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Moores Law: Ab 2021 schrumpfen Transistoren nicht weiter

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ITRS cover rllysmllIn Anlehnung an Moores Law wird ab 2021 die Strukturbreite von Transistoren in Chips nicht mehr schrumpfen. Der Grund ist rein wirtschaftlicher Natur – es ist einfach für Chiphersteller kostengünstiger, 3D-Bauweisen zu verwenden. Eine fortschreitende Verkleinerung der Transistoren ist mit extrem hohen Summen verbunden. Transistoren aufeinander zu stapeln wäre für die verbliebenen Auftragsfertiger und Chiphersteller viel kostengünstiger. 

Dies sieht zumindest der letzte International Technology Roadmap for Seminconductors. Der ITRS wurde 1998 ins Leben gerufen, damit Zulieferer von Chipherstellern wussten, worauf sie sich einstellen konnten. Seitdem ist allerdings die Anzahl von Chipherstellern und Auftragsfertigern, sogenannte Foundries, von 19 auf bloß vier geschrumpft, die direkt mit den Unternehmen in ihrer Lieferkette kommunizieren. Die verbliebenen Rivalen wollen sich auch nicht mehr an einen runden Tisch setzen, somit gibt es nun gemeinsame Basis für ein Projekt wie ITRS.

Zudem hat sich die Marktumgebung stark verändert. Während noch vor zehn Jahren Chiphersteller ihre Prozessoren auf den Markt brachten und die Gerätehersteller ihre Lösungen entsprechend rundherum aufbauen mussten, diktieren nun Firmen wie Apple und Google, wie zukünftige SoCs und artverwandte Produkte aussehen müssen.

Im letzten ITRS-Bericht spiegelt sich die Erwartung wieder, dass die Einführung von 3D-Bauweisen zu einem Ende der derzeitigen FinFET-Struktur führen wird. Anstelle einer flossenähnlichen, horizontalen Leitung, das von drei Seiten mit einem Gate ummantelt ist um den Spannungsfluss zu kontrollieren, wird stattdessen eine neue Chipstruktur eingeführt. In der neuen Struktur umgibt ein Gate alle vier Seiten einer solchen Leitung. Eine echte dreidimensionale Bauweise wird aber erst dann erreicht, wenn die Leitungen nicht mehr horizontal liegen, sondern vertikal aufgestellt werden. Silikon werde auch durch neuen Materialien ersetzt werden.

 

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Kommentare (8)

#1
Registriert seit: 30.11.2012

Banned
Beiträge: 529
Letzter satz.

Silizium werde durch neuere/neue materialien ersetzt. Silikon und neuen ist falsch.
#2
Registriert seit: 20.12.2003
Karlsruhe
Fregattenkapitän
Beiträge: 2774
Allein die Physik macht doch schon bei einer Strukturbreite von ~10 Atomen dicht (wäre bei Silizium >2,34nm, abhängig von der Struktur), da dann Quanteneffekte eine so große Rolle spielen, dass die Funktion und der Zustand eines Transistors nicht mehr zuverlässig im klassischen Sinne arbeitet.
#3
Registriert seit: 25.05.2013

Oberbootsmann
Beiträge: 937
"nicht mehr an einen runden Tisch setzen, somit gibt es nun gemeinsame Basis für ein Projekt wie ITRS."
Fehlt da nicht ein "keine"?
#4
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Registriert seit: 29.08.2012

Flottillenadmiral
Beiträge: 4785
Endlich spricht es mal einer aus... Die Chips, die wir heute kaufen können, werden leistungsmäßig sehr lange mithalten, wenn man sich keine Techniken oder Standards einfallen lässt, die sie vorzeitig ableben lassen, wie es beispielsweise bei AV- Receivern etc. gemacht wird.
#5
Registriert seit: 08.12.2007

Korvettenkapitän
Beiträge: 2135
Quantencomputer sind ja schon in der Anfangs(Test)phase, werden aber wohl nicht für den gleichen Aufgabenbereich sein. Sonst gab es doch noch einen biologischen Ansatz, alternativ müssen wir sonst oben in die Breite gehen :d
#6
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Registriert seit: 29.08.2012

Flottillenadmiral
Beiträge: 4785
Jep, ich denke, dass es erst dreidimensional wird und später auf Graphit hinausläuft. Um die 20GHz sollen ja angeblich dadurch kühlbar sein. Trotzdem müsste man das Verfahren erst mal auf das Silicium- Niveau bringen...
#7
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Registriert seit: 06.02.2014
Im sonnigen Süden
Admiral
Beiträge: 11173
Zitat Sir Diablo;24782067
Allein die Physik macht doch schon bei einer Strukturbreite von ~10 Atomen dicht (wäre bei Silizium >2,34nm, abhängig von der Struktur), da dann Quanteneffekte eine so große Rolle spielen, dass die Funktion und der Zustand eines Transistors nicht mehr zuverlässig im klassischen Sinne arbeitet.

Wobei man dazu nicht vergessen sollte das selbst beim sogenannten "14nm Verfahren", ein Transistor noch immer erheblich größer als 14nm ist.
Im Moment ist es meines Wissens nach eher das Herstellungsverfahren welches an seine Grenzen kommt, als die Quanteneffekte u.ä.
#8
Registriert seit: 16.08.2005

Korvettenkapitän
Beiträge: 2555
Alle Jahre wieder...
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