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"L'interesse iniziale è venuto da parte dei chimici. Il silicio fu isolato per la prima volta nel 1824 dal chimico svedese Berzelius che aveva seguito il consiglio del grande chimico francese Lavoisier il quale, avendo studiato il quarzo, affermò che era composto da un elemento molto importante. Ma il silicio non ha trovato alcun utilizzo fino alla fine del secolo scorso quando il Mendeleyer ha scoperto che, se unito al ferro, sviluppava proprietà magnetiche E così è stato impiegato per gli elettromagneti e trasformatori. Da quel momento è stato prodotto chimicamente in una forma ragionevolmente pura, pari forse al 98%".
Ma torniamo a parlare del silicio. Dopo avere assistito alla scoperta e all'impiego di questo materiale in campo elettronico cerchiamo di ricostruirne l'affermazione nel settore economico e di individuare le proprietà che l'hanno reso cosi' unico. Cominciamo da quest'ultimo punto. Il silicio è un elemento che appartiene allo stesso gruppo chimico del carbonio e di un altro attore famoso nel mondo delle tecnologie avanzate, il germanio. Quando è allo stato puro forma dei cristalli che hanno una struttura molto simile al diamante. Ma per ciò che riguarda l'elettronica, la caratteristica principale del silicio è di essere un materiale semiconduttore. In natura vi sono due grandi categorie di elementi: quelli che conducono la corrente elettrica, i conduttori appunto, e quelli invece che non la conducono, cioè gli isolanti. Il silicio, come anche il germanio, sono invece semiconduttori. Significa che in certe circostanze essi permettono il passaggio della corrente elettrica, mentre in altre si comportano come isolanti.
E' un procedimento molto complesso e delicato. Innanzi tutto bisogna partire da un cristallo purissimo: ogni 10 milioni di atomi di silicio, al massimo uno solo può essere di un'altra sostanza. Vi sono poi varie tecniche per drogare, come si dice in gergo, il silicio puro e in seguito costruire i wafer. In certi casi ogni strato del wafer ha uno spessore di appena pochi atomi. Per ottenere questi risultati bisogna lavorare in ambienti completamente sterili e del tutto privi di ogni disturbo. Anche solo toccare con le mani nude un cristallo di silicio potrebbe rovinarlo del tutto. Per questo gli uomini devono indossare tute che assomigliano a quelle degli astronauti e comunque la maggior parte delle operazioni viene svolta automaticamente dai robot. Come abbiamo visto, se è vero che il silicio è di per se' un materiale umile, riuscire a costruirci dei microchip è invece una faccenda complessa e costosa. Anzi, è un vero e proprio business. A questo proposito scopriamo, come è avvenuta l''è affermazione del silicio presso alcune grandi aziende. Nel 1951, una società di Dallas che fino ad allora si era occupata soprattutto di introspezioni geologiche per l'industria del petrolio, decise che il transistor sarebbe diventato il suo nuovo business. Si chiamava, e naturalmente si chiama anche oggi, Texas Instruments Incorporated . Uno dei suoi ingegneri, Patrick Haggerty, fu tra i primi a intuire le possibilità di questo strumento.
Anche la International Business Machine, cioè la IBM, uno dei colossi di questo settore, che fino a quel momento fabbricava soprattutto macchinari per ufficio, decise di saltare, diciamo cosi', sul carro del silicio. L''introduzione dei transistor al silicio permise di sostituire le vecchie valvole che erano molto più grandi e consumavano molta più energia. La strada verso calcolatori sempre più piccoli, ma allo stesso tempo sempre più potenti, era ormai aperta. Nel 1955 William Shockley, uno
degli inventori del transistor, lasciò i laboratori Bell per fondare una società sua, la
Shockley Transistor Corporation. Shockley era californiano e stabilì la sua società a
Palo Alto. La sua fu solo la prima di una vera e propria giungla di iniziative che
cominciarono a sorgere lì attorno. Tante che oggi tutta la zona è nota Andiamo a fare un viaggio, almeno virtuale, proprio nella Silicon Valley. Nella Silicon Valley, dunque, il mondo è in tutti i sensi dominato dall'informatica. Il transistor e tutti i circuiti sempre più piccoli che lo hanno seguito hanno ormai compiuto cinquanta anni e hanno sicuramente cambiato il mondo. Forse le possibilità del silicio stanno arrivando al loro limite. Nei laboratori si stanno studiando materiali e tecnologie che potrebbero rimpiazzare l'elettronica che conosciamo oggi. Ma chiediamo ancora una volta a Frederick Seitz, che ha vissuto tutto il passato del silicio, cosa prevede per il suo futuro: "Io penso che gli ingegneri di oggi avranno a che fare con l'attuale tecnologia per i prossimi dieci anni. A quel punto si affermerà una nuova tecnologia, ma io sono certo che coinvolgerà comunque il silicio, in qualche modo, perché ha proprietà uniche. Non credo ci sia una altro elemento che possa sostituirlo. Ci sarebbero altri composti che possono essere usati per piccole produzioni, leggere, ma il silicio rimarrà sempre, in un modo o nell'altro, al centro dello sviluppo tecnologico". Lo scorso anno, ricordate, vi parlammo del rame come possibile elemento sostitutivo, in futuro, dell'alluminio nella costruzione dei circuiti per microchip. A questo proposito uno spettatore di Torino, Vincenzo, ha chiesto alla redazione di MediaMente se, oltre al rame, la ricerca sta pensando ad altri materiali. In effetti, una delle aree di sperimentazione più promettenti riguarda proprio la possibilità di sostituire il silicio quale materiale base nella costruzione dei transistor. Ancora una volta, come avvenne del resto cinquant'anni fa per i transistor al silicio, la sperimentazione è condotta presso i Bell Labs. I ricercatori della Bell hanno, infatti, presentato una nuova fibra artificiale che consentirebbe di costruire dei transistor non più di silicio bensì di plastica. La notizia è interessante, perché se il silicio è facile da trovare in natura, un po'più complesso, l'abbiamo visto, è il processo di lavorazione cui è sottoposto. I nuovi transistor, invece, potrebbero essere prodotti in serie, stampati da un foglio di plastica, e si potrebbe arrivare, secondo i ricercatori della Bell, a produrre comunemente oggetti in plastica, come sacchetti e bottiglie, "intelligenti". La trasformazione, ovviamente, sarebbe di grande portata, si abbasserebbero notevolmente i costi di produzione dei computer e le applicazioni per il nuovo transistor sarebbero pressoché illimitate, o almeno così la pensano alla Bell |
   
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Vogliamo raccontarvi la
storia di un protagonista a volte un po' dimenticato della rivoluzione digitale. Se oggi
possiamo infilarci nel taschino una calcolatrice programmabile o mettere al polso un
orologio che misura anche i nostri battiti cardiaci e la temperatura dell'aria, se
parliamo di reti telematiche, di computer e di autostrade dell'informazione, lo dobbiamo
in gran parte alle straordinarie capacità di questo nostro protagonista: il silicio. E
naturalmente ai lunghi anni di lavoro di tutti quegli uomini, chimici, fisici, ingegneri,
che hanno imparato a conoscere e sfruttare i suoi segreti.
Mentre il plutonio è un
elemento talmente raro che in natura non si trova addirittura più e bisogna fabbricarlo
con procedimenti molto complessi il silicio, invece, è un elemento abbondantissimo,
costituisce più di un quarto della crosta terrestre e solo l'ossigeno lo supera in
quantità. E' un materiale per così dire umile che l'uomo conosce e sfrutta da millenni.
Per esempio il vetro è fatto soprattutto di ossido di silicio. Insomma vi sareste
aspettati che il processore ultrapotente del vostro Pc è fatto di qualcosa che assomiglia
molto a un coccio di bottiglia oppure alla sabbia?
Dopo i primi impieghi
nell'industria metallurgica il silicio lasciò presto le fonderie per scopi, diciamo
così, più raffinati. E fece la sua comparsa nel mondo della radiotelegrafia. Ma fu con
lo sviluppo del radar, negli anni della Seconda guerra mondiale, che il silicio iniziò la
sua vera carriera di imperatore dell'elettronica.
Ma il grande impatto del silicio si deve al suo impiego nella costruzione
della madre di tutte le invenzioni elettroniche: il 
Le proprietà del silicio hanno
determinato il suo impiego nella realizzazione dei chip. Tale lavorazione si ottiene
aggiungendo al silicio puro piccolissime quantità di altre sostanze, che modificano così
ulteriormente le proprietà del materiale. In questo caso si dice che il silicio viene
"drogato". I circuiti integrati moderni sono costruiti sovrapponendo, come in un
wafer, vari strati di silicio drogati in modo diverso.
