Os chips de silício são usados em computadores porque o silício possui uma combinação única de propriedades que o tornam ideal para criar transistores e circuitos integrados (ICS), os blocos fundamentais de construção de computadores modernos:
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abundância e custo-efetividade: O silício é o segundo elemento mais abundante na crosta terrestre, tornando incrivelmente barato obter e processar. Esse baixo custo é crucial para produzir em massa os bilhões de transistores necessários para um chip simples de computador.
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Propriedades do semicondutor: O silício é um semicondutor, o que significa que sua condutividade elétrica está entre a de um condutor (como cobre) e um isolador (como borracha). Essa propriedade permite que seja facilmente manipulada atuar como um interruptor (ligado ou desligado), que é a base de um transistor. Ao controlar com precisão a quantidade de impurezas (doping) no silício, podemos criar regiões que conduzem bem a eletricidade (tipo n) e regiões que conduzem mal (P-do tipo P). A interação dessas regiões forma a base da ação de comutação do transistor.
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fácil de fabricar: O silício pode ser purificado para níveis extremamente altos, criando um material muito consistente, essencial para a fabricação confiável de chips. Técnicas sofisticadas como a fotolitografia permitem que os fabricantes gravem padrões incrivelmente finos nas bolachas de silício, criando bilhões de transistores em um pequeno espaço.
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Boa condutividade térmica: O silício tem condutividade térmica razoável, o que significa que pode dissipar o calor gerado pela operação de bilhões de transistores. Embora ainda seja um desafio significativo, essa propriedade é crucial para evitar superaquecimento e falha de chip.
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Propriedades isolantes (dióxido de silício): Quando o silício é exposto ao oxigênio, ele forma dióxido de silício (SiO2), um excelente isolador de ocorrência natural. Isso é crucial na criação das camadas isolantes entre transistores e outros componentes no chip, impedindo curtos circuitos.
Enquanto outros materiais estão sendo explorados para aplicações especializadas (como nitreto de gálio para eletrônicos de potência), a combinação de abundância, custo-efetividade, propriedades de semicondutores, fabricação e condutividade térmica tornam o material dominante para os chips de computador hoje.
