Как начинался компьютер
Компьютерная революция
Двоичный код
Разработки военных лет
Интегральные микросхемы
Микрокомпьютер
Персоны
Сеть
Язык компьютера
Развитие ПО
Гибкие системы
Средства разработки
Информатика
Вычислительная наука
Операционные системы
Искусственный интеллект
Предыстория
Поиск
Знания и рассуждения
Логика
Робототехника
 

 
Миниатюризация Печать
Инженеры окрестили эти устройства интегральными микросхемами (ИМС), но чаще их называют чипами (chip - щепка). Судя по размерам, им подошло бы еще более скромное название, однако возможности этих щепок поистине удивительны. Размером с ноготь, а зачастую еще меньше этот тоненький кусочек матового, похожего на металл вещества, называемого кремнием, способен обрабатывать и хранить информацию, решая практически любые задачи - от управления персональными компьютерами, видеоиграми и прочими домашними приспособлениями до управления роботами на сборочных конвейерах.

Каждая современная микросхема представляет собой многослойное хитросплетение сотен схем, настолько крошечных, что их невозможно различить невооруженным глазом. В этих схемах есть и пассивные компоненты: резисторы, создающие сопротивление электрическому току, и конденсаторы, способные накапливать заряд. Однако самыми важными компонентами электронных схем являются транзисторы - приборы, способные как усиливать напряжение, так и включать и выключать его, «разговаривая» на двоичном языке, который используется при электронной обработке информации.

Многочисленные и разнообразные компоненты ИМС формируются непосредственно в кристалле кремния (как мы уже говорили, это один из самых распространенных в природе элементов, содержание которого в земной коре составляет около 28%). При обычных условиях кремний не проводит ток. Но при внесении примесей - незначительного количества таких элементов, как бор или фосфор, свойства его кристаллической структуры меняются - и в кристалле теперь могут распространяться электрические импульсы со скоростью, равной половине скорости света.

До изобретения интегральной схемы 1959 каждый компонент электронной схемы изготавливался отдельно, а затем они соединялись посредством пайки. Появление ИС изменило всю технологию. Электронная аппаратура стала более дешевой, универсальной, малогабаритной, надежной и более быстродействующей, поскольку теперь электрическим импульсам приходится преодолевать меньшие расстояния. Наиболее сложные современные ИМС содержат до нескольких сотен тысяч компонентов.

Микросхемы изготавливают из единого кристалла, слой за слоем, используя метод фотолитографии и травления, настолько точный, что допуск не превышает 0,2 мкм. Благодаря этому сложному и тончайшему процессу (частично проиллюстрированному на следующих нескольких страницах) была создана совершено новая отрасль промышленности - микроэлектроника. По прогнозам, к 2030 г. ее годовой доход в мировом масштабе должен превысить 900 млрд. долл. К этому времени электронная промышленность, основанная на ИС, в целом превратится в самую развитую отрасль производства в мире.