Historien om silisiumbrikken

Mens de første datamaskinene ble til før oppfinnelsen, er silisiummikrobrikken fremskrittet som gjorde den moderne datamaskintiden mulig. Muligheten til å lage et miniatyrisert kretskort av denne halvlederen var det som ga datamaskiner enorme fremskritt innen hastighet og nøyaktighet, og transformerer dem fra enheter i romstørrelse til maskiner som kan sitte på et skrivebord eller fanget ditt.

Tidlige datamaskiner brukte enheter kalt vakuumrør i kretsdesignene deres, som fungerte som porter for å slå strøm på og av for å styre datamaskinens funksjon og lagre informasjon. Disse var imidlertid skjøre komponenter og sviktet ofte under normal drift. I 1947 erstattet oppfinnelsen av transistoren vakuumrøret i datamaskindesign, og disse små komponentene krevde et halvledende materiale for å fungere. Tidlige transistorer inneholdt germanium, men til slutt ble silisium den foretrukne halvlederen for dataarkitekter.

Som halvleder har silisium elektriske egenskaper som ligger mellom ledere og motstander. Produsenter kan kjemisk endre basissilisiumet for å endre dets elektriske egenskaper, slik at det leder strøm avhengig av enhetens spesifikke behov. Dette tillot datadesignere å lage mange av komponentene sine av samme materiale, i stedet for å kreve separate ledninger og andre materialer for å oppnå de samme resultatene.

Dessverre betydde de komplekse kretsene som kreves for kraftige datamaskiner fortsatt at enhetene måtte være ekstremt store. I 1958 kom imidlertid Jack Kilby på ideen om å lage kretsløpet som utgjorde en datamaskin i miniatyr, ved å bruke en enkelt blokk med halvleder og skrive ut kretsen på toppen i metall i stedet for å lage kretsen av separate ledninger og komponenter. Seks måneder senere kom Robert Noyce på ideen om å legge metallet over halvlederen og deretter etse bort de unødvendige delene for å lage den integrerte kretsen. Disse fremskrittene reduserte størrelsen på datakretser kraftig, og gjorde det mulig å masseprodusere dem for første gang.

I dag bruker silisiumbrikkeprodusenter kraftig ultrafiolett lys for å etse brikkene sine. Etter å ha plassert en lysfølsom film på en silisiumplate, skinner lyset gjennom en kretsmaske og merker filmen i bildet av kretsdesignet. Produsenten skjærer bort de ubeskyttede områdene, og legger så et nytt lag med silisium og gjentar prosessen. Til slutt identifiserer et siste lag med film metallkretsene som dekker brikken, og fullfører den elektriske kretsen. Moderne silisiumbrikker kan inneholde mange forskjellige lag med forskjellige elektriske egenskaper, for å passe de elektriske behovene til datamaskindesignet.