سیلیکون چیست و چرا در ساخت تراشه های کامپیوتر از آن استفاده میشود

سیلیکون چیست؟

پاسخ به این سوال بسیار ساده است.سیلیکون چهاردهمین عنصر در جدول تناوبی است که یک پروتون از آلومینیوم سنگین تر ، و یک پروتون سبک تر از فسفر دارد.  سیلیکون دومین عنصر فراوان در پوسته ی زمین است.

اساس تمام پردازنده های رایانه ای فعلی است و حتی بیشترین کاندیدای احتمالی زمینه ساز زندگی بیگانه و غیر کربنی است.اما دقیقاً چه چیزی سیلیکون را بسیار خاص می کند؟

هنگام انتخاب عنصری که به عنوان پایه ترانزیستور کامپیوتر استفاده شود ، فاکتور اصلی مقاومت است. مقاومت رساناها کم است و جریان الکتریکی را به راحتی عبور می دهند ، در حالی که مقره ها (به طور قابل پیش بینی) مقاومت زیادی دارند و جریان الکترون را کند یا مسدود می کنند. برای یک ترانزیستور که باید به میل خود روشن و خاموش شود ، ما به یک نیمه هادی نیاز داریم ، ماده ای با مقاومت بین هادی و عایق.

سیلیکون تنها ماده نیمه هادی روی زمین نیست – حتی بهترین نیمه هادی نیمه زمین نیست. آنچه که هست ، تا حد زیادی فراوان ترین نیمه هادی روی زمین است. سیلیکون به راحتی در سراسر جهان در دسترس است. نیازی نیست که آن را از معادن خاص آفریقا وارد کنید ، یا ماهها درمان گران و آلوده را صرفاً برای تهیه مقداری انجام دهید. کار با آن آسان است و از همه مهمتر ، دانشمندان روش های قابل اعتمادی برای رشد آن به بلورهای کاملاً مرتب ارائه داده اند. این بلورها به سیلیسیم مانند الماس به کربن تبدیل می شوند.

رشد بلورهای عظیم و تقریباً کامل سیلیکون یکی از مهارت های اصلی در تولید تراشه های رایانه ای مدرن است. سپس این کریستال ها به صورت ویفرهای نازک برش داده می شوند ، سپس حک می شوند ، فرآوری می شوند و به صدها روش مختلف قبل از اینکه در قالب فرد خرد شوند و در پردازنده های تجاری بسته بندی شوند ، آنها را پردازش می کنند. ساخت ترانزیستورهای برتر از مواردی مانند کربن و حتی مواد عجیب و غریب تر مانند ژرمانیوم امکان پذیر است ، اما هیچ یک از آنها اجازه نمی دهد که نوع سیلیکون تولید فله از طریق رشد کریستال بزرگ امکان پذیر باشد – حداقل ، هنوز نه.

در حال حاضر ، بلورهای سیلیکون (به اصطلاح “شمش”) در استوانه هایی با قطر ۳۰۰ میلی متر ساخته می شوند ، اما تحقیقات در حال نزدیک شدن به آستانه ۴۵۰ میلی متر است. این باید به کاهش هزینه های تولید کمک کند و در نتیجه سرعت حداقل تا یک دهه دیگر ادامه یابد. بعد از آن؟ سرانجام ممکن است چاره ای جز کنار گذاشتن سیلیکون برای کارهایی نباشد که بسیار کم کار و آسان باشد – خبر خوب برای سرعت پردازش !