A szilíciumchip története
Míg az első számítógépek a feltalálásuk előtt jelentek meg, a szilícium mikrochip az az előrelépés, amely lehetővé tette a modern számítógépes korszakot. Az a képesség, hogy ebből a félvezetőből egy miniatürizált áramköri lapot lehetett létrehozni, hatalmas előrelépést tett a számítógépek sebességében és pontosságában, és szobaméretű eszközökből olyan gépekké változtatta őket, amelyek asztalon vagy ölben ülhetnek.
Korai áramkörök tervezése
A korai számítógépek vákuumcsöveknek nevezett eszközöket használtak áramkörükben, amelyek kapuként szolgáltak az áramok be- és kikapcsolásához, hogy irányítsák a számítógép működését és tárolják az információkat. Ezek azonban törékeny alkatrészek voltak, és normál működés közben gyakran meghibásodtak. 1947-ben a tranzisztor feltalálása felváltotta a vákuumcsövet a számítógépes tervezésben, és ezeknek a kis alkatrészeknek a működéséhez félvezető anyagra volt szükség. A korai tranzisztorok germániumot tartalmaztak, de végül a szilícium lett a választott félvezető a számítógép-építészek számára.
A szilícium előnyei
Félvezetőként a szilícium elektromos tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek a vezetők és az ellenállások között helyezkednek el. A gyártók kémiailag módosíthatják az alapszilíciumot, hogy megváltoztassák annak elektromos tulajdonságait, így az egység speciális igényeitől függően vezeti az elektromosságot. Ez lehetővé tette a számítógép-tervezők számára, hogy számos alkatrészt ugyanabból az anyagból készítsenek, ahelyett, hogy külön vezetékekre és más anyagokra lenne szükségük ugyanazon eredmények eléréséhez.
A mikrochip
Sajnos a nagy teljesítményű számítógépekhez szükséges összetett áramkörök miatt az eszközöknek rendkívül nagyoknak kellett lenniük. 1958-ban azonban Jack Kilby azzal az ötlettel állt elő, hogy létrehozza a miniatűr számítógépet alkotó áramkört, egyetlen félvezető blokkot használva, és az áramkört a tetejére fémre nyomtatja, ahelyett, hogy különálló vezetékekből és alkatrészekből hozná létre az áramkört. Hat hónappal később Robert Noyce azzal az ötlettel állt elő, hogy a fémet lefekteti a félvezetőre, majd lemaratja a szükségtelen részeket az integrált áramkör létrehozásához. Ezek a fejlesztések nagymértékben csökkentették a számítógépes áramkörök méretét, és először tették lehetővé tömeggyártásukat.
Szilíciumchip gyártás
Manapság a szilíciumchip-gyártók nagy teljesítményű ultraibolya fényt használnak chipjeik maratására. A fényérzékeny film szilícium lapkára történő felhelyezése után a fény átvilágít egy áramköri maszkon, és a filmet az áramkör kialakításának képében jelzi. A gyártó levágja a nem védett területeket, majd újabb szilíciumréteget rak le, és megismétli a folyamatot. Végül egy utolsó filmréteg azonosítja a fém áramkört, amely lefedi a chipet, és ezzel befejezi az elektromos áramkört. A modern szilícium chipek sok különböző, különböző elektromos tulajdonságokkal rendelkező réteget tartalmazhatnak, hogy megfeleljenek a számítógépes tervezés elektromos igényeinek.