Obrázok počítačového čipu.
Kredit za obrázok: MauMyHaT/iStock/Getty Images
Zatiaľ čo prvé počítače vznikli pred ich vynálezom, kremíkový mikročip je pokrokom, ktorý umožnil modernú počítačovú éru. Schopnosť vytvoriť miniaturizovanú obvodovú dosku z tohto polovodiča bola to, čo dalo počítačom obrovské množstvo pokroky v rýchlosti a presnosti, ktoré ich transformujú zo zariadení veľkosti miestnosti na stroje, ktoré by mohli sedieť na stole alebo tvoje lono.
Skorý dizajn obvodov
Prvé počítače používali vo svojich návrhoch obvodov zariadenia nazývané vákuové trubice, ktoré slúžili ako brány na zapínanie a vypínanie prúdov na riadenie funkcie počítača a ukladanie informácií. Boli to však krehké komponenty, ktoré počas bežnej prevádzky často zlyhali. V roku 1947 vynález tranzistora nahradil vákuovú elektrónku v počítačovom dizajne a tieto malé súčiastky vyžadovali na fungovanie polovodivý materiál. Prvé tranzistory obsahovali germánium, ale nakoniec sa polovodičom stal kremík.
Video dňa
Výhody kremíka
Ako polovodič má kremík elektrické vlastnosti, ktoré ležia medzi vodičmi a odpormi. Výrobcovia môžu chemicky zmeniť základný kremík, aby zmenili jeho elektrické vlastnosti, vďaka čomu vedie elektrinu v závislosti od špecifických potrieb jednotky. To umožnilo návrhárom počítačov vytvárať mnohé zo svojich komponentov z rovnakého materiálu, namiesto toho, aby na dosiahnutie rovnakých výsledkov vyžadovali samostatné káble a iné materiály.
Mikročip
Bohužiaľ, zložité obvody potrebné pre výkonné počítače stále znamenali, že zariadenia museli byť extrémne veľké. V roku 1958 však Jack Kilby prišiel s myšlienkou vytvoriť miniatúrne obvody, ktoré tvorili počítač, pomocou jediného blok polovodiča a vytlačenie obvodu navrchu do kovu namiesto vytvorenia obvodu zo samostatných drôtov a komponentov. O šesť mesiacov neskôr prišiel Robert Noyce s nápadom položiť kov na polovodič a potom odleptať nepotrebné časti, aby sa vytvoril integrovaný obvod. Tieto pokroky výrazne zmenšili veľkosť počítačových obvodov a umožnili ich po prvýkrát masovo vyrábať.
Výroba silikónových čipov
Dnes výrobcovia kremíkových čipov používajú na leptanie svojich čipov vysokovýkonné ultrafialové svetlo. Po umiestnení fotosenzitívneho filmu na kremíkovú dosku svetlo presvitá cez masku obvodu a označí film na obrázku návrhu obvodu. Výrobca odreže nechránené oblasti a potom položí ďalšiu vrstvu kremíka a proces zopakuje. Nakoniec posledná vrstva filmu identifikuje kovový obvod, ktorý uzatvára čip, čím sa dokončuje elektrický obvod. Moderné kremíkové čipy môžu obsahovať mnoho rôznych vrstiev s rôznymi elektrickými vlastnosťami, aby vyhovovali elektrickým potrebám dizajnu počítača.
