Kako deluje mikročip?

Prvi mikročip je bil izumljen leta 1974. Od takrat se zmogljivosti obdelave še naprej povečujejo eksponentno. Mikročipi so možgani vsake obstoječe elektronske naprave. Od ur, do kalkulatorjev, satelitov in računalnikov, ti majhni čipi predstavljajo udobje, ki olajšajo številna opravila. Mikročipi so integrirana vezja, ki so vrezana na silikonske čipe ali rezine. Integrirana vezja prenašajo električne tokove ali signale, ki jih nato sprejemna naprava pretvori v navodila. Vsebnost silicija v čipu skupaj z žicami in tranzistorji ustvarja zelo ugodno okolje za prenos električne energije.

Obstaja več različnih načinov za izdelavo mikročipa. Kako je izdelan, je odvisno od predvidene uporabe čipa. V primeru osebnega računalnika je glavna sestavina večine čipov silicij. Silicij, glavna sestavina peska, je sposoben bodisi prevajati elektriko ali jo vsebovati, zaradi česar je idealen material kot čip. Proizvajalci čipov dodajajo druge kovine, kot so aluminij, baker in zlato, da izboljšajo zmogljivost čipa. Številni mikročipi imajo le 2 do 3 kvadratne milimetre in so debeli nekaj milimetrov. Dejanska zasnova vezja je narisana na čip z uporabo ultravijolične svetlobe s šablono ali masko kot vodilo. Nato so v zasnovo vgrajene komponente ožičenja in tranzistorja. Kompleksna integrirana vezja imajo lahko več plasti vgrajenih, med seboj povezanih komponent. Te vgrajene tranzistorske komponente izvajajo zmožnosti shranjevanja podatkov in manipulacije mikročipov. Preprost čip ima lahko kar 3000 tranzistorjev. Električni tok se prevede v uporabne podatke s pošiljanjem toka skozi vezje v nizu nabojev. Dajatve dejansko postanejo jezik, potreben za komunikacijo s sprejemno napravo. Boolean logika je jezik, ki se uporablja za prevajanje električnih tokov v uporabna navodila za računalnik. V svoji najpreprostejši obliki je Boolean logika binarna koda, ki uporablja dve vrednosti – resnična in napačna ali »vklop in izklop« – za prevajanje električnega toka v uporabno sporočilo.

Mikročipi ponujajo nešteto uporab na različnih inženirskih in tehnoloških področjih, vključno s fiziko, znanostjo, optiko in biologijo. Napredek, dosežen na enem področju, postopoma vpliva na druga. Eno posebno področje, ki zelo obeta, je fotonika. Photonics uporablja lastnosti svetlobe kot medija za prenos informacij. Nastajajoče polje optoelektronike združuje kvantne učinke svetlobe z magnetnimi učinki polprevodniških materialov. Drugo novo in obetavno področje študija je nanotehnologija. Nanotehnologija deluje na področju atomov in molekul. Gre za novo dimenzijo proizvodnje, ki želi ustvariti nove in izboljšane snovi, materiale in procese. Z nanotehnologijo si znanstveniki prizadevajo ustvariti sposobne mikročipe velikosti molekul. Če bo uspešen, se bo pojavil popolnoma nov svet izdelkov in zmogljivosti za obdelavo informacij.