Teie sõrmeküüntest väiksem mikrokiip sisaldab arvutiskeeme, mida nimetatakse an integraallülitus. Integreeritud vooluahela leiutis on ajalooliselt inimkonna üks olulisemaid uuendusi. Peaaegu kõik kaasaegsed tooted kasutavad kiibitehnoloogiat.
Pioneerid, kes on teada mikrokiibitehnoloogia leiutamisest, on Jack Kilby ja Robert Noyce. 1959. aastal sai Kilby of Texas Instruments USA patendi miniatuursete elektrooniliste vooluringide ja Noyce of Fairchild Semiconductor Corporation sai patendi ränipõhise integreeritud toote jaoks vooluring.
Mis on mikrokiip?
Mikrokiip on valmistatud pooljuhtmaterjalist, näiteks räni või germaanium. Mikrokiibid kasutatakse tavaliselt arvuti loogikakomponendina, mida nimetatakse mikroprotsessoriks, või arvutimälu jaoks, mida nimetatakse ka RAM-kiipideks.
Mikrokiip võib sisaldada komplekti ühendatud elektroonilisi komponente, nagu näiteks transistorid, takistid ja kondensaatorid, mis on söövitatud või trükitud väikesele vahvlikihile.
Integreeritud vooluahelat kasutatakse kontrolleri lülitina konkreetse ülesande täitmiseks. Integreeritud vooluahelas olev transistor toimib nagu sisse ja välja lüliti. Takisti kontrollib transistoride vahel edasi-tagasi liikuvat elektrivoolu. Kondensaator kogub ja vabastab elektrienergiat, diood aga peatab elektrivoolu.
Kuidas mikrokiibid valmistatakse
Mikrokiibid ehitatakse kihiti kihiti a vahvlile pooljuht materjal, näiteks räni. Kihid on üles ehitatud fotolitograafias kutsutud protsessi abil, milles kasutatakse kemikaale, gaase ja valgust.
Esiteks sadestatakse räni vahvli pinnale ränidioksiidi kiht, seejärel kaetakse see kiht fotoresistiga. Fotoresist on valgustundlik materjal, mida kasutatakse ultraviolettvalguse abil pinnale mustrilise katte moodustamiseks. Valgus paistab läbi mustri ja see kõvendab valgusega kokkupuutuvaid alasid. Gaasi kasutatakse söövitamiseks ülejäänud pehmetesse piirkondadesse. Seda protsessi korratakse ja modifitseeritakse, et luua komponentide skeem.
Komponentide vahel juhtiv tee luuakse kiibi katmisel õhukese metallikihiga, tavaliselt alumiiniumiga. Metalli eemaldamiseks kasutatakse fotolitograafiat ja söövitusprotsesse, jättes alles ainult juhtivused.
Mikrokiibi kasutusalad
Mikrokiibi kasutatakse peale arvuti ka paljudes elektriseadmetes. 1960. aastatel kasutasid õhuväe raketi Minuteman II ehitamiseks mikrokiibid. NASA ostis oma Apollo projekti jaoks mikrokiibid.
Tänapäeval kasutatakse mikrokiibisid nutitelefonid mis võimaldavad inimestel kasutada Internetti ja pidada telefonilist videokonverentsi. Mikrokiibi kasutatakse ka televiisorites, GPS-i jälgimisseadmetes, isikutunnistuskaartides ja ka meditsiinis, et kiiremini diagnoosida vähki ja muid haigusi.
Lisateave Kilby ja Noyce'i kohta
Jack Kilby omab enam kui 60 leiutist ja on tuntud ka kui kaasaskantava kalkulaatori leiutaja 1967. aastal. 1970. aastal autasustati teda riikliku teadusmedaliga.
Oma nime 16 patendiga Robert Noyce asutas 1968. aastal mikroprotsessori leiutamise eest vastutava ettevõtte Inteli.