为什么CPU只用硅做，而不用能耗更低的锗做？

逻辑电路对于高速元件的迫切需求，使得半导体制造工业不断以微缩、增加密度以及时钟速度的方式来取得更好的性能表现，但是在摩尔定律遭遇困境的当下，这种作法留给半导体技术的空间似乎已经不多

这是因为芯片微缩、增加密度以及时钟速度，会导致一个关键问题，那就是功耗，加上先进工艺之下，闸极的缩小会导致芯片内部的漏电流越来越难以抑制，漏电流则是会产生一个最大的问题，那就是发热。

也因此，目前整个产业都在处心积虑的找出能够替代目前主流硅材料的新一代半导体材料，但这并不是那么简单的事情，一来你要考虑到与现有工艺的兼容性，二来要能在技术上实现可控成本下的量产，最后，材料本身又不能太难取得。

也因为这三种原因的限制，目前硅还是难以被取代，毕竟硅是地球上最容易取得的材料，易于提炼，且又具备能和其他材料配合调制改变其电气特性的特征，使其应用极为广泛，硅可以用来算，可以用来发光，也可以用来”看”，目前来看，还真的没有一种材料能够取代硅的地位。

至于锗材料，其实在目前的半导体业界是个很普遍应用的材料，世界上最早的晶体管就是使用锗材料制作的。

除了在在半导体领域，其在航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、红外光学、太阳能电池、化学催化剂、生物医学等领域都有广泛而重要的应用。

虽然理论上锗拥有很多优秀的特性，比如说电子迁移率是硅的两倍，电洞迁移率更超越被誉为最有机会取代硅的明日之星材料，也就是像砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、磷化铟(InP)、锑化铟(InSb)等常见三五族半导体材料，且因为和硅之间的晶格差异(Lattice mismatch)相对更小，能够被整合在现有的硅工艺，因此与三五族同样被视为未来半导体材料的明日之星。

但是要使用纯锗来做CPU？这个可以很明白的说了，真要做不是不可能，但做出来基本上就是又贵又慢的产品，完全不实用。锗虽然在电气特性上有其优点，但缺点也同样不小，比如说因为难以取得，所以成本极高，材质的物理特性非常软脆这点同样远不如硅，使其加工非常困难，而做为”半导体”，锗的氧化物和硅的氧化物在绝缘稳定性上也有很大的不同。

如果要善用锗的特性，就必须以参杂的技术，结合其他材料的优势来弥补其缺点，比如说在基于硅的基板上去生长锗的薄膜，结合二者的优点，可以大幅强化目前半导体架构的计算能力。

以半导体的发展历程来看，锗算是最早的第一代半导体材料，目前虽然活跃在许多领域，但基本上已经离计算应用有段距离，若用来制造计算核心，其实还有许多困难需要突破。

因为其在电气特性上的优势，锗有机会和最新的三五族材料共同在半导体技术发展的道路上发光发热，其应用发展空间还很广，以单一应用面向来评论这个材料其实并不公平。