Obraz chipa komputerowego.
Źródło obrazu: MauMyHaT/iStock/Getty Images
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.
Wczesny projekt obwodów
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.
Wideo dnia
Zalety krzemu
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.
Mikrochip
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.
Produkcja wiórów krzemowych
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.
