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CPU用硅不用锗原因有哪些?:亚博网站信誉有保障的

发布时间:2021-06-05 阅读量:33959 作者: 亚博APP信誉有保障

硅用来做到CPU,是因为它的优点过于多,而缺点都是可解决的。锗虽然也有优点(比如打开电压、载流子迁移率),但它的几个缺点是很难解决的。

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CPU就是在一张硅片上,刻有几百万个晶体二极管。做成二极管,硅的打开电压(杀区电压)必须0.5V,锗的打开电压只需0.1V。

也就是锗CPU只需零点几的电压就能运营,比现在的1V较低多了,也算数CPU的革命吧。电压更加较低,意味发热量更加较少,集成度和频率可以更高。即便研发锗CPU有艰难,也比脑动大开的量子CPU,光子CPU,DNACPU靠谱吧?硅用来做到CPU,是因为它的优点过于多,而缺点都是可解决的。锗虽然也有优点(比如打开电压、载流子迁移率),但它的几个缺点是很难解决的。

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首先是价格。硅必要拿沙子就能制,虽然工艺简单吧但是原料成本相似0.锗在地壳中产于十分集中,成品锗(还不是半导体级别)的价格就早已打破了白银,印象中将近2000美元一公斤。其次相当大一个问题就是锗的氧化物不平稳,很差用。

二氧化硅是颗粒的绝缘体,力学电学化学性质都很平稳,不水溶液水;氧化锗没有那么颗粒,还是水溶液水的。这一条基本就宣告了CPU决意。

还有锗器件在略为低的温度下展现出不当的问题,以及锗本身比硅轻,又比硅硬,更容易打碎;等等。而且现在整个半导体行业都以硅为基础,没人会研发锗的CPU。目前锗的前途相当大程度上在光电学方面,太阳能电池,光传感器,红外LED,锗激光器(这个早已被MIT做到出来了,但不是大家想象中的激光笔那样子),等等。

因为硅做到激光几乎不有可能,锗又能较为更容易地在硅上生长出来,因此大家的理想是将用锗制成的光学器件与硅制成的电子器件统合在一张硅片上。那就牛逼了。

我们组是目前世界上唯一一个用Ge3H8和Ge4H10生长锗的研究组。目前我们在硅上面宽锗早已能长得很好了,宽出来的锗膜可以用来做到衬底生长其他的半导体材料。我手头正在展开的一个课题是锗的in-situdoping,早已出有了两篇文章,还在之后希望中。

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。。再说一句,将近三五年来锗基半导体方面进展相当大,但是不少同行还没有几乎理解这些进展。如果看以前的书本上谈的一些关于生长锗的局限,现在很多都早已被攻下了。

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以前人们说道在硅上没有办法必要宽锗,还有得用高温,或者必须几个GeSi的buffer,十年前显然是这样。但现在我在三百多度的温度下必要在硅片上生长锗,出来的膜质量很不俗。1948年,世界上第一个点接触晶体管是用锗做到哒~就是这个样子世界上第一个晶体管(1948)在很远的上古时代(1950~),那时候集成电路还没发明者,晶体管的分立器件就早已渐渐由锗变为了硅。这是为什么呢?世界上第一个和第一个商用的双极结型晶体管都是用锗做到的。

摩托罗拉公司当时还是一家车载收音机的制造商。摩托罗拉是当时第一家用于晶体管来生产收音机的厂商。但是好景不常,摩托罗拉接到了大量用户滋扰,说道他们找到摩托罗拉的车载收音机在午后的阳光下暴晒一个下午后,就仍然工作了。

摩托罗拉被搞得焦头烂额,这从市场层面给了摩托罗拉公司很强的动力用硅更换锗来生产晶体管。为啥不会这样呢?因为锗在加热之后不会变为本征态,这使得n型半导体和p型半导体都丧失了他们特有的性质,那结果呢就是双极结型晶体管无法再行工作了。

而硅可以遭受更高温度的考验。硅代替锗只不过是历史的必定,让我们来想到硅棒棒的性质吧:具有和钻石一样篮的晶体结构,这彰显了硅极佳的稳定性和强度超棒的队友二氧化硅(SiO2),用非常简单的炉式水解法就可以获得十分高质量的二氧化硅,而且界面态很少(~)。啥是炉式水解法呢?大约就和烤面包差不多,类似于你把硅片放在一个充满著氧气的烤箱里去油炸一下。

只不过很多半导体工艺都能寻找生活中的转换物,太阳能电池的生产就和咱们烙煎饼果子差不多,我会乱说?硅的带隙更大,具备更佳的热稳定性硅材料低廉啊,硅都是沙子萃取出来的,看看地球上有多少沙子可以用吧!还有一点十分最重要!锗CPU75度以上就无法工作了,那还让我们怎么用小米手机煎鸡蛋呢,对吧?【亚博网站信誉有保障的】。

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