Ein Mikrochip ist ein integrierter Schaltkreis aus Halbleitermaterial, der komplexe elektrische Funktionen auf kleinstem Raum vereint. Mikrochips sind zentrale Bestandteile praktisch aller elektronischen Geräte.
Auch genannt: Chip
Ein Mikrochip ist im Grunde eine winzige elektronische Schaltung, die auf einem einzigen Stück Halbleitermaterial untergebracht ist. Je nach Bauart übernimmt er unterschiedliche Aufgaben: Er kann als Prozessor Berechnungen durchführen, als Speicherchip Daten festhalten oder als Ein-Chip-System mehrere solcher Funktionen gleichzeitig bereitstellen.
Auf einem Mikrochip sind Millionen bis Milliarden winziger Schaltelemente wie Transistoren so miteinander verschaltet, dass sie elektrische Signale verarbeiten, speichern oder weiterleiten können. Die Herstellung erfolgt in hochspezialisierten Fertigungsanlagen, in denen Strukturen im Nanometerbereich auf eine Halbleiterscheibe (Wafer) aufgebracht werden. Aus einem Wafer werden anschließend zahlreiche einzelne Chips heraustrennt, die je nach Design als Prozessor, Speicherbaustein oder spezialisiertes Bauteil eingesetzt werden.
In einem Smartphone übernehmen mehrere Mikrochips unterschiedliche Aufgaben gleichzeitig: Ein Chip führt die Berechnungen der Anwendungen aus, ein anderer verwaltet den Datenspeicher, wieder andere steuern Kamera, Mobilfunkverbindung oder Akkuladung. Bei modernen Geräten sind viele dieser Funktionen zunehmend auf einem einzigen Chip zusammengefasst.
Mikrochips stecken in Computern, Smartphones, Fahrzeugen, Haushaltsgeräten, medizinischer Technik und industriellen Anlagen. Sie sind Voraussetzung für Datenverarbeitung, digitale Kommunikation, das autonome Fahren, vernetzte Geräte und den Betrieb von Cloud-Infrastruktur. Wegen dieser breiten Bedeutung gelten Mikrochips vielen Staaten als strategische Vermögenswerte für ganze industrielle Wertschöpfungsketten.
Der Begriff „Mikrochip“ wird oft undifferenziert für alle Arten elektronischer Bauteile verwendet, tatsächlich unterscheiden sich Chips aber stark nach Funktion, etwa als reiner Speicher, als Prozessor oder als hochintegriertes System mit mehreren Funktionseinheiten. Ebenso wird gelegentlich übersehen, dass die Leistungsfähigkeit eines Chips nicht allein von seiner Größe abhängt, sondern maßgeblich von der Strukturgröße und Anzahl der verbauten Schaltelemente.
Nicht verwechseln mit dem System-on-a-Chip: Dieses bezeichnet eine besondere Bauform, bei der mehrere Funktionen wie Prozessor, Speicher und Steuerung auf einem einzigen Chip vereint sind, während „Mikrochip“ der allgemeinere Oberbegriff für integrierte Schaltkreise ist. Ebenfalls abzugrenzen ist der Prozessor: Er beschreibt eine bestimmte Funktion – die Ausführung von Berechnungen –, die auf einem Mikrochip realisiert wird, aber nicht jeder Mikrochip ist ein Prozessor.