IBM nutzt Nano-Technik in der Chipproduktion
Selbstanordnungsverfahren lässt Chips "wachsen"
IBM hat Anfang Mai einen technischen Durchbruch in der Chipherstellung bekannt gegeben: Zum ersten Mal sei das nano-technische Selbstanordnungsverfahren - ein aus der Natur übernommener Prozess - in der konventionellen Chipherstellung eingesetzt worden. Der natürliche Prozess, der Meeresmuscheln, Schneeflocken oder Zahnschmelz entstehen lässt, wurde von IBM aufgegriffen um Billionen kleinster Löcher zu erzeugen. Diese legen ein isolierendes Vakuum um die kilometerlangen nano-skalierten Kabelstränge in den Chips.
Im IBM-Labor haben Forscher mit dieser Technik bereits bewiesen, dass die elektronischen Signale auf den Chips im Vergleich zu konventionellen Chiptechniken entweder 35 Prozent schneller fließen können oder 15 Prozent weniger Strom verbrauchen.
Das von IBM patentierte Selbstanordnungsverfahren (self-assembly process) soll eine Herstellungsmethode der Nano-Technik in ein kommerzielles Produktionsumfeld einbringen. Dieser Fortschritt ermögliche unter Anwendung konventioneller Herstellungstechniken eine Leistungsverbesserung der integrierten Schaltkreise, die zwei Generationen des Moorschen Gesetzes entspreche, so IBM.
Die neue Form der Isolation wird von Wissenschaftlern oft als "Luftloch" bezeichnet, was eigentlich eine falsche Bezeichnung ist, da die Vakuumlöcher frei von Luft sind. Die von IBM entwickelte Technik lässt ein isolierendes Vakuum zwischen den Kupferdrähten auf einem Computerchip entstehen, wodurch die elektrischen Signale schneller fließen und dabei weniger Strom verbrauchen. Durch das Selbstanordnungsverfahren entstehen nano-skalierte Muster, die die Luftlöcher formen. Diese Strukturen sind beträchtlich feiner als diejenigen, die mit dem herkömmlichen Lithographieverfahren erzeugt werden.
Ein Vakuum gilt als der beste Isolator, der im Bereich der Leitungskapazität bekannt ist. Dies ist von Bedeutung, wenn zwei Leiter, in diesem Fall die Kabel auf einem Chip, elektronische Energie voneinander abschöpfen. Dabei geben sie unerwünschte Hitze ab und verlangsamen die Geschwindigkeit, mit der die Daten durch den Chip bewegt werden.
Bisher waren die Chipdesigner meist gezwungen, der Kapazitätsproblematik durch einen immer höheren Stromfluss in den Chips entgegen zu wirken. Das erzeugt im Prozess jedoch eine Reihe Probleme. Auch Isolatoren mit verbesserter Isolierungskapazität kamen bereits zum Einsatz, doch diese wurden dünn und zerbrechlich, da die Chipstrukturen immer kleiner und kleiner wurden. Zudem können ihre Isolierungseigenschaften nicht mit denen eines Vakuums verglichen werden.
Das Selbstanordnungsverfahren sei bereits in den IBM-Fertigungslinien in East Fishkill, New York integriert und werde vorrausichtlich im Jahr 2009 komplett in die Halbleiterfertigungslinie eingebunden, so der Hersteller. Die Chips werden zunächst in Serverproduktlinien eingesetzt.
LANline/jos
Lesen Sie mehr zum Thema
