為什麼CPU只用矽做,卻不用能耗更低的鍺來做

2022-08-30 13:57:45 字數 5908 閱讀 3582

1樓:不惑少女小妖精

鍺雖然也有優點(比如開啟電壓、載流子遷移率),但它的幾個缺點是很難克服的。

2樓:哈哈噠噠麼麼哈

因為矽使用效率高,所以選擇矽這款材料

3樓:小乙影視

一來你要考慮到與現有工藝的相容性,二來要能在技術上實現可控成本下的量產,最後,材料本身又不能太難取得。

4樓:匿名使用者

因為矽的使用效率更好,而且比較便宜

5樓:見切如風

因為矽相對而言**低一點,而且量大,適合量產

6樓:不服輸的黑岩

因為矽是價效比最高的了,適合大規模製造

7樓:

電壓更低,意味發熱量更少

8樓:丨擇城

矽這種材料價效比比較高

9樓:哇咔咔

很大乙個問題就是鍺的氧化物不穩定

10樓:人生有你不同

據說鍺有些缺點是不好掌握的

11樓:哈哈欠為你違逆

矽元素在地殼中的儲量十分驚人且非常充足(僅次於氧),氧矽鋁鐵鈣……「鍺」的儲量當然比不上氧和矽,關鍵在於「鍺」的分布特別的分散,幾乎沒有比較集中的鍺礦,這就為開採鍺增加了巨大的難度。

矽的儲量不僅充足開採也十分方面,而「鍺」卻因為分散而增加了難度且需要耗費更多的產能。

「矽」的穩定性相對來說比「鍺」更高,尤其是它們的氧化物更是如此。二氧化矽是緻密的絕緣體,且不溶於水。但氧化鍺就比較蓬鬆啦,且溶於水。

除此之外,「鍺」在高溫下極不穩定,比矽重且易碎。

電腦的cpu為什麼用矽?

12樓:無趣de星空

確切的說,它叫矽脂。把它少量並均勻塗在cpu上,可以提高cpu散熱效果,但不益太多,否則會起反作用。

13樓:earth唯依

只有矽跟鍺是半導體材料,鍺不能做cpu,只能用矽了,而且要完全純淨的。處理器都是半導體做的,至於為什麼用半導體,那要從計算原理1和0來理解,cpu中只有高電平和低電平兩種電壓,分別代表1和0,有興趣可以查閱處理器相關工作原理

14樓:孤單飛羽

因為矽是目前使用最廣的半導體材料。

15樓:

這是我看到的 答案

半導體啊,只有矽跟鍺是半導體材料,鍺不能做cpu,只能用矽了,而且要完全純淨的。

樓主,處理器都是半導體做的,不是金屬的。

16樓:匿名使用者

電腦cpu的核心材料用矽,原因是:

目前能製成半導體(電子原件中最重要的原件)的只有兩種物質,一是矽,二是鍺,全是金屬!

而鍺在一些方面不如矽好,所以就用矽了,通過氧化,摻入別的元素,還有光刻,就做成電子晶元了,而別的金屬都做不到這一點。

至於cpu是如何進行讓計算的,這個不是一句兩句能說明白的,原理上有些書上可能有,根本上是如何計算的,這個是核心技術,只有cpu廠的技術人員知道。

簡單說一下,在計算機裡是用二進位制來計算的,就是0和1,0是低電位,1是高電位。

17樓:好難改

就因為兩個字「簡單」就因為用矽簡單。其實像碳之類都可以做,現在也有這個技術,但是這個工業社會誰會放棄眼前利益,去傻傻開發更高科技而且難度比用矽大多了。

。當這個矽已經不夠用的時候就會有其他的出現了。

其實現在碳奈米半導體已經出現在人們的視線了。因為矽的工藝快極限了。不要說為什麼以前不出現。牛頓發現萬有引力之前為什麼沒人發現?

18樓:哈哈欠為你違逆

矽元素在地殼中的儲量十分驚人且非常充足(僅次於氧),氧矽鋁鐵鈣……「鍺」的儲量當然比不上氧和矽,關鍵在於「鍺」的分布特別的分散,幾乎沒有比較集中的鍺礦,這就為開採鍺增加了巨大的難度。

矽的儲量不僅充足開採也十分方面,而「鍺」卻因為分散而增加了難度且需要耗費更多的產能。

「矽」的穩定性相對來說比「鍺」更高,尤其是它們的氧化物更是如此。二氧化矽是緻密的絕緣體,且不溶於水。但氧化鍺就比較蓬鬆啦,且溶於水。

除此之外,「鍺」在高溫下極不穩定,比矽重且易碎。

為什麼cpu必須使用矽作原料?不能用銀嗎?

19樓:匿名使用者

半導體啊,只有矽跟鍺是半導體材料,鍺不能做cpu,只能用矽了,而且要完全純淨的。

樓主,處理器都是半導體做的,不是金屬的。

20樓:匿名使用者

地球上矽元素含量高,成本低。它是是一種半導體材料。銀地球含量低,成本高。

21樓:哈哈欠為你違逆

矽元素在地殼中的儲量十分驚人且非常充足(僅次於氧),氧矽鋁鐵鈣……「鍺」的儲量當然比不上氧和矽,關鍵在於「鍺」的分布特別的分散,幾乎沒有比較集中的鍺礦,這就為開採鍺增加了巨大的難度。

矽的儲量不僅充足開採也十分方面,而「鍺」卻因為分散而增加了難度且需要耗費更多的產能。

「矽」的穩定性相對來說比「鍺」更高,尤其是它們的氧化物更是如此。二氧化矽是緻密的絕緣體,且不溶於水。但氧化鍺就比較蓬鬆啦,且溶於水。

除此之外,「鍺」在高溫下極不穩定,比矽重且易碎。

為什麼矽半導體會取代鍺成為工業主流原料? 10

22樓:hi漫海

矽:作為現在最廣泛應用的半導體材料,它的優點是多方面的.

1)矽的地球儲量很大,所以原料成本低廉.

2)矽的提純工藝歷經60年的發展,已經達到目前人類的最高水平.

3)si/sio2 的介面可以通過氧化獲得,非常完美.通過後退火工藝可以獲得極其完美的介面.

4)關於矽的摻雜和擴散工藝,研究得十分廣泛,前期經驗很多.

不足:矽本身的電子和空穴遷移速度在未來很難滿足更高效能半導體器件的需求.氧化矽由於介電常數較低,當器件微小化以後,將面臨介電材料擊穿的困境,尋找替代介電材料是當務之急.

矽屬於間接帶隙半導體,光發射效率不高.

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鍺:作為最早被研究的半導體材料,帶給我們兩個諾貝爾獎,第乙個transistor和第乙個ic.鍺的優點是:

1)空穴遷移率最大,是矽的四倍;電子遷移率是矽的兩倍.

2)禁帶寬度比較小,有利於發展低電壓器件.

3)施主/受主的啟用溫度遠低於矽,有利於節省熱預算.

4)小的波爾激子半徑,有助於提高它的場發射特性.

5)小的禁帶寬度,有助於組合介電材料,降低漏電流.

缺點也比較明顯:鍺屬於較為活潑的材料,它和介電材料的介面容易發生氧化還原反應,生成geo,產生較多缺陷,進而影響材料的效能;鍺由於儲量較少,所以直接使用鍺作襯底是不合適的,因此必須通過geoi(絕緣體上鍺)技術,來發展未來器件.該技術存在一定難度,但是通過借鑑研究矽材料獲得的經驗,相信會在不久的將來克服.

23樓:老瓢蟲

20世紀50年代單晶矽材料的出現,使半導體電晶體從鍺向矽發展,進一步矽積體電路的研製成功,導致了電子工業革命,促使微電子技術和計算機技術得到了飛速發展。

通過摻雜這種手段,終於誕生了乙個偉大的發明——電晶體。通過將矽晶體上很多電晶體連線在一起,就組成了積體電路晶元,它是所有電腦、「智慧型」家電和其他很多裝置的核心。也許不是人人知道,在半導體工業發展的初期,唱主角的並不是矽,而是另一種半導體——鍺。

矽之所以能超越鍺而佔了上風,除了因為其資源極為豐富,易於獲得外,還在於它很容易形成穩定的氧化矽薄膜。這種薄膜不但可以對晶元起到很好的絕緣和保護作用,而且很容易在晶元中產生絕緣區,這是因為氧化矽具有很高的化學穩定性,可以抵抗溫度的急劇變化,使氧化膜下面的矽晶體得到很好的保護,而不會像氧化鐵那樣——鐵鏽只能使鐵器的鏽蝕情況更加嚴重。

24樓:專注夢幻十年

還有就是矽的禁帶寬度比鍺大,能夠更加有效的設定雜質能級

25樓:

si的儲存量比鍺高多了,比較容易提煉,而且比較便宜,美國著名的矽谷就是因此而出名的.

26樓:哈哈欠為你違逆

矽元素在地殼中的儲量十分驚人且非常充足(僅次於氧),氧矽鋁鐵鈣……「鍺」的儲量當然比不上氧和矽,關鍵在於「鍺」的分布特別的分散,幾乎沒有比較集中的鍺礦,這就為開採鍺增加了巨大的難度。

矽的儲量不僅充足開採也十分方面,而「鍺」卻因為分散而增加了難度且需要耗費更多的產能。

「矽」的穩定性相對來說比「鍺」更高,尤其是它們的氧化物更是如此。二氧化矽是緻密的絕緣體,且不溶於水。但氧化鍺就比較蓬鬆啦,且溶於水。

除此之外,「鍺」在高溫下極不穩定,比矽重且易碎。

27樓:

老瓢蟲 你能不能發表一點你的言論;

我發現你的回答都是copy網頁。

為什麼晶元要用矽作為半導體材料,而不用其他的?

28樓:

理論上所有半導體都可以作為晶元材料,但是矽的性質穩定、容易提純、儲存量巨大等等性質,是所有半導體材料中,最適合做晶元的。

在電晶體(二極體、三極體等等)未發明之前,初期電子計算機使用的是電子管,但是電子管體積巨大、功耗高、壽命短;人類第一台電子計算機使用18000個電子管,重30噸,占地150平方公尺,耗電功率高達150千瓦,但是其運算能力遠遠趕不上如今的一台掌上計算機。

後來科學家發明了電晶體,電晶體功耗低、體積小且壽命長,最早的電晶體是使用半導體材料鍺來製作的,從此微電子出現在人們視野當中。

電晶體可以簡單地理解為一種微型的開關,根據不同的組合設計,具有整流、放大、開關、穩壓等等功能;製作電晶體的關鍵就是半導體材料,因為半導體材料一般具有特殊性質,比如矽摻入磷元素可以形成n型半導體,摻入硼元素可以形成p型半導體。

我們把n型半導體和p型半導體進行組合,可以形成pn結,這是電子晶元當中的重要結構,我們把各種結構進行組合,就可以完成特定的邏輯運算(比如與門、或門、非門等等)。

理論上,所有的半導體材料都可以作為晶元材料,但是晶元對材料的要求極高,所以真正適合做晶元的半導體材料並不多,比如矽、鍺、碳化矽、氮化鎵等等。

其中矽因為擁有眾多優良特性,使得矽成為晶元的主要材料:

(1)矽元素的含量巨大,地球元素中僅次於氧元素(地球元素含量排行:氧》矽》鋁》鐵》鈣》鈉》鉀……)。

(2)矽元素提純技術成熟,製作成本低,最初電晶體使用鍺作為晶元材料,是因為當初矽元素的提純技術不成熟,如今矽的提純可以達到99.999999999%。

(3)矽元素的性質穩定,包括化學性質和物質性質,比如鍺做成電晶體,當溫度達到75℃以上時,其導電率有較大變化,而且做成pn結後鍺的反向漏電流比矽大,這對晶元的穩定性非常不利。

(4)矽本身是無毒無害的物質,我們常見的很多石頭都含有二氧化矽(sio2)。

29樓:崛起的男神

理論上,所有的半導體材料都可以作為晶元材料,但是晶元對材料的要求極高,所以真正適合做晶元的半導體材料並不多,比如矽、鍺、碳化矽、氮化鎵等等。

30樓:匿名使用者

因為電晶體的特性造成的,矽摻入磷元素可以形成n型半導體,摻入硼元素可以形成p型半導體。

31樓:abc你我眉目

矽的性質穩定、容易提純、儲存量巨大等等性質,非常適合做半導體材料。

32樓:哈哈欠為你違逆

矽元素在地殼中的儲量十分驚人且非常充足(僅次於氧),氧矽鋁鐵鈣……「鍺」的儲量當然比不上氧和矽,關鍵在於「鍺」的分布特別的分散,幾乎沒有比較集中的鍺礦,這就為開採鍺增加了巨大的難度。

矽的儲量不僅充足開採也十分方面,而「鍺」卻因為分散而增加了難度且需要耗費更多的產能。

「矽」的穩定性相對來說比「鍺」更高,尤其是它們的氧化物更是如此。二氧化矽是緻密的絕緣體,且不溶於水。但氧化鍺就比較蓬鬆啦,且溶於水。

除此之外,「鍺」在高溫下極不穩定,比矽重且易碎。

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