Waarom wordt silicium gebruikt voor de meeste computerchips?

In 1965 voorspelde Gordon Moore dat het aantal transistors op geïntegreerde schakelingen ongeveer elke twee jaar zou verdubbelen, waardoor computers sneller en krachtiger zouden worden. Zijn verklaring, genaamd Moore's Law, blijft waar op het moment van publicatie. Het was het gemak en de flexibiliteit van silicium die een dergelijke snelle ontwikkeling mogelijk maakten.

Halfgeleider

Een halfgeleider ligt ergens tussen een geleider en een isolator. Geleiders, zoals koper en andere metalen, maken het moeilijk om een ​​elektrisch signaal te controleren. Isolatoren, zoals glas en rubber, blokkeren elektrische signalen. Halfgeleiders, en silicium in het bijzonder, kunnen een beetje van beide. Afhankelijk van hoe fabrikanten met het element omgaan, kan silicium geleiden, isoleren of iets daartussenin doen. De behandeling wordt "doping" genoemd, een proces waarbij onzuiverheden in de siliciumkristallen worden geïntroduceerd.

Stabiliteit

Silicium is niet de enige halfgeleider; koolstof en germanium hebben ook vergelijkbare eigenschappen. Koolstof, in zijn diamantvorm, is te broos om in chips te gebruiken. Germanium-chips werden al vroeg in het computertijdperk gebruikt; het element wordt tegenwoordig nog steeds soms in chips gebruikt. Silicium kan echter een halfgeleider blijven bij veel hogere temperaturen dan germanium. Dit wordt belangrijk wanneer chips worden ingezet in computers in de buurt van andere elektronische elementen die warmte vasthouden.

Gemak

In tegenstelling tot andere halfgeleiders is de geleidbaarheid van silicium heel eenvoudig te veranderen. Door het dopingproces kunnen fabrikanten elementen introduceren die silicium meer geleidend, minder geleidend en zelfs niet-geleidend maken. Dit betekent dat fabrikanten minder materialen voor chips kunnen gebruiken, waardoor er meer ingewikkelde circuits ontstaan ​​voor een betere functie.

Kosten

Na zuurstof is silicium het op één na meest voorkomende element op aarde. Het kan relatief eenvoudig uit zand worden gewonnen. Deze beschikbaarheid, gecombineerd met het gemak van het maken van circuits met silicium, maakt het zeer goedkoop te produceren in vergelijking met andere halfgeleiders.