为什么芯片要用硅作为半导体材料，而不用其他的呢？
芯片为什么要用硅作为材料，对于这个问题，第一，硅是宇宙最广泛存在也是含量最高的一种元素，在地球上含量达到25.7％，所以取之不尽；其二，硅化学元素周期表是第十四号元素，原子中最外围电子是4，既容易失去电子，有容易得到电子，所以具有导体和绝缘体之间的特性，即半导体特点，说它导电它又不导电，说它不导电它又导电。
其三，硅是一种晶体，也就是说硅原子周围都有四个相邻原子，它们成正四面体结果，即共价键结构，如果在共价键上掺入三价硼原子，那么磷周围势必要借一个电子，才能组成共价键结构，这样掺杂越多，借的电子也越多，这样共价键上因缺少了很多的电子形成空穴即正电荷，这样的半导体依靠来空穴导电，我们称它为p型半导体；同理如果在硅原子中掺入五价磷原子，磷外围有五个电子，必然要丢掉一个电子即4个电子组成共价键，掺杂的越多丢失电子也越多，我们把这种依靠电子导电的半导体称它为n型半导体，p型n型半导体组合在一起就形成了二极管，三极管，场效应管，还有集成电路等等。
摩尔定律说硅基芯片的物理极限是7nm，为什么台积电还能做出5nm的芯片？
摩尔定律指的是在价格不变的情况下，芯片上可容纳晶体管数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。从当前芯片制造来看，要实现摩尔定律，芯片制造工艺必须不断提升。工艺节点从90nm、65nm、40nm、28nm、16nm到现在的7nm，芯片厂家不遗余力地减小晶体管栅极宽度来达到工艺的升级，但到了7nm之后，晶体管的漏电问题越来越严重，单纯靠减少晶体管栅极宽度的方法已经无法提升芯片制造工艺。
这个时候各厂家各显神通，采用不同的方法解决漏电问题。intel的高介电薄膜、SOI、鳍式场效电晶体技术等等技术应运而生。不过难度越来越大，各大厂家受阻严重，GlobalFoundaries放弃7nn研发，intel的10nm一推再推，目前7nm量产顺利的主要就是台积电和三星了。台积电的5nm预计明年Q1量产，华为的最新麒麟990预计将采用5nm工艺。
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