Come funziona un microchip?

I fatti

Il primo microchip è stato inventato nel 1974. Da allora, le capacità di elaborazione continuano ad aumentare a un ritmo esponenziale. I microchip sono il cervello di ogni dispositivo elettronico esistente. Dagli orologi, alle calcolatrici, ai satelliti, ai computer, questi piccoli chip rappresentano le comodità che semplificano così tante attività. I microchip sono circuiti integrati che sono stati incisi su chip di silicio o wafer. I circuiti integrati trasferiscono correnti elettriche, o segnali, che vengono poi convertiti in istruzioni da un dispositivo ricevente. Il contenuto di silicio del chip, insieme a fili e transistor, crea un ambiente altamente favorevole per il trasferimento di elettricità.

Funzionalità

Esistono diversi modi per costruire un microchip. Il modo in cui è costruito dipende dall'uso previsto del chip. Nel caso di un personal computer, l'ingrediente principale per la maggior parte dei chip è il silicio. Il silicio, ingrediente principale della sabbia, è in grado di condurre elettricità o di contenerla, il che lo rende un materiale ideale come chip. I produttori di chip aggiungono altri metalli, come alluminio, rame e oro, per migliorare le capacità del chip. Molti microchip hanno solo da 2 a 3 millimetri quadrati e uno spessore di un paio di millimetri. Il design del circuito effettivo viene disegnato sul chip utilizzando la luce ultravioletta con uno stencil o una maschera come guida. Successivamente, il cablaggio e i componenti del transistor vengono integrati nel progetto. I circuiti integrati complessi possono avere più livelli di componenti integrati e interconnessi. Le capacità di memorizzazione e manipolazione dei dati dei microchip sono eseguite da questi componenti a transistor integrati. Un semplice chip può avere fino a 3.000 transistor. La corrente elettrica viene tradotta in dati utilizzabili inviando la corrente attraverso il circuito in una serie di cariche. Gli addebiti diventano effettivamente la lingua necessaria per comunicare con un dispositivo ricevente. La logica booleana è il linguaggio utilizzato per tradurre le correnti elettriche in istruzioni utilizzabili per un computer. Nella sua forma più semplice, la logica booleana è un codice binario che utilizza due valori, vero e falso, o "acceso e spento", per tradurre la corrente elettrica in un messaggio utilizzabile.

Potenziale

I microchip offrono innumerevoli usi in molteplici aree ingegneristiche e tecnologiche, tra cui fisica, scienza, ottica e biologia. I progressi compiuti in un settore hanno un effetto progressivo sugli altri. Un campo particolare che pone grandi promesse è la fotonica. La fotonica utilizza le proprietà della luce come mezzo per trasmettere informazioni. Il campo emergente dell'optoelettronica combina gli effetti quantistici della luce con gli effetti magnetici dei materiali semiconduttori. Un altro campo di studio nuovo e promettente è quello delle nanotecnologie. La nanotecnologia funziona nel regno degli atomi e delle molecole. È una nuova dimensione della produzione che cerca di creare sostanze, materiali e processi nuovi e migliorati. Con la nanotecnologia, gli scienziati stanno lavorando per creare microchip vitali delle dimensioni di molecole. In caso di successo, emergerà un mondo completamente nuovo di prodotti e capacità di elaborazione delle informazioni.