طی سالیان اخیر، سیلیکون نقش بسیار اساسی و حیاتی در ساخت ریز تراشه‌ها را به عنوان ماده اولیه ایفا کرده است. استفاده از سیلیکون به‌عنوان ساختار اصلی تراشه‌های الکترونیکی، به توسعه تکنولوژی‌های پیشرفته و روند مدرن سازی صنایع الکترونیکی کمک بسیاری می‌کند. سیلیکون به دلیل خواصش مانند همگنی، غیرقابل اشتعالی، بازده بالا و ثبات حرارتی، انتخابی عالی برای ساخت ریز تراشه‌ها است.
استفاده از سیلیکون در ساخت ریز تراشه‌ها منجر به کاهش اندازه و افزایش سرعت و عملکرد تراشه‌ها می‌شود. فناوری‌های نوین مانند نانوالکترونیک و ریزشماری، نقش کلیدی سیلیکون را در ساخت ریز تراشه‌ها به توسعه و بهبود قابلیت‌های الکترونیکی آنها تأیید می‌کنند.
نقش‌های مهم سیلیکون در ساخت ریزتراشه ها
- ساختار پایه: سیلیکون به عنوان ساختار پایه در ریزتراشه‌ها استفاده می‌شود. این ماده قابلیت تحمل دماهای بسیار بالا را دارد و امکان برقراری اتصالات الکتریکی را فراهم می‌کند.
- استفاده از سیلیکون در تراشه‌سازی: سطحی از سیلیکون با کیفیت بالا بر روی تراشه‌ها ایجاد شده و به عنوان پایه برای قرار دادن اجزای الکتریکی مثل ترانزیستورها و مقاومت‌ها استفاده می‌شود.
- اندازه کوچک: سیلیکون به دلیل ویژگی‌های فیزیکی خاص خود، قابلیت ساخت تراشه‌های با ابعاد بسیار ک1. سیلیکون، قلبی پرطراوت برای ساخت ریزتراشه‌ها است. این ماده به عنوان ساختار اصلی تراشه‌ها، قابلیت سرعت بالا و عملکرد عالی را به ارمغان می‌آورد.
- هنر فرآیندها: سیلیکون از طریق فرآیندهای پیچیده و هنرمندانه شکل می‌گیرد تا به تراشه‌های کوچک، باریک و پیچیده تبدیل شود که قدرت محسوسی در انجام عملیات های مختلف دارند.
ریزتراشه ها چگونه ساخته می‌شوند؟
تولیدکنندگان ریزتراشه برای چیپ‌های خود به سیلیکون متکی هستند زیرا فراوان، ارزان و کار کردن با آن آسان است. همچنین، ثابت کرده است که نیمه هادی قابل اعتمادی در دستگاه‌های مختلف می‌باشد. با این حال، سیلیکون ممکن است به محدودیت‌های عملی خود برسد زیرا فناوری‌های ریزتراشه کوچک‌تر می‌شوند و اجزای بیشتری در ریزتراشه فشرده می‌شوند تا نیازهای روزافزون برای عملکرد بیشتر و داده‌های بیشتر را برآورده کنند. محققان فعالانه روی راه حل‌های مختلفی کار می‌کنند که امیدوارند بتوانند وسایل الکترونیکی را به آینده منتقل کنند.
شاید برای شما نیز سوال باشد که ریزتراشه چگونه ساخته می شود و جنس آن از چیست؟ در پاسخ به این سوال باید بگوییم که میکروچیپ ها را از سیلیکون میسازند.
ویفر (ویفرهای سیلیکونی) چیست؟
ویفرهای سیلیکونی، صفحاتی سیلیکونی هستند که نقش مهمی در ساخت ریز تراشه ها را دارند. تولید صفحات و یا همان ویفرهای سیلیکونی فرایندی کاملا پیچیده و زمان بر است.
در ساخت این صفحه ها از ماده ای به نام SILICA SAND استفاده می کنند. این فرایند باید مرحله به مرحله صورت گیرد. ویفرهای سیلیکونی دارای قطر 0/1 اینچی هستند و سطح آن ها به صورت کامل صیقل داده می شود تا حالتی آینه ای به خود بگیرند. البته امروزه به دلیل کم کردن هزینه ها از ویفرهای 300 میلی متری استفاده می کنند.
ریز تراشه چیست؟
ریزتراشه‌ها قطعات کوچکی از مواد نیمه‌رسانا هستند که حاوی مدارهای الکترونیکی هستند. آنها در طیف گسترده‌ای از دستگاه‌ها از جمله رایانه‌ها، تلفن‌های همراه، تبلت‌ها، تلویزیون‌ها، خودروها و بسیاری موارد دیگر استفاده می‌شوند. ریزتراشه‌ها از میلیاردها ترانزیستور تشکیل شده‌اند که عناصر کنترل‌کننده جریان الکتریکی در مدار هستند. اندازه ریزتراشه‌ها به طور مداوم در حال کاهش است، که منجر به پیشرفت‌های قابل توجهی در عملکرد، مصرف انرژی و هزینه شده است.
در گذشته که فناوری ریز تراشه وجود نداشت، سازندگان مجبور بودند تمامی این مدارهای الکتریکی را به صورت گسترده داخل وسایل الکترونیکی جای دهند. به همین دلیل اغلب، اندازه وسایل بسیار بزرگ می شد. اما امروزه این مدارهای مختلف در حد چند میلی متر در میکروچیپ گرد هم آمده اند. بنابراین حجم وسایل نیز کاهش چشمگیری داشته است.
کاربرد ریزتراشه چیست؟
جالب است تا بدانید تمامی دستگاه‌های پیشرفته الکترونیکی دارای میکروچیپ‌ها هستند. تلفن‌های همراه کنونی، کامپیوترهای قابل حمل، ماهواره‌ها و گیرنده‌های تلویزیونی از مهم‌ترین دستگاه‌هایی هستند که از وجود مدارهای مجتمع الکترونیکی و قدرت پردازشی آنها بهره مند شده‌اند و امروزه در هر خانه‌ای می‌توان آنها را یافت.
کاربرد ریز تراشه ها
ریز تراشه ها بر حسب نوع ساخت و کاربرد انواع مختلفی دارند. در این بخش به معرفی برخی از انواع ریز تراشه ها می پردازیم.
چیپ های حافظه
این چیپ ها، مدارهایی هستند که اطلاعات و داده ها را به صورت موقت و یا دائمی می توانند در خود ذخیره کنند.
- رم کامپیوتر
- فلش مموری
- مموری RCM
- از نمونه های این چیپ‌های حافظه هستند.
- چیپ های پردازنده: این چیپ ها وظیفه پردازش و تحلیل عملیات ها را به عهده دارند.
- تلفن های همراه
- کامپیوتر
- لپ تاپ و سرورها
به وفور از این نوع میکروچیپ‌ها بهره می برند.
پردازنده های گرافیکی
چیپ های پردازنده گرافیکی وظیفه ارائه خروجی گرافیکی را در سیستم به عهده دارند. از پردازنده گرافیکی در دسکتاپ کامپیوتر، لپ تاپ و تلفن های همراه استفاده می شود.
ریزتراشه مبدل داده
این چیپ ها می توانند داده ها را از نوع آنالوگ به نوع دیجیتال تبدیل کنند و برعکس. در واقع می توان اطلاعات خروجی از سنسورها را با استفاده از این قطعه به نوع دیگر تبدیل کرد.
ریز تراشه خودرو
ریز تراشه ها علاوه بر وسایل الکترونیکی، در خودروها نیز یافت می شوند. در واقع در سیستم برقی خودروهای امروزی بیشتر از میکروچیپ ها استفاده می کنند. به صورتی که نبود میکروچیپ می تواند صنعت خودروسازی را به کلی متوقف کند.
