر الرقاقة، وتحسين البوليمرات المستخدمة في الأقنعة ( المقاومات الضوئية ) في عمليات الطباعة الضوئية . ^{[ 21 ]} وهذان الأخيران هما المجالان اللذان وصل فيهما التصغير إلى نطاق النانومتر. ^{[ 21 ]}

أصبح التصغير اتجاهًا سائدًا في الخمسين عامًا الماضية، ولم يقتصر على الأجهزة الإلكترونية فحسب، بل شمل أيضًا الأجهزة الميكانيكية. ^{[ 25 ]} وتُعدّ عملية تصغير الأجهزة الميكانيكية أكثر تعقيدًا نظرًا لتغير الخصائص الهيكلية للأجزاء الميكانيكية مع انخفاض حجمها. ^{[ 25 ]} ويُقال إن ما يُسمى بالثورة الصناعية الثالثة (1969  -  حوالي  2015) تقوم على تقنيات مجدية اقتصاديًا قادرة على تصغير الأجسام ثلاثية الأبعاد. ^{[ 10 ]}

في مجال التكنولوجيا الطبية ، يستكشف المهندسون والمصممون تقنيات التصغير لتقليص حجم المكونات إلى نطاق الميكرومتر والنانومتر. تتميز الأجهزة الأصغر حجماً بانخفاض تكلفتها، وسهولة حملها (مثلاً: لسيارات الإسعاف)، وتتيح إجراءات طبية أبسط وأقل توغلاً. ^{[ 26 ]}

• التكنولوجيا الدقيقة
• تقنية النانو

• التصغير – تعريف المصطلحات