Историята на силиконовия чип

Докато първите компютри се появяват преди изобретяването му, силициевият микрочип е напредъкът, който направи възможна модерната компютърна ера. Способността да се създаде миниатюрна платка от този полупроводник беше това, което даде на компютрите огромни напредък в скоростта и точността, превръщайки ги от устройства с размер на стая в машини, които могат да седят на бюро или скута ви.

Ранните компютри използваха устройства, наречени вакуумни тръби в своите схеми, които служеха като порти за включване и изключване на токове, за да насочват функцията на компютъра и да съхраняват информация. Това обаче бяха крехки компоненти и често се повреждаха по време на нормална работа. През 1947 г. изобретението на транзистора замени вакуумната тръба в компютърния дизайн и тези малки компоненти изискват полупроводящ материал, за да функционират. Ранните транзистори съдържаха германий, но в крайна сметка силицийът се превърна в полупроводник по избор за компютърните архитекти.

Като полупроводник, силицийът има електрически свойства, които се намират между проводници и резистори. Производителите могат да променят химически основния силиций, за да променят неговите електрически свойства, което го кара да провежда електричество в зависимост от специфичните нужди на устройството. Това позволи на компютърните дизайнери да създадат много от своите компоненти от същия материал, вместо да изискват отделни проводници и други материали, за да постигнат същите резултати.

За съжаление, сложната схема, необходима за мощни компютри, все още означаваше, че устройствата трябва да бъдат изключително големи. През 1958 г. обаче Джак Килби идва с идеята да създаде схемата, която съставя компютър в миниатюра, използвайки единична блок от полупроводник и отпечатване на веригата отгоре в метал вместо създаване на веригата от отделни проводници и компоненти. Шест месеца по-късно Робърт Нойс хрумва с идеята да постави метала върху полупроводника и след това да ецва ненужните части, за да създаде интегралната схема. Тези постижения значително намалиха размера на компютърните схеми и направиха възможно тяхното масово производство за първи път.

Днес производителите на силициеви чипове използват ултравиолетова светлина с висока мощност, за да ецват своите чипове. След поставяне на фоточувствителен филм върху силиконова пластина, светлината блести през маската на веригата и маркира филма в образа на схемата. Производителят отрязва незащитените зони и след това полага още един слой силиций и повтаря процеса. И накрая, един последен слой филм идентифицира металната верига, която покрива чипа, завършвайки електрическата верига. Съвременните силициеви чипове могат да съдържат много различни слоеве с различни електрически свойства, за да отговарят на електрическите нужди на компютърния дизайн.