Comment fonctionne une micropuce ?
Les faits
La première micropuce a été inventée en 1974. Depuis, les capacités de traitement continuent d'augmenter à un rythme exponentiel. Les micropuces sont les cerveaux de chaque appareil électronique existant. Des montres aux calculatrices, aux satellites, aux ordinateurs, ces petites puces sont responsables des commodités qui rendent tant de tâches plus faciles. Les micropuces sont des circuits intégrés qui ont été gravés sur des puces de silicium, ou wafers. Les circuits intégrés transfèrent des courants électriques, ou signaux, qui sont ensuite convertis en instructions par un dispositif récepteur. La teneur en silicium de la puce, avec les fils et les transistors, crée un environnement hautement propice au transfert d'électricité.
Caractéristiques
Il existe plusieurs façons de construire une micropuce. La construction dépend de l'utilisation prévue de la puce. Dans le cas d'un ordinateur personnel, l'ingrédient principal de la plupart des puces est le silicium. Le silicium, ingrédient principal du sable, est capable soit de conduire l'électricité, soit de la contenir, ce qui en fait un matériau idéal pour une puce. Les fabricants de puces ajoutent d'autres métaux, comme l'aluminium, le cuivre et l'or, pour améliorer les capacités de la puce. De nombreuses micropuces ne font que 2 à 3 millimètres carrés et quelques millimètres d'épaisseur. Le design du circuit réel est dessiné sur la puce en utilisant de la lumière ultraviolette avec un pochoir, ou masque, comme guide. Ensuite, les composants de câblage et de transistors sont construits sur le design. Les circuits intégrés complexes peuvent avoir plusieurs couches de composants interconnectés intégrés. Les capacités de stockage et de manipulation des données des micropuces sont effectuées par ces composants de transistors intégrés. Une puce simple peut avoir jusqu'à 3 000 transistors. Le courant électrique est traduit en données utilisables en envoyant le courant à travers le circuit en une série de charges. Les charges deviennent en fait le langage nécessaire pour communiquer avec un dispositif récepteur. La logique booléenne est le langage utilisé pour traduire les courants électriques en instructions utilisables pour un ordinateur. Sous sa forme la plus simple, la logique booléenne est un code binaire qui utilise deux valeurs — vrai et faux, ou « allumé et éteint » — pour traduire le courant électrique en un message utilisable.
Potentiel
Les micropuces offrent d'innombrables utilisations dans de multiples domaines d'ingénierie et technologiques, incluant la physique, la science, l'optique et la biologie. Les progrès dans un domaine ont un effet progressif sur les autres. Un domaine particulièrement prometteur est la photonique. La photonique utilise les propriétés de la lumière comme support pour transmettre l'information. Le domaine émergent de l'optoélectronique combine les effets quantiques de la lumière avec les effets magnétiques des matériaux semi-conducteurs. Un autre domaine nouveau et prometteur est la nanotechnologie. La nanotechnologie opère dans le domaine des atomes et des molécules. C'est une nouvelle dimension de fabrication qui cherche à créer de nouvelles substances, matériaux et processus améliorés. Avec la nanotechnologie, les scientifiques travaillent à créer des micropuces viables de la taille de molécules. Si cela réussit, tout un nouveau monde de produits et de capacités de traitement de l'information émergera.