Kas izgudroja mikroshēmu?
Zilā mikroshēmas ilustrācija. KTSDESIGN / Zinātnes fotoattēlu bibliotēka / Getty Images
Mikroshēma ir savstarpēji savienotu elektronisku komponentu kopums, piemēram, tranzistori un rezistori, kas ir iegravēti vai uzdrukāti uz sīkas pusvadoša materiāla mikroshēmas, piemēram, silīcijs vai germānija . Mikroshēmas parasti izmanto datora loģiskajai sastāvdaļai, kas pazīstama kā mikroprocesors, vai datora atmiņai, ko sauc arī par RAM mikroshēmām. Mikroshēmā var būt virkne savstarpēji savienotu elektronisku komponentu, piemēram, tranzistori, rezistori un kondensatori, kas ir iegravēti vai uzdrukāti uz mazas, vafeles plānas mikroshēmas.
Integrētā shēma tiek izmantota kā kontrollera slēdzis, lai veiktu noteiktu uzdevumu. Tranzistors integrālajā shēmā darbojas kā ieslēgšanas un izslēgšanas slēdzis. Rezistors kontrolē elektrisko strāvu, kas pārvietojas uz priekšu un atpakaļ starp tranzistoriem. Kondensators savāc un atbrīvo elektrību, bet diode aptur elektrības plūsmu.
Kā tiek izgatavotas mikroshēmas
Inženieris pārbauda mikroshēmu, apgaismojot to cauri. Hero Images / Getty Images
Mikroshēmas tiek būvētas slāni pa slānim uz vafeles a pusvadītājs materiāls, piemēram, silīcijs. Slāņi tiek veidoti, izmantojot procesu, ko sauc par fotolitogrāfiju, kurā tiek izmantotas ķīmiskas vielas, gāzes un gaisma.
Vispirms uz silīcija vafeles virsmas tiek uzklāts silīcija dioksīda slānis, pēc tam šis slānis tiek pārklāts ar fotorezistu. Fotorezists ir gaismai jutīgs materiāls, ko izmanto, lai ar ultravioleto gaismu uz virsmas izveidotu rakstainu pārklājumu. Gaisma spīd cauri rakstam, un tā sacietē gaismai pakļautās vietas. Gāze tiek izmantota, lai iegravētu atlikušās mīkstās zonas. Šo procesu atkārto un modificē, lai izveidotu komponentu shēmu.
Vadošie ceļi starp komponentiem tiek izveidoti, pārklājot mikroshēmu ar plānu metāla, parasti alumīnija, kārtu. Fotolitogrāfijas un kodināšanas procesi tiek izmantoti, lai noņemtu metālu, atstājot tikai vadošos ceļus.
Mikroshēmas izmantošana
Viedtālruņi ir viena no daudzajām ierīcēm, kuras darbina mikroshēmas. zhengshun tang / Getty Images
Mikroshēmas tiek izmantotas daudzās elektriskās ierīcēs, izņemot datoru. Sešdesmitajos gados gaisa spēki izmantoja mikroshēmas, lai izveidotu Minuteman II raķeti. NASA iegādājās mikroshēmas savam Apollo projektam.
Mūsdienās tiek izmantotas mikroshēmas viedtālruņi kas ļauj cilvēkiem izmantot internetu un rīkot telefona videokonferenci. Mikroshēmas tiek izmantotas arī televizoros, GPS izsekošanas ierīcēs, identifikācijas kartēs, kā arī medicīnā, lai ātrāk diagnosticētu vēzi un citas slimības.
Vairāk par Kilbiju un Noisu
Roberts Noiss. Intel Free Press / Flickr / CC 2.0
Džekam Kilbijam pieder patenti vairāk nekā 60 izgudrojumiem, un viņš ir arī labi pazīstams kā portatīvā kalkulatora izgudrotājs 1967. gadā. 1970. gadā viņam tika piešķirta Nacionālā zinātnes medaļa.
Roberts Noiss ar 16 patentiem nodibināja Intel , uzņēmums, kas atbildīgs par mikroprocesora izgudrošanu 1968. gadā.