Γιατί χρησιμοποιείται το Silicon για τα περισσότερα τσιπ υπολογιστή;

Το 1965, ο Γκόρντον Μουρ προέβλεψε ότι ο αριθμός των τρανζίστορ σε ολοκληρωμένα κυκλώματα θα διπλασιαζόταν περίπου κάθε δύο χρόνια, καθιστώντας τους υπολογιστές πιο γρήγορους και ισχυρότερους. Η δήλωσή του, που ονομάζεται Νόμος του Μουρ, παραμένει αλήθεια κατά τη στιγμή της δημοσίευσης. Ήταν η ευκολία και η ευελιξία του πυριτίου που κατέστησαν δυνατή αυτήν την ταχεία ανάπτυξη.

Ημιαγωγός

Ένας ημιαγωγός βρίσκεται κάπου μεταξύ ενός αγωγού και ενός μονωτή. Οι αγωγοί, όπως ο χαλκός και άλλα μέταλλα, καθιστούν δύσκολο τον έλεγχο ενός ηλεκτρικού σήματος. Οι μονωτές, όπως γυαλί και καουτσούκ, εμποδίζουν ηλεκτρικά σήματα. Οι ημιαγωγοί, και το πυρίτιο ειδικότερα, μπορούν να κάνουν λίγο και τα δύο. Ανάλογα με τον τρόπο με τον οποίο οι κατασκευαστές αντιμετωπίζουν το στοιχείο, το πυρίτιο μπορεί να αγωγεί, να μονώσει ή να κάνει κάτι στο μεταξύ. Η θεραπεία ονομάζεται «ντόπινγκ», μια διαδικασία που εισάγει ακαθαρσίες στους κρυστάλλους πυριτίου.

Σταθερότητα

Το πυρίτιο δεν είναι ο μόνος ημιαγωγός. Ο άνθρακας και το γερμάνιο έχουν επίσης παρόμοιες ιδιότητες. Ο άνθρακας, σε μορφή διαμαντιού, είναι πολύ εύθραυστος για χρήση σε μάρκες. Τα τσιπ γερμανίου χρησιμοποιήθηκαν νωρίς στην εποχή του υπολογιστή. το στοιχείο χρησιμοποιείται ακόμα μερικές φορές σε μάρκες σήμερα. Το πυρίτιο, ωστόσο, μπορεί να παραμείνει ημιαγωγός σε πολύ υψηλότερες θερμοκρασίες από το γερμανικό. Αυτό γίνεται σημαντικό όταν οι μάρκες αναπτύσσονται σε υπολογιστές κοντά σε άλλα ηλεκτρονικά στοιχεία που διατηρούν τη θερμότητα.

Ευκολία

Σε αντίθεση με άλλους ημιαγωγούς, η αγωγιμότητα του σιλικόνης είναι πολύ εύκολο να αλλάξει. Μέσω της διαδικασίας ντόπινγκ, οι κατασκευαστές μπορούν να εισαγάγουν στοιχεία που κάνουν το πυρίτιο πιο αγώγιμο, λιγότερο αγώγιμο και ακόμη και μη αγώγιμο. Αυτό σημαίνει ότι οι κατασκευαστές μπορούν να χρησιμοποιούν λιγότερα υλικά για μάρκες, κάνοντας πιο περίπλοκα κυκλώματα για αυξημένη λειτουργία.

Κόστος

Μετά το οξυγόνο, το πυρίτιο είναι το δεύτερο πιο άφθονο στοιχείο στη Γη. Μπορεί να εξαχθεί από άμμο σχετικά εύκολα. Αυτή η διαθεσιμότητα, σε συνδυασμό με την ευκολία δημιουργίας κυκλωμάτων με πυρίτιο, το καθιστά πολύ φθηνό στην παραγωγή, σε σύγκριση με άλλους ημιαγωγούς.