CPU是什么的？硅，很多人都能答上来。

　　为什么要采用硅不采用其他材料呢？

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　　其实工程师们在考虑产品用材的时候，会考虑材料的获取难易度、特性、成本等。地球上一些物质天生就是“命”好，造高科技配件非它们莫属。今天我们就来了解这些材质究竟给电脑带来了什么。


硅——命比蚂蚁贱的沙子

　　这是《喜剧之王》中吴孟达的台词，说沙子贱是因为它身价太低了。但这么低廉的沙子却可以提炼出CPU的主要原料——硅。为何要采用沙子为材质呢？因为沙子的主要成分是二氧化硅，从技术上讲经过提炼，是可以得到纯度很高的硅的，而且硅也是半导体，可以形成开关两种状态，正好可以表示电脑中的“0”和 “1”。从经济角度来说，沙子分布广泛、价格非常便宜，有利于生产成本的控制。

　　另外，硅也是一种导热性比较强的材质。这正是“热得冒油”的CPU需要的。在工作过程中，硅可以快速将核心内部的热量传导到CPU表面。当然，仅靠导热性还不够，耐热也很重要，加上散热器的“扣肉”工作时也有五六十度，那么组成它的材料就必须保证高温下的工作质量。硅的临界温度213℃，完全能够抗住目前CPU的工作温度。但是温度越高，硅半导体材料的漏电越多，工作越不稳定，寿命越短，也越容易损坏。这也是为什么大家超频之后电脑不稳定的原因之一。除了硅材料外，制造CPU还必须用到金属，用于制造CPU内部连接各个元件的电路，早期的CPU一般采用铝，但由于铝的电子迁移性太大，电阻也偏大，这意味着CPU核心发热会更高，所以铝“下岗”了，铜“就业”了。

小贴士：新材料将替代硅

　　尽管硅有半导体的特性，目前90%以上的电子元件采用了硅材料。但对于CPU而言，性能不断在提升，晶体管的体积不断缩小，硅被加工得越来越薄，在主流65纳米（nm）CPU中，硅栅介质的厚度被缩小至1.2纳米，这已经达到了极限。如果厚度继续缩小，晶体管的漏电量逐步增加，导致电流浪费，高功耗 CPU是大家不愿意看到的。为此，本月即将发布的45纳米CPU中，Intel将采用新型高-k材料取代硅材料，看来硅也快“退休”了。

　　电子迁移

　　指电子的流动所导致的金属原子的迁移现象。在电流强度很高的导体上(如CPU)，电子的流动会带给电路上的金属原子附加的动量，使得金属原子脱离金属表面四处流动，结果就导致金属导线表面上形成坑洞或土丘，造成永久的损害。这是一个缓慢的过程，一旦发生，情况会越来越严重，到最后就会造成整个电路的短路，CPU就报废了。


[ 此帖被加农在2007-11-09 14:05重新编辑 ]

很有才，看了增长不少见识，谢谢LZ