半导体芯片就是用半导体材料做的，因为这种材料能控制电流流动。就像开关一样，温度高了会导通，温度低了会断开。芯片要处理各种信号，必须能精准调节电流，而半导体刚好在这中间，既不像铜那样随便导，也不像木头那样完全绝缘。比如说手机里的处理器，就是靠硅片上的晶体管开关来运算的。

为什么必须用半导体呢？首先看材料特性，硅的带隙是1.1电子伏特，刚好让电子在常温下能跃迁，所以温度稳定性好。数据上显示，硅的温度系数是0.005/℃，比锗低30%，更适合大规模生产。其次成本控制，硅矿丰富，提纯成本比锗低80%，2019年全球硅片市场规模就达580亿美元。再比如芯片制程，台积电7nm工艺用硅基材料良品率92%，换成碳化硅的话良品率只有65%，成本翻倍。还有摩尔定律的延续，半导体材料能支持更小制程，现在3nm工艺晶体管密度比10nm高2.5倍，全靠硅的晶格结构稳定。不过现在也有新趋势，比如英伟达用硅锗混合材料，性能提升15%，但成本还是比纯硅高40%。所以现在芯片还是以硅为主，但未来可能会用磷化铟等新材料，但至少现在得先看懂为什么必须用半导体。