Стремясь расширить и развить свой бизнес, необходимо придерживаться определенного плана и последовательности решений и действий. Иначе, если действовать наобум, непродуманно и внезапно, можно не только никуда не продвинуться, но и потерять уже нажитое. И ведь битвы выигрывают скорее хорошие стратеги, чем командующие наиболее многочисленной и хорошо оснащенной армии.
В современной системе бизнеса есть четыре основные (эталонные) стратегии развития бизнеса: стратегия концентрированного роста, стратегия интегрированного роста,стратегии диверсифицированного роста и стратегии сокращения. Каждая из этих систем применима в своей ситуации и решает ряд специфических вопросов.
Стратегии можно применять в чистом виде, а можно комбинировать и сочетать, например, использовать одновременно методы стратегии интегрированного роста и диверсификации.
Стратегии интегрированного роста
Стабильное предприятие, хорошо освоившее свой рынок и закрепившееся на нем, может попробовать применить стратегии интегрированного роста. В двух словах – это расширение деятельности за счет приобретения новых предприятий и отраслей либо за счет увеличения внутренних структур.
В свою очередь стратегии интегрированного роста делятся на подход обратной вертикальной интеграции и вперед идущей вертикальной интеграции.
Стратегия обратной вертикальной интеграции
Если предприятие организовывает новые отделы снабжения и закупок, приобретает фирмы, занимающиеся поставками сырья, открывает новые конторы, которые производят не основной продукт, а, например, запчасти или сырье для него – это все называется применение стратегии обратной вертикальной интеграции.
Такой подход позволяет снизить расходы по закупкам и держать руку на пульсе ситуации с сырьем на рынке.
Стратегия вперед идущей вертикальной интеграции
Вперед идущая вертикальная интеграция подразумевает сокращение числа посредников между самим предприятием и конечным потребителем. Применяя эту стратегию, вы можете перекупить фирмы-посредники, принимать новых сотрудников, которые будут заниматься посреднической деятельностью или даже открывать собственные фирменные магазины, вместо того чтобы сбывать продукцию другим структурам.
Стратегии диверсифицированного роста
Рано или поздно у любого крупного предприятия наступает момент, когда отраслевой рынок полностью освоен, а в продукт внесены уже все изменения, какие только можно было придумать. Тем не менее, хочется новшеств и развития. Тогда-то и наступает время применить стратегии диверсифицированного роста.
В свою очередь эта эталонная стратегия развития бизнеса делится на три варианта подхода:
- стратегию горизонтальной диверсификации;
- стратегию центрированной диверсификации;
- стратегию конгломератной (конгломеративной) диверсификации.
Стратегия горизонтальной диверсификации
Практически любое предприятие, занимающееся выпуском какого-либо продукта, может найти новую отрасль, в которой сможет применить свой продукт. Например, производитель фармацевтики может приобрести действующую аптеку, зерноперерабатывающее предприятие – кондитерскую фабрику, и так далее.
В этом и заключается подход (стратегия) горизонтально диверсификации: вы продолжаете работать с имеющимся сырьем и персоналом, но при этом расширяете горизонты.
Стратегия центрированной диверсификации
Стратегия центрированной диверсификации предполагает выпуск нового продукта, с применением совершенно новой технологии, но ориентированного на того же потребителя. С одной стороны, это сложный процесс, требующий от руководства освоить новую область знаний и, возможно, нового подхода к управлению, не все могут оказаться к такому готовыми и справиться с этим. С другой стороны, в случае успешного осуществления задуманного, предприятие удачно инвестирует средства, закрепит свои позиции сразу не нескольких рынках.
Такую стратегию проводит, например, руководство сети отелей «Хилтон» – марки, известной своим высоким классом и уровнем обслуживания. Сейчас руководство занимается постройкой сети пригородных отелей, с куда более низкой ценой и меньшими площадями, но сохранением прежнего уровня обслуживания и сохранением комфортабельности и современности номеров.
Стратегия конгломеративной диверсификации
Конгломеративная (конгломератная) диверсификация предполагает освоение совершенного нового рынка и нового продукта, никак не связанного с уже имеющейся продукцией и отраслью. Расчет в данном случае строится на узнавание потребителем торговой марки. Разумеется, такой риск может себе позволить только крупное и успешное мероприятие, но в случае успеха есть вероятность получить еще одно прибыльное дело.
Так, например, крупный украинский металлургический комбинат «Запорожсталь» уже несколько лет производит колбасную продукцию высокого качества, узнаваемую и любимую потребителем.
В российской экономике назрела смена лидера роста. Отрасли, доминирующие в структуре производства (ТЭК, металлургия, АПК), утрачивают свой динамизм и не смогут расти в долгосрочной перспективе темпами выше 5 процентов.
Отрасли, которые могут развиваться темпами выше 7% (пищевая, химия, лесная, строительные материалы, часть машиностроения и высокотехнологичные отрасли промышленности, а также строительство и связь), занимают в структуре экономики менее одной трети. Пока доля этой динамичной группы отраслей не станет доминирующей, российская экономика не сможет выйти на устойчивый темп роста в 7 и более процентов.
По прогнозным расчетам, необходимые изменения в структуре производства могут произойти в основном на рубеже 2010-2011 годов, и только при реализации инновационно-активного сценария развития, опирающегося на развитие программного подхода к инвестиционным и инновационным проектам, а также реализации комплекса регулирующих мер по повышению конкурентоспособности и темпов роста отдельных ведущих секторов экономики.
Комплекс мер включает следующие основные направления:
1. Общесистемные меры, направленные на снятие институциональных барьеров, стимулирование спроса на новую технику и технологии и ускорение выбытия устаревшего оборудования;
2. Повышение эффективности действующих и формирование новых государственных финансовых институтов развития, включение их ресурсов в реализацию программ развития секторов экономики.
3. Развитие программного подхода к структурным преобразованиям в экономике на основе реализации комплекса федеральных и ведомственных целевых программ.
4. Комплекс регулирующих мер по повышению конкурентоспособности и темпов роста в приоритетных перспективных секторах экономики. Новыми направлениями по развитию отраслей станут создание промышленных парков, формирование территориально-производственных кластеров, реализация программ содействия развитию промышленного дизайна и инжиниринговых услуг, разработка стратегии развития ключевых секторов экономики.
Стратегии включают в себя ряд национальных проектов развития, направленных не на решение локальных частных задач, а на структурные изменения в экономике, обладающие существенным макроэкономическим эффектом и влияющие на уровень национальной конкурентоспособности и темпы роста экономики в целом.
Стратегии группируются следующим образом:
1. Стратегии развития традиционных секторов экономики, или стратегии повышения конкурентоспособности секторов, являющихся основой современного экономического роста и жизнеобеспечивающей инфраструктуры. Их вклад в прирост ВВП в 2006-2015 годах – 1,1 – 1,2% в год, понижающийся к концу периода.
2. Стратегии развития инновационных секторов, или стратегии развития новой экономики, определяющие переход от сырьевого к инновационному развитию и формирующие новые двигатели экономического роста. Их вклад в рост ВВП по сравнению с базовым вариантом – 0,8-1,1% в год. На рубеже 2011-2015 годов потенциальный вклад в ускорение ВВП наукоемкой продукции и «экономики знаний» сравняется с вкладом традиционных секторов и превысит вес нефти и газа. Однако качественный вклад этой сферы значительно выше ее количественного эффекта.
3. Стратегии развития человеческого капитала: стратегия формирования рынка жилья и развития жилищного строительства, стратегия развития образования, стратегия развития здравоохранения и социально-трудовой сферы. Их макроэкономический эффект во многом реализуется через отдачу других стратегий в традиционном и высокотехнологичном секторах.
Система стратегий и проектов развития не означает расширения нерыночного сектора в экономике. Напротив, особенно в наукоемкой информационной сфере, реализация стратегий связана с частным предпринимательством, активным развитием рынка инноваций и наукоемкой продукции. В то же время запуск этих проектов связан с государственной организационной и финансовой поддержкой, становлением механизмов частно-государственного партнерства и работающих институтов развития.
Показатели реализации национальных проектов и стратегий отражены в табл.26.
Таблица 26
Показатели реализации национальных проектов и стратегий
(в процентных пунктах прироста ВВП в год)
| 2006 – 2010 | 2011 - 2015 | 2006 - 2015 | |
| Традиционный сектор экономики | 0,8-1,0 | 1,3-1,6 | 1,1-1,2 |
| Стратегия развития ТЭК | 0,4-0,5 | 0,7-0,9 | 0,6-0,7 |
| нефтедобывающий сектор | 0,2-0,3 | 0,5-0,6 | 0,4 |
| газовый сектор | 0,15-0,2 | 0,3 | 0,2 |
| Транспортная стратегия | 0,2-0,3 | 0,4-0,5 | 0,3 |
| Агропромышленный комплекс | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
| Сектор новой экономики | 0,6-0,7 | 1-1,45 | 0,8-1,1 |
| Стратегия в области развития науки и инноваций | 0,15-0,2 | 0,3-0,55 | 0,3-0,4 |
| Информатизация и связь | 0,2-0,25 | 0,4-0,5 | 0,3-0,4 |
| Оборонно-промышленный комплекс и авиастроение | 0,2-0,25 | 0,3-0,4 | 0,25-0,3 |
| Развитие человеческого капитала | 0,2 | 0,3 | 0,25 |
| Ипотека и жилищное Строительство | 0,1 | 0,15 | 0,15 |
| ВКЛАД СТРАТЕГИЙ | 1,6-1,7 | 2,6-3,3 | 2,2-2,5 |
| ТЕМП РОСТА ЭКОНОМИКИ | 6,0-6,2 | 6,7-6,8 | 6,3-6,5 |
В целом сектора, которые охватывают стратегии, производят около 43-44% ВВП, и в них концентрируется до 70-74% всех капиталовложений в экономике (при этом на государственные капиталовложения приходится около четверти всех инвестиций).
Таким образом, успех экономического роста определяется как реализацией программно-стратегического подхода к развитию ведущих секторов экономики, так и модернизацией традиционных секторов (особенно автомобилестроения, пищевой промышленности, металлургии, лесохимического комплекса), ведомых действием сил конкуренции и частных стратегий корпораций, поддерживаемых совершенствованием общей системы государственного регулирования.
Одним из ведущих факторов роста экономики на среднесрочную перспективу является увеличение государственных инвестиционных расходов совершенствование структуры и качества федеральных целевых программ (ФЦП), а также развертывание системы ведомственных целевых программ (ВЦП).
Макроэкономический эффект государственных программ во многом зависит от изменения их структуры в пользу программ-локомотивов, ядра экономического роста, включающего, в первую очередь, программы, определяющие развитие высокотехнологичных секторов и транспортной инфраструктуры.
Структурный сдвиг уже можно наблюдать по итогам 2005 и бюджетного проектирования на 2006 год. На высокотехнологичные наукоемкие проекты в 2005 году было направлено 15,3% всех инвестиционных расходов бюджета, и в 2006 году эта доля в результате реструктурирования программ и принятия новых программ повысится до 23,4%. Основной эффект этих расходов скажется не ранее чем через 2-3 года.
Доля традиционных отраслей (транспорта и АПК) в общем объеме расходов инвестиционного характера составляет 26,5% в 2005 году, и с учетом реализации президентской программы развития аграрного комплекса (животноводства и малых форм хозяйствования), в 2006 году сохранится примерно на этом же уровне. Именно программы модернизации транспортной инфраструктуры и аграрного сектора обеспечивают в ближайшие годы наибольший вклад в поддержание темпов экономического роста.
Для обеспечения целевых прогнозируемых темпов роста на 2006-2008 годы необходимо не допустить снижения относительного уровня инвестиционных расходов федерального бюджета и разработать систему новых федеральных и ведомственных целевых программ, обеспечивающих развитие высокотехнологичных сфер экономики, и реализацию президентского пакета приоритетных мер по развитию образования, здравоохранения, жилищного строительства и ипотеки, животноводства, малых форм хозяйствования в агропромышленном комплексе.
В динамике отраслевой структуры промышленного производства, с учетом эффекта реализации стратегий и общего повышения конкурентоспособности бизнеса, прогнозируется опережающий рост отраслей, выпускающих инвестиционную и конечную продукцию. В рамках базового (первого) сценария доля отраслей этого комплекса возрастет с 33,1% в 2005 г. до 43,3% в 2015 г., а по инновационно-активному (второму) сценарию - соответственно с 35,5% до 45-46%. Доля отраслей, производящих сырье и материалы, снизится в базовом сценарии с 31,6% в 2005 году до 30,5-31% и до 29-30% в целевом. В 2005-2010 годах ослабление вклада нефтяной промышленности в экономический рост будет во многом компенсироваться развитием сырьевых секторов (металлургического, химического, лесобумажного комплекса), которые имеют значительный потенциал увеличения как экспорта, так и внутреннего спроса и уже стали активно наращивать инвестиции. После 2008-2009 годов можно ожидать значительного повышения роли автомобилестроения и высокотехнологичных производств на основе роста отечественных и иностранных инвестиций и развития международной кооперации.
Сущность и особенности стратегии интегрированного роста
Сама по себе стратегия представляет собой ни что иное, как генеральный план развития компании. Основополагающим элементом стратегии интегрированного роста выступает интеграция.
Определение 1
Интеграция – это объединение, слияние разрозненных частей в единое целое.
Замечание 1
Применительно к стратегическому менеджменту под интеграцией принято понимать объединение усилий различный бизнес-единиц для достижения эффекта синергии от их совместной деятельности.
Стратегия интегрированного роста представляет собой такую стратегию развития компании, в основе которой лежит расширение бизнеса за счет добавления в него новых структур. Иначе говоря, это стратегия по расширению структуры организации. Как показывает практика, подобные стратегии позволяют бизнесу развиваться за счет роста в пределах индустриальной цепочки.
Замечание 2
Обеспечение интегрированного роста возможно как за счет приобретения в собственность новых структур, так и за счет расширения бизнеса изнутри.
Использование стратегий интегрированного роста считается оправданным и целесообразным в тех случаях, когда у компании имеются возможности повысить свою рентабельность за счет контроля различных стратегически важных для нее звеньев производственной и сбытовой цепей. В частности, речь может идти об обеспечении регулярных поставок либо контроле за сетью сбыта и реализации.
На практике компании прибегают к использованию стратегий интегрированного роста тогда, когда они уже находятся в сильном бизнесе, но при этом не имеют возможности реализовать стратегию концентрированного роста. При этом интеграция ни в коем случае не противоречит долгосрочным целям развития бизнеса.
Реализация стратегии интегрированного роста, помимо добавления новых структур, связана с изменением положения компании внутри отрасли. В общей сложности существует два основных вида стратегий интегрированного роста (рисунок 1).
Рисунок 1. Классификация стратегий интегрированного роста. Автор24 - интернет-биржа студенческих работ
Таким образом, существует всего лишь три варианта интеграции:
- интеграция с поставщиками и интеграция с потребителями (вертикальная интеграция);
- отраслевая интеграция (горизонтальная интеграция).
Каждый тип стратегий, представленных на рисунке 1, имеет свои особенности. Рассмотрим их более подробно.
Виды стратегий интегрированного роста и их характеристика
Вертикальная интеграция своей основной целью преследует укрепление конкурентоспособности бизнеса посредством установления контроля за стратегически важными звеньями в производственных и сбытовых цепях. Стратегии подобного рода направлены на расширение деятельности фирмы за счет присоединения к ней фирм-поставщиков или сбытовых компания. В соответствии с этим выделяется два базовых вида вертикальной интеграции (рисунок 2).
Рисунок 2. Стратегии вертикальной интеграции. Автор24 - интернет-биржа студенческих работ
Стратегия обратной вертикальной интеграции – это интеграция с поставщиками. Иначе ее принято называть вертикальной регрессивной интеграцией. Сущность данной стратегии заключается в том, что компания расширяет свою деятельность приобретения или усиления контроля над поставщиками. Чаще всего она используется для того, чтобы стабилизировать либо защитить стратегически важные источники снабжения.
В некоторых случаях использование стратегии обратной вертикальной интеграции обусловлено отсутствием у поставщиков ресурсов или ноу-хау, необходимых для производства материалов и деталей, которые требуются бизнесу. Кроме того, ее реализация может служить своеобразным способом доступа к новым технологиям, необходимым для успеха базовой деятельности фирмы.
Примером использования стратегии обратной (назад идущей) вертикальной интеграции можно считать интеграцию производителей компьютеров и изготовителями полупроводниковых компонентов. Основной целью подобной интеграции выступало овладение базовыми технологиями.
Стратегия вперед идущей вертикальной интеграции ориентирована на интеграцию с потребителями. Ее также принято называть прогрессивной вертикальной интеграцией. Свое отражение реализация стратегии данного вида находит в приобретения компанией или усилении контроля с ее стороны над структурами, которые находятся между ней и ее конечными потребителями. В частности, речь идет о системах распределения и реализации.
На практике стратегия вперед идущей вертикальной интеграции осуществляется посредством формирования собственных сетей распределения продукции с целью обеспечения контроля за каналами сбыта и реализации. Ярким примером использования стратегии данного типа можно считать нефтегазовые корпорации, такие, как «Газпром» и «Лукойл», которые помимо добычи нефте- и газо-ресурсов осуществляют их переработку, производят вторичные нефте- и газо- продукты и в готовом виде реализуют их через сеть АЗС (автозаправочных станций).
Стратегии горизонтальной интеграции основаны на интеграции отраслевого типа. Они предполагают усиление влияния или получение контроля дан конкурирующими однопрофильными фирмами. Основной целью их реализации выступает усиление позиций бизнеса за счет создания стратегических преимуществ.
Основными формами сотрудничества бизнеса в условиях отраслевой интеграции считаются слияния, поглощения, сговор.
Основными мотивами и преимуществами применения стратегии горизонтальной интеграции являются:
- возможность нейтрализации мешающих конкурентов;
- достижение критической массы для получения эффекта масштаба и преодоления барьера для входа на рынок;
- получение доступа к сбытовой сети или потребительским сегментам.
При использовании стратегий отраслевой интеграции зачастую обеспечивается сохранность товарного знака, сумевшего завоевать доверие у потребителей. Кроме того, бизнесу удается снизить уровень конкуренции в отрасли и достичь эффекта масштаба. Основным же результатом реализации стратегии горизонтальной интеграции считается получение синергетического эффекта.
Интеграция предполагает расширение фирмы путем добавления новых структур. В данном случае изменяются три составляющие: продукт, рынок, положение фирмы в отрасли (рис.10.1). Компания может осуществлять интегрированный рост как путем приобретения собственности, так и путем расширения изнутри: в обоих случаях происходит изменение положения фирмы в отрасли.
Интеграция может быть полной или узкой (рис.10.2).
Рис. 10.2. Виды интеграции
Полная интеграция предполагает объединение всех входов или выходов. Интеграция сразу во многие звенья цепочки ценности позволяет создать новые ключевые компетенции, усовершенствовать операции, освоить стратегически важные технологии. Узкая интеграция предполагает объединение или по входу или по выходу стоимостной цепочки. Примером может служить покупка части входящих элементов и собственное производство остальных.
Горизонтальная интеграция предполагает рост компании за счет присоединения фирм-конкурентов, производящих аналогичную продукцию или установление контроля над ними. Стратегия реализуется путем приобретения или слияния с другой компанией, действующей на той же стадии цепочки создания ценности. При этом компании могут работать на различных рыночных сегментах. В этом случае объединение сегментов рынка формирует новые конкурентные преимущества. Существует ряд характерных причин, которые способствуют выбору стратегии горизонтальной интеграции:
Горизонтальная интеграция связана с ростом в отрасли;
Эффект масштаба после объединения усиливает преимущества;
Организация может иметь избыток финансовых и трудовых ресурсов, что позволит ей управлять расширившейся компанией;
Объединение является средством устранения товара-заменителя.
Если интеграция не приводит к значительному снижению издержек или получению дополнительного преимущества, то она не оправдана стратегически и финансово.
Вертикальная интеграция - проявляется в усилении контроля (приобретении) над посредниками, которые заняты распределением или продажами. При вертикальной интеграции, создаются собственные входы или выходы цепочки стоимости (рис. 10.3).
Рис. 10.3. Интеграция входных и выходных этапов цепочки ценности
Существуют следующие причины вертикальной интеграции:
Слишком рискованный и ненадежный рынок;
Рыночная власть компаний смежных звеньев стоимостной цепи;
Необходимость высоких входных барьеров в отрасль;
Несформированный рынок.
Вертикальная интеграция может осуществляться в прямом и обратном направлениях (рис.10.2). Обратная интеграция (задняя интеграция) осуществляется в направлении контроля над поставками сырья и нацелена на закрепление поставщиков, поставляющих продукцию по более низким ценам, чем у конкурентов.
Обратная интеграция производится в случаях, если:
Имеющиеся поставщики дороги и ненадежны;
Организация конкурирует в отрасли, которая быстро растет;
Организация имеет необходимые ресурсы;
Особенно важны преимущества стабильных цен.
Прямая интеграция (передняя интеграция) выражается в росте компании за счет приобретения либо усиления контроля над структурами, находящимися между компанией и конечным потребителем. Прямая интеграция осуществляется, когда:
Существующая сеть распределения дорога и ненадежна;
Сеть распределения ограничена;
Компания обладает необходимым объемом ресурсов;
Преимущества стабильного производства особенно велики;
Имеющиеся оптовые или розничные торговцы имеют более высокие нормы прибыли, чем у компании.
В целом вертикальная интеграция обладает рядом преимуществ и недостатков. Компания, использующая вертикальную интеграцию, обычно мотивирует ее желанием усилить конкурентную позицию бизнеса. Преимуществами вертикальной интеграции являются:
Экономия в издержках, связанная с лучшей координацией;
Гарантия поставок или продаж в периоды низкого спроса;
Улучшение контроля качества;
Отход от рыночных цен;
Повышение общей прибыли;
Технологические преимущества и защита технологии.
Вертикальная интеграция имеет и отрицательные стороны :
Может увеличить издержки, если используется собственное производство при наличие дешевых источников снабжения;
Может привести к меньшей гибкости в принятии решений;
При непредсказуемости спроса возможны потери, связанные со сложностью координации вертикальной интеграции;
Необходимость поддерживать в равновесии звенья цепочки;
Используются ресурсы капитала;
Требуют различные управленческие навыки.
Часто для компании экономически выгоднее дезинтегрировать производство и сосредоточиться на узком отрезке отраслевой цепочки ценности. В качестве альтернативы интеграции возможно заключение долговременных контрактов с поставщиками и/или потребителями.
Занятие 7. Большие интегральные схемы
Учебные, методические и воспитательные цели:
1. Изучить проблемы повышения степени интеграции, базовые матричные кристаллы.
2. Совершенствовать умение выделять главное для качественного конспектирования учебного материала.
3. Развивать инженерное мышление, формировать научное мировоззрение.
Время: 2 часа
План лекции:
1. Набор БИС.
Литература:
1. К.С. Петров "Радиоматериалы, радиокомпоненты и электроника", с.431-433.
2. И.П.Степаненко, "Основы микроэлектроники", с.453-460.
3. В.А.Батушев, "ЭЭВТС", с.308-314.
Вводная часть
Тенденция к повышению степени интеграции наблюдалась с самого зарождения микроэлектроники. Сначала в каждом корпусе размещались отдельные интегральные логические элементы. Затем, увеличив количество выводов, стали размещать несколько интегральных логических элементов в одном корпусе. Это позволило сократить общее количество корпусов в аппаратуре, но не привело к какому-либо новому этапу в развитии ИС. Качественно новый этап начался лишь после того, как простые ИС, расположенные на одном кристалле, стали объединять в сложные функциональные комплексы путем металлической разводки – так же, как в самих ИС объединяются отдельные элементы. На этом этапе появились сначала средние, а затем большие интегральные схемы и сверхбольшие интегральные схемы. Можно сказать, что в основе БИС лежит интеграция простых ИС.
Использование БИС сопровождается резким улучшением всех основных показателей по сравнению с аналогичным функциональным комплексом, выполненных на отдельных ИС. Действительно, интеграция ИС на одном кристалле приводит к уменьшению количества корпусов, числа сборочных и монтажных операций, количества внешних – наименее надежных – соединений. Все это способствует уменьшению размеров, массы, стоимости и повышению надежности. Но при этом возникает ряд проблем, которые будут рассмотрены ниже.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Проблемы повышения степени интеграции
Опыт разработки больших интегральных схем (БИС) выявил ряд общих проблем, которые ограничивают повышение степени интеграции и которые, следовательно, нужно так или иначе решать в процессе дальнейшего развития микроэлектроники.
Проблема теплоотвода. При заданных размерах элементов повышение степени интеграции может достигаться увеличением плотности компоновки, т.е. сближением элементов на кристалле. При этом неизбежно возрастает удельная мощность, рассеиваемая на единице площади. При современных конструкциях кремниевых ИС допустимая удельная мощность на кристалле без дополнительного теплоотвода не превышает 5 Вт/см 2 . Значит, допустимая мощность для кристалла площадью 20 мм 2 составляет не более 1 Вт. При средней мощности 0,5 мВт, потребляемой одним интегральным логическим элементом, на указанном кристалле удастся разместить не более 2000 логических элементов.
Естественным путем для преодоления этого ограничения является использование микрорежима транзисторов и таких схем, которым микрорежим свойствен. Например, для того чтобы на той же площади 20 мм 2 разместить 10000 логических элементов нужно использовать элементы с потребляемой мощностью не более 0,1 мВт, т.е. на комплементарных транзисторах.
Конечно, может оказаться, что при данных размерах кристалла желательную степень интеграции нельзя осуществить ни на одном их имеющихся элементных базисов. Тогда приходится идти на увеличение площади ИС. В принципе этот путь открывает широкие возможности, но практически он тоже ограничен.
Ограничение накладывается неизбежными нарушениями структуры полупроводника на поверхности. А это будет означать негодность транзистора или отдельной интегральной схемы, соответственно негодной может оказаться и БИС в целом. Поэтому увеличение площади кристалла сопровождается увеличением процента брака и уменьшением процента выхода годных БИС.
Проблема межсоединений. Внутренняя структура БИС настолько сложна, что конструктор не может за разумное время спроектировать топологию (расположение) элементов и рисунок оптимальных межсоединений. Для этого нужно сравнить тысячи вариантов, и это практически можно выполнить только при использовании систем автоматического проектирования.
Опыт показывает, что в большинстве БИС не удается расположить разводку межсоединений в одной плоскости без пересечений. Поэтому для БИС характерна многослойная разводка, расположенная обычно в двух или трех плоскостях. Изоляция слоев друг от друга и необходимые соединения между разводками разных слоев представляют собой особую технологическую проблему, специфичную для БИС.
Проблема контроля параметров. Электрический контроль параметров БИС до ее помещения в корпус осуществляется с помощью электрических зондов, прижимаемых к контактным площадкам, т.е. к будущим внешним выводам. Зонды представляют собой тонкие металлические проволочки, острие которых имеет диаметр 5-10 мкм. Зонды объединяются в зондовые головки – своего рода проволочные "щетки", в которых каждый зонд соприкасается с соответствующей контактной площадкой, имеющей размеры 100´100 мкм. Количество внешних выводов у БИС значительно больше, чем у простых ИС, в силу большей сложности выполняемых функций. Оно может составлять от десятков до нескольких сотен. Если для иллюстрации принять 50 выводов и учесть, что на каждом выводе может быть два значения выходной величины (0 или 1), то для полноценной проверки функционирования БИС (только в статике) потребуется »10 15 измерений. При длительности каждого измерения 1мкс контроль одной БИС займет около 25 лет.
Следовательно, помимо автоматизации контроля, нужно упростить и его методику. По необходимости измерения должны быть выборочными: количество измерений, свидетельствующих о работоспособности БИС (с определенной вероятностью), обычно лежит в пределах 200-300.
Отбор контролируемых параметров, последовательность и правила (алгоритмы) их испытания, а также разработка соответствующей аппаратуры и программ (для использования ЭВМ) представляют нередко задачу, не менее сложную, чем проектирование самой БИС.
Физические ограничения на размеры элементов. В современных БИС размеры отдельных участков доходят до 2-5 мкм и имеется тенденция к дальнейшему уменьшению размеров. На этом пути, однако, возникают некоторые принципиальные ограничения.
Во-первых, с уменьшением площади начинает сказываться неравномерное распределение примеси в полупроводнике. Анализ показывает, что этот фактор становится существенным при размерах элементов менее 1мкм.
Во-вторых, с уменьшением линейных размеров возрастает роль технологических допусков. Так, если погрешность фотолитографии составляет ±0,2мкм, то при линейных размерах 5 мкм площади элементов будут различаться незначительно (на 20%), а при размерах 1 мкм – в 2,3 раза.
В-третьих, с уменьшением линейных размеров возрастают напряженности электрических полей в полупроводниковых слоях. При одном и том же напряжении U=0,2В напряженность поля в слое толщиной 5мкм сравнительно невелика (400В/см), а в слое толщиной 0,2мкм она составляет 10 4 В/см, т.е. превышает критическую напряженность. Соответственно полупроводниковый слой приобретает нелинейные свойства.
Таким образом, учитывая, что возможности обычной фотолитографии тоже лежат в пределах 0,7-1мкм, можно сказать что и физические и технологические аспекты делают область размеров менее 1мкм особой областью и позволяют говорить о "субмикронной микроэлектронике" как о самостоятельном научно-техническом и технологическом направлении.