La storia del chip di silicio

Mentre i primi computer sono nati prima della sua invenzione, il microchip di silicio è il progresso che ha reso possibile l'era dei computer moderni. La capacità di creare un circuito stampato miniaturizzato da questo semiconduttore è stato ciò che ha dato ai computer vasti progressi in termini di velocità e precisione, trasformandoli da dispositivi delle dimensioni di una stanza a macchine che potrebbero stare su una scrivania o il tuo grembo.

I primi computer utilizzavano dispositivi chiamati tubi a vuoto nei loro progetti di circuiti, che fungevano da porte per accendere e spegnere le correnti per dirigere la funzione del computer e memorizzare le informazioni. Questi erano componenti fragili, tuttavia, e spesso si guastavano durante il normale funzionamento. Nel 1947, l'invenzione del transistor sostituì il tubo a vuoto nella progettazione dei computer e questi piccoli componenti richiedevano un materiale semiconduttivo per funzionare. I primi transistor contenevano germanio, ma alla fine il silicio divenne il semiconduttore preferito dagli architetti di computer.

Come semiconduttore, il silicio ha proprietà elettriche che si trovano tra conduttori e resistori. I produttori possono alterare chimicamente il silicio di base per modificarne le proprietà elettriche, facendolo condurre elettricità a seconda delle esigenze specifiche dell'unità. Ciò ha consentito ai progettisti di computer di creare molti dei loro componenti con lo stesso materiale, invece di richiedere fili e altri materiali separati per ottenere gli stessi risultati.

Sfortunatamente, i complessi circuiti richiesti per computer potenti significavano ancora che i dispositivi dovevano essere estremamente grandi. Nel 1958, tuttavia, Jack Kilby ebbe l'idea di creare il circuito che componeva un computer in miniatura, utilizzando un singolo blocco di semiconduttore e stampando il circuito sulla parte superiore in metallo invece di creare il circuito con fili separati e componenti. Sei mesi dopo, Robert Noyce ebbe l'idea di posare il metallo sul semiconduttore e poi incidere le parti non necessarie per creare il circuito integrato. Questi progressi hanno notevolmente ridotto le dimensioni dei circuiti dei computer e hanno reso possibile la loro produzione in serie per la prima volta.

Oggi, i produttori di chip di silicio utilizzano la luce ultravioletta ad alta potenza per incidere i loro chip. Dopo aver posizionato una pellicola fotosensibile su un wafer di silicio, la luce risplende attraverso una maschera del circuito e marchia la pellicola nell'immagine del progetto del circuito. Il produttore taglia via le aree non protette, quindi stende un altro strato di silicio e ripete il processo. Infine, un ultimo strato di pellicola identifica il circuito metallico che chiude il chip, completando il circuito elettrico. I moderni chip di silicio possono contenere molti strati diversi con proprietà elettriche diverse, al fine di soddisfare le esigenze elettriche della progettazione del computer.