Hur fungerar ett mikrochip?

Det första mikrochippet uppfanns 1974. Sedan dess fortsätter bearbetningskapaciteten att öka i en exponentiell takt. Mikrochips är hjärnan i alla elektroniska enheter som finns. Från klockor, till miniräknare, till satelliter, till datorer, dessa små chips står för de bekvämligheter som gör så många uppgifter enklare. Mikrochips är integrerade kretsar som har etsats på kiselchips, eller wafers. De integrerade kretsarna överför elektriska strömmar, eller signaler, som sedan omvandlas till instruktioner av en mottagande enhet. Kiselinnehållet i chippet, tillsammans med ledningar och transistorer, skapar en mycket gynnsam miljö för överföring av elektricitet.

Det finns ett antal olika sätt att bygga ett mikrochip. Hur det är byggt beror på chipets avsedda användning. När det gäller en persondator är huvudingrediensen för de flesta chips kisel. Kisel, en huvudingrediens i sand, kan antingen leda elektricitet eller innehålla den, vilket gör det till ett idealiskt material som chip. Chiptillverkare lägger till andra metaller, såsom aluminium, koppar och guld, för att förbättra chipets kapacitet. Många mikrochips är bara 2 till 3 millimeter i kvadrat och ett par millimeter tjocka. Den faktiska kretsdesignen ritas på chipet med hjälp av ultraviolett ljus med en stencil, eller mask, som vägledning. Därefter byggs ledningar och transistorkomponenter på designen. Komplexa integrerade kretsar kan ha flera lager av inbyggda, sammankopplade komponenter. Datalagrings- och manipuleringsförmågan hos mikrochips utförs av dessa inbyggda transistorkomponenter. Ett enkelt chip kan ha så många som 3 000 transistorer. Den elektriska strömmen översätts till användbar data genom att skicka strömmen genom kretsen i en serie laddningar. Avgifterna blir faktiskt det språk som behövs för att kommunicera med en mottagande enhet. Boolean logik är språket som används för att översätta elektriska strömmar till användbara instruktioner för en dator. I sin enklaste form är boolesk logik en binär kod som använder två värden - sant och falskt, eller "på och av" - för att översätta elektrisk ström till ett användbart meddelande.

Mikrochips erbjuder otaliga användningsområden inom flera tekniska och tekniska områden, inklusive fysik, vetenskap, optik och biologi. Framsteg som görs inom ett område har en progressiv effekt på de andra. Ett särskilt område som är mycket lovande är fotonik. Fotonik använder ljusets egenskaper som ett medium för att överföra information. Det framväxande fältet för optoelektronik kombinerar ljusets kvanteffekter med de magnetiska effekterna av halvledarmaterial. Ett annat nytt och lovande ämnesområde är nanoteknik. Nanoteknik arbetar inom atomernas och molekylernas område. Det är en ny dimension av tillverkning som syftar till att skapa nya och förbättrade ämnen, material och processer. Med nanoteknik arbetar forskare för att skapa livskraftiga mikrochips som är lika stora som molekyler. Om det lyckas kommer en helt ny värld av produkter och informationsbehandlingsmöjligheter att växa fram.