1. مقدمة للرقائق
ما هي الشريحة؟ الشريحة عبارة عن دائرة متكاملة يمكن مقارنتها بدماغ الجهاز الإلكتروني. يمكن للمكونات الموجودة على الشريحة تنفيذ مهام مختلفة، مثل معالجة المعلومات، وتخزين البيانات، وإجراء العمليات الحسابية، والتحكم في العمليات.
لماذا سميت بالرقاقة؟ "الأساسية" تمثل اللب والمركز، و"الرقاقة" تمثل قطعة رقيقة أو جزء. الشريحة عبارة عن قطعة رقيقة مصنوعة من مواد شبه موصلة، والتي، باعتبارها الجزء الأساسي من نظام الدائرة بأكمله، تدمج هياكل الدوائر الرئيسية.
ما هو استخدام رقائق؟ تُستخدم الرقائق في جوانب مختلفة مثل معالجة البيانات وتخزينها والتحكم فيها والتواصل والإدراك. تعتمد أجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة والسيارات والأجهزة الأخرى على الرقائق لمعالجة البيانات وتنفيذ الخوارزميات وتشغيل البرامج.
لماذا يقال أن الرقائق معقدة للغاية؟ تتمتع الرقائق بدرجة عالية من التكامل، حيث تدمج عددًا كبيرًا من المكونات والدوائر الإلكترونية في مساحة مادية صغيرة، ربما تحتوي على مليارات المكونات، وتشكل بنية دائرة معقدة.
لماذا يعد تصنيع الرقائق أمرًا صعبًا للغاية؟ السبب وراء صعوبة تصنيع الرقائق هو أنه يتطلب عمليات دقيقة لنقل أنماط الدوائر النانوية إلى سطح الشريحة. العملية والتكنولوجيا معقدة، والمكونات والدوائر متكاملة للغاية.
تشتمل مواد إنتاج الرقائق على مواد أشباه الموصلات (السيليكون بشكل أساسي)، والمواد المعدنية (تستخدم بشكل أساسي لربط الدوائر وتوصيلها)، والمواد العازلة (تستخدم بشكل أساسي لعزل التوصيل البيني بين الدوائر).
2. دور الرقائق
تشير معالجة البيانات وحسابها إلى عملية جمع البيانات ومعالجتها وتحويلها وتحليلها. تعتمد أجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية وغيرها من الأجهزة على الرقائق لمعالجة البيانات وتنفيذ الخوارزميات وتشغيل البرامج
تخزين البيانات، تستخدم شرائح الذاكرة الموجودة في الشريحة لتخزين البيانات والبرامج، مما يسمح للأجهزة بقراءة البيانات وكتابتها، ودعم التخزين المؤقت والمستمر، مثل حفظ الملفات والصور وبيانات الصوت والفيديو وغيرها.
التحكم والتنفيذ، يمكن للدوائر والمكونات المنطقية في الشريحة التحكم وتنفيذ العمليات المختلفة، مثل التحكم في وظائف الجهاز، وتنفيذ عمليات الإدخال والإخراج، وضبط إعدادات الجهاز ومعلماته، ومراقبة حالة الجهاز، وما إلى ذلك.
الاتصالات والشبكات، سواء كانت تقنية لاسلكية (Wi Fi، Bluetooth) أو اتصالات سلكية (Ethernet USB)، الشريحة مسؤولة عن التعامل مع بروتوكولات الاتصال ونقل البيانات، ودعم الاتصالات والمكالمات واتصالات الشبكة بين الأجهزة.
الاستشعار والكشف، تدمج بعض الرقائق أجهزة استشعار لإدراك الكميات الفيزيائية في البيئة، واكتشاف درجة الحرارة والضوء والضغط والتسارع وغيرها من المعلومات، ويتم تطبيقها في المراقبة البيئية والمعدات الطبية والمنازل الذكية وغيرها من المجالات.
الرسومات ومعالجة الصور، تم تصميم وحدات معالجة الرسومات خصيصًا لمعالجة وعرض الرسومات والصور، ولعب دور في الألعاب، ورسومات الكمبيوتر، والواقع الافتراضي، وتحرير الفيديو، ومعالجة الصور.
في مجالات تطبيقية محددة، يمكن أيضًا تخصيص الرقائق وتصميمها لتطبيقات محددة، مثل شرائح السيارات وبرامج ترميز الصوت ومعالجات الرسومات (GPUs) ورقائق التشفير وما إلى ذلك. وتلبي الرقائق المتخصصة احتياجات مجالات محددة.
