Varför används kisel för de flesta datachips?

1965 förutspådde Gordon Moore att antalet transistorer på integrerade kretsar skulle fördubblas ungefär vartannat år, vilket skulle göra datorer snabbare och kraftfullare. Hans uttalande, som heter Moores lag, förblir sant vid tidpunkten för publiceringen. Det var kiselens lätthet och flexibilitet som möjliggjorde denna typ av snabb utveckling.

Halvledare

En halvledare ligger någonstans mellan en ledare och en isolator. Ledare, som koppar och andra metaller, gör det svårt att styra en elektrisk signal. Isolatorer, som glas och gummi, blockerar elektriska signaler. Halvledare, och särskilt kisel, kan göra lite av båda. Beroende på hur tillverkare behandlar elementet kan kisel leda, isolera eller göra något däremellan. Behandlingen kallas "dopning", en process som introducerar föroreningar i kiselkristallerna.

Stabilitet

Kisel är inte den enda halvledaren; kol och germanium har också liknande egenskaper. Kol, i sin diamantform, är för sprött för att användas i flis. Germanium-chips användes tidigt i datortiden; elementet används fortfarande ibland i marker idag. Kisel kan emellertid förbli en halvledare vid mycket högre temperaturer än germanium. Detta blir viktigt när chips distribueras i datorer nära andra elektroniska element som behåller värmen.

Lätthet

Till skillnad från andra halvledare är kiselns ledningsförmåga väldigt lätt att ändra. Genom dopningsprocessen kan tillverkare introducera element som gör kisel mer ledande, mindre ledande och till och med icke-ledande. Detta innebär att tillverkare kan använda färre material för chips, vilket gör mer invecklade kretsar för ökad funktion.

Kosta

Efter syre är kisel det näst vanligaste elementet på jorden. Det kan extraheras från sand relativt enkelt. Denna tillgänglighet, i kombination med att det är enkelt att skapa kretsar med kisel, gör det mycket billigt att producera, jämfört med andra halvledare.