"Бялото злато", което промени света
Източник: Vesti.bg

О т градове, които никога не спят до отдалечени села, една технология променя начина, по който живеем и работим. От смартфоните в джобовете ни до огромните центрове за данни, захранващи интернет, от електрически скутери до хиперзвукови самолети, пейсмейкъри до прогнозиращи времето суперкомпютри - вътре във всеки един от тях, невидими и неподправени, са малки късчета техника, които правят всичко възможно -полупроводници, разказва CNN. 

Полупроводниковите устройства, наречени транзистори, са малките електронни превключватели, които извършват изчисления в нашите компютри. Учените в САЩ направиха първия силициев транзистор през 1947 г. Преди това механиката на изчисленията се изпълняваше от вакуумни тръби, които бяха бавни и обемисти. Силицият промени всичко.

Производството на транзистори от силиций позволи да бъдат направени достатъчно малки, за да се поберат в микрочип. „Това, че можем да миниатюризираме тези транзистори, ни позволява да правим неща, каквито не бихме могли да си представяме в предишните поколения“, казва Джон Нойфер, изпълнителен директор на Асоциацията на полупроводниковите индустрии. "Всичко това, защото можем да поставим масивен компютър върху малък чип."

Темпът на иновациите беше безпрецедентен. Чиповете започнаха да се миниатюризират с такава постоянна скорост, сякаш технологията следва закон. За първи път заявен преди около 50 години от Гордън Мур, съосновател на гиганта Intel, законът на Мур предвиждаше, че броят на транзисторите, които можете да поставите на чип, ще се удвоява на всеки две години.

Доскоро законът на Мур беше правилен. Едва сега, когато опитите за свиване на транзисторите вече граничат с физическите граници, темпът на миниатюризация се забави. 

Но силицият, елементът в основата на тази революция, е изненадващо един от най-разпространените на планетата. Силицият се намира в минерали, които съставляват 90% от земната кора. 

Силициятзахранва чип индустрия от $ 500 млрд. (410 млрд. £), която от своя страна захранва глобалната технологична икономика. Полупроводниковият бизнес също се превърна в един от най-взаимосвързаните в историята, като суровините идват от Япония и Мексико, а чиповете се произвеждат в САЩ и Китай. След това чиповете се изпращат отново по целия свят, за да бъдат инсталирани в устройства, които попадат в ръцете на хората във всяка страна по света.

„Силицият, който е същността на тези чипове, вероятно обикаля света два или три пъти“, казва Нойфер.

Как потъна Земята в палмово масло

Електрониката от висок клас изисква висококачествени съставки. Най-чистият силиций се намира в кварцова скала, а най-чистият кварц в света идва от кариера близо до гора в Северна Каролина, САЩ. Милиони цифрови устройства по света - може би дори телефонът в ръката или лаптопът пред вас - носят парче от това малко градче в Северна Каролина в себе си. „Заблуждава ума малко, като се има предвид, че в почти всеки мобилен телефон и компютърен чип ще намерите кварц от смърч“, казва Ролф Пиперт, мениджър на мините в Quartz Corp, водещ доставчик на висококачествен кварц.

Скалите около смърча са уникални. С високо съдържание на силициев диоксид, съдържащ силиций съединение и с ниско съдържание на замърсявания, регионът е богат на скъпоценни камъни.

Сега кварцът се продава за 10 000 долара (8 250 британски лири) на тон, което превръща мината от смърч в 300 милиона долара годишно. Скали, извлечени от земята с машини и експлозиви, се поставят в трошачка, която изхвърля кварцов чакъл. След това отива в преработвателно предприятие, където кварцът се смила до фин пясък. Добавят се вода и химикали за отделяне на силиция от други минерали. Силицият преминава през окончателно смилане, преди да бъде пакетиран и изпратен като прах в рафинерия.

За всички милиарди микрочипове в света, само около 30 000 тона силиций се добиват всяка година. Това е по-малко от количеството пясък, който се произвежда всеки час само в САЩ.

„Резервите тук, в района на смърчовия бор, са много силни“, казва Пиперт. „Имаме материал за десетилетия. Промишлеността вероятно ще се промени, преди да ни свърши кварцът". 

За да превърне силициевия прах в чипове, материалът се разтопява в пещ при 1400°С и се оформя в цилиндрични блокове. След това те се нарязват на дискове, наречени вафли, като нарязване на краставица. И накрая, няколко десетки правоъгълни вериги -самите чипове - се отпечатват върху всяка вафла във фабрики, като тази, управлявана от Global Foundries в щата Ню Йорк. От тук чиповете си проправят път до всяко кътче на планетата.

Камъкът, вграждан под кожата, по-ценен от диамант

„По същество ние сме печатница за всяко [електронно] устройство, което всяка компания би искала да направи“, казва Крис Белфи, инженер в Global Foundries.

Чиповете са толкова малки, че праховите частици или космите могат да разрушат сложната им схема. За да не се замърси микроелектрониката, огромният заводски под трябва да е стерилен.

Площ с размери шест футболни игрища се поддържа хиляди пъти по-чиста от операционната зала и осветена от слаба жълта светлина, за да се предотврати ултравиолетовото излъчване да повреди някои химикали, използвани в производствения процес. Работниците в лабораторията и фабричните техници извършват бизнеса си в зловещо сияние, облечени от главата до петите в бели костюми, маски и очила.

В чистата стая повечето операции се извършват автоматично от роботи, затворени с вакуум. В зависимост от дизайна, всеки чип може да изисква между 1000 и 2000 стъпки, за да го произведе.

Празните вафли, които влизат в етажа на фабриката, струват няколко стотин долара за брой. Когато си тръгнат, отпечатани с милиарди транзистори, те струват сто пъти повече. Повечето чипове Global Foundries се оказват в телефони или специализирани части от хардуера, наречени графични процесори, които захранват видеоигри, AI и извличане на криптовалута. Свързаните устройства от фитнес тракери до умни хладилници и умни високоговорители - общо известни като интернет на нещата - са друго нарастващо семейство от крайни устройства. „Хората искат повече неща, свързани по всяко време“, казва Белфи.

Следващият етап от пътуването е доставка до производителите на електроника, често в чужбина. „Чувствам се изключително горд, че съм част от индустрия, която допринесе за повишаване на нивото на свързаност между хората по целия свят“, казва Изабел Ферейн, директор на централния инженеринг в Global Foundries. „Когато гледам електронните устройства, които използваме всеки ден, виждам технологията, по която работихме.“

След самолети, автомобили и нефт, полупроводниците са четвъртият най-голям износ на САЩ. Голяма част от приходите се връщат в разработването на нови продукти, поставяйки полупроводниковата индустрия наравно с фармацевтичните продукти като водеща индустрия, базирана на научни изследвания. "Ние променяме индустрията, която променя света", казва Ферейн.

Не е изненада, че производителите на чипове пазят отблизо търговските си тайни. „Интелектуалната собственост е основата на живота на полупроводниковата индустрия“, казва Джон Нойфер от Асоциацията на полупроводниковите индустрии.

Но други държави работят усилено, за да наваксат. Китай е най-големият потребител на полупроводници в света, но само малка част от чиповете, които използва, са домашно приготвени. През 2017 г. Китай внесе 260 милиарда долара (1 800 милиарда; £ 210 милиарда) на стойност, най-големият единичен внос в страната. Тя има за цел да бъде по-самостоятелна, с амбициозната цел да произведе 40% от собствените си полупроводници до 2020 г. и 70% до 2025 г. Все повече китайски фирми произвеждат свои собствени дизайнерски чипове

Тъй като полупроводниците станаха по-малки и по-евтини, те станаха достъпни за почти всички. Смята се, че повече от 5 милиарда души имат мобилни устройства, а повече от половината от тях са смартфони. И развиващите се страни сега догонват.

Кенийско семейство си купува телефона за около £ 120 като бизнес инвестиция. Освен че се свързва с купувачи, то използва телефона, за да поддържа информацията от жизненоважно значение за управлението на ферма, като най-новите прогнози за времето и пазарните цени на различни култури.

Кения е трета по употребяване на интернет в Африка с 24% от кенийците онлайн, според Research ICT Africa. Но други държави се изоставят. Например в Руанда само 9% от хората имат достъп до интернет, най-ниският брой на континента. Нещо повече, 77% от хората с достъп до интернет живеят в градовете.

Тъй като полупроводниковата технология продължава да се усъвършенства и повече хора учат цифрови умения, тези пропуски трябва да се свият. А смартфоните дори могат да засилят цялостната икономика на дадена страна. Според една оценка, на всеки 10 мобилни телефона на 100 души в развиваща се страна БВП нараства с 0,5%.

Рядко има една технология, която има потенциал да промени живота толкова много. Това е "доста страхотна" мисъл, че нещо толкова просто като чист кварцов пясък може да се превърне в почти безкрайно сложна технология, която днес свързва целия ни живот.

Следете ни навсякъде и по всяко време с мобилното приложение на Vesti.bg. Можете да го изтеглите от Google Play и AppStore.

За още актуални новини от Vesti.bg последвайте страницата ни в Instagram

Обратно в сайта X

ДОСТЪП ЗА ЛОГНАТИ ПОТРЕБИТЕЛИ За да пишете, оценявате или докладвате коментари, моля логнете се в профила си.

  1. Запомни ме
забравена парола Полетата маркирани с * са задължителни
Полето Потребителско име не трябва да е празно.
Полето E-mail не трябва да е празно.
Полето Парола не трябва да е празно.
Полето Повторете паролата не трябва да е празно.
  1. Декларирам, че съм се запознал с Общите условия за ползване на услугите на Нетинфо.
Полетата маркирани с * са задължителни
Вълнуващ обрат класира Мартин и Николета за следващия етап на звездната надпревара в “Игри на волята”

Вълнуващ обрат класира Мартин и Николета за следващия етап на звездната надпревара в “Игри на волята”

Любопитно Преди 5 часа

Ураганите ще стартират предстоящата битка за територия с преднина

Един от петимата арестувани до военна база в Англия е подал сигнал

Един от петимата арестувани до военна база в Англия е подал сигнал

България Преди 7 часа

Иран отрича каквато и да е връзка със случая

Спряха екзекуцията на Криста Пайк в последния момент

Спряха екзекуцията на Криста Пайк в последния момент

Свят Преди 9 часа

Тя трябваше да стане първата жена, екзекутирана в щата Тенеси от повече от 200 години

Ще обезщетят ли клиенти, извънредна проверка в „Топлофикация София“

Ще обезщетят ли клиенти, извънредна проверка в „Топлофикация София“

България Преди 10 часа

При предишната КЕВР задължи „Топлофикация София“ да изплати неустойки на 6197 клиенти

Арестуваха пилота, обявен за терорист след опита да разбие самолета за Израел

Арестуваха пилота, обявен за терорист след опита да разбие самолета за Израел

Свят Преди 10 часа

Оманският гражданин бе задържан в Саудитска Арабия, след като намушка капитана в опит да разбие лайнера със 174 души на борда. Израелски пътници го неутрализираха във въздуха, а Тел Авив поиска пълна забрана за полетите на авиокомпанията

Русия е планирала убийството на Каспаров и други дисиденти това лято в САЩ

Русия е планирала убийството на Каспаров и други дисиденти това лято в САЩ

Свят Преди 10 часа

Американската прокуратура обвинява петима членове на мрежа, свързана с руското разузнаване, която е опитвала да извърши няколко убийства, включително в Литва

Три танкера са ударени в Ормузкия проток

Три танкера са ударени в Ормузкия проток

Свят Преди 10 часа

Ормузкият проток е в центъра на конфликта между САЩ и Иран

<p>Началникът на отбраната е подал оставка</p>

Началникът на отбраната адмирал Емил Ефтимов е подал оставка

България Преди 11 часа

Той е получил и всички отличия и награди, съответстващи на званието му

България поиска последните 1,823 млрд. евро по Плана за възстановяване

България поиска последните 1,823 млрд. евро по Плана за възстановяване

Парите ни Преди 11 часа

Европейската комисия ще оцени до два месеца дали са изпълнени последните 59 етапа и цели

Учени в Китай възстановиха лицето на мъж, живял преди 8000 години

Учени в Китай възстановиха лицето на мъж, живял преди 8000 години

Любопитно Преди 11 часа

Научният екип съчета физическата антропология с високопрецизни 3D технологии, за да пресъздаде облика на праисторически жител от неолитния обект Цзяху

България пое още 2,25 млрд. евро дълг, общо 6,5 млрд. евро от началото на годината

България пое още 2,25 млрд. евро дълг, общо 6,5 млрд. евро от началото на годината

Парите ни Преди 11 часа

Поръчките от инвеститори надхвърлиха 5,5 млрд. евро, а доходността по трите емисии е между 4,235% и 5,325%

Испанският шаман, обвинен за дрога край Калофер, остава в ареста

Испанският шаман, обвинен за дрога край Калофер, остава в ареста

България Преди 11 часа

Обвиняемият: В сърцето си се чувствам невинен и свободен

,

Телефоните - новите цигари: Заведения започнаха война срещу екраните по време на вечеря

Любопитно Преди 11 часа

Световна тенденция завладява заведенията в САЩ и Европа. Ресторанти и барове заключват смартфоните на клиентите си или предлагат безплатно вино, за да върнат живия разговор на масата

Русия предупреди НАТО, че може да употреби ядрено оръжие

Русия предупреди НАТО, че може да употреби ядрено оръжие

Свят Преди 12 часа

За първи път от Студената война насам Русия ни заплашва по този начин

Сър Ранулф Файнс през 2022 г.

Отвлякоха ли легендата? Сър Ранулф Файнс се завърна у дома след тайни премествания

Свят Преди 12 часа

Вестник „Таймс“ съобщи, че се смята, че сър Ранулф се е върнал в дома си в Шропшър, като изданието посочва, че разполага с видеокадри, показващи как изследователят се разхожда с проходилка около имота

Израелският премиер Бенямин Нетаняху

Предупрежденията преди 7 октомври заплашват предизборната кампания на Нетаняху

Свят Преди 12 часа

Нетаняху е подложен на продължаващ натиск заради твърденията за отправени предупреждения преди нападението на „Хамас“, докато октомврийските избори наближават