История кремниевого чипа

Хотя первые компьютеры появились еще до его изобретения, кремниевый микрочип - это достижение, сделавшее возможным наступление современной компьютерной эры. Возможность создавать миниатюрные печатные платы из этого полупроводника была тем, что дало компьютерам огромные возможности. усовершенствования в скорости и точности, превратив их из устройств размером с комнату в машины, которые можно было бы разместить на столе или на коленях.

Ранние компьютеры использовали устройства, называемые электронными лампами, в своих схемах, которые служили воротами для включения и выключения токов, чтобы управлять функциями компьютера и хранить информацию. Однако это были хрупкие компоненты, которые часто выходили из строя при нормальной работе. В 1947 году изобретение транзистора заменило вакуумную лампу в компьютерной конструкции, и для работы этих небольших компонентов требовался полупроводящий материал. Первые транзисторы содержали германий, но со временем кремний стал предпочтительным полупроводником для компьютерных архитекторов.

Как полупроводник, кремний имеет электрические свойства, которые находятся между проводниками и резисторами. Производители могут химически изменять основной кремний, чтобы изменить его электрические свойства, заставляя его проводить электричество в зависимости от конкретных потребностей устройства. Это позволило разработчикам компьютеров создавать многие из своих компонентов из одного и того же материала, вместо того, чтобы требовать отдельных проводов и других материалов для достижения тех же результатов.

К сожалению, сложная схема, необходимая для мощных компьютеров, по-прежнему означала, что устройства должны были быть чрезвычайно большими. Однако в 1958 году Джеку Килби пришла в голову идея создать схему, составляющую компьютер в миниатюре, с использованием одного блок полупроводника и печатать схему сверху в металле вместо того, чтобы создавать схему из отдельных проводов и компоненты. Шесть месяцев спустя Роберту Нойсу пришла в голову идея положить металл на полупроводник, а затем удалить ненужные части, чтобы создать интегральную схему. Эти достижения значительно уменьшили размер компьютерных схем и впервые сделали возможным их массовое производство.

Сегодня производители кремниевых чипов используют мощный ультрафиолетовый свет для травления своих чипов. После размещения светочувствительной пленки на кремниевой пластине свет проходит через маску схемы и маркирует пленку по изображению схемы. Производитель срезает незащищенные участки, затем кладет еще один слой силикона и повторяет процесс. Наконец, последний слой пленки идентифицирует металлическую схему, которая закрывает микросхему, замыкая электрическую цепь. Современные кремниевые чипы могут содержать множество различных слоев с разными электрическими свойствами, чтобы удовлетворить электрические потребности компьютерной конструкции.