Изобретение кремниевого чипа

Знаете ли вы, что кремниевый чип, используемый сегодня в электронике, на самом деле является переназначенным военным компонентом? Несмотря на то, что изначально он был создан для совершенно другой цели, этот компонент теперь нашел свое применение во многих современных электронных устройствах. В этой статье мы рассмотрим историю кремниевых чипов, от их появления в вооруженных силах до их современного использования в электронике.

Изобретение кремниевого чипа

Кремниевый чип на самом деле является военным изобретением, созданным для решения конкретной задачи. Во время Второй мировой войны союзники столкнулись с серьезной проблемой, пытаясь сохранить в секрете немецкие коммуникации от держав Оси. По сути, союзники перехватывали все немецкие радиопередачи и могли расшифровать и понять большинство из них. Однако у союзников возникли проблемы с чтением зашифрованных или «открытых» немецких сообщений. Причина этого, как вы могли догадаться, в том, что немцы использовали сложную систему шифрования.

Союзники испробовали несколько различных подходов к взлому немецкого шифрования, но все они в конечном итоге не увенчались успехом. По мере того как война затягивалась, внимание союзников к взлому немецких кодов все больше и больше смещалось на усилия по созданию машины, которая могла бы «расшифровывать» немецкие сообщения.

Ранняя история кремниевых чипов

История кремниевого чипа начинается в начале 1900-х годов, когда исследователи в Германии, США и других странах начали экспериментировать с полупроводниками. Эти исследователи пытались разработать более эффективный электрический проводник, чем металлы, используемые в то время в проводах. В 1907 году немецкий физик Вильгельм Шальмайер подал заявку на патент на то, что он назвал «новым электрическим проводником». Он назвал этот новый проводник «кремниевым», и это название прижилось.

В течение следующих 10 лет различные исследователи и ученые начали экспериментировать с использованием кремния для создания электрических компонентов и устройств. Однако именно немецкому инженеру по имени Роберт Ассор приписывают изобретение первого кремниевого чипа. В 1915 году Ассор получил патент на «новый и усовершенствованный способ изготовления полупроводниковых приборов». Этот первый кремниевый чип часто считают размером с почтовую марку, хотя важно отметить, что компоненты первых кремниевых чипов были меньше.

Цифровая революция и кремниевый чип

Кремниевый чип нашел свое применение в электронных устройствах во время Второй мировой войны, когда немецкие военные начали использовать их в конструкции радиоламп. Эти радиолампы использовались для передачи и приема радиосигналов. Кремний был дешевле и имелся в большем количестве, чем германий, который использовался в лампах предыдущего поколения, поэтому немецкие военные стали использовать больше кремния в своих лампах.

После войны союзные войска захватили ряд немецких научных документов, в которых объяснялись свойства кремния и то, как его можно использовать в электронных компонентах. Это знание привело к огромному увеличению производства кремниевых компонентов для электронных устройств.

Кремниевый чип в производстве сегодня

Размер современного кремниевого чипа может варьироваться от нескольких квадратных дюймов до размера комнаты. Наиболее распространенным типом кремниевых микросхем, производимых сегодня, являются небольшие печатные платы с интегральными схемами (ИС). Эти ИС являются фундаментальными строительными блоками современной электроники. Они выполняют огромное количество функций, в том числе действуют как переключатели, усилители и запоминающие устройства.

Существует много типов интегральных схем (ИС), но наиболее распространенные из них перечислены ниже.

Транзисторы — это переключатели на кремниевой микросхеме, позволяющие ему проводить электричество.

Диоды — это «активные компоненты», которые позволяют транзистору включать и выключать электричество.

Резисторы - позволяют регулировать поток электричества.

Конденсаторы - они накапливают электричество и возвращают его обратно в цепь, когда это необходимо.

Индукторы - замедляют скорость прохождения электронных сигналов через них.

Куда движется кремниевый чип?

Заглядывая в будущее, мы видим, что кремниевые чипы будут становиться все более важными в электронной промышленности. Стоимость чипов продолжает снижаться, а количество функций, которые можно упаковать в один чип, увеличивается. Более того, количество функций, которые можно выполнить с помощью одного чипа, неуклонно растет.

Насколько мощным является кремниевый чип?

Кремниевый чип с интегральными схемами, безусловно, мощнее, чем без них. Например, один кремниевый чип с интегральными схемами может сравниться по мощности с высококлассным блоком питания. На самом деле один кремниевый чип обычно может обрабатывать больше энергии, чем могут обеспечить несколько традиционных источников питания.

Вывод

Кремниевый чип сыграл важную роль в развитии современной электроники. Первоначально он был разработан для совершенно другое назначение, но его перепрофилированные военные компоненты сделали его важной частью многих современных электронных устройств.

Изобретение кремниевого чипа стало важным шагом вперед в области электроники, и его дальнейшее использование со временем будет только увеличиваться.