Q . schrieb:
Intel könnte außer Silizium ja auch mal ein anderes Material verwenden.
Germanium bspw.
(...)
Ge ist aufgrund seiner etwa halb so großen Bandlücke gegenüber Si bei Raumtemperatur ziemlich rauschig, daneben dann noch:
aivazi schrieb:
Der einzige zwei Gründe warum man auf Silizium setzt ist dass es mega günstig ist und in ziemlich großen Mengen verfügbar ist, Germanium wäre abgesehen vom Rohpreis wahrscheinlich auch in der Reinigung verdammt teuer natürlich wäre das eine alternative aber zu welchem Preis ? ^^
Dazu kommt, dass man einzig für Si einen richtig guten Isolator, nämlich SiO2, am Start hat. Den braucht man überall dort, wo man im Chip Komponenten elektrisch von einander trennen muss. Gleichzeitig ist SiO2 vergleichsweise einfach herzustellen indem man einfach Sauerstoff oder Wasserdampf über die Wafer-Oberfläche bläst. Bei Ge wüßte ich dagegen nicht, dass so ein Isolator entsteht bzw. ebenso einfach herzustellen ist.
Die Reinigung von Si und Ge unterscheidet sich übrigens nicht sonderlich, lediglich die natürliche Häufigkeit. Si muss ebenso unzählige Prozessschritte durchlaufen bis es in einer ausreichend hohen Reinheit vorliegt, um damit CPUs /GPUs zu bauen. Dieser Umstand ist auch die Hauptmotivation für die Forschung an schmutzigen Solarzellen - also Solarzellen die aus "dreckigem" poly-Si aufgebaut sind und gegenüber konventionellen Solarzellen zwar schlechter funktionieren aber in der Herstellung dafür auch deutlich günstiger sind.
Skysnake schrieb:
Galium Arsenit, wobei das nen Teufelszeug ist, das willst du nicht im Heimrechner haben. Die zerbrochenen Athlons waren nen scheis dagegen... Das ZEug ist spröde bis dort hinaus. Den Einbau würde kaum ne CPU überleben...
Wenn man noch den ganzen Zoo der 3-5 und 2-6 Halbleiter hinzunimmt, bekommt man zwar einerseits größere Auswahl, andererseits haben die ganzen Verbindungshalbleiter alle zwei große Probleme gemeinsam:
a) man muss nicht mehr ein sondern gleich zwei Ausgangsmaterialien reinigen, und liegt in der Reinheit aktuell noch hinter Si (dessen hohe Reinheit bzw. Reinigungsprozesse hat man übrigens auch nur deswegen so gut im Griff, weil Si eben fast überall in der HL-Branche eingesetzt wird)
b) die Herstellung von durchweg homogenen 50-50 Verbindungen aus zwei Materialien mit unterschiedlichen Schmelzpunkten ist verglichen mit der einfachen Czochralski-Züchtung von Si wesentlich aufwendiger. Den Schritt weg von Si und hin zu irgendwelchen Verbindungs-HL geht man daher idR nur, wenn man eine spezielle Eigenschaft (zB das schnellere Schaltverhalten von GaAs) unbedingt braucht und dafür alle damit verbundenen Probleme (kein natürliches Oxid, mehr Verunreinigungen, teurere Herstellung usw) in Kauf nimmt.
So lange die ich sag mal "Mainstream"-HL-Industrie nicht kollektiv zu einem neuen Material hingeht, ändert sich da auch nicht viel. Und dann wäre das nächste Problem, wenn man jetzt zB auf Ge oder GaAs wechseln würde, naja das Miniaturisierungsproblem hätte man damit immernoch nicht gelöst. Ge-Atome sind größer als Si-Atome, womit man schon früher in das theoretische "wir können nicht kleiner als ein einzelnes Atom bauen"-Limit rennt, und GaAs hat aktuell nicht die notwendige Reinheit, um darauf zuverlässig Strukturbreiten im kleinen zweistelligen nm-Bereich zu erzeugen.
Schlussendlich würde der Wechsel zu einem anderen Material entweder einfach nichts bringen bzw. man wirft sich selbst mehrere Jahre zurück weil man mit der Reinigung wieder "von vorne" anfangen muss. Mit Si haben wir bereits einen der bzw. den leichtesten und auf atomgrößen bezogen kleinsten intrinsischen Halbleiter am Start, dessen Ausgangsmaterial (Sand) in großen Mengen vorliegt und dessen Reinigung man in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich verbessert hat.
Ich sehe eher den Abschied von klassischen CMOS als Grundbaustein, aber wo die Reise hingeht ist aktuell noch unkar. Quanten-Computing ist so ne Sache, Carbon Nanotubes und Graphen und so die ganzen Geschichten sind auch ganz interessant, aber ob und wenn ja wann man mit einem davon Chips auf Si/CMOS-Basis ablösen kann, man weiß es nicht.
Und es wird immer weiter gehen, Innovationen und Forschung treiben uns stets voran.
