Hallottál már valaha A Szilícium-völgyről? Kalifornia azon része, ahol a CPU-kat tervezték, és az induló vállalkozások folyamatosan virágoznak. De gondolkodtál már azon, hogy miért hívják Szilícium-völgynek? Vagy miért tűnik úgy, hogy ezt a szilíciumot annyira általánosan használják számítógépes chipekhez? Más anyag, például réz, grafit vagy vas helyett.
Nos, a szilíciumnak számos olyan tulajdonsága van, amelyek szokatlanná teszik más kémiai elemek között. Jelenleg a tudósok csak 118 elemről tudnak. Ebből a 118 ismert elemből csak 6 tartozik a metalloidok közé. A Szilícium az egyik metalloid.
ezek a metalloidok fémszerű tulajdonságokkal rendelkeznek, de nem valódi Fémek. Általában ezüstös fényes megjelenésűek, mint az igazi Fémek. De ahelyett, hogy képlékenyek lennének, gyakran meglehetősen törékenyek. Ez azt jelenti, hogy könnyen széttörhetnek, mint az üveg.
olvassa el még: mi a Gallium-nitrid (GaN) technológia a Modern elektronikában
félvezető képesség
és bár a metalloidok képesek vezetni az elektromosságot, mint a fémek, nem annyira jók benne. Innen származik a félvezető szó. Ez a félvezető különösen fontos az elektronika működése szempontjából. Ne feledje, hogy a mikrochipeket használó számítógépeknek és más elektronikáknak villamos energiára van szükségük a működéshez.
teljes működési elvük azonban azon alapul, hogy szelektíven át tudják engedni a villamos energiát bizonyos tranzisztorokon. Egy normál fémes vezető, például a réz, túl könnyen engedné át az elektronokat. Ez azt jelenti, hogy túl sok tranzisztor világít egyszerre. Ez azt jelenti, hogy a CPU nem tudja megfelelően feldolgozni az utasításokat.
olvassa el még: mi az a SoC (rendszer egy chipen), és miben különbözik a CPU-tól?
miért jobb A Szilícium a számítógépes chipek más Félvezetőinél?
még mindig nem válaszoltunk arra a kérdésre, hogy miért kifejezetten a Szilícium? Ez egy másik félvezető helyett, mint a germánium. Nos, bár A Szilícium-völgy drága hely lehet élni, a tényleges Szilícium meglehetősen olcsó. A szilíciumot is nagyon könnyű megtalálni a földkéregben. Valójában A Szilícium az univerzum egyik leggyakoribb eleme.
tehát teljesen lehetséges, hogy az űrutazó civilizációk valamilyen távoli galaxisban Szilícium processzorokat is használnak. Ezenkívül a szilíciumnak más előnyei is vannak, például széles hőmérsékleti tartományban jól működik. A Szilícium könnyen adalékolható más vegyi anyagokkal is, amelyek szükségesek a mikroprocesszorok működéséhez.
például elég könnyű szilícium-dioxid szigetelő réteget képezni, ha szilíciumot ragasztunk egy forró kemencébe. Ezekre azért van szükség, mert a CPU-ban lévő apró tranzisztoroknak szigetelt területekre van szükségük a villamos energia áramlásának további vezérléséhez és precíz irányításához. Tehát A Szilícium sokoldalúsága teszi természetes választássá.
olvassa el még: DDR5 SDRAM jön: megjelenési dátum és specifikációk
A Szilícium tökéletes számítógépes chipekhez és elektronikához?
annak ellenére, hogy A Szilícium rendkívül hasznosnak bizonyult, messze nem tökéletes. Bár olcsó és bőséges, van egy kompromisszum azzal, hogy milyen gyorsan képes vezetni az áramot. Más félvezetők képesek gyorsabban mozgatni az elektronokat.
ez azt jelenti, hogy nagyobb teljesítményű processzorok készítésére használhatók, bár magasabb költséggel. A szilíciumnak van egy másik korlátozása, ami azt jelenti, hogy túl sokáig nem lesz az univerzális anyag a számítógépes chipjeinkben. Látja, a tranzisztorok egyre kisebbek és kisebbek, hogy chipjeinket erősebbé és energiahatékonyabbá tegyük.
azonban eljutunk arra a pontra, hogy a Szilícium kémiai tulajdonságai miatt nem lehet sokkal kisebb, mint ami már megvan. Valójában az Intel bejelentette, hogy 7 nm-es chipjeihez, amelyeket 2021 körül lehet kiadni, a szilíciumon kívül mást fognak használni. Ennek összefüggésében a 7 nm csak körülbelül 35 Atom széles.
valójában van egy átfogó cikkünk, amely egy ilyen anyagot, az úgynevezett Gallium-nitridet (GaN) tartalmaz, amely a Szilícium helyettesítésére szolgál az elektronikában. Míg a kisebb tranzisztorok és a gyorsabb CPU-k egzotikusabb anyagokat igényelhetnek, nem kétséges, hogy a jövő jövőjéhez vezető út szilíciummal volt kikövezve.