MaxCaps: Leistungsfähige Kondensatoren auf dem Chip

Europäisches Forschungsprojekt mit Infineon und anderen

Ein staatlich gefördertes Forschungsprojekt soll eines der lästigsten Probleme des Schaltungsdesigns lösen: die außerhalb von Chips platzierten Kondensatoren. Sie lassen sich bisher nur mit geringer Leistung in Halbleiter integrieren, was sich bis 2011 ändern soll.

Die Initiative "MaxCaps" wird für die deutschen Beteiligten von Infineon geleitet und vom Bundesforschungsministerium im Rahmen des Programms IKT 2020 mit 2,75 Millionen Euro gefördert. Neben dem Münchner Chiphersteller sind auch noch andere Halbleiterunternehmen wie Analog Devices, NXP und STMicro beteiligt, der größte Chiphersteller - Intel - fehlt jedoch.

Das mag daran liegen, dass der Schwerpunkt der Forschung an den MaxCaps bei mobiler Elektronik wie der in Fahrzeugen liegt, wo Intel noch nichts zu melden hat. Folglich sind auch Automobilzulieferer wie Aixtron und Continental an der Initiative beteiligt. Dazu kommen noch einige Hochschulen wie die TU Eindhoven und die Universität von Helsinki, nicht aber eine deutsche Uni. Insgesamt sind 17 Unternehmen und Forschungseinrichtungen an MaxCaps beteiligt.

Als Erstes wollen die beteiligten deutschen Unternehmen eine Getriebesteuerung für Autos mit einem Kondensatornetzwerk aus MaxCaps bauen. Entsprechend den Anforderungen automobiler Elektronik soll es von minus 40 bis plus 125 Grad Celsius und bei starken Vibrationen funktionieren.

Ziel ist es, Kondensatoren mit einer Dielektrizitätskonstante von 50 auf Chips zu integrieren. Mit den bisherigen Materialien wie Siliziumdioxid und Siliziumnitrid ist das nicht möglich, folglich müssen eine Vielzahl von Kondensatoren außerhalb eines Chips angebracht werden.

Das ist auch bei aktueller PC-Technik zu beobachten: Der Großteil der passiven Bauteile auf der Ober- oder Unterseite eines Prozessors sind Kondensatoren. Bei PC-CPUs ist das noch zu verschmerzen, weil genügend Platz auf dem Package vorhanden ist - bei mobiler Elektronik, wie auch Handybausteinen, sind die "Caps" (Capacitors) aber ein Ärgernis.