ما هي الرقائق الإلكترونية؟

ما هي الرقائق الإلكترونية؟

تُعرف الرقائق الإلكترونية (Electronic Chip) أيضًا باسم شريحة الحاسوب (Computer Chip) أو الدائرة المتكاملة (Integrated Circuit)، وتتضمن الآلاف أو الملايين من المكونات الكهربائية، مثل المقاومات، والمكثفات، والترانزستورات، والدَيودات (الوصلات الثنائية) المدمجة معًا على لوحة صغيرة مصنوعة من أشباه الموصلات، والتي عادةً ما تكون من بلورات السيليكون، بالإضافة إلى موادٍ أخرى مثل النحاس.^[١][٢]

تُستخدم هذه الرقائق بشكلٍ كبير في العديد من الأجهزة الإلكترونية الحديثة، كما أتاحت التقنيات التكنولوجية المتطورة الآن إنتاجها بكمياتٍ كبيرة باستخدام تقنية الطباعة الحجرية الضوئية أو كما تُعرف أيضًا بالليثوغرافيا (Lithography).^[١]

الأنواع الرئيسية للرقائق الإلكترونية

يوجد العديد من الأنواع للرقائق الإلكترونية، ولكن يُمكن تصنيفها بشكلٍ عام بناء على ما يأتي:

الحجم

تتضمن الأنواع الرئيسية الآتية بناءً على حجم الرقاقة:^[٢][٣]

• صغيرة (SSI)

تتكون من عدد قليل من الترانزستورات، حوالي 10-100 ترانزيستور على الشريحة الواحدة، وقد لعبت هذه الدوائر المتكاملة دورًا مهمًا في مشاريع الفضاء المبكرة.

• متوسطة (MSI)

تتكون من 100-1000 ترانزيستور على الشريحة الواحدة، وتمّ تطويرها في فترة الستينيات، وحققت نجاحًا اقتصاديًا كبيرًا حينها، حيث قدمت مزايا أفضل بكثير مقارنةً بالنوع (SSI).

• كبيرة (VSI)

تتكون من 1000- 100,000 ترانزيستور على الشريحة الواحدة، تمّ تطويرها في فترة السبعينيات، ودخلت في صناعة معالجات الحاسوب، والآلات الحاسبة، وذاكرة الوصول العشوائي (RAM).

• كبيرة جدًا (VLSI)

تتضمن مليون ترانزيستور تقريبًا على الشريحة الواحدة، وتمّ استخدامها في فترة الثمانينيات وحتى عام 2009م

• كبيرة ألترا (ULSI)

تتضمن مليارات الترانزيستورات على الشريحة الواحدة.

نوع الإشارات الكهربائية

تختلف الرقائق الإلكترونية (الدوائر المتكاملة) حسب نوع الإشارات الكهربائية المستخدمة فيها كالآتي:^[٤]

• الدوائر الرقمية المتكاملة (Digital integrated circuits).
• الدوائر المتكاملة التناظرية (Analog integrated circuits).
• الدوائر المتكاملة مختلطة الإشارة (Mixed-signal integrated circuits).

تقنية التصنيع

تختلف الرقائق الإلكترونية بناءً على التقنية المستخدمة لتصنيعها كالآتي:^[٤]

• الرقائق الإلكترونية الرقيقة والسميكة (Thin and thick film ICs).
• الرقائق الإلكترونية المتجانسة (Monolithic ICs).
• الرقائق الإلكترونية الهجينة (Hybrid/Multichip ICs)

ميّزات الرقائق الإلكترونية

أبرزها ما يأتي:^[٣]

• استهلاك منخفض للطاقة

تَستخدم الرقائق الإلكترونية طاقة قليلة للعمل بشكلٍ صحيح؛ نظرًا لصغر حجمها وبنيتها.

• التكلفة المنخفضة

تتوفر الدوائر المتكاملة بتكلفةٍ أقل من الدوائر المنفصلة، بسبب مكوناتها وتقنيات التصنيع الخاصة بها.

• الوزن الخفيف

تكون الدوائر الكهربائية التي تتضمن الرقائق الإلكترونية أقل وزنًا مقارنًة بالدوائر المنفصلة.

• السرعة العالية

تعمل الدوائر المتكاملة بسرعاتٍ عالية؛ نظرًا لتقنية تصنيعها الحديثة وانخفاض استهلاك الطاقة فيها.

• الحجم الصغير

يتراوح غالبًا حجم الرقائق الإلكترونية من 1- 200 مم²،^[٥] وهو حجم جدًا صغير لأداء العديد من الوظائف مقارنًة بالدوائر المنفصلة (Discrete Circuit) الأكبر حجمًا.

الصناعات التي تُستخدم فيها الرقائق الإلكترونية

تدخل الرقائق الإلكترونية في العديد من الصناعات التكنولوجية الحديثة أهمها ما يأتي:^[١]

• الأقمار الصناعية.
• السيارات.
• أجهزة الحاسوب.
• الهواتف المحمولة.
• الطائرات، وغير ذلك الكثير.