Historia chipa krzemowego

Chociaż pierwsze komputery pojawiły się przed jego wynalezieniem, mikrochip krzemowy jest postępem, który umożliwił erę nowoczesnych komputerów. Możliwość stworzenia zminiaturyzowanej płytki drukowanej z tego półprzewodnika dała komputerom ogromne możliwości postęp w szybkości i dokładności, przekształcając je z urządzeń wielkości pokoju w maszyny, które mogą siedzieć na biurku lub okrążenie.

Wczesne komputery wykorzystywały urządzenia zwane lampami próżniowymi w swoich projektach obwodów, które służyły jako bramki do włączania i wyłączania prądów w celu kierowania funkcjami komputera i przechowywania informacji. Były to jednak elementy delikatne i często ulegały awarii podczas normalnej pracy. W 1947 r. wynalazek tranzystora zastąpił lampę próżniową w konstrukcji komputera, a te małe elementy wymagały do ​​działania materiału półprzewodnikowego. Wczesne tranzystory zawierały german, ale ostatecznie krzem stał się półprzewodnikiem wybieranym przez architektów komputerowych.

Jako półprzewodnik krzem ma właściwości elektryczne, które leżą między przewodnikami a opornikami. Producenci mogą chemicznie modyfikować podstawowy krzem, aby zmienić jego właściwości elektryczne, dzięki czemu przewodzi prąd w zależności od konkretnych potrzeb urządzenia. Umożliwiło to projektantom komputerów tworzenie wielu komponentów z tego samego materiału, zamiast wymagać oddzielnych przewodów i innych materiałów, aby osiągnąć te same wyniki.

Niestety złożony układ obwodów wymagany w przypadku potężnych komputerów nadal oznaczał, że urządzenia musiały być bardzo duże. Jednak w 1958 roku Jack Kilby wpadł na pomysł stworzenia obwodów składających się na miniaturowy komputer, przy użyciu jednego blok półprzewodnikowy i drukowanie obwodu na górze w metalu zamiast tworzenia obwodu z oddzielnych przewodów i składniki. Sześć miesięcy później Robert Noyce wpadł na pomysł, aby położyć metal na półprzewodniku, a następnie wytrawić niepotrzebne części, aby stworzyć układ scalony. Te postępy znacznie zmniejszyły wielkość obwodów komputerowych i umożliwiły ich masową produkcję po raz pierwszy.

Obecnie producenci chipów krzemowych wykorzystują do wytrawiania swoich chipów światło ultrafioletowe o dużej mocy. Po umieszczeniu światłoczułej folii na płytce krzemowej światło przechodzi przez maskę obwodu i znakuje folię na obrazie projektu obwodu. Producent wycina niezabezpieczone miejsca, a następnie kładzie kolejną warstwę krzemu i powtarza proces. Wreszcie ostatnia warstwa folii identyfikuje obwody metalowe, które zakrywają chip, uzupełniając obwód elektryczny. Nowoczesne chipy krzemowe mogą zawierać wiele różnych warstw o ​​różnych właściwościach elektrycznych, w celu spełnienia wymagań elektrycznych projektu komputera.