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Photo: cole8888, https://flickr.com/photos/187597251@N05/ (aka Cole L), Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0.Quanto ne sai dei cervelli microscopici in silicio che alimentano il nostro intero mondo moderno? Metti alla prova la tua conoscenza sulla storia, la scienza e la scala del circuito integrato.
Curioso di circuiti 0–4 · Esploratore di silicio 5–8 · Maestro del micro 9–10
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Il silicio è la base dei moderni microchip grazie alle sue eccellenti proprietà semiconduttrici e alla sua abbondanza: è il secondo elemento più comune nella crosta terrestre e si trova nella normale sabbia! Ha sostituito il germanio perché offre prestazioni nettamente superiori alle alte temperature.
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Formulata dal cofondatore di Intel Gordon Moore nel 1965, la legge di Moore ha guidato il rapido ritmo di innovazione dell'industria tecnologica per decenni. Pur non essendo una legge fisica di natura, è servita da obiettivo per i produttori per rimpicciolire continuamente i transistor fino a scale atomiche. Foto: Max Roser, Hannah Ritchie, Wikimedia Commons, CC BY 4.0.
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I primi computer si affidavano alle valvole termoioniche per controllare l'elettricità, ma erano ingombranti, consumavano una quantità enorme di energia e si bruciavano spesso come lampadine. Il passaggio ai microchip a stato solido ha reso i computer migliaia di volte più piccoli, veloci e molto più affidabili.
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L'identificazione a radiofrequenza (RFID) utilizza campi elettromagnetici per identificare e tracciare i tag. Le carte contactless utilizzano la Near Field Communication (NFC), un sottoinsieme perfezionato dell'RFID. I tag passivi non richiedono una batteria; sono alimentati senza fili dal campo elettromagnetico del lettore.
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L'Intel 4004 era un'unità di elaborazione centrale a 4 bit su un singolo chip. Originariamente progettato per un'azienda giapponese di calcolatrici chiamata Busicom, questo minuscolo chip conteneva 2.300 transistor e aveva la stessa potenza di calcolo del massiccio computer ENIAC costruito nel 1946.
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Gli impianti di produzione di microchip utilizzano camere bianche avanzate in cui l'aria viene filtrata per essere migliaia di volte più pulita rispetto alla sala operatoria di un ospedale. Un singolo granello di polvere è molto più grande dei moderni transistor e può rovinare completamente un intero wafer di silicio.
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La fotolitografia è la tecnica chiave utilizzata per trasferire progetti di circuiti microscopici sul silicio. Funziona in modo simile alla vecchia fotografia su pellicola, utilizzando la luce ultravioletta per esporre un rivestimento chimico fotosensibile sul wafer, che viene poi inciso per formare i transistor.
Foto: Rob Bulmahn, Wikimedia Commons, CC BY 2.0.
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Jack Kilby costruì il primo circuito integrato funzionante nel settembre 1958 mentre lavorava presso Texas Instruments. Utilizzò una minuscola striscia di germanio per il suo prototipo. Grazie a questa invenzione rivoluzionaria, nel 2000 Kilby è stato insignito del Premio Nobel per la Fisica. Foto: James R. Biard, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.
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Mentre Jack Kilby realizzò il primo prototipo funzionante in germanio, pochi mesi dopo Robert Noyce inventò indipendentemente il circuito integrato in silicio. Il design di Noyce risolse il problema pratico di collegare i componenti su un unico chip, rendendo possibile la produzione di massa. Foto: Intel Free Press, Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0.
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William Shockley ha co-inventato il transistor e ha fondato il suo laboratorio a Mountain View, in California, per commercializzarlo. Tuttavia, il suo difficile stile di gestione ha spinto otto brillanti ingegneri a dimettersi e a fondare la Fairchild Semiconductor, dando di fatto vita a quella che oggi chiamiamo Silicon Valley.
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