Как работает микрочип?

Первый микрочип был изобретен в 1974 году. С того времени возможности обработки продолжают расти с экспоненциальной скоростью. Микрочипы - это мозг любого электронного устройства. От часов до калькуляторов, спутников и компьютеров - эти маленькие микросхемы обеспечивают все удобства, которые упрощают многие задачи. Микрочипы - это интегральные схемы, нанесенные на кремниевые чипы или пластины. Интегральные схемы передают электрические токи или сигналы, которые затем преобразуются в команды приемным устройством. Кремний, содержащийся в микросхеме, вместе с проводами и транзисторами, создает благоприятную среду для передачи электричества.

Есть несколько разных способов создать микрочип. Как он построен, зависит от предполагаемого использования чипа. В случае персонального компьютера основным ингредиентом большинства микросхем является кремний. Кремний, основной ингредиент песка, способен либо проводить электричество, либо удерживать его, что делает его идеальным материалом в качестве чипа. Производители микросхем добавляют другие металлы, такие как алюминий, медь и золото, чтобы расширить возможности микросхемы. Многие микрочипы имеют площадь всего 2–3 миллиметра в квадрате и пару миллиметров в толщину. Фактическая конструкция схемы нанесена на микросхему с использованием ультрафиолетового света с помощью трафарета или маски в качестве ориентира. После этого в конструкцию встраиваются компоненты проводки и транзисторы. Сложные интегральные схемы могут иметь несколько уровней встроенных, взаимосвязанных компонентов. Эти встроенные транзисторные компоненты обеспечивают хранение данных и возможности манипулирования микрочипами. В простом чипе может быть до 3000 транзисторов. Электрический ток преобразуется в полезные данные, посылая ток через цепь сериями зарядов. Плата фактически становится языком, необходимым для общения с принимающим устройством. Логическая логика - это язык, на котором электрические токи преобразуются в полезные инструкции для компьютера. В своей простейшей форме логическая логика представляет собой двоичный код, который использует два значения - истину и ложь или «включено и выключено» - для преобразования электрического тока в полезное сообщение.

Микрочипы предлагают бесчисленное множество применений в различных инженерных и технологических областях, включая физику, науку, оптику и биологию. Прогресс, достигнутый в одной области, оказывает прогрессивное влияние на другие. Одна из самых многообещающих областей - это фотоника. Фотоника использует свойства света как среды для передачи информации. Возникающая область оптоэлектроники сочетает квантовые эффекты света с магнитными эффектами полупроводниковых материалов. Еще одна новая и многообещающая область исследований - нанотехнологии. Нанотехнологии работают в сфере атомов и молекул. Это новое измерение производства, направленное на создание новых и улучшенных веществ, материалов и процессов. С помощью нанотехнологий ученые работают над созданием жизнеспособных микрочипов размером с молекулы. В случае успеха появится целый новый мир продуктов и возможностей обработки информации.