A szilíciumchip története

Míg az első számítógépek a feltalálásuk előtt jelentek meg, a szilícium mikrochip az az előrelépés, amely lehetővé tette a modern számítógépes korszakot. Az a képesség, hogy ebből a félvezetőből egy miniatűr áramköri lapot lehetett létrehozni, hatalmasat tett a számítógépek számára a sebesség és a pontosság fejlődése, szobaméretű eszközökből olyan gépekké alakítva őket, amelyek akár asztalon is ülhetnek vagy az öled.

A korai számítógépek vákuumcsöveknek nevezett eszközöket használtak áramkörükben, amelyek kapuként szolgáltak az áramok be- és kikapcsolásához, hogy irányítsák a számítógép működését és tárolják az információkat. Ezek azonban törékeny alkatrészek voltak, és normál működés közben gyakran meghibásodtak. 1947-ben a tranzisztor feltalálása felváltotta a vákuumcsövet a számítógépes tervezésben, és ezeknek a kis alkatrészeknek a működéséhez félvezető anyagra volt szükség. A korai tranzisztorok germániumot tartalmaztak, de végül a szilícium lett a választott félvezető a számítógép-építészek számára.

Félvezetőként a szilícium elektromos tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek a vezetők és az ellenállások között helyezkednek el. A gyártók kémiailag módosíthatják az alapszilíciumot, hogy megváltoztassák annak elektromos tulajdonságait, így az egység speciális igényeitől függően elektromosságot vezet. Ez lehetővé tette a számítógép-tervezők számára, hogy számos alkatrészt ugyanabból az anyagból készítsenek, ahelyett, hogy külön vezetékekre és más anyagokra lenne szükségük ugyanazon eredmények eléréséhez.

Sajnos a nagy teljesítményű számítógépekhez szükséges összetett áramkör még mindig azt jelentette, hogy az eszközöknek rendkívül nagyoknak kellett lenniük. 1958-ban azonban Jack Kilby azzal az ötlettel állt elő, hogy egy miniatűr számítógépet alkotó áramkört egyetlen félvezető blokk és az áramkör fémbe történő nyomtatása ahelyett, hogy különálló vezetékekből hozná létre az áramkört és alkatrészek. Hat hónappal később Robert Noyce azzal az ötlettel állt elő, hogy a fémet lefekteti a félvezetőre, majd lemaratja a szükségtelen részeket az integrált áramkör létrehozásához. Ezek a fejlesztések nagymértékben csökkentették a számítógépes áramkörök méretét, és először tették lehetővé tömeggyártásukat.

Manapság a szilíciumchip-gyártók nagy teljesítményű ultraibolya fényt használnak chipjeik maratására. A fényérzékeny film szilícium lapkára történő felhelyezése után a fény átvilágít egy áramköri maszkon, és a filmet az áramkör kialakításának képében jelzi. A gyártó levágja a nem védett területeket, majd újabb szilíciumréteget rak le, és megismétli a folyamatot. Végül egy utolsó fóliaréteg azonosítja a fém áramkört, amely lefedi a chipet, befejezve az elektromos áramkört. A modern szilícium chipek sok különböző, eltérő elektromos tulajdonságú réteget tartalmazhatnak, hogy megfeleljenek a számítógépes tervezés elektromos igényeinek.