Definitie en oorsprong van chip
Chip - een algemene term voor halfgeleidercomponentproducten, geïntegreerde schakelingen, afgekort als IC; of microschakelingen, microchips, wafers/chips. In de elektronica is het een manier om schakelingen te miniaturiseren (vooral halfgeleiderapparaten, maar ook passieve componenten, enz.) en wordt het van tijd tot tijd vervaardigd op het oppervlak van halfgeleiderwafers.
Van 1949 tot 1957 werden prototypes ontwikkeld door Werner Jacobi, Jeffrey Dummer, Sidney Darlington en Yasuo Tarui, maar het moderne geïntegreerde circuit werd in 1958 uitgevonden door Jack Kilby. Hij kreeg in 2000 de Nobelprijs voor natuurkunde, maar Robert Noyce, die tegelijkertijd een modern praktisch geïntegreerd circuit ontwikkelde, overleed in 1990.
Het grote voordeel van de chip
Na de uitvinding en massaproductie van transistors werden diverse halfgeleidercomponenten, zoals diodes en transistors, in grote aantallen gebruikt. Deze componenten vervingen de functie en rol van vacuümbuizen in schakelingen. Tegen het midden van de twintigste eeuw maakten ontwikkelingen in de halfgeleiderproductietechnologie geïntegreerde schakelingen mogelijk. Vergeleken met handmatig geassembleerde schakelingen die afzonderlijke, discrete elektronische componenten gebruiken, kunnen geïntegreerde schakelingen een groot aantal microtransistors integreren in een kleine chip, wat een enorme vooruitgang is. De productiviteit, betrouwbaarheid en modulaire aanpak van het circuitontwerp van geïntegreerde schakelingen zorgen voor een snelle invoering van gestandaardiseerde geïntegreerde schakelingen in plaats van ontwerpen met discrete transistors.
Geïntegreerde schakelingen hebben twee belangrijke voordelen ten opzichte van discrete transistors: kosten en prestaties. De lage kosten zijn te danken aan het feit dat de chip alle componenten als één geheel print, in plaats van slechts één transistor tegelijk te produceren. De hoge prestaties zijn te danken aan het feit dat de componenten snel schakelen en minder energie verbruiken omdat ze klein zijn en dicht op elkaar zitten. In 2006 daalde het chipoppervlak van enkele vierkante millimeters naar 350 mm² en kon het oplopen tot een miljoen transistors per mm².
(Er zouden wel 30 miljard transistors in kunnen zitten!)
Hoe de chip werkt
Een chip is een geïntegreerd circuit dat bestaat uit een groot aantal transistoren. Verschillende chips hebben verschillende integratiegroottes, variërend van honderden miljoenen tot tientallen of honderden transistoren. Transistoren hebben twee standen, aan en uit, die worden weergegeven door enen en nullen. Meerdere enen en nullen worden gegenereerd door meerdere transistoren en zijn ingesteld op specifieke functies (d.w.z. instructies en data) om letters, cijfers, kleuren, afbeeldingen, enz. weer te geven of te verwerken. Nadat de chip is opgestart, genereert deze eerst een opstartinstructie om de chip te starten en ontvangt deze later voortdurend nieuwe instructies en data om de functie te voltooien.
Plaatsingstijd: 03-06-2019
