Kāpēc silīciju izmanto lielākajai daļai datoru mikroshēmu?

1965. gadā Gordons Mūrs prognozēja, ka integrēto shēmu tranzistoru skaits dubultosies aptuveni ik pēc diviem gadiem, padarot datorus ātrākus un jaudīgākus. Viņa paziņojums, kura nosaukums ir Mūra likums, publicēšanas laikā paliek patiess. Silīcija vieglums un elastība ļāva veikt šāda veida strauju attīstību.

Pusvadītājs

Pusvadītājs atrodas kaut kur starp vadītāju un izolatoru. Vadītāji, piemēram, varš un citi metāli, apgrūtina elektriskā signāla vadību. Izolatori, piemēram, stikls un gumija, bloķē elektriskos signālus. Pusvadītāji un jo īpaši silīcijs var nedaudz paveikt abus. Atkarībā no tā, kā ražotāji izturas pret elementu, silīcijs var vadīt, izolēt vai kaut ko darīt pa vidu. Ārstēšanu sauc par "dopingu" - procesu, kas silīcija kristālos ievada piemaisījumus.

Stabilitāte

Silīcijs nav vienīgais pusvadītājs; ogleklim un germānijam ir arī līdzīgas īpašības. Ogleklis dimanta formā ir pārāk trausls, lai to izmantotu šķeldās. Germanium mikroshēmas tika izmantotas datoru laikmeta sākumā; elements joprojām dažreiz tiek izmantots mikroshēmās. Silīcijs tomēr var palikt pusvadītājs daudz augstākā temperatūrā nekā germānijs. Tas kļūst svarīgi, ja mikroshēmas tiek izvietotas datoros blakus citiem elektroniskiem elementiem, kas saglabā siltumu.

Vienkārša

Atšķirībā no citiem pusvadītājiem silīcija vadītspēju ir ļoti viegli mainīt. Izmantojot dopinga procesu, ražotāji var ieviest elementus, kas padara silīciju vadošāku, mazāk vadošu un pat nevadošu. Tas nozīmē, ka ražotāji mikroshēmām var izmantot mazāk materiālu, padarot sarežģītākas shēmas, lai palielinātu funkciju.

Izmaksas

Pēc skābekļa silīcijs ir otrs visvairāk izplatītais elements uz Zemes. Salīdzinoši viegli to var iegūt no smiltīm. Šī pieejamība apvienojumā ar ķēžu ar silīciju izveidošanas vienkāršību padara to ražošanu ļoti lētu, salīdzinot ar citiem pusvadītājiem.