今天给各位分享为什么电脑CPU要用硅作为材料而不用其他的呢的知识，其中也会对硅为什么材料进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！
本文目录
为什么电脑CPU要用硅作为材料而不用其他的呢
答：理论上所有半导体都可以作为芯片材料，但是硅的性质稳定、容易提纯、储存量巨大等等性质，是所有半导体材料中，最适合做芯片的。
在晶体管（二极管、三极管等等）未发明之前，初期电子计算机使用的是电子管，但是电子管体积巨大、功耗高、寿命短；人类第一台电子计算机使用18000个电子管，重30吨，占地150平方米，耗电功率高达150千瓦，但是其运算能力远远赶不上如今的一台掌上计算机。
后来科学家发明了晶体管，晶体管功耗低、体积小且寿命长，最早的晶体管是使用半导体材料锗来制作的，从此微电子出现在人们视野当中。
晶体管可以简单地理解为一种微型的开关，根据不同的组合设计，具有整流、放大、开关、稳压等等功能；制作晶体管的关键就是半导体材料，因为半导体材料一般具有特殊性质，比如硅掺入磷元素可以形成N型半导体，掺入硼元素可以形成P型半导体。
我们把N型半导体和P型半导体进行组合，可以形成PN结，这是电子芯片当中的重要结构，我们把各种结构进行组合，就可以完成特定的逻辑运算（比如与门、或门、非门等等）。
理论上，所有的半导体材料都可以做为芯片材料，但是芯片对材料的要求极高，所以真正适合做芯片的半导体材料并不多，比如硅、锗、碳化硅、氮化镓等等。
其中硅因为拥有众多优良特性，使得硅成为芯片的主要材料：
（1）硅元素的含量巨大，地球元素中仅次于氧元素（地球元素含量排行：氧>硅>铝>铁>钙>钠>钾……）。
（2）硅元素提纯技术成熟，制作成本低，最初晶体管使用锗作为芯片材料，是因为当初硅元素的提纯技术不成熟，如今硅的提纯可以达到99.999999999%。
（3）硅元素的性质稳定，包括化学性质和物质性质，比如锗做成晶体管，当温度达到75℃以上时，其导电率有较大变化，而且做成PN结后锗的反向漏电流比硅大，这对芯片的稳定性非常不利。
（4）硅本身是无毒无害的物质，我们常见的很多石头都含有二氧化硅（SiO2）。
我的内容就到这里，喜欢我们文章的读者朋友，记得点击关注我们——艾伯史密斯！
什么是硅材料
硅是元素半导体。电活性杂质磷和硼在合格半导体和多晶硅中应分别低于0.4ppb和0.1ppb。
拉制单晶时要掺入一定量的电活性杂质，以获得所要求的导电类型和电阻率。
重金属铜、金、铁等和非金属碳都是极有害的杂质，它们的存在会使PN结性能变坏。
硅中碳含量较高，低于1ppm者可认为是低碳单晶。碳含量超过3ppm时其有害作用已较显著。硅中氧含量甚高。氧的存在有益也有害。
直拉硅单晶氧含量在5～40ppm范围内；区熔硅单晶氧含量可低于1ppm。
从微观角度来说硅为什么可以作半导体材料
从微观角度来说硅元素的最外层电子数是4个，而原子的最外层的圆满电子数是8个，所以4个电子正好处于8个圆满电子数的中间，而少于4个电子数的元素属于金属，是可以导电的导体，大于4个的电子的元素呈氧化性，是不导电的物质，而4个电子正好处于金属性和氧化性之间，所以正好是处于导电和不导电之间，因此叫做半导体
生产硅料的主要原材料
生产硅料的原料就是含有SiO2的一组物质，河沙、海沙、石英砂等，SiO2的含量不同，所含杂质也不同。根据产品和工艺的需要选择硅砂原料。二氧化硅：不是一种元素，正确拼写方式为SiO2。其中，Si代表会硅，O代表氧。二氧化硅是沙子和玻璃的主要成分。
关于本次为什么电脑CPU要用硅作为材料而不用其他的呢和硅为什么材料的问题分享到这里就结束了，如果解决了您的问题，我们非常高兴。
