Mengapa Silikon Dipilih sebagai Bahan Utama Cip Komputer?

Pada tahun 1965, Gordon Moore meramalkan bahawa bilangan transistor pada cip tersusun akan berganda kira‑kira setiap dua tahun, menjadikan komputer lebih pantas dan berkuasa. Ramalan ini, dikenali sebagai Hukum Moore, masih sah sehingga kini. Kejayaan pembangunan pantas ini tidak terlepas daripada keanjalan dan kemudahan silikon.

Semikonduktor

Semikonduktor terletak di antara penghantar dan penapis. Penghantar seperti tembaga dan logam lain memudahkan isyarat elektrik, manakala penapis seperti kaca dan getah menahan isyarat. Semikonduktor, dan silikon secara khusus, boleh berfungsi di kedua-dua arah. Dengan proses yang dikenali sebagai “dopaj,” pengilang dapat menambah unsur tidak semula jadi ke dalam kristal silikon, menjadikan ia lebih atau kurang penghantar, atau bersifat semasa.

Stabiliti Suhu

Walaupun silikon bukan semikonduktor tunggal – karbon dan germanium juga digunakan – silikon menonjol kerana kestabilannya pada suhu tinggi. Sementara cip germanium cenderung pecah pada suhu lebih tinggi, silikon dapat beroperasi di bawah 300°C, menjadikannya lebih sesuai untuk perkakasan komputer yang menumpukan haba.

Fleksibiliti Pengeluaran

Berbeda dengan semikonduktor lain, kepadatan dan sifat penghantar silikon mudah diubah melalui dopaj. Pengilang boleh mencipta cip n‑tipe dan p‑tipe dengan menambah unsur seperti fosfor atau bor, yang membolehkan cip berfungsi dengan kompleksitas tinggi menggunakan bahan yang lebih sedikit.

Kos Rendah

Silikon, kedua‑kedua paling banyak di bumi selepas oksigen, boleh diekstrak daripada pasir dengan kos rendah. Ketersediaan bahan mentah dan kemudahan pembuatan cip menjadikan silikon lebih berpatutan berbanding semikonduktor lain, menyumbang kepada kos akhir produk yang lebih rendah.