Avez-vous déjà entendu parler de la Silicon Valley? Cette partie de la Californie où les PROCESSEURS sont conçus et les startups semblent prospérer tout le temps. Mais avez-vous déjà arrêté de réfléchir à la raison pour laquelle cela s’appelle la Silicon Valley? Ou pourquoi exactement ce silicium semble-t-il être si universellement utilisé pour les puces informatiques? Au lieu d’un autre matériau comme le cuivre, le graphite ou le fer.
Eh bien, le silicium possède un certain nombre de propriétés qui le rendent inhabituel parmi d’autres éléments chimiques. Vous voyez, pour le moment, les scientifiques ne connaissent que 118 éléments. Parmi ces 118 éléments connus, seuls 6 sont classés comme métalloïdes. Le silicium est l’un des métalloïdes.
Ces métalloïdes présentent des caractéristiques ressemblant à des métaux mais ne sont pas de vrais métaux. Habituellement, ils ont un aspect brillant argenté comme de vrais métaux. Mais au lieu d’être malléables, ils sont souvent assez cassants. Ce qui signifie qu’ils peuvent se briser facilement comme du verre.
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Semiconductivité
Et bien que les métalloïdes puissent conduire l’électricité comme les métaux, ils ne le sont pas aussi bien. D’où vient le mot semi-conducteur. Cette semiconductivité est particulièrement très importante pour le fonctionnement de l’électronique. N’oubliez pas que les ordinateurs et autres appareils électroniques qui utilisent des puces électroniques ont besoin d’électricité pour fonctionner.
Cependant, tout leur principe de fonctionnement repose sur la possibilité de laisser passer sélectivement l’électricité à travers certains transistors. Un conducteur métallique normal tel que le cuivre laisserait passer les électrons trop facilement. Ce qui signifie que beaucoup trop de transistors s’allumeraient à la fois. Cela signifie que votre CPU ne serait pas en mesure de traiter correctement les instructions.
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Pourquoi Le Silicium Est-Il Meilleur que les Autres Semi-conducteurs pour les Puces Informatiques?
Nous n’avons toujours pas répondu à la question de savoir pourquoi le silicium spécifiquement? C’est à la place d’un autre semi-conducteur comme le germanium. Bien que la Silicon Valley soit un endroit cher où vivre, le silicium réel est assez bon marché. En outre, le silicium est assez facile à trouver dans la croûte terrestre. En fait, le silicium est l’un des éléments les plus courants de l’univers.
Il est donc tout à fait possible que les civilisations spatiales de certaines galaxies lointaines utilisent également des processeurs en silicium. De plus, le silicium présente d’autres avantages, tels que sa capacité à bien fonctionner à une large plage de températures. Le silicium peut également être facilement dopé avec d’autres produits chimiques nécessaires au fonctionnement des microprocesseurs.
Par exemple, il est assez facile de former une couche isolante de dioxyde de silicium simplement en collant du silicium dans un four chaud. Ceux-ci sont nécessaires car les minuscules transistors d’un processeur ont besoin de zones isolées pour contrôler et diriger davantage le flux d’électricité avec précision. C’est donc la polyvalence du silicium qui en fait un choix naturel.
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Le silicium est-il parfait pour les puces informatiques et l’électronique?
Même si le silicium s’est avéré extrêmement utile, il est loin d’être parfait. Bien qu’il soit bon marché et abondant, il existe un compromis avec la rapidité avec laquelle il peut conduire l’électricité. D’autres semi-conducteurs sont capables de déplacer les électrons plus rapidement.
Cela signifie qu’ils pourraient être utilisés pour fabriquer des processeurs plus performants, mais à un coût plus élevé. Il y a une autre limitation du silicium qui signifie qu’il ne sera pas le matériau universel de nos puces informatiques trop longtemps. Vous voyez, les transistors deviennent de plus en plus petits afin de rendre nos puces plus puissantes et plus économes en énergie.
Cependant, nous arrivons au point où le silicium ne peut pas être rendu beaucoup plus petit que ce que nous avons déjà en raison de ses propriétés chimiques. En fait, Intel a annoncé que pour ses puces 7 nm qui pourraient être commercialisées vers 2021, elles utiliseraient autre chose que du silicium. Pour mettre cela en contexte, 7 nm ne font qu’environ 35 atomes de large.
Nous avons en fait un article complet couvrant un tel matériau appelé nitrure de gallium (GaN) qui devrait remplacer le silicium dans l’électronique. Alors que des transistors plus petits et des processeurs plus rapides peuvent nécessiter des matériaux plus exotiques, il ne fait aucun doute que le chemin vers ce futur de demain était pavé de silicium.