تستخدم الرقائق الإلكترونية بشكل كبير في الأجهزة الإلكترونية الحديثة، كما يتم استخدامها في العديد من الصناعات مثل الأقمار الصناعية، والهواتف المحمولة، والسيارات، والطائرات، وأجهزة الحاسوب، وغيرها.
الرقائق الإلكترونية
الرقائق الإلكترونية (Electronic Chip) أو ما يعرف بـ شريحة الحاسوب (Computer Chip) أو الدائرة المتكاملة (Integrated Circuit) هي لوحة صغيرة يتم صناعتها من أشباه الموصلات، وعادةً ما يتم صناعتها من السليكون المضاف لها مواد أخرى مثل النحاس، وتحتوي على الملايين من المكونات الكهربائية مثل الوصلات الثنائية (ديودات)، والمكثفات، والمقاومات، وغيرها من المواد، والتي تكون جميعها مدمجة معًا.
أنواع الرقائق الإلكترونية
يتم تصنيف الرقائق الإلكترونية بناءً على بعض العوامل، وذلك مثل:
الحجم
حسب حجم الرقائق الإلكترونية يتم تقسيمها إلى الأنواع التالية:
- صغيرة (SSI): استخدمت بشكل كبير في مشاريع الفضاء المبكرة، حيث تتكون الرقاقة الصغيرة من عدد قليل من الترانزستورات، أي ما يقارب 10-100 ترانزيستور في الشريحة الواحدة.
- متوسطة (MSI): تم إنشاء الرقائق الإلكترونية المتوسطة في فترة الستينات، وقد ساهمت في تحقيق نجاح اقتصادي كبير في فترتها، وتتكون الرقاقة المتوسطة من 100-1000 ترانزيستور على الشريحة الواحدة.
- كبيرة (VSI): تتكون الرقائق الإلكترونية الكبيرة من 1000- 100,000 ترانزيستور في الشريحة الواحدة، وتم إنشاؤها في فترة السبعينيات، واستخدمت في صناعة معالج الحاسوب، والآلات الحاسبة، وذاكرة الوصول العشوائي.
- كبيرة جدًا (VLSI): والتي كانت تستخدم في الثمانينات وحتى العام 2009 م، وتتضمن مليون ترانزيستور تقريبًا في الشريحة الواحدة.
- كبيرة للغاية (ULSI): وهي أحدثها، وتتضمن المليارات من الترانزستورات على الشريحة الواحدة.
تقنية التصنيع
تختلف التقنيات المستخدمة في صناعة الرقائق الإلكترونية على النحو الآتي:
- الرقائق الإلكترونية الرقيقة والسميكة.
- الرقائق الإلكترونية المتجانسة.
- الرقائق الإلكترونية الهجينة.
الإشارات الكهربائية
يختلف نوع الرقائق الإلكترونية حسب نوع الإشارات الكهربائية المستخدمة فيها كما يلي:
- الدوائر الرقمية المتكاملة.
- الدوائر المتكاملة التناظرية.
- الدوائر المتكاملة مختلطة الإشارة.
مميزات الرقائق الإلكترونية
تتميز الرقائق الإلكترونية بالكثير من المميزات والخصائص، ومنها:
- إنه أكثر موثوقية من ناحية طريقة عمله واستخداماته.
- الحجم صغير للغاية، مما يجعل من السهل العمل بها واستخدامها في الأجهزة والتقنيات المختلفة، وغالبًا ما يتراوح حجم الرقائق الإلكترونية بين 1-200 ملم مربع، والذي يعتبر صغير لأداء العديد من المهام التي تقوم بها.
- تستهلك الرقائق الإلكتروني طاقة منخفضة؛ بسبب صغر الحجم.
- يمكن استبدالها بسهولة.
- مناسبة وفعّالة لتشغيل الإشارات الصغيرة.
- لديها قدرة كبيرة على العمل في درجات الحرارة القصوى.
- وزن الرقائق الإلكترونية أقل بكثير مقارنة بالدوائر المنفصلة الأخرى.
- تساعد على تحسين الأداء الوظيفي؛ حيث يمكن تصنيع بعض الدوائر المعقدة لتحقيق خصائص أفضل.
- تكلفة الرقائق الإلكترونية قليلة مقارنةً بالدوائر المنفصلة، وذلك بسبب تقنيات التصنيع الخاصة بها.
- تتميز الرقائق الإلكترونية في سرعتها العالية؛ حيث أنها تعمل بسرعة كبيرة بسبب تقنيات تصنيعها، بالإضافة لانخفاض استهلاك الطاقة فيها.
