Vous savez probablement déjà que silicium est le matériau à partir duquel, au moins pour la plupart, les deux Processeurs PC et presque toutes les puces de l'industrie sont fabriquées. On a beaucoup parlé de substituts possibles plus efficaces que le silicium, comme le «miraculeux» graphène cela à l'époque semblait la solution à tous les problèmes, mais la réalité est que le silicium est et continue d'être le matériau avec lequel ils sont fabriqués des processeurs. Tu veux savoir pourquoi? Dans cet article, nous allons tout vous dire.
Au cours des années 1950, le monde technologique a trouvé un partenaire fiable dans le silicium, et depuis lors - et cela fait environ 70 ans - il a continué à être utilisé. Disons que grâce au silicium, au lieu d'avoir des ordinateurs de la taille d'une pièce, nous avons les PC que nous connaissons aujourd'hui, certains qui tiennent même dans la paume de la main. Ce matériau a été la raison pour laquelle on a abandonné l'ancien design de circuit, le miniaturiser, le rendre plus rapide et aussi beaucoup plus abordable.
Pourquoi le silicium est-il utilisé pour fabriquer des processeurs?
Le développement des circuits intégrés a amélioré leur situation en plaçant les différents circuits électroniques d'un ordinateur dans une seule pièce de métal semi-conducteur appelée «puce». Ainsi, les circuits intégrés ont laissé derrière eux les tubes à vide anciens et fragiles et, en réduisant tellement leur taille, ont permis leur production en série.
Dans le tableau périodique des éléments, le silicium appartient au groupe du carbone, du germanium, de l'étain, du plomb et du phlerovium. Identifié comme «oui», c'est le huitième élément le plus abondant de l'univers connu, et même si l'on ne parle que de la planète Terre, 28.2% de la croûte terrestre en contient. Ainsi, la conclusion est que le silicium est l'un des matériaux les plus courants et donc l'un des matières premières les plus simples et les moins chères obtenir.
Les avantages de l'utilisation du silicium dans la fabrication de puces
Le silicium est un métalloïde, il a donc certaines caractéristiques métalliques mais ce n'est pas un vrai métal en tant que tel. Et ici on retrouve sa pertinence pour l'industrie informatique: c'est un bon semi-conducteur , il permet donc le passage de l'électricité mais, contrairement aux métaux, le débit peut être facilement contrôlé. En d'autres termes, un métal conduit des électrons par nature et ne peut pas (ou est difficile) désactiver cette propriété, alors qu'un matériau isolant tel que le plastique ou le bois ne permet pas à l'électricité de les traverser. Pour sa part, un semi-conducteur comme le silicium laisse passer l'électricité tout en jouant le rôle d'isolant.
Jusqu'à présent, nous avons déjà trois avantages: il est abondant, il est bon marché et il agit également comme un semi-conducteur de manière naturelle, il ne nécessite donc pas de grandes techniques pour le faire fonctionner comme les êtres humains en ont besoin (il est très facile à purifier) . Il fonctionne également bien sur une large gamme de températures et peut être modifié chimiquement pour modifier ses propriétés électriques. De cette façon, il est capable de gérer autant d'électricité que nécessaire.
Cela permet par exemple de passer du mode «arrêt» au mode «marche» et inversement ou de faire passer de l'électricité à travers certains transistors de manière sélective sans brûler les circuits et, de plus, à température ambiante. De plus, seul ce matériau peut être utilisé pour concevoir de nombreux types de composants différents au sein d'un même appareil.
Les minuscules transistors qui composent un processeur PC ont besoin de zones isolées et le flux d'électricité peut être dirigé avec précision, et tout cela est fourni par du silicium avec un traitement de purification minimal, et c'est également un matériau qui fonctionne bien à température. atmosphère, qui est abondante et qui est bon marché. Telles sont les raisons pour lesquelles aujourd'hui, 70 ans après qu'il a commencé à être utilisé dans l'industrie, il continue à être utilisé et continuera de l'être pendant très, très longtemps.
Quel matériel seront les processeurs du futur?
Le silicium a déjà une place importante dans l'histoire du progrès technologique, mais le développement ne s'arrête pas et tout a ses limites. Des processeurs hautes performances sont conçus dans lesquels les électrons se déplacent encore plus rapidement que dans le silicium. D'autre part, les transistors deviennent à chaque fois plus petits afin de rendre les puces plus puissantes et plus efficaces, et le silicium continuera à être utile dans la mesure où ses propriétés physiques et chimiques le permettent, mais comme nous l'avons déjà dit, tout a un limite.
Pour mettre cela en contexte, maintenant que les entreprises utilisent des nanopuces, le silicium ne peut plus répondre à ces besoins pendant bien plus longtemps, et des recherches seront nécessaires avec d'autres matériaux, potentiellement des alliages de silicium et d'autres métaux. Le chemin de la conception du circuit à tube à vide à l'ère des transistors modernes a été construit avec du silicium, mais l'avenir est clairement hors de sa portée et d'autres matériaux seront nécessaires.
