Історія кремнієвого чіпа

У той час як перші комп’ютери з’явилися ще до їх винаходу, кремнієвий мікрочіп – це прогрес, який зробив сучасну комп’ютерну еру можливою. Здатність створити мініатюрну друковану плату з цього напівпровідника дала комп’ютерам величезні можливості покращення швидкості та точності, перетворюючи їх із пристроїв розміру кімнати на машини, які можна було б сидіти на столі або ваші коліна.

Ранні комп’ютери використовували пристрої, які називаються вакуумними лампами, у своїх схемах, які слугували затворами для вмикання і вимикання струмів, щоб направляти роботу комп’ютера та зберігати інформацію. Однак це були крихкі компоненти, які часто виходили з ладу під час нормальної роботи. У 1947 році винахід транзистора замінив вакуумну лампу в комп’ютерній конструкції, і для функціонування цих маленьких компонентів був необхідний напівпровідниковий матеріал. Ранні транзистори містили германій, але з часом кремній став напівпровідником, який вибирали комп’ютерні архітектори.

Як напівпровідник кремній має електричні властивості, які лежать між провідниками та резисторами. Виробники можуть хімічно змінити основний кремній, щоб змінити його електричні властивості, змусивши його проводити електрику залежно від конкретних потреб пристрою. Це дозволило розробникам комп’ютерів створювати багато своїх компонентів з одного матеріалу, замість того, щоб вимагати окремих проводів та інших матеріалів для досягнення тих самих результатів.

На жаль, складна схема, необхідна для потужних комп’ютерів, все ще означала, що пристрої повинні бути надзвичайно великими. Однак у 1958 році Джеку Кілбі з’явилася ідея створити мікросхему, яка складала комп’ютер у мініатюрі, використовуючи одну блок напівпровідника і друк схеми зверху в металі замість створення схеми з окремих проводів і компоненти. Через шість місяців Роберту Нойсу прийшла в голову ідея покласти метал поверх напівпровідника, а потім витравлювати непотрібні частини для створення інтегральної схеми. Ці досягнення значно зменшили розмір комп’ютерних схем і зробили можливим їх масове виробництво вперше.

Сьогодні виробники кремнієвих мікросхем використовують потужне ультрафіолетове світло для травлення своїх чіпів. Після розміщення світлочутливої ​​плівки на кремнієвій пластині світло просвічує крізь схемну маску і брендує плівку у вигляді схеми. Виробник зрізає незахищені ділянки, а потім наносить ще один шар кремнію і повторює процес. Нарешті, останній шар плівки ідентифікує металеву схему, яка закриває мікросхему, завершуючи електричну схему. Сучасні кремнієві мікросхеми можуть містити багато різних шарів з різними електричними властивостями, щоб задовольнити електричні потреби комп’ютерного дизайну.