Защо се избира силикон за почти всички компютърни чипове?

Законът на Мур и ролята на силикона

През 1965 г. Гордън Мур предсказа, че броят на транзисторите в интегрираните схеми ще се удвоява приблизително на всеки две години, ускорявайки компютрите. Този закон, известен като Законът на Мур, се потвърждава и днес. Основният двигател на такъв експоненциален растеж е лесната обработка и гъвкавостта на силикона.

Полупроводник

Полупроводникът заема позиция между проводник (като мед) и изолатор (като стъкло). Със силикона, чрез процеса на „допиране“ (doping), се въвеждат контролирани примеси, които променят неговата електрическа проводимост – от проводим до изолационен, или нещо посредно.

Стабилност

Освен силикон, карбоном (в диамантена форма) и германий също се използват като полупроводници, но имат ограничения. Диамантеният карбон е твърде крехък, а германият работи само при по‑ниски температури. Силиконът запазва полупроводникови свойства при значително по‑високи температури, което е критично за чиповете, разположени близо до други топлинни източници.

Лесно управление

Силиконът се отличава с изключително лесно регулиране на проводимостта. Чрез допиране могат да се добавят елементи, които правят материала по‑проводим, по‑непроводим или дори напълно изолиран. Това позволява проектиране на сложни схеми с по‑малко различни материали.

Цена

След кислорода, силиконът е вторият по изобилие елемент в земната кора и се извлича лесно от пясъка. Високата достъпност, съчетана с простотата на производство, прави силиконовите чипове изключително икономични в сравнение с други полупроводници.