电脑芯片选择硅作为材料的原因可归纳为以下核心因素：

一、物理与化学特性

半导体特性

硅的导电性介于导体和绝缘体之间，通过掺杂工艺可灵活调整为P型或N型半导体，这是制造晶体管、二极管等基础元器件的关键。 - 掺杂工艺：

通过引入硼（P型）或磷（N型）等杂质，硅可形成P-N结，从而实现电导性的精确控制。

高温稳定性

硅在200℃以上仍能保持稳定的物理和化学性质，适应芯片制造中的高温工艺（如氧化、扩散、退火等）。 - 对比材料：

锗在高温下易分解，不适合作为高温环境下的半导体材料。

化学稳定性

硅在常温下化学性质稳定，不易与其他物质反应，延长了芯片的存储寿命和可靠性。

机械强度

具备较高的机械强度，可承受制造和运行过程中的应力，降低芯片损坏风险。

二、经济性与资源优势

储量丰富

硅是地壳中含量第二高的元素（27.7%），分布广泛且易开采，成本较低。 - 对比材料：

锗虽然导电性更优，但储量稀少且提取成本高。

提纯技术成熟

现代提纯技术可达到99.999999999%的纯度，满足大规模生产需求。 - 历史背景：

早期因提纯技术限制，锗曾短暂用于芯片制造，但硅凭借成本优势取代了它。

三、工艺与产业基础

工艺适配性

硅的晶体结构（共价键网络）便于通过光刻、蚀刻等精细工艺制造微米级电路。 - 对比材料：

锗的晶体结构较复杂，难以实现大规模量产。

产业链完善

硅材料相关产业链成熟，设备、工艺和人才储备丰富，降低了生产成本。

四、其他关键作用

电导调控：

通过掺杂实现P-N结，是构建二极管、三极管等基础器件的核心。

封装与散热：硅片表面可形成高质量二氧化硅绝缘层，配合金属针脚实现信号传输。

综上，硅凭借其独特的物理化学性质、经济性和工艺优势，成为计算机芯片的首选材料。