Kuinka mikrosiru toimii?

Ensimmäinen mikrosiru keksittiin vuonna 1974. Siitä lähtien käsittelykapasiteetit ovat kasvaneet eksponentiaalisesti. Mikrosirut ovat jokaisen olemassa olevan elektronisen laitteen aivot. Nämä pienet sirut ottavat huomioon mukavuudet, jotka helpottavat niin monia tehtäviä, kuten kellot, laskimet, satelliitit ja tietokoneet. Mikrosirut ovat integroituja piirejä, jotka on syövytetty piisiruille tai kiekkoille. Integroidut piirit siirtävät sähkövirtoja tai signaaleja, jotka sitten muunnetaan käskyiksi vastaanottolaitteella. Sirun piipitoisuus yhdessä johtojen ja transistorien kanssa luovat erittäin suotuisan ympäristön sähkön siirtoon.

Mikrosirun rakentamiseen on useita erilaisia ​​tapoja. Se, miten se rakennetaan, riippuu sirun käyttötarkoituksesta. Henkilökohtaisessa tietokoneessa useimpien sirujen pääainesosa on pii. Pii, hiekan pääainesosa, pystyy joko johtamaan sähköä tai sisältämään sitä, mikä tekee siitä ihanteellisen materiaalin siruksi. Sirujen valmistajat lisäävät muita metalleja, kuten alumiinia, kuparia ja kultaa, parantaakseen sirun ominaisuuksia. Monet mikrosirut ovat vain 2-3 neliömillimetriä ja muutaman millimetrin paksuisia. Varsinainen piirisuunnittelu piirretään sirulle käyttämällä ultraviolettivaloa ja stensiiliä tai maskia oppaana. Myöhemmin johdotukset ja transistorikomponentit rakennetaan suunnitteluun. Monimutkaisissa integroiduissa piireissä voi olla useita kerroksia sisäänrakennettuja, toisiinsa kytkettyjä komponentteja. Nämä sisäänrakennetut transistorikomponentit suorittavat mikrosirujen tiedon tallennus- ja käsittelyominaisuudet. Yksinkertaisella sirulla voi olla jopa 3000 transistoria. Sähkövirta muunnetaan käyttökelpoisiksi tiedoiksi lähettämällä virta piirin läpi sarjana maksuja. Maksuista tulee itse asiassa kieli, jota tarvitaan kommunikoimaan vastaanottavan laitteen kanssa. Boolen logiikka on kieli, jota käytetään muuttamaan sähkövirrat käyttökelpoisiksi ohjeiksi tietokoneelle. Yksinkertaisimmassa muodossaan Boolen logiikka on binäärikoodi, joka käyttää kahta arvoa - tosi ja epätosi tai "on ja off" - muuttamaan sähkövirta käyttökelpoiseksi viestiksi.

Mikrosirut tarjoavat lukemattomia käyttökohteita monilla tekniikan ja teknologian aloilla, mukaan lukien fysiikka, tiede, optiikka ja biologia. Yhdellä alueella saavutettu edistys vaikuttaa progressiivisesti muihin. Yksi erityisen lupaava ala on fotoniikka. Fotoniikka käyttää valon ominaisuuksia väliaineena tiedon välittämiseen. Uusi optoelektroniikan kenttä yhdistää valon kvanttivaikutukset puolijohdemateriaalien magneettisiin vaikutuksiin. Toinen uusi ja lupaava tutkimusala on nanoteknologia. Nanoteknologia toimii atomien ja molekyylien alueella. Se on tuotannon uusi ulottuvuus, joka pyrkii luomaan uusia ja parempia aineita, materiaaleja ja prosesseja. Nanoteknologian avulla tutkijat työskentelevät luodakseen elinkelpoisia molekyylien kokoisia mikrosiruja. Jos se onnistuu, syntyy kokonaan uusi tuotteiden maailma ja tiedonkäsittelyominaisuudet.