Siliciumchippens historie

Mens de første computere kom til før dens opfindelse, er siliciummikrochippen det fremskridt, der gjorde den moderne computeræra mulig. Evnen til at skabe et miniaturiseret printkort ud af denne halvleder var det, der gav computere enorme fremskridt inden for hastighed og nøjagtighed, der transformerer dem fra enheder i rumstørrelse til maskiner, der kan sidde på et skrivebord eller dit skød.

Tidlige computere brugte enheder kaldet vakuumrør i deres kredsløbsdesign, som fungerede som porte til at tænde og slukke for strømme for at styre computerens funktion og gemme information. Disse var imidlertid skrøbelige komponenter og fejlede ofte under normal drift. I 1947 erstattede opfindelsen af ​​transistoren vakuumrøret i computerdesign, og disse små komponenter krævede et halvledende materiale for at fungere. Tidlige transistorer indeholdt germanium, men til sidst blev silicium den foretrukne halvleder for computerarkitekter.

Som halvleder har silicium elektriske egenskaber, der ligger mellem ledere og modstande. Producenter kan kemisk ændre basissiliciumet for at ændre dets elektriske egenskaber, hvilket får det til at lede elektricitet afhængigt af enhedens specifikke behov. Dette gjorde det muligt for computerdesignere at skabe mange af deres komponenter ud af det samme materiale, i stedet for at kræve separate ledninger og andre materialer for at opnå de samme resultater.

Desværre betød det komplekse kredsløb, der kræves til kraftige computere, stadig, at enhederne skulle være ekstremt store. I 1958 kom Jack Kilby imidlertid på ideen om at skabe det kredsløb, der udgjorde en computer i miniature, ved hjælp af en enkelt blok af halvleder og printe kredsløbet ovenpå i metal i stedet for at skabe kredsløbet ud af separate ledninger og komponenter. Seks måneder senere kom Robert Noyce på ideen om at lægge metallet over halvlederen og derefter ætse de unødvendige dele væk for at skabe det integrerede kredsløb. Disse fremskridt reducerede i høj grad størrelsen af ​​computerkredsløb og gjorde det muligt at masseproducere dem for første gang.

I dag bruger siliciumchipfabrikanter kraftigt ultraviolet lys til at ætse deres chips. Efter at have placeret en lysfølsom film på en siliciumwafer, skinner lyset gennem en kredsløbsmaske og mærker filmen i billedet af kredsløbsdesignet. Producenten skærer de ubeskyttede områder væk, og lægger derefter endnu et lag silicium og gentager processen. Endelig identificerer et sidste lag film metalkredsløbet, der lukker chippen, og fuldender det elektriske kredsløb. Moderne siliciumchips kan indeholde mange forskellige lag med forskellige elektriske egenskaber, for at passe til computerdesignets elektriske behov.