為什么芯片的制作偏偏選用硅作為半導體材料

（文章來源：百家號）

理論上所有半導體都可以作為芯片材料，但是硅的性質(zhì)穩(wěn)定、容易提純、儲存量巨大等等性質(zhì)，是所有半導體材料中，最適合做芯片的。

在晶體管（二極管、三極管等等）未發(fā)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；人類第一臺電子計算機使用18000個電子管，重30噸，占地150平方米，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臺掌上計算機。

后來科學家發(fā)明了晶體管，晶體管功耗低、體積小且壽命長，最早的晶體管是使用半導體材料鍺來制作的，從此微電子出現(xiàn)在人們視野當中。

晶體管可以簡單地理解為一種微型的開關(guān)，根據(jù)不同的組合設(shè)計，具有整流、放大、開關(guān)、穩(wěn)壓等等功能；制作晶體管的關(guān)鍵就是半導體材料，因為半導體材料一般具有特殊性質(zhì)，比如硅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(jié)，這是電子芯片當中的重要結(jié)構(gòu)，我們把各種結(jié)構(gòu)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芯片材料，但是芯片對材料的要求極高，所以真正適合做芯片的半導體材料并不多，比如硅、鍺、碳化硅、氮化鎵等等。

（責任編輯：fqj）