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Milliarden von Transistoren pro Quadratzentimeter

Transistoren in 7-nm-Technik

Es gilt nicht nur für das Internet der Dinge – auf allen elektronischen Wunschlisten ist das Kleinste das Größte. Der Miniaturisierungsprozess in der Halbleitertechnik hat eine ganz eigene Dynamik. Wer hier vorne mit dabei ist hat einen riesigen Vorteil beim Erobern neuer Marktpositionen.

Viele Halbleiterhersteller arbeiten daran, die Produktion auf 14 Nanometer-Technologie (nm) einzurichten. Der Ausdruck 14 Nanometer (1 nm = 1 Millionstel mm) bezeichnet dabei den halben Abstand zwischen zwei Leiterbahnen oder Kontakten auf einem elektronischen Bauteil. Intel und Samsung sind schon so weit.

Nun hat IBM in Zusammenarbeit mit Samsung und der polytechnischen Universität von New York die ersten Testmuster eines 7 Nanometer Transistors vorgestellt. Für Wearables und Produkte für das Internet der Dinge wäre das ein großer Fortschritt. Bis es soweit ist wird aber noch einige Zeit vergehen – geschätzt werden fünf Jahre. Zur Umsetzung ist der Einsatz der Extrem-Ultraviolett-Lithografie (EUV) nötig. Dieses fotolithografische Verfahren benutzt sehr kurzwellige elektromagnetische Strahlung zur Belichtung von integrierten Schaltungen auf Fotolack.

Auch für die 10-nm-Technik wird das Verfahren benötigt, das aber große Anforderungen stellt: es muss im Vakuum gearbeitet werden und statt Linsen müssen Spiegeloptiken verwendet werden, die eine außerordentlich glatte Oberflächen aufweisen müssen. Von IBM ist zu erfahren, dass das Unternehmen sich bei der 10-nm-Technik „auf gutem Weg zu einer technischen Umsetzung“ befindet. Der Sprung zu einer funktionstüchtigen 7-nm-Technik beinhaltet jedoch aufgrund grundlegender technischer Beschränkungen eine Vielzahl von noch ungelösten Problemen. Mit heutigen Herstellungsverfahren ist es noch nicht möglich, solch kleine Strukturgrößen mit den erwünschten Vorteilen (höhere Rechenleistung, weniger Stromverbrauch, geringere Kosten) zu realisieren.

Allerdings sind sich die Unternehmen sicher, dass durch Innovationen die neue Technologie mit einem um 50 Prozent verringerten Stromverbrauch-Rechenleistung-Verhältnis in Zukunft verwirklichen lassen wird. Die Effizienz von Big Data, der Cloud und mobilen Anwendungen wird sich dadurch enorm steigern lassen.

Bildquelle: Steve Jurvetson / flickr         Lizenz: CC2