Hoe werkt een microchip?

De eerste microchip werd uitgevonden in 1974. Sindsdien blijven de verwerkingscapaciteiten exponentieel toenemen. Microchips zijn het brein van elk bestaand elektronisch apparaat. Van horloges tot rekenmachines, tot satellieten tot computers, deze kleine chips zorgen voor de gemakken die zoveel taken gemakkelijker maken. Microchips zijn geïntegreerde schakelingen die op siliciumchips of wafels zijn geëtst. De geïntegreerde schakelingen dragen elektrische stromen of signalen over, die vervolgens door een ontvangend apparaat worden omgezet in instructies. Het siliciumgehalte van de chip, samen met draden en transistors, creëren een zeer gunstige omgeving voor het overbrengen van elektriciteit.

Er zijn een aantal verschillende manieren om een ​​microchip te bouwen. Hoe het is gebouwd, hangt af van het beoogde gebruik van de chip. In het geval van een personal computer is silicium het belangrijkste ingrediënt voor de meeste chips. Silicium, een hoofdbestanddeel van zand, kan elektriciteit geleiden of vasthouden, waardoor het een ideaal materiaal is als chip. Chipfabrikanten voegen andere metalen toe, zoals aluminium, koper en goud, om de mogelijkheden van de chip te vergroten. Veel microchips zijn slechts 2 tot 3 millimeter in het vierkant en een paar millimeter dik. Het eigenlijke circuitontwerp wordt op de chip getekend met ultraviolet licht met een sjabloon of masker als richtlijn. Daarna worden bedrading en transistorcomponenten op het ontwerp gebouwd. Complexe geïntegreerde schakelingen kunnen meerdere lagen ingebouwde, onderling verbonden componenten hebben. De gegevensopslag en manipulatiemogelijkheden van microchips worden uitgevoerd door deze ingebouwde transistorcomponenten. Een simpele chip kan maar liefst 3.000 transistors bevatten. De elektrische stroom wordt vertaald in bruikbare gegevens door de stroom in een reeks ladingen door het circuit te sturen. De kosten worden in feite de taal die nodig is om met een ontvangend apparaat te communiceren. Booleaanse logica is de taal die wordt gebruikt om elektrische stromen om te zetten in bruikbare instructies voor een computer. In zijn eenvoudigste vorm is Booleaanse logica een binaire code die twee waarden gebruikt - waar en onwaar, of "aan en uit" - om elektrische stroom om te zetten in een bruikbaar bericht.

Microchips bieden talloze toepassingen in meerdere technische en technologische gebieden, waaronder natuurkunde, wetenschap, optica en biologie. Vooruitgang op het ene gebied heeft een progressief effect op het andere. Een bijzonder veelbelovend gebied is fotonica. Fotonica gebruikt de eigenschappen van licht als medium voor het doorgeven van informatie. Het opkomende gebied van opto-elektronica combineert de kwantumeffecten van licht met de magnetische effecten van halfgeleidermaterialen. Een ander nieuw en veelbelovend vakgebied is dat van de nanotechnologie. Nanotechnologie werkt binnen het domein van atomen en moleculen. Het is een nieuwe dimensie van productie die nieuwe en verbeterde stoffen, materialen en processen wil creëren. Met nanotechnologie werken wetenschappers aan het maken van levensvatbare microchips ter grootte van moleculen. Als dit lukt, zal er een hele nieuwe wereld van producten en informatieverwerkingscapaciteiten ontstaan.