Infineon spart Strom mit neuer Transistorarchitektur

Multi-Gate-Feldeffekt soll Chips schneller, effizienter und sparsamer machen

Forscher von Infineon haben heute in Japan erstmals Details einer neuen Transistorarchitektur vorgestellt, die viele Hindernisse zu noch kleineren, leistungsfähigeren elektronischen Schaltungen und Geräten aus dem Weg räumen soll. Zehnmal kleinere Ruheströme und rund 50 Prozent weniger Energiebedarf zum Schalten als bei heutigen 65 nm großen Transistoren dank des Multi-Gate-Feldeffekts verspricht der Halbleiterhersteller.

Auf der Halbleiter-Konferenz "VLSI Technology Symposium" zeigten die Infineon-Forscher Transistoren mit dreidimensional geformtem Gate-Anschluss und gleichzeitig integriertem Gate-Dielektrikum mit hoher Dielektrizitätskonstante und Metall-Elektrode in hochkomplexen digitalen Schaltkreisen. Hinsichtlich Schaltgeschwindigkeit, Ruhestrom und Effizienz beim Schaltvorgang sollen die Chips so Rekorde aufstellen.

Dabei setzen die Infineon-Forscher auf einen Multi-Gate-Feldeffekt-Transistor, der im Gegensatz zur heute verbreiteten planaren Standardtechnik dreidimensional modelliert ist. So will Infineon den Energiebedarf beim Ein- und Ausschalten von Transistoren auf das absolut Notwendige reduzieren: Der steuernde Kontakt des Transistors umschließt den stromführenden Siliziumkanal nun von mehreren Seiten ("Multi-Gate") und bietet somit eine um den Faktor zwei größere Angriffsfläche, um den Transistor wesentlich effizienter auszuschalten.

Multigate-FinFET-Technik im Einsatz

Infineon hat diese neue Transistorarchitektur in 65-nm-Strukturgröße jetzt mit einer komplexen Schaltung aus über 23.000 Transistoren getestet. Alle wichtigen Komponenten einer modernen Elektronikschaltung inklusive statischer Speicherzellen wurden dabei berücksichtigt. Mit der kürzesten jemals gemessenen Schaltzeit in dieser Architektur von 13,9 Pikosekunden habe man einen Rekord aufgestellt, so Infineon.

"Im Vergleich zu heutigen Schaltungen haben wir um den Faktor 10 kleinere Ruheströme gemessen. Das verdoppelt die Energieeffizienz und Batterielaufzeit mobiler Geräte", freute sich Prof. Dr. Hermann Eul, Mitglied des Infineon-Vorstands und Leiter des Geschäftsbereichs Communication Solutions über die neuen Ergebnisse. "Diese Ergebnisse bestärken uns darin, dass wir Multi-Gate-Transistoren kombiniert mit unserem Anwendungs-Know-How in Produkte mit größtem Nutzen einbringen können, bei denen niedriger Stromverbrauch und niedrige Kosten im Vordergrund stehen. Die neue Architektur wird beispielsweise dafür sorgen, dass sich Anwender ihre Videos auf portablen Geräten auch zu Ende ansehen können."

Das Herstellungsverfahren wird von Infineon im Rahmen seiner Beteiligung am europäischen Forschungszentrum IMEC (Interuniversity Micro Electronics Center, Leuven, Belgien) weiter erforscht und könnte nach der Strukturgröße von 32 Nanometer als Basistechnik für die Serienfertigung zum Einsatz kommen.