IBM berichtet von Fortschritten bei neuer Chip-Technologie

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Forschern des Konzerns gelang es, über 10.000 funktionsfähige Transistoren auf Basis von Kohlenstoff-Nanoröhren auf einem Chip zu platzieren. Laut IBM lässt sich damit die Taktrate von Computerchips ebenso deutlich erhöhen wie die Anzahl der Transistoren. Allerdings dauert es noch, bis die Technik ausgereift ist.

IBM-Forscher haben einen Weg gefunden, um Kohlenstoff-Nanoröhren präzise auf einem Wafer zu platzieren. Die Forscher erreichten dabei eine hundertfach größere Dichte als zuvor. IBM gelang es so, einen Chip mit über 10.000 funktionsfähigen Transistoren-Elementen auf der Basis von Kohlenstoff-Nanoröhren (auch CNT oder Carbon Nanotubes) zu schaffen. Sie sehen das als wesentlichen Schritt auf dem Weg zur wirtschaftlichen Herstellung von Chips dieses Typs an.

Von IBM-Forschern erzeugter Ring aus Kohlenstoff-Nanoröhren auf Elektroden aus Gold (im Bild hellblau). Der Ring hat einen Durchmesser von einem Mikrometer, also einem tausendstel Millimeter (Bild: IBM Research).

Die neue Technik erhöht die Chancen von Nanoröhren, sich als Alternative zu den bisherigen Transistoren auf Siliziumbasis zu beweisen. Das Material Silizium stößt an physikalische Grenzen, nachdem es über Jahrzehnte hinweg gelungen war, die Chipelemente immer weiter zu verkleinern und damit eine hohe Integrationsdichte zu erreichen. Damit verlöre auch das Mooresche Gesetz seine Gültigkeit. Diese Gesetzmäßigkeit wurde 1965 von Gordon Moore formuliert und besagt, dass sich die Anzahl der Schaltkreiskomponenten auf einem Computerchip in regelmäßigen Zeiträumen – zwischen 12 und 24 Monaten – verdoppeln lässt.

Für einige Jahre ist das mit Silizium auch noch machbar. Intels aktuelle Ivy-Bridge-Prozessoren sind bei einer Fertigungsbreite von 22 Nanometer angekommen, und Intel geht davon aus, über mehrere kommende Chipgenerationen hinweg bis auf 5 Nanometer heruntergehen zu können. Weitere Fortschritte aber sind nur mit einer anderen Technologie wie Nanoröhren-Chips denkbar.

Kohlenstoff-Nanoröhren sollen es den Chipherstellern einerseits erlauben, noch kleinere Transistoren zu produzieren. Zum anderen soll es möglich sein, auch die Taktraten wieder zu erhöhen. Stromverbrauch und Abwärme hatten das in den letzten Jahren zunehmend erschwert, weshalb die Hersteller von Computerchips dazu übergingen, die Leistung durch mehrere Prozessorkerne und Parallelisierung zu erhöhen. Wenn im nächsten Jahrzehnt der Einsatz von Kohlenstoff-Nanoröhren ausgereift ist, so hoffen die IBM-Forscher, wird sich die Taktrate von Computerchips ebenso drastisch erhöhen lassen wie die Anzahl der Transistoren.

[mit Material von Stephen Shankland, News.com]