STRUKE:

čip

ilustracija
ČIP, vafer promjera oko 150 mm, na kojem se nalazi 470 čipova s mikroprocesorima, koji će nakon izrezivanja biti smješteni u kućišta za ugradnju u elektroničke uređaje

čip (engl. chip: iver, režanj), tanka poluvodička pločica, ploštine najviše nekoliko četvornih milimetara, služi kao nosač elektroničkog elementa ili cijelog integriranog sklopa u koji su ugrađeni tranzistori, diode, otpornici i kondenzatori, međusobno električki spojeni u elektronički sklop s izvodima na rubu pločice. Čip se nakon obradbe smješta u kućište radi daljnjega spajanja unutar nekog elektroničkog uređaja. Prvi integrirani sklop na osnovi germanijske pločice s ugrađenim tranzistorom, otpornikom i kondenzatorom izradio je 1958. Jack Kilby iz američke tvrtke Texas Instruments. Nakon izuma tranzistora, čip je najvažniji izum na kojem se osniva suvremena mikroelektronika. Integrirani sklopovi, iako sastavljeni od mnogo pojedinačnih elemenata, tehnološki su, kao proizvod, jedan element. Danas se naziv čip upotrebljava kao istoznačnica za integrirani sklop.

Današnji poluvodički elementi izrađuju se od kristala silicija, a rjeđe od indijeva arsenida ili galijeva antimonida. Kristal se oblikuje u štap kružna presjeka, iz kojega se izrezuju pločice ploštine od 0,2 do 200 mm², debljine 0,1 mm i manje. Izrezana pločica, koja se naziva vafer ili vafl (engl. wafer, njem. Waffel: oblatna, hostija), prima nekoliko stotina do nekoliko desetaka tisuća tankih čipova, već prema njihovoj veličini. Struktura mnogobrojnih tranzistora, dioda, otpornika i kondenzatora nastaje slojevito, difuzijom ili implantacijom poluvodičkih tvari. Kako bi se to radilo ciljano, cijela površina vafera prekriva se fotoosjetljivim slojem, a zatim se određena područja pokrivaju čipovim maskama. Katkad može biti potrebno i desetak maski, a kao prva postavlja se matična maska. Nakon stavljanja maski, površina se razvija ili nagriza i suši, a zatim slijedi difuzija ili implantacija samo na mjestima koja nisu bila pokrivena maskama. Na tako obrađenu vaferu uredno su, jedan do drugoga, poredani čipovi spremni za konačnu obradbu. Nakon ispitivanja, izrezivanja iz vafera, redanja čipova u liniju, postavljanja tankih izvoda na rub pločice te stavljanja u plastično, metalno ili keramičko kućište s vanjskim izvodima (tzv. inkapsuliranje), slijedi završna kontrola prije odlaska na tržište.

Čip omogućuje gradnju elektroničkih uređaja s velikom plošnom gustoćom elektroničkih elemenata. Moderni uređaji sadrže milijune elemenata, ali je njihova loša strana statističko rasipanje parametara i velik broj spojnih mjesta. Minimalna količina materijala i ušteda na ručnom radu čine čip vrlo ekonomičnim pri gradnji uređaja. Čip je zbog malih izmjera i dobre toplinske veze između elemenata stabilniji u radu od sklopova s pojedinačnim elementima. U razvoju čipova postavljaju se dva cilja: integracija multimedijskih kapaciteta i daljnje povećanje brzine rada uređaja. Brzina rada u samo jednom čipu iznosi milijune instrukcija u sekundi. Gustoća elemenata na čipu izražava se stupnjem integracije, označenim prema engleskim nazivima: integracija niskog stupnja (SSI), s desetak elemenata na čipu (od 1964), integracija srednjega stupnja (MSI), sa 100 do 10 000 elemenata (od 1968), integracija visokoga stupnja (LSI), s 10 000 do 100 000 elemenata. Danas se ugrađuju čipovi vrlo visokoga stupnja (VLSI) i ultravisokoga stupnja integracije (ULSI, od 1980). Pri takvu stupnju integracije u jednom je čipu smješteno milijun i više elemenata, a taj se broj i dalje povećava.

Čipovi imaju ključnu ulogu u mikroelektronici i njezinim područjima primjene. Oni su u visokointegriranim sklopovima pohranjivači podataka ili služe kao mikroprocesori koji obavljaju kontrolne i računalne zadaće. Mikroprocesor na jednom čipu može upravljati cijelim računalom. Čip je na tržištu najbrojniji tehnički proizvod u XX. st., temeljni kamen moderne elektronike koji je potaknuo razvoj informatičkoga društva. Njegova je primjena u rasponu od superračunala, koje je omogućilo revolucionarni napredak u telekomunikacijama, medicinskoj dijagnostici, biotehnologiji, uređenju prostora i obrambenom sustavu, pa do razvoja novih potrošačkih proizvoda za rad ili za razonodu.

čip. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 16.12.2019. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=13410>.