Vom Quarzsand zum Massenspeicher

Schalter sind die wichtigsten Teile eines Computers. Sie können Strom fliessen lassen oder den Stromfluss unterbrechen. Es gibt verschiedene Schalter wie Mikrochips oder Transistoren. Der Computer löst komplizierte Aufgaben indem er sie in viele einfache Vorgänge, wie das Öffnen oder Schliessen von Schaltern unterteilt. Auch wenn die Schalter sich stark verändert haben, ist dieses Prinzip geblieben.

Als 1947 der Transitor erfunden wurde, wurden zum ersten Mal Halbleiter (z.B. Silizium) eingesetzt. Es beginnt die Revolution der Mikroelektronik. Transistoren sind kleiner, schneller, robuster und billiger als Röhren und werden bei Computer seit Ende der 50er Jahren eingesetzt.

Durch die Fortschritte in der Siliziumtechnologie können die Transistoren verkleinert werden und zusammen mit weiteren Bauelementen in Modulen untergebracht werden.

Der Durchbruch der Halbleitertechnologie gelang durch winzige Siliziumplättchen, auf welchen man mehrere Transistoren und weitere Bauelemente unterbringen kann. Das nennt man integrierter Schaltkreis. Die Chips werden immer kleiner und leistungsfähiger und haben die Entwicklung der Comptuer revolutioniert.

1971 erschien der erste Mikroprozessor auf dem Markt. Alle Schaltkreisen, die der Computer zum Rechnen und Steuern der anderen Bestandteile braucht, sind dabei auf einem einzigen Silizium-Chip, welcher das Herz des Computers ist.

Ein Mikrochip kann heute mehrere hundert Millionen Transistoren enthalten. Diese winzigen Dinge stellen besondere Anforderungen an die Herstellung. Dafür sind spezielle Verfahren entwickelt worden.

Das geschmolzene Silizium wird zu langen Kristallen verarbeitet. Diese werden in Scheiben, sogenannte Wafer, geschnitten. Auf einen mit Lack beschichteten Wafer werden in einen staubfreien Labor mit Laserstrahlen Muster projiziert. Bis zu 20-mal kann ein Wafer lackiert, belichtet, fixiert, gebrannt, geätzt und gesäubert werden, bis die Transistoren und weitere Bauelemente schichtweise aufgebaut sind. Danach werden die Wafer in einzelne Chips geschnitten und auf Keramikträger montiert.

Das Silicon Valley (liegt bei San Fransisco) hat seinen Namen von dem Silizium. In den 1950er Jahren siedelt sich dort die schnell wachsende Halbleiterindustrie an. In den 1960er Jahren folgt die Computer- und Softwareindustrie. Noch heute sind grosse Firmen wie Apple und Google dort stationiert.

1957 erfindet Robert Noyce zeitglech mit Jack Kilby den integrierten Schaltkreis und Jean Hoerni entwickelt 1958 das Planarverfahren.

Alle Bestandteile eines Transitors werden dabei auf einer Ebene schichtweise aufgebaut. Dieses Verfahren wird bis heute in der Chipherstellung angewendet.