Dispozitivul fundamental al lumii digitale este circuitul integrat, o mica piesa de forma patrata de siliciu continand milioane de tranzistoare. Este probabil cel mai complex dispozitiv creat de om. Desi pare plat, este de fapt o structura tridimensionala creata prin construirea in cel mai mic detaliu pe baza de siliciu a catorva straturi forte subtiri de materiale care izoleaza si conduc electricitatea. Asamblate conform unui tipar care a fost conceput cu foarte mare grija in avans, aceste straturi formeaza tranzistorele, care functioneaza ca intrerupatoare care controleaza fluxul de electricitate prin circuit, cunoscut si sub numele de cip.
Pozitiile pornit si oprit ale intrerupatorului manipuleaza codul binar care este miezul functionarii calculatorului.
Constructia in sine a unui cip necesita, de obicei, cateva sute de pasi de fabricare care dureaza cateva saptamani. Fiecare pas trebuie executat perfect pentru ca cip-ul sa functioneze. Conditiile sunt foarte stricte. Spre exemplu, deoarece un fir de praf poate distruge cip-ul, fabricarea trebuie sa aiba loc intr-o camera curata care contine mai putin de 25 de submicroni de particule de praf intr-un metru cub de aer (in contrast, camera de zi are intre doua milioane si douazeci de milioane de particule intr-un metru cub de aer). Mare parte din echipamentul necesar pentru crearea cip-urilor admite cea mai inalta dintre tehnologiile inalte, astfel incat fabricile de cip-uri, care costa intre un miliard si doua miliarde de dolari, sunt printre cele mai costisitoare intreprinderi.
Tehnologia de baza a fabricarii cip-ului este procesul planar proiectat in 1857 de Jean Hoerni de la Fairchild Semiconductor. Acesta furniza mijloacele de creare a unei structuri cu straturi a bazei de silicon a unui cip.
Aceasta tehnologie a fost pivotul in aparitia circuitului integrat in 1958 de catre Robert N. Noyce. Legatura intre tranzistoare si circuitul integrat a fost tehnologia planara care a deschis drumul catre procesul de fabricare conform caruia se construiesc astazi cip-urile. Sutele de pasi individuali din acest proces pot fi grupati in cateva operatii de baza.
Prima operatie este proiectarea cip-ului. Cand ai de construit milioane de tranzistoare pe o pastila de siliciu de dimensiunea unghiei unui copil, plasarea si interconectarea tranzistoarelor trebuie lucrata meticulos. Fiecare tranzistor trebuie proiectat pentru functia proprie, si se combina grupuri de tranzistoare pentru a crea elemente de circuit cum ar fi invertoarele, sumatoarele si decodoarele. Proiectantul trebuie sa ia de asemenea in consideratie scopul pentru care a fost proiectat cip-ul. Un cip de procesor executa instructiunile dintr-un calculator iar cipul de memorie stocheaza datele. Cele doua tipuri de cip-uri difera oarecum in structura. Din cauza complexitatii cip-urilor din ziua de astazi, munca de proiectare este realizata de un calculator, desi inginerii printeaza adesea o diagrama marita a structurii cip-ului ...
Pentru a descărca acest document,
trebuie să te autentifici in contul tău.
