Hvordan fungerer en mikrobrikke?

Den første mikrobrikken ble oppfunnet i 1974. Siden den gang har prosesseringsevnen fortsatt å øke i en eksponentiell hastighet. Mikrobrikker er hjernen til alle elektroniske enheter som finnes. Fra klokker, til kalkulatorer, til satellitter, til datamaskiner, disse små brikkene står for bekvemmelighetene som gjør så mange oppgaver enklere. Mikrobrikker er integrerte kretser som har blitt etset på silisiumbrikker, eller wafere. De integrerte kretsene overfører elektriske strømmer, eller signaler, som deretter konverteres til instruksjoner av en mottakerenhet. Silisiuminnholdet i brikken, sammen med ledninger og transistorer, skaper et svært gunstig miljø for overføring av elektrisitet.

Det finnes en rekke forskjellige måter å bygge en mikrobrikke på. Hvordan den er bygget avhenger av brikkens tiltenkte bruk. Når det gjelder en personlig datamaskin, er hovedingrediensen for de fleste brikker silisium. Silisium, en hovedingrediens i sand, er i stand til enten å lede elektrisitet, eller inneholde det, som er det som gjør det til et ideelt materiale som brikke. Chipprodusenter legger til andre metaller, som aluminium, kobber og gull, for å forbedre brikkens evner. Mange mikrobrikker er bare 2 til 3 millimeter kvadratiske og en et par millimeter tykke. Selve kretsdesignet tegnes inn på brikken ved hjelp av ultrafiolett lys med en sjablong, eller maske, som veiledning. Etterpå bygges ledninger og transistorkomponenter inn i designet. Komplekse integrerte kretser kan ha flere lag med innebygde, sammenkoblede komponenter. Datalagrings- og manipulasjonsevnen til mikrobrikker utføres av disse innebygde transistorkomponentene. En enkel brikke kan ha så mange som 3000 transistorer. Den elektriske strømmen omsettes til brukbare data ved å sende strømmen gjennom kretsen i en serie ladninger. Prisene blir faktisk språket som trengs for å kommunisere med en mottakerenhet. Boolsk logikk er språket som brukes til å oversette elektriske strømmer til brukbare instruksjoner for en datamaskin. I sin enkleste form er boolsk logikk en binær kode som bruker to verdier - sant og usant, eller "på og av" - for å oversette elektrisk strøm til en brukbar melding.

Mikrobrikker tilbyr utallige bruksområder innen flere ingeniør- og teknologiområder, inkludert fysikk, vitenskap, optikk og biologi. Fremgang gjort på ett område har en progressiv effekt på de andre. Et spesielt felt som gir store løfter er fotonikk. Fotonikk bruker lysets egenskaper som et medium for å overføre informasjon. Det nye feltet innen optoelektronikk kombinerer lysets kvanteeffekter med de magnetiske effektene av halvledermaterialer. Et annet nytt og lovende fagområde er nanoteknologi. Nanoteknologi fungerer innenfor atomer og molekyler. Det er en ny dimensjon ved produksjon som ser ut til å skape nye og forbedrede stoffer, materialer og prosesser. Med nanoteknologi jobber forskere med å lage levedyktige mikrobrikker på størrelse med molekyler. Hvis det lykkes, vil en helt ny verden av produkter og informasjonsbehandlingsmuligheter dukke opp.