硅的发现与特性
硅作为芯片材料的选择，源远流长。它首先在自然界中以氧化硅石的形式存在，其晶体结构稳定、硬度高，对环境适应性强。19世纪，化学家斯托克斯成功提取了纯净的硅金属，这标志着硅从工业应用中的重要角色开始浮现。
硬盘与太阳能电池：硅在电子产品中的多重用途
除了半导体行业，硅在其他领域也发挥着重要作用。例如，在硬盘驱动器中，磁介质通常由氧化薄膜覆盖于磁铁之上，而这些薄膜是通过将一层极细的氧化锆（ZrO2）和一层极细的氮气掺杂型二氧化矽（Si3N4）相互间隙堆叠而成。这两种材料都是基于硅制成，它们能够提供足够坚固和耐磨，同时保证数据存储安全。
硒对半导体发展的贡献
虽然现在人们更熟知的是使用单晶四氢合理酸盐法制备高纯度Si，但事实上早期半导体技术曾经依赖于含有少量碱土金属元素，如镁或铝等，并且加入少量有机物如乙炔或甲醛来提高结晶率。在这种情况下，由于缺乏足够纯净、高质量单晶四氢合理酸盐用于生产稀土掺杂共熔液，可以考虑使用含有0.05%至5%掺杂量级别较低元素，如钴、铜、银或金等，它们可以增强电子迁移速率，从而改善电子设备性能。
其他非易商品材料探索
随着技术进步和市场需求变化，一些新的非易商品材料逐渐被探索用于芯片制造，比如采用了新型无机光刻胶进行深紫外线(DUV)光刻技术，这些新型胶料不仅成本较低，而且具有良好的光学性能，不需要昂贵的大尺寸原位培养(EB)光罩。此外，还有一些研究人员致力于开发基于生物分子（如蛋白质）的纳米结构，以实现更小尺寸、高集成度以及更高效能计算设备。
未来的发展趋势：超大规模集成电路及未来可能出现的问题
尽管目前最广泛应用的是基于Si-SiO2-Si三层栈构造的小规模到中规模IC，但未来的集成电路仍将朝向超大规模方向发展，其中包括8英寸、12英寸甚至16英寸甚至更大的Wafer尺寸，以及每个核心处理能力提升到数十乃至数百核水平。但同时，与此同时，也会面临更多挑战，如功耗问题、新兴热管理难题以及如何有效地利用不同类型物理过程来优化设计和制造工艺以支持这一转变。
