De term 'chip' kan verwijzen naar een aantal verschillende dingen in de context van technologie.

* Geïntegreerde circuits (IC's): Dit zijn kleine elektronische schakelingen gemaakt van halfgeleidermateriaal, zoals silicium. IC's worden gebruikt in bijna alle moderne elektronische apparaten, van computers tot mobiele telefoons en auto's.

* Computerchips: Dit zijn IC's die speciaal zijn ontworpen voor gebruik in computers. Computerchips omvatten centrale verwerkingseenheden (CPU's), grafische verwerkingseenheden (GPU's) en geheugenchips.

* Microchips: Dit zijn IC's die erg klein zijn en doorgaans minder dan een paar millimeter groot zijn. Microchips worden vaak gebruikt in draagbare elektronische apparaten, zoals smartphones en digitale camera's.

De omvang van chips neemt al tientallen jaren gestaag af, dankzij de vooruitgang in de halfgeleidertechnologie. In de begindagen van de computer werden chips gemaakt met behulp van een proces dat 'discrete logica' werd genoemd, waarbij individuele transistors met elkaar werden verbonden om een ​​circuit te creëren. Dit proces was erg tijdrovend en duur, en beperkte de grootte van de chips die geproduceerd konden worden.

In de jaren zestig bracht de uitvinding van de geïntegreerde schakeling (IC) een revolutie teweeg in de halfgeleiderindustrie. IC's maakten de massaproductie van chips mogelijk, en ze maakten het mogelijk circuits te creëren die veel kleiner en complexer waren dan die gemaakt met behulp van discrete logica.

Sindsdien is de omvang van IC’s blijven krimpen, dankzij de vooruitgang in de fotolithografie, het proces waarmee IC’s worden vervaardigd. Fotolithografie maakt gebruik van ultraviolet licht om patronen in siliciumwafels te etsen, en de golflengte van het gebruikte licht is in de loop der jaren steeds korter geworden. Dit heeft de creatie van IC's met steeds kleinere kenmerken mogelijk gemaakt.

Hoeveel kleiner kunnen chips worden?

De grootte van chips wordt uiteindelijk beperkt door de wetten van de natuurkunde. De golflengte van het licht dat bij fotolithografie wordt gebruikt, kan niet korter zijn dan de golflengte van de siliciumatomen zelf, die ongeveer 0,25 nanometer bedraagt. Dit betekent dat de kleinst mogelijke kenmerkgrootte op een IC ongeveer 0,1 nanometer is.

Bij deze omvang zouden chips miljarden transistors kunnen bevatten en met ongelooflijke snelheden berekeningen kunnen uitvoeren. Er zijn echter een aantal uitdagingen verbonden aan de productie van chips op deze schaal. Een uitdaging is dat de materialen die in chips worden gebruikt extreem zuiver moeten zijn en dat eventuele defecten ertoe kunnen leiden dat de chip niet meer goed functioneert. Een andere uitdaging is dat het productieproces van chips op deze schaal zeer complex en duur is.

Ondanks deze uitdagingen blijven onderzoekers de grenzen van de chiptechnologie verleggen. In 2018 maakte IBM bekend een chip te hebben ontwikkeld met een featuregrootte van slechts 5 nanometer. Deze chip bevat 50 miljard transistors en kan 1 biljoen berekeningen per seconde uitvoeren.

Het is waarschijnlijk dat chips de komende jaren steeds kleiner en krachtiger zullen worden. Naarmate chips kleiner worden, kunnen ze in een breder scala aan toepassingen worden gebruikt, zoals zelfrijdende auto's, kunstmatige intelligentie en medische apparaten.