Vì sao bóng bán dẫn nghe mong manh nhưng hầu như chẳng bao giờ hỏng?

Với số lượng bóng bán dẫn cực nhiều như thế, tại sao chúng ta rất hiếm khi nghe thấy trường hợp bể bóng bán dẫn, hay chip xử lí đã bị hư hại các bóng bán dẫn bên trong.

Bóng bán dẫn (transistor) là một thứ quan trọng trong các chip xử lí. Theo khái niệm, nó là một vật liệu bán dẫn có nhiệm vụ tăng cường hoặc chuyển đổi tín hiệu và năng lượng điện. Hiện card đồ họa mới nhất của Nvidia, GTX 1080, có đến 7,2 tỉ bóng bán dẫn trong con chip xử lí.

Hình ảnh các bóng bán dẫn được phóng to.

Với số lượng bóng bán dẫn cực nhiều như thế, tại sao chúng ta rất hiếm khi nghe thấy trường hợp bể bóng bán dẫn, hay chip xử lí đã bị hư hại các bóng bán dẫn bên trong, mặc dù cái tên bóng bán dẫn nghe khá là... mong manh?

Thực chất, các bóng bán dẫn không có thành phần chuyển động, nó tồn tại dưới dạng rắn và được tạo ra bởi một miếng tinh thể silicon đồng nhất. Các bóng bán dẫn có khối lượng và kích thước siêu nhỏ (14nm, nhỏ gần bằng kích thước các nguyên tử), hầu như các lực bên ngoài khó có thể làm hư hại chúng. Hơn nữa, việc "in" các bóng bán dẫn ở trên một tấm silicon như thế khiến chúng hoàn toàn không có khả năng bị hư hỏng. Chúng ta thậm chí có thể làm rơi con chip xử lí xuống đất mà không làm tổn hại gì đến các bóng bán dẫn, ngoài việc những chiếc chân (pin) của chip xử lí bị gãy.

Để dễ hình dung, hãy so sánh chip xử lí là một cuốn sách, và các bóng bán dẫn là những ký tự được in trên cuốn sách ấy. Bạn có thể quăng cuốn sách tứ tung nhưng những ký tự trong sách vẫn không thể hư hỏng hoặc rơi ra ngoài được.