Mikroelektronik ist ein Bereich der Elektronik, der winzige oder Mikrokomponenten zur Herstellung von Elektronik verwendet. Da die Nachfrage nach kleinen und kostengünstigeren Geräten wächst, wird das Feld immer größer. Die Hauptschwerpunkte sind in der Regel Forschung, Zuverlässigkeit und Fertigung.
Typischerweise beginnt die Mikroelektronik mit einer integrierten Mikroelektronikschaltung, die ein Satz miteinander verbundener elektrischer Komponenten ist. Die häufigsten Komponenten sind Transistoren, Widerstände, Kondensatoren und Dioden. Transistoren schalten den Strom ähnlich wie ein Schalter ein und aus. Widerstände steuern die Strommenge, die durch den Strom fließt, wie zum Beispiel der Lautstärkeregler eines Fernsehers. Kondensatoren konzentrieren den Strom auf einmal, und Dioden leiten den Strom, wenn Strom verbraucht wird.
Viele große Universitäten in den Vereinigten Staaten forschen in der Mikroelektronik. Die meisten Studien beschäftigen sich sowohl mit der Verkleinerung von Komponenten – wie Transistoren und Kondensatoren – als auch mit den Möglichkeiten für die kleineren Komponenten. Georgia Tech ist auf medizinische Komponenten wie chirurgische Instrumente und Bildgebung spezialisiert. Iowa State ist spezialisiert auf industrielle Anwendungen für Mikroelektronik, wie Mobiltelefone und Personal Digital Assistants (PDAs).
Die Zuverlässigkeit der Mikroelektronik ist ein weiterer Bereich konzentrierter Bemühungen. Da in den meisten Unternehmen Computer zum Einsatz kommen, hat die Zuverlässigkeit der Geräte in der Regel oberste Priorität. Dies ist besonders im medizinischen Bereich wichtig, wo heute winzige Roboterwerkzeuge die Hände des Arztes in der Chirurgie ersetzen. Mit einer Roboterhand und einem Videobildschirm kann der Arzt Operationen durch einen kleinen laparoskopischen Schnitt durchführen, anstatt den gesamten Hohlraum des Patienten zu öffnen.
Ein weiterer Bereich, der ein hohes Maß an Zuverlässigkeit erfordert, ist die Finanzindustrie. Da immer mehr Daten benötigt werden, war es bisher nicht möglich, mit dem benötigten Speicherplatz Schritt zu halten. Was einst ganze Räume mit Großrechnern füllte, lässt sich mit den Verbesserungen in der Elektronik nun aber auf wenigen kleinen Handhelds speichern.
Ein letzter Schwerpunkt ist die Konstruktion für die Fertigung. In der Mikroelektronik wurde viel daran gearbeitet, dass die verschiedenen Bauteile tatsächlich auf Leiterplatten platziert werden können. Die winzigen Bauteile, die zur Herstellung von Mikroelektronik verwendet werden, sind in der Regel zu klein, als dass der Mensch sie effizient auf Leiterplatten löten könnte.
Maschinen, die als SMT-Maschinen (Surface Mount Technology) bezeichnet werden, verwenden Roboter, um jede Komponente zu platzieren. Mit diesen Maschinen können stündlich Tausende von Bauteilen platziert werden. In die Maschine wird ein Programm geladen, das auf jeder Leiterplatte eine bestimmte Stelle hat, an der die Bauteile platziert werden sollen. Das Programm steuert, wo die Roboterarme jedes Teil platzieren. Diese Automatisierung macht typischerweise den gesamten Herstellungsprozess effizienter, was auch die Gesamtkosten senkt.