为何CPU只用硅，而不用能耗更低的锗制作？

Question

如题所述

Answer 1

1. 在电子技术的早期阶段，锗确实被用于制造晶体管，但它的不稳定性，特别是在高温环境下，导致其性能下降，从而被硅所取代。
2. 摩托罗拉曾遭遇用户投诉，其使用锗晶体管的车载收音机在阳光暴晒下无法正常工作。这一问题促使业界寻找新的替代材料，从而拉开了硅晶体管应用的序幕。
3. 锗在地壳中的含量相对较低，仅为百万分之七，这使得其提取和加工成本较高，对大规模生产的电子设备而言，成本压力尤为显著。
4. 锗的氧化物稳定性差，且其禁带宽度较窄，仅0.66eV，这导致锗晶体管容易因电场作用而被击穿，限制了其在高电压应用中的使用。
5. 硅因其晶体结构而具有优异的稳定性和强度，以及较大的带隙，这使得硅器件在高温环境下仍能保持性能稳定。
6. 硅的原料来源广泛，可从石英砂中提取，而锗的提取则更为复杂，且自然界中的储量极为稀少，仅为百万分之1.8，与硅的丰富储量（约27.8%）形成鲜明对比。
7. 由于锗的稀有性和提取难度，其成本高昂，限制了其在半导体器件中的应用。此外，锗的性能也不足以满足CPU等高性能电子器件的需求。
8. 硅的这些特性使其成为制造电子元器件的理想材料，特别是CPU这类高性能、大规模生产的半导体器件。