在诸多的半导体材料中,人类终极选择了硅作为芯片的紧张用材。硅是地球地壳里最为常见的物质之一,它有什么分外的地方,能够成为芯片的紧张载体?
人类的打算机一开始利用电子管运作,但电子管体积太大,人类打造的第一台电子打算机重量达到了30吨,足足霸占了150平米的大房间,但其打算速率还不如我们现在的手机。人类在创造半导体之后,敏锐地意识到它可以用来取代电子管。
最开始的半导体晶体管,人类采取的是昂贵的锗材料制作的。微电子的时期由此起步。晶体管就像是一种微型开关,在加入不同元素的时候,它会呈现出不同的特性。利用晶体管的不同组合,打算机就能完成各种类型的运算。
但是问题很快涌现了,锗元素在地壳中的含量只有一百万分之七,如果我们选择用锗打造晶体管,人类打算机的价格将会大大超出普通人的承受范围。终极人类选择了硅,这种在地壳里险些随处可见的物质。
硅元素价格低廉,险些不存在本钱问题。人类提纯硅的技能已经出神入化,现在提纯出来的硅纯度已经无限靠近100%。硅元素不但无毒无害,还具有化学性子稳定的特性。锗在75摄氏度以上高温中,导电率会涌现不稳定的征象,不利于芯片的长期利用。
以硅为根本的半导体技能,改变了人类社会的面貌。但人类晶体管的性能已经基本达到极限,未来人类会须要新一代的处理器,比如纳米技能,石墨烯等材料。
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