Как работи микрочип?

Първият микрочип е изобретен през 1974 г. Оттогава възможностите за обработка продължават да се увеличават с експоненциална скорост. Микрочиповете са мозъците на всяко съществуващо електронно устройство. От часовници, до калкулатори, до сателити, до компютри, тези малки чипове представляват удобствата, които правят толкова много задачи по-лесни. Микрочиповете са интегрални схеми, които са гравирани върху силициеви чипове или пластини. Интегралните схеми предават електрически токове или сигнали, които след това се преобразуват в инструкции от приемащо устройство. Съдържанието на силиций в чипа, заедно с проводници и транзистори, създават изключително благоприятна среда за пренос на електричество.

Има редица различни начини за изграждане на микрочип. Как е изграден зависи от предназначението на чипа. В случай на персонален компютър, основната съставка за повечето чипове е силиций. Силицият, основна съставка в пясъка, е способен или да провежда електричество, или да го съдържа, което го прави идеален материал като чип. Производителите на чипове добавят други метали, като алуминий, мед и злато, за да подобрят възможностите на чипа. Много микрочипове са само от 2 до 3 милиметра квадратни и с дебелина няколко милиметра. Действителният дизайн на веригата е начертан върху чипа с помощта на ултравиолетова светлина с шаблон или маска като ръководство. След това окабеляването и транзисторните компоненти се вграждат върху дизайна. Сложните интегрални схеми могат да имат множество слоеве от вградени, взаимосвързани компоненти. Възможностите за съхранение и манипулиране на микрочиповете се извършват от тези вградени транзисторни компоненти. Един обикновен чип може да има до 3000 транзистора. Електрическият ток се превежда в използваеми данни чрез изпращане на тока през веригата в серия от заряди. Таксите всъщност стават езикът, необходим за комуникация с приемащо устройство. Булевата логика е езикът, използван за преобразуване на електрически токове в полезни инструкции за компютър. В най-простата си форма булевата логика е двоичен код, който използва две стойности - вярно и невярно, или "включено и изключено" - за да преведе електрическия ток в използваемо съобщение.

Микрочиповете предлагат безброй приложения в множество инженерни и технологични области, включително физика, наука, оптика и биология. Напредъкът, постигнат в една област, има прогресивно въздействие върху останалите. Една конкретна област, която представлява голямо обещание, е фотониката. Photonics използва свойствата на светлината като среда за предаване на информация. Възникващото поле на оптоелектрониката съчетава квантовите ефекти на светлината с магнитните ефекти на полупроводниковите материали. Друга нова и обещаваща област на изследване е тази на нанотехнологиите. Нанотехнологиите работят в сферата на атомите и молекулите. Това е ново измерение на производството, което се стреми да създаде нови и подобрени вещества, материали и процеси. С нанотехнологиите учените работят за създаване на жизнеспособни микрочипове с размера на молекули. Ако успее, ще се появи цял нов свят от продукти и възможности за обработка на информация.