Cum funcționează un microcip?

Primul microcip a fost inventat în 1974. De atunci, capacitățile de procesare continuă să crească într-un ritm exponențial. Microcipurile sunt creierul fiecărui dispozitiv electronic existent. De la ceasuri, la calculatoare, la sateliți, la computere, aceste cipuri mici reprezintă avantajele care fac atât de multe sarcini mai ușoare. Microcipurile sunt circuite integrate care au fost gravate pe cipuri de siliciu sau plachete. Circuitele integrate transferă curenți electrici, sau semnale, care sunt apoi convertite în instrucțiuni de către un dispozitiv de recepție. Conținutul de siliciu al cipului, împreună cu firele și tranzistorii, creează un mediu foarte propice pentru transferul de electricitate.

Există o serie de moduri diferite de a construi un microcip. Modul în care este construit depinde de destinația de utilizare a cipului. În cazul unui computer personal, ingredientul principal pentru majoritatea cipurilor este siliciul. Siliciul, un ingredient principal în nisip, este capabil fie să conducă electricitatea, fie să o conțină, ceea ce îl face un material ideal ca cip. Producătorii de cipuri adaugă alte metale, cum ar fi aluminiul, cuprul și aurul, pentru a spori capacitățile cipului. Multe microcipuri au doar 2 până la 3 milimetri pătrați și câțiva milimetri grosime. Designul propriu-zis al circuitului este desenat pe cip folosind lumină ultravioletă cu un șablon sau mască, ca ghid. Ulterior, cablarea și componentele tranzistorului sunt construite pe proiect. Circuitele integrate complexe pot avea mai multe straturi de componente integrate, interconectate. Capacitățile de stocare și manipulare a datelor ale microcipurilor sunt realizate de aceste componente de tranzistor încorporate. Un cip simplu poate avea până la 3.000 de tranzistori. Curentul electric este tradus în date utilizabile prin trimiterea curentului prin circuit într-o serie de sarcini. Taxele devin de fapt limba necesară pentru a comunica cu un dispozitiv receptor. Logica booleană este limbajul folosit pentru a traduce curenții electrici în instrucțiuni utilizabile pentru un computer. În forma sa cea mai simplă, logica booleană este un cod binar care utilizează două valori - adevărat și fals, sau "pornit și oprit" - pentru a traduce curentul electric într-un mesaj utilizabil.

Microcipurile oferă nenumărate utilizări în multiple domenii de inginerie și tehnologie, inclusiv fizică, știință, optică și biologie. Progresele realizate într-un domeniu au un efect progresiv asupra celorlalte. Un domeniu special care prezintă o mare promisiune este fotonica. Fotonica folosește proprietățile luminii ca mediu pentru transmiterea informațiilor. Câmpul emergent al optoelectronicii combină efectele cuantice ale luminii cu efectele magnetice ale materialelor semiconductoare. Un alt domeniu de studiu nou și promițător este cel al nanotehnologiei. Nanotehnologia funcționează în domeniul atomilor și al moleculelor. Este o nouă dimensiune a producției care caută să creeze substanțe, materiale și procese noi și îmbunătățite. Cu ajutorul nanotehnologiei, oamenii de știință lucrează pentru a crea microcipuri viabile de dimensiunea moleculelor. Dacă va avea succes, va apărea o lume cu totul nouă de produse și capabilități de procesare a informațiilor.