Silikonchippens historia

Medan de första datorerna kom till före dess uppfinning, är kiselmikrochippet det framsteg som gjorde den moderna datoreran möjlig. Möjligheten att skapa ett miniatyriserat kretskort av denna halvledare var det som gav datorer enorma framsteg i hastighet och precision, förvandlar dem från rumstora enheter till maskiner som kan sitta på ett skrivbord eller ditt knä.

Tidiga datorer använde enheter som kallas vakuumrör i sina kretsdesigner, som fungerade som grindar för att slå på och av strömmar för att styra datorns funktion och lagra information. Dessa var emellertid ömtåliga komponenter och misslyckades ofta under normal drift. 1947 ersatte uppfinningen av transistorn vakuumröret i datordesign, och dessa små komponenter krävde ett halvledande material för att fungera. Tidiga transistorer innehöll germanium, men så småningom blev kisel den valfria halvledaren för datorarkitekter.

Som halvledare har kisel elektriska egenskaper som ligger mellan ledare och motstånd. Tillverkare kan kemiskt ändra baskislet för att ändra dess elektriska egenskaper, vilket gör att det leder elektricitet beroende på enhetens specifika behov. Detta gjorde det möjligt för datordesigners att skapa många av sina komponenter av samma material, istället för att kräva separata kablar och andra material för att uppnå samma resultat.

Tyvärr innebar de komplexa kretsar som krävs för kraftfulla datorer fortfarande att enheterna måste vara extremt stora. 1958 kom dock Jack Kilby på idén att skapa kretsen som utgjorde en dator i miniatyr, med hjälp av en enda block av halvledare och skriva ut kretsen ovanpå i metall istället för att skapa kretsen av separata ledningar och komponenter. Sex månader senare kom Robert Noyce på idén att lägga metallen över halvledaren och sedan etsa bort de onödiga delarna för att skapa den integrerade kretsen. Dessa framsteg minskade kraftigt storleken på datorkretsar och gjorde det möjligt att masstillverka dem för första gången.

Idag använder tillverkare av kiselchips kraftfullt ultraviolett ljus för att etsa sina chips. Efter att ha placerat en ljuskänslig film på en silikonskiva lyser ljuset genom en kretsmask och märker filmen i bilden av kretsdesignen. Tillverkaren skär bort de oskyddade områdena och lägger sedan ner ytterligare ett lager kisel och upprepar processen. Slutligen identifierar ett sista lager av film metallkretsarna som stänger av chippet och fullbordar den elektriska kretsen. Moderna kiselchips kan innehålla många olika lager med olika elektriska egenskaper, för att passa datordesignens elektriska behov.