Perché il chip di silicio è usato nei computer?

I chip di silicio sono usati nei computer perché il silicio possiede una combinazione unica di proprietà che lo rendono ideale per la creazione di transistor e circuiti integrati (ICS), i blocchi fondamentali dei computer moderni:

* Abbondanza ed efficacia in termini di costi: Il silicio è il secondo elemento più abbondante nella crosta terrestre, rendendo incredibilmente economico ottenere e elaborare. Questo basso costo è cruciale per la produzione di massa i miliardi di transistor necessari anche per un semplice chip per computer.

* Proprietà dei semiconduttori: Il silicio è un semiconduttore, il che significa che la sua conduttività elettrica si trova tra quella di un conduttore (come il rame) e un isolante (come la gomma). Questa proprietà consente di essere facilmente manipolato per fungere da interruttore (acceso o spento), che è la base di un transistor. Controllando con precisione la quantità di impurità (doping) nel silicio, possiamo creare regioni che conducono bene l'elettricità (di tipo N) e regioni che conducono male (tipo P). L'interazione di queste regioni costituisce la base dell'azione di commutazione del transistor.

* Facile da fabbricare: Il silicio può essere purificato a livelli estremamente elevati, creando un materiale molto coerente che è essenziale per la produzione di chip affidabile. Tecniche sofisticate come la fotolitografia consentono ai produttori di incidere modelli incredibilmente fini sui wafer di silicio, creando miliardi di transistor in uno spazio minuscolo.

* buona conducibilità termica: Il silicio ha una ragionevole conducibilità termica, il che significa che può dissipare il calore generato dal funzionamento di miliardi di transistor. Sebbene sia ancora una sfida significativa, questa proprietà è fondamentale per prevenire il surriscaldamento e il fallimento del chip.

* Proprietà isolanti (biossido di silicio): Quando il silicio è esposto all'ossigeno, forma il biossido di silicio (SIO2), un eccellente isolante naturale. Ciò è fondamentale per creare gli strati isolanti tra transistor e altri componenti sul chip, prevenendo i cortometraggi.

Mentre altri materiali vengono esplorati per applicazioni specializzate (come il nitruro di gallio per l'elettronica di alimentazione), la combinazione di abbondanza di abbondanza, il costo-efficacia, le proprietà dei semiconduttori, la produzione e la conducibilità termica di Silicon lo rendono oggi il materiale dominante per i chip del computer.

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