שבב המחשב הוא מעגל משולב (Integrated circuit) שמיוצרים מחול. החול הזה הוא בעצם חומר שנקרא צורן דו חמצני. בתהליך הייצור של שבבי המחשב החול מעובד ומותך והופך לסיליקון. הסיליקון הזה הוא צורן טהור שמתגבש למטיל מוצק ונחתך לפרוסות גדולות, בעובי של מילימטר בלבד.

על כל פרוסת סיליקון כזו יותכו חומרים וייצרבו מיליארדי טרנזיסטורים וביניהם פסי הולכה. אז יתבצע חיתוך נוסף של הפרוסה לשבבים בודדים ולאחר שבודקים את תקינותו של כל שבב, הוא מוכן לשילוב במכשיר שבשבילו הוא תוכנן.

תהליך הייצור של כל שבב כזה נמשך כמה חודשים.


הנה השבבים שהחליפו את הטרנזיסטור ומעל ממיליארד טרנזיסטורים על כל אחד מהם (מתורגם):

https://youtu.be/AlGchpqSbJA


ייצור של מעבדי המחשב עם השבבים:

http://youtu.be/Cg-mvrG-K-E


את שבבי המחשב מייצרים בחדר הנקי:

http://youtu.be/Djaqyx_R4eQ


וכך הופכים חול לשבבים של סיליקון:

http://youtu.be/-GQmtITMdas

כשאמא מבקשת שתנקו או סתם תשמרו על הנקיון בחדר שלכם, היא יודעת על מה היא מדברת.. חדר נקי יכול לסייע אפילו בתעשיית ההייטק.

"החדר הנקי" (Clean Room) הוא שם דבר בתעשיית שבבי המחשב למשל. בייצור של שבבים עדינים שכאלה, כל גרגר אבק שיחדור לחלל הייצור עלול לפסול שביבים רבים ולגרום לפסילתם או לתקלות קשות במכשירים שבהם ישובצו השבבים הללו. לכן מקפידים בתעשיית השבבים על החדר הנקי והמסונן היטב, ועל חליפות אטומות שלובשים אנשי הייצור בזמן העבודה בו.

האוויר בחדר הנקי הוא נקי פי 10,000 מהאוויר שבחדר רגיל ופי 1000 מחדר ניתוח בבית החולים!


הנה החדר הנקי:

http://youtu.be/Djaqyx_R4eQ


וכך עובדים בחדר הנקי:

http://youtu.be/4FLBtQC0F0c?t=2m21s

הטְרַנזיסְטוֹר (Transistor) הוא רכיב אלקטרוני המשמש כמתג אלקטרוני. הטרנזיסטור בנוי מחומר מוליך למחצה. הוא אחד מהמרכיבים החשובים בתעשיית האלקטרוניקה המודרנית ובטכנולוגיה העולמית בכלל.

הטרנזיסטור החליף את שפופרת הריק, ששימשה את תעשיית האלקטרוניקה עד שנות ה-60 של המאה הקודמת, אבל עם השנים הוא היה לרכיב מפתח בכל תעשיית האלקטרוניקה המודרנית.

בעצם הטרנזיסטור הומצא בזמנו בתור היחידה הקטנה ביותר באלקטרוניקה שממירה מתח חשמלי למצבים של דולק וכבה, אם תרצו 0 או 1.

שם הרכיב "טרנזיסטור" מורכב משילוב של המלים מוליך, או מעביר (טרנס) ומתנגד (רזיסט). הוא הפך בשנות השישים גם לכינוי של "רדיו הטרנזיסטור", אותו מקלט רדיו נייד וזעיר, שהיה מהפכני ביחס למכשירי הרדיו הגדולים שלפניו (אלו שהיום נהוג לכנות "רדיו סבתא").

יתרונותיהם העיקריים של הטרנזיסטורים היו גודלם הזעיר, ההספק החשמלי הנמוך שהם צרכו והאמינות הרבה שלהם, בעיקר בהשוואה ל"מנורות" (שמן העממי של שפופרות הריק), שנשרפו והיו זקוקות להחלפה מעת לעת.

גם פשטות הייצור הנמוך של הרכיבים הטרנזיסטוריים, שאיפשרה ייצור של כמויות גדלות והולכות, עד כמויות אדירות במחיר נמוך מאד, שאפשרו לתעשיית האלקטרוניקה לייצר מכשירים קטנים ואיכותיים יותר ובכמויות ענק, זולות יותר ויותר.

חדירת הטרנזיסטורים לתעשייה הובילה לתפוצה עצומה של מכשירים אלקטרוניים, לפריחה בתעשיות שקשורות באלקטרוניקה בהמשך גם למהפכת המחשב האישי וכל מה שבא בעקבותיה, כמו האינטרנט והטלפונים הניידים.

תפקידיו האלקטרוניים של הטרנזיסטור השתנו במהלך התפתחות הטכנולוגיה. אם במעגלים אנלוגיים הוא שימש להגברה, ליצירת תנודות, לייצוב מתח, לאיפנון ולעירבול - במעגלים הדיגיטליים הוא משמש כמתג חשמלי מהיר (כאמור בין מצבים בי אריים של 0 או 1), מרכיב יסודי בבנייה של שערים לוגיים, זיכרון גישה אקראית (RAM) והתקנים אלקטרוניים אחרים.

גם מהפכת המזעור של מכשירים אלקטרוניים הלכה והתגברה. למעשה, היא התאפשרה בזכות הטרנזיסטורים ששימשו במכשירים הללו כרכיבים האלקטרוניים הפעילים, במקום שפופרות הריק.

המזעור של הטרנזיסטורים הגיע לממדים שלא יאומנו. נתון שיסבר את העין - במעבד של מחשב מודרני יש כיום מעל מיליארד טרנזיסטורים ובטלפון החכם של ימינו - מעל 2 מיליארד!

וכך, בהתאמה המופלאה שלו לצורך ברכיב מיתוג למערכות אלקטרוניות ולמערכות המחשוב השונות, הפך הטרנזיסטור עם השנים לרכיב האלקטרוני החשוב ביותר במהפכת המחשבים ובעידן המידע שבו אנו חיים.


הנה הטרנזיסטור, ששינה את העולם:

https://youtu.be/OwS9aTE2Go4


כך תורם הטרנזיסטור למחשוב האישי (מתורגם):

https://youtu.be/WhNyURBiJcU


סיפורו של הטרנזיסטור:

https://youtu.be/u4bJab9Brm4


כך חזו כבר ב-1953 את המהפכה שיעשו הטרנזיסטורים:

http://youtu.be/V9xUQWo4vN0


ועל כל אחד מהשבבים שהחליפו את הטרנזיסטור יש יותר ממיליארד טרנזיסטורים (מתורגם):

https://youtu.be/AlGchpqSbJA

את מחשב הליליפד (LilyPad Arduino או בקיצור Lilipad) ניתן להוסיף לבגדים והוא פותח לתעשיית המחשוב הלביש. זהו מחשב זעיר שנראה כמו כרטיס אלקטרוני ותופס מעט מאד מקום. האפשרות לחבר לליליפד סנסורים (חיישנים) מאפשרת להשתמש בו ביישומים שונים בתחום המחשוב הלביש. כך ניתן לפתח בגדים חכמים שמבצעים משימות שונות ומתאימים את עצמם לשינויים בהקשר ובמצב הרוח של הלובשים.

באמצעות חיבור של ליליפד לבגד, ביחד עם שלל חיישנים וחוטים שמקשרים ביניהם לאורך הבגד, ניתן להפוך את עולם האופנה למותאם לצרכים ולהביא ליצירת בגדים שמשפרים את איכות החיים וההנאה של המתלבשים.

כמובן שיהיה על המפתחים לפתור בעיות כמו עמידות למים בכביסה, או מקור חשמל קל משקל, אבל כשאלה יינתנו - הגרביים הן הגבול...


הנה ליליפד שהורכב לשמלה ויוצר מופע אורות:

http://youtu.be/N0QBmFNcHkM


שעון אורות:

http://youtu.be/GGua6Dc0fVs


וביחד עם חיישן פעימות הוא מציג את פעימות הלב:

http://youtu.be/Tt649mcmi5Y

בסיס בינארי במתמטיקה הוא מערכת ספירה על בסיס 2. כלומר, במערכת זו כל מספר מיוצג בשני סמלים בלבד - או 0 או 1. השיטה הבינארית משמשת במתמטיקה ומדעי המחשב והמספרים המיוצגים בשיטה זו נקראים מספרים בינאריים.

במערכות דיגיטליות מרבים להשתמש בבסיס בינארי. למעשה, כל המערכות הדיגיטליות המוכרות, כולל מחשבים, טלפונים סלולריים ומערכות משובצות מחשב - כולן עושות שימוש בבסיס בינארי.

הסיבה לשימוש בשיטה הבינארית במערכות אלקטרוניות היא שקל להשתמש בו באלקטרוניקה. הרי בבסיסה של מערכת אלקטרונית כזו קיימות מראש שתי רמות מתח - או אם נגדיר זאת בפשטות: ישנם שני מצבים לכל ביט - או שהוא דולק או שהוא כבוי. לכן כבוי ייחשב ל-0 ודולק ייחשב ל-1.

ואכן, במערכות אלקטרוניות ומערכות מחשוב מודרניות יש מיליארדי טרנזיסטורים שממתגים במצבים של כבוי או דולק, 0 או 1. הדרך לתקשר איתם ולהביא את המכשירים לבצע משימות מטורפות בתחכומן היא שיטת הספירה הבינארית.


הנה השיטה הבינארית (מתורגם):

https://youtu.be/wgbV6DLVezo


סרטון על הדרך להמרה של מספר עשרוני לבסיס הבינארי (עברית):

http://youtu.be/2pr8mkRZIfg


היום כבר מנסים להתקדם ממנה לשיטת החישוב הבאה (עברית):

https://youtu.be/tWBEaaTuz3A


ותכנית לימודית על הבסיס הבינארי (עברית):

https://youtu.be/aKZYHUmYG_M?long=yes