"Бялото злато", което промени света
Източник: Vesti.bg
7

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

Коментари 7
Кирилица:
Фонетична
Имате 2000 позволени символа

* Моля, коментирайте конкретната статия и използвайте кирилица! Не се толерират мнения с обидно или нецензурно съдържание, на верска или етническа основа, както и написани само с главни букви!

7 коментара
 
Внезапен слънчев удар е, когато Слънцето те хване с друго Слънце...
Прочети целия
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

Последни

"Газпром" спира временно газа по "Северен поток"

"Газпром" спира временно газа по "Северен поток"

Свят Преди 29 минути

Доставките на газ ще бъдат напълно преустановени за три дни

Патрулки в трафика ще хващат нарушители в движение

Патрулки в трафика ще хващат нарушители в движение

България Преди 2 часа

Целта на акцията е нарушителите да бъдат изваждани от трафика веднага

Бойко Рановски отново поема ДАИ

Бойко Рановски отново поема ДАИ

България Преди 3 часа

Георги Палагачев е освободен, научи NOVA

Задържаха главния архитект на Кърджали

Задържаха главния архитект на Кърджали

България Преди 3 часа

Причината е проверка за длъжностно престъпление

Финландският премиер се тества за наркотици след диво парти

Финландският премиер се тества за наркотици след диво парти

Свят Преди 4 часа

Тя посочи, че способността ѝ да изпълнява задълженията си е останала ненакърнена

МО забрани употребата на алкохол и наркотици от военни

МО забрани употребата на алкохол и наркотици от военни

България Преди 7 часа

Забраняват и продажбата на алкохол в помещенията за хранене

ЦИК заличи регистрацията на тази коалиция

ЦИК заличи регистрацията на тази коалиция

България Преди 7 часа

След това заличаване с регистрация за вота на втори октомври остават 24 партии и 6 коалиции

Това ядоса Украйна, в Берлин: Задействайте „Северен Поток 2“

Това ядоса Украйна, в Берлин: Задействайте „Северен Поток 2“

Свят Преди 8 часа

Според Кубицки "няма разумна причина да не се пусне "Северен поток 2"

ФБР - мразено някога от левицата и сатанизирано днес от консерваторите

ФБР - мразено някога от левицата и сатанизирано днес от консерваторите

Свят Преди 8 часа

Агентите на ФБР са свикнали да ги критикуват; никога в историята обаче не са били атакувани така, както ги нападат днес консерваторите републиканци след извършените от тях обиски в дома на Тръмп

Бившето ръководство на ВМЗ „Сопот” отговори на Стоянов

Бившето ръководство на ВМЗ „Сопот” отговори на Стоянов

България Преди 8 часа

Новият директор на ДКК: Днес сутринта в 9 часа в ДКК имахме проверка от ДАНС

Бомбени заплахи изправят на нокти съседната на Украйна Молдова

Бомбени заплахи изправят на нокти съседната на Украйна Молдова

Свят Преди 8 часа

От началото на юли досега Молдова е получила близо 60 бомбени заплахи, като тази седмица са регистрирани повече от 15 на различни места

Място за красота

Място за красота

Любопитно Преди 9 часа

Разнообразие от продукти и услуги на клик разстояние

България и Сърбия се договориха за изграждането на интермодален терминал на границата

България и Сърбия се договориха за изграждането на интермодален терминал на границата

България Преди 9 часа

Христо Алексиев и сръбският министър на транспорта са обсъдили въпроси, свързани с енергетиката

Алексиев: Целта ни е да осигурим газ на най-добрата цена

Алексиев: Целта ни е да осигурим газ на най-добрата цена

България Преди 9 часа

Той призова за по-малко идеология и повече прагматичност и систематичност

<p>Огромно торнадо се образува в Черно море (ВИДЕО)</p>

Огромно торнадо се образува в Черно море край Крим

Свят Преди 10 часа

В социалните мрежи се появиха кадри на природната стихия

АПИ започва подготовка на конкурси само за зимно почистване

АПИ започва подготовка на конкурси само за зимно почистване

България Преди 10 часа

Това каза служебният министър на регионалното развитие и благоустройството арх. Иван Шишков