Kiselchips används i datorer eftersom kisel har en unik kombination av egenskaper som gör det idealiskt lämpligt för att skapa transistorer och integrerade kretsar (IC), de grundläggande byggstenarna för moderna datorer:
* överflöd och kostnadseffektivitet: Kisel är det näst vanligaste elementet i jordskorpan, vilket gör det oerhört billigt att få och bearbeta. Denna låga kostnad är avgörande för att massproducera de miljarder transistorer som behövs för till och med ett enkelt datorchip.
* Semiconductor Properties: Silicon är en halvledare, vilket innebär att dess elektriska konduktivitet ligger mellan en ledares (som koppar) och en isolator (som gummi). Den här egenskapen tillåter den att enkelt manipuleras för att fungera som antingen en switch (på eller av), vilket är grunden för en transistor. Genom att exakt kontrollera mängden föroreningar (doping) i kisel kan vi skapa regioner som leder elektricitetsbrunn (N-typ) och regioner som utför dåligt (p-typ). Interaktionen mellan dessa regioner utgör grunden för transistorns växling.
* lätt att tillverka: Kisel kan renas till extremt höga nivåer, vilket skapar ett mycket konsekvent material som är viktigt för tillförlitlig chiptillverkning. Sofistikerade tekniker som fotolitografi gör det möjligt för tillverkare att etsa otroligt fina mönster på kiselskivor, vilket skapar miljarder transistorer i ett litet utrymme.
* Bra värmeledningsförmåga: Kisel har rimlig värmeledningsförmåga, vilket innebär att det kan sprida värme som genereras genom drift av miljarder transistorer. Även om det fortfarande är en betydande utmaning, är denna egenskap avgörande för att förhindra överhettning och chip -fel.
* isolerande egenskaper (kiseldioxid): När kisel utsätts för syre bildar det kiseldioxid (SiO2), en naturligt förekommande utmärkt isolator. Detta är avgörande för att skapa de isolerande skikten mellan transistorer och andra komponenter på chipet, vilket förhindrar kortkretsar.
Medan andra material utforskas för specialiserade tillämpningar (som galliumnitrid för kraftelektronik) gör Silicons kombination av överflöd, kostnadseffektivitet, halvledaregenskaper, tillverkbarhet och värmeledningsförmåga det dominerande material för datorchips idag.
