میکروالکترونیک یکی از شاخههای اصلی فناوریهای میکروسیستمی است که به دلیل کاربردهای گسترده در حوزههای مختلف، بیشتر از سایر شاخهها موردتوجه قرار گرفته است. متأسفانه فاصله فناوری میان ایران و سایر کشورهای توسعهیافته ازجمله آمریکا و ژاپن، در این شاخه از فناوریهای میکروسیستمی بسیار زیاد است. در این پژوهش بهصورت اجمالی چالشهای فناورانه حوزه میکروالکترونیک در کشور مورد بررسی قرار گرفته است و تلاش شده است تا چالشهای مادر این حوزه دستهبندی و شناسایی شود. با وجود سرمایهگذاریهای کلان انجامشده در سالهای اخیر در کشور و حضور صنایع میکرو و نانو در اولویتهای الف نقشه جامع علمی کشور، به نظر میرسد که این حوزه رشد قابلتوجهی را در سالهای اخیر تجربه نکرده است که این مشکل میتواند ناشی از عدم ریشهیابی عمیق و مطالعه منسجم چالشهای ملی در کشور باشد.
برای مطالعه سیستماتیک چالشهای فناورانه شاخه میکروالکترونیک در کشور، ابتدا درخت فناوری شاخه میکروالکترونیک تا اولین سطح فناوری استخراج شده است. بر این اساس 4 زیرشاخه اول حوزه میکروالکترونیک عبارتاند از:
- افزارههای نیمههادی
- حسگرهای میکروالکترونیکی
- سوئیچهای میکروالکترونیکی
- مدارات مجتمع
همچنین 48 زیرشاخه آخر یا فناوری برای حوزه میکروالکترونیک گزارش شده است. این درخت فناوری به مثابه نقشه راه در استخراج و دستهبندی چالشهای ملی کمک شایانی کرده است. در ادامه با اتکا بر زیرشاخههای درخت فناوری، چالشهای ملی استخراج شدهاند که قسمت قابلتوجهی از آنها مربوط به چالشهای عمومی فناوری میکرو سیستمها ازجمله نبود زیرساختهای مناسب علم و فناوری کشور، سرعتبالای رشد فناوری و سنگین بودن هزینههای ساخت در کشور بوده است. سایر چالشهای تخصصی این شاخه پس از استخراج ریشهیابی شدهاند تا در نهایت چالشهای مادر یا به عبارتی گلوگاههای اصلی شاخه میکروالکترونیک شناسایی شوند؛ بنابراین با در نظر گرفتن مکانیسم چالش مادر (چالشی که حل شدن آن منجر به حل بسیاری از زیرچالشهای آن شاخه باشد)، هفت چالش زیر بهعنوان چالشهای مادر حوزه میکروالکترونیک معرفیشدهاند:
- عدم توانایی انجام لیتوگرافی نوری در مقیاس نانو
- عدم توانایی تولید ویفر نیمههادی
- ضعف در مدیریت گرمایی
- عدم توانایی ساخت مدارات مجتمع
- توسعه فناوریهای ساخت قطعات پلیمری
- بستهبندی قطعات
- عدم توانایی انجام آلایش کنترلشده
