Кремний на сегодняшний день является уникальным материалом по комплексу всех свойств, хотя они не рекордные. Например, некоторое время назад фирма Крэй выпускала процессоры для суперкомпьютеров на арсениде галлия. Этот материал позволяет работать транзисторам на более высокой частоте, но он очень хрупкий и его пластины легко раскалываются в руках при неосторожном обращении, кроме того, этот полупроводник является соединением мышьяка и галлия, что вызывает сложности при подготовке (полировке) поверхности пластин, так как при снятии одного атомного слоя на поверхности оказываются то атомы мышьяка, то атомы галлия. Проводились эксперименты с алмазом. Это прочный материал, который в перспективе мог бы дать очень высокие частоты. Кроме того у алмаза исключительно высокая теплопроводность (в несколько раз выше чем у меди), что позволяло бы эффективно отводить тепло. Но технологически алмаз уступает кремнию, так как на кремнии очень удобно создавать оксидные изоляторы (оксид кремния - это кварц) хорошо отработанной методикой поверхностного окисления, а так же оксид кремния и сам кремний травят плавиковой кислотой и ее смесями с другими веществами для образования транзисторных структур. Правда сейчас в основном используют плазмохимические методы. Алмаз - это тот же углерод, а его оксид - это не изолятор, а углекислый газ, что снижает его технологические свойства. Некоторые пытаются экспериментировать с органическими полупроводниками, то это тоже неудобные материалы.
Так что в ближайшем будущем ничего революционного не ожидается. Хотя… история микросхем является целой цепью преодоления физических пределов, которая начиналась с частоты 100 кГц.Технологии постоянно натыкались на непреодолимые даже в теории преграды, но каждый раз тем или иным способом их преодолевали. Сейчас мы в очередном тупике, когда проблема увеличения производительности решается не повышением частоты, а увеличением количества ядер. Что-то назревает, но пока не видно что.