už jste někdy slyšeli o Silicon Valley? Zdá se, že ta část Kalifornie, kde jsou navrženy procesory a startupy, neustále vzkvétají. Ale už jste někdy přestali přemýšlet o tom, proč se tomu říká Silicon Valley? Nebo proč se zdá, že tento křemík je tak univerzálně používán pro počítačové čipy? Místo nějakého jiného materiálu, jako je měď, grafit nebo železo.
křemík má řadu vlastností, díky nimž je mezi jinými chemickými prvky neobvyklý. Víte, v tuto chvíli vědci vědí pouze o 118 prvcích. Z těchto 118 známých prvků je pouze 6 klasifikováno jako metaloidy. Křemík je jedním z metaloidů.
tyto metaloidy vykazují vlastnosti podobné kovu, ale nejsou to pravé kovy. Obvykle mají stříbřitě lesklý vzhled jako pravé kovy. Ale místo toho, aby byly tvárné, jsou často docela křehké. To znamená, že se mohou snadno rozpadnout jako sklo.
Přečtěte si také: Co je to technologie nitridu Gallia (GaN) v moderní elektronice
Polovodivost
a přestože metaloidy mohou vést elektřinu jako kovy, nejsou v tom tak dobré. Odtud pochází slovo polovodič. Tato polovodivost je zvláště velmi důležitá pro práci s elektronikou. Nezapomeňte, že počítače a další elektronika, které používají mikročipy, potřebují k provozu elektřinu.
celý jejich princip činnosti se však opírá o schopnost nechat elektřinu selektivně procházet určitými tranzistory. Normální kovový vodič, jako je měď, by elektrony nechal příliš snadno projít. To znamená, že příliš mnoho tranzistorů by se rozsvítilo najednou. To znamená, že váš procesor nebude schopen správně zpracovat pokyny.
také si přečtěte: co je SoC (systém na čipu) a jak se liší od CPU?
proč je křemík lepší než jiné polovodiče pro počítačové čipy?
stále jsme neodpověděli na otázku, proč křemík konkrétně? To je místo nějakého jiného polovodiče, jako je Germanium. Studna, ačkoli Silicon Valley může být drahé místo k životu, skutečný křemík je docela levný. Také křemík je docela snadné najít v zemské kůře. Ve skutečnosti je křemík jedním z nejběžnějších prvků ve vesmíru.
takže je zcela možné, že vesmírné civilizace v nějaké vzdálené galaxii také používají křemíkové procesory. Křemík má navíc další výhody, jako je schopnost dobře pracovat při širokém rozsahu teplot. Křemík lze také snadno dopovat jinými chemikáliemi, které jsou nezbytné pro práci mikroprocesorů.
například, to je docela snadné vytvořit izolační vrstvu z oxidu křemičitého jen držet Křemíku do horké pece. Ty jsou nezbytné, protože malé tranzistory v CPU potřebují izolované oblasti pro další řízení a přesné řízení toku elektřiny. Takže je to univerzálnost křemíku, která z něj činí přirozenou volbu.
Přečtěte si Také: DDR5 SDRAM se Blíží: Datum Vydání a Specifikace
Je Křemík Ideální pro Počítačové Čipy a Elektroniku?
přestože se křemík ukázal jako velmi užitečný, není zdaleka dokonalý. Ačkoli je to levné a hojné, existuje kompromis s tím, jak rychle může vést elektřinu. Jiné polovodiče jsou schopny pohybovat elektrony rychleji.
to znamená, že by mohly být použity k výrobě procesorů s vyšším výkonem, i když za vyšší cenu. Existuje další omezení křemíku, které znamená, že nebude univerzálním materiálem v našich počítačových čipech příliš dlouho. Vidíte, tranzistory se stále zmenšují a zmenšují, aby naše čipy byly výkonnější a výkonnější.
dostáváme se však do bodu, kdy křemík nemůže být kvůli jeho chemickým vlastnostem mnohem menší než to, co již máme. Intel ve skutečnosti oznámil, že pro své 7nm čipy, které by mohly být uvolněny kolem roku 2021, budou používat něco jiného než křemík. Abychom to uvedli do kontextu, 7 nm je široké pouze asi 35 atomů.
ve skutečnosti Máme komplexní článek pokrývající jeden takový materiál s názvem Gallium Nitridu (GaN), který je kritizovaný nahradit Křemík v elektronice. Zatímco menší tranzistory a rychlejší procesory mohou vyžadovat exotičtější materiály, není pochyb o tom, že cesta k této budoucnosti zítřka byla dlážděna křemíkem.