Как работает микрочип?
Факты
Первый микрочип был изобретен в 1974 году. С тех пор вычислительные возможности продолжают расти в геометрической прогрессии. Микрочипы — это мозг каждого существующего электронного устройства. От часов до калькуляторов, спутников и компьютеров — эти маленькие микросхемы обеспечивают удобство, облегчающее многие задачи. Микрочипы — это интегральные схемы, выгравированные на кремниевых чипах или пластинах. Интегральные схемы передают электрические токи или сигналы, которые затем преобразуются в инструкции принимающим устройством. Кремний, содержащийся в чипе, вместе с проводами и транзисторами создает очень благоприятную среду для передачи электричества.
Возможности
Существует несколько различных способов изготовления микрочипа. Как он построен, зависит от предполагаемого использования чипа. В случае с персональным компьютером основным компонентом большинства чипов является кремний. Кремний, основной компонент песка, способен либо проводить электричество, либо удерживать его, что делает его идеальным материалом в качестве чипа. Производители чипов добавляют другие металлы, такие как алюминий, медь и золото, чтобы расширить возможности чипа. Многие микросхемы имеют площадь всего 2-3 миллиметра и толщину несколько миллиметров. Фактический дизайн схемы рисуется на микросхеме с использованием ультрафиолетового света с помощью трафарета или маски в качестве ориентира. После этого в конструкцию встраиваются проводка и транзисторные компоненты. Сложные интегральные схемы могут иметь несколько слоев встроенных взаимосвязанных компонентов. Возможности хранения и обработки данных микрочипов выполняются этими встроенными транзисторными компонентами. Простой чип может иметь до 3000 транзисторов. Электрический ток преобразуется в пригодные для использования данные путем подачи тока через цепь в виде серии зарядов. Начисления фактически становятся языком, необходимым для общения с принимающим устройством. Булева логика — это язык, используемый для перевода электрических токов в полезные инструкции для компьютера. В своей простейшей форме булевская логика представляет собой двоичный код, который использует два значения — истина и ложь или «включено» и «выключено» — для преобразования электрического тока в полезное сообщение.
Потенциал
Микрочипы предлагают бесчисленное множество применений в различных инженерных и технологических областях, включая физику, науку, оптику и биологию. Прогресс, достигнутый в одной области, оказывает прогрессивное влияние на другие. Одной из конкретных областей, которая представляет большие надежды, является фотоника. Фотоника использует свойства света как среды для передачи информации. Развивающаяся область оптоэлектроники объединяет квантовые эффекты света с магнитными эффектами полупроводниковых материалов. Еще одной новой и перспективной областью исследований являются нанотехнологии. Нанотехнология работает в сфере атомов и молекул. Это новое измерение производства, направленное на создание новых и улучшенных веществ, материалов и процессов. С помощью нанотехнологий ученые работают над созданием жизнеспособных микрочипов размером с молекулу. В случае успеха появится целый новый мир продуктов и возможностей обработки информации.