Zgodovina silicijevega čipa

Medtem ko so prvi računalniki nastali pred njegovim izumom, je silicijev mikročip napredek, ki je omogočil sodobno računalniško dobo. Zmožnost izdelave miniaturnega vezja iz tega polprevodnika je računalnikom omogočila velik napredek v hitrosti in natančnosti ter jih spremenila iz naprav v velikosti sobe v stroje, ki jih lahko postavite na mizo ali v naročje.

Zasnova zgodnjega kroga

Zgodnji računalniki so v svojih zasnovah vezij uporabljali naprave, imenovane vakuumske cevi, ki so služile kot vrata za vklop in izklop tokov za usmerjanje delovanja računalnika in shranjevanje informacij. Vendar so bili to krhki sestavni deli, ki so med običajnim delovanjem pogosto odpovedali. Leta 1947 je izum tranzistorja nadomestil vakuumsko cev v računalniškem oblikovanju in te majhne komponente so za delovanje zahtevale polprevodni material. Zgodnji tranzistorji so vsebovali germanij, sčasoma pa je silicij postal polprevodnik, ki so ga izbrali računalniški arhitekti.

Silicijeve prednosti

Kot polprevodnik ima silicij električne lastnosti, ki ležijo med prevodniki in upori. Proizvajalci lahko kemično spremenijo osnovni silicij, da spremenijo njegove električne lastnosti, zaradi česar prevaja elektriko, odvisno od posebnih potreb enote. To je računalniškim oblikovalcem omogočilo, da ustvarijo številne svoje komponente iz istega materiala, namesto da bi za doseganje enakih rezultatov potrebovali ločene žice in druge materiale.

Mikročip

Na žalost je zapleteno vezje, potrebno za zmogljive računalnike, še vedno pomenilo, da morajo biti naprave izjemno velike. Leta 1958 pa je Jack Kilby prišel na idejo, da bi ustvaril vezje, ki je sestavljalo računalnik v miniaturi, z uporabo enega bloka polprevodnikov in tiskanjem vezja na vrhu v kovino, namesto da bi ustvaril vezje iz ločenih žic in komponent. Šest mesecev pozneje je Robert Noyce prišel na idejo, da bi kovino položil na polprevodnik in nato izjedkal nepotrebne dele, da bi ustvaril integrirano vezje. Ta napredek je močno zmanjšal velikost računalniških vezij in prvič omogočil njihovo množično proizvodnjo.

Izdelava silicijevih čipov

Danes proizvajalci silicijevih čipov uporabljajo ultravijolično svetlobo visoke moči za jedkanje svojih čipov. Po namestitvi fotoobčutljivega filma na silicijevo rezino svetloba sveti skozi masko vezja in označi film v podobi zasnove vezja. Proizvajalec odreže nezaščitena področja, nato položi drugo plast silicija in ponovi postopek. Končno, zadnja plast filma identificira kovinsko vezje, ki prekriva čip in s tem zaključuje električni krog. Sodobni silicijevi čipi lahko vsebujejo veliko različnih plasti z različnimi električnimi lastnostmi, da ustrezajo električnim potrebam zasnove računalnika.