Miniaturisierung stößt an Grenzen

Mit den bisher verwendeten Materialen stößt die Miniaturisierung von Transistoren jedoch an fundamentale Grenzen. Wenn Strukturen die Größe weniger Atome erreichen, werden Leistungsaufnahme und Wärmeentwicklung zu einem ernsthaften Problem. Seit über 40 Jahren wurde bei der Fertigung des Gate-Dielektrikums von Transistoren Siliziumdioxid verwendet. Um bei der ständigen Leistungssteigerung bei Transistoren mitzuhalten, verringerte man seine Schichtstärke immer weiter. Bei der bisherigen 65-Nanometer-Prozesstechnik ist das Gate-Dielektrikum aus Siliziumdioxid nur 1,2 Nanometer stark, was etwa fünf Atomlagen entspricht. Allerdings nehmen bei dieser geringen Stärke die elektrischen Leckströme durch das Gate-Dielektrikum zu, was zu unnötigem Stromverbrauch und unerwünschter Wärmeentwicklung führt. Bei Intel kommt deshalb bei der 45-Nanometer-Prozesstechnologie ein dickeres, auf Hafnium basierendes high-k Material im Gate-Dielektrikum zum Einsatz. Dies reduziert die Leckströme im Vergleich zu Siliziumdioxid auf weniger als ein Zehntel.

Intels 45-Nanometer-Fertigungsprozess erhöht gegenüber der vorangehenden Generation auch die Transistordichte um etwa das Doppelte, so dass sich die Gesamtzahl der Transistoren pro Chip erhöhen oder die Größe der Prozessoren verringern lässt. Die 45-Nanometer-Transistoren sind kleiner als die der vorangehenden Generation, weshalb sie zum Ein- und Ausschalten weniger Energie benötigen und den aktiven Schaltstrom um rund 30 Prozent senken. Des Weiteren wird Intel Kupferleitungen mit einem low-k Dielektrikum für seine 45-Nanometer-Interconnects verwenden, um eine höhere Performance und geringeren Stromverbrauch zu erzielen. Intel hat insgesamt mehr als 15 Produkte auf Grundlage der 45-Nanometer-Technik in Entwicklung, die für Desktop, Mobile, Workstation und Enterprise-Lösungen bestimmt sind.

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