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Neuer Transistor-Rekord: 500 GHz bei 4,5 Kelvin

Bauteile aus Silizium-Germanium auf herkömmlichen Wafern

In den USA haben Forscher der technischen Universität des Bundesstaates Georgia in Zusammenarbeit mit IBM im Labor einen neuen Rekord für die Schaltgeschwindigkeit von Silizium-Transistoren aufgestellt. Bei extrem tiefen Temperaturen erreichten sie 500 GHz.

Artikel veröffentlicht am ,

Die Experimente fanden im "Georgia Electronic Design Center" (GEDC) unter der Leitung von Professor John D. Cressler statt. Seinem Team ist es gelungen, einen bipolaren Transistor mit knapp über 500 GHz zu betreiben. Gekühlt wurde die Anordnung dabei mit flüssigem Helium auf 4,5 Kelvin (minus 268,5 Grad Celsius). Bei Raumtemperatur kamen die Forscher immerhin noch auf 350 GHz für stabile Schaltvorgänge.

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Prof. Cressler und Student Ram Krithivasan vor ihrem Experiment
Prof. Cressler und Student Ram Krithivasan vor ihrem Experiment
Dennoch sind vor allem die Tieftemperatur-Tests interessant, denn dabei ergeben sich bisher unerwartete physikalische Effekte. So meint auch Professor Cressler: "Bei Tieftemperaturen können wir Effekte beobachten, welche diese Bauteile sogar schneller machen könnten, als es die Theorien vermuten lassen." Ob er damit etwa quantenmechanische Effekte von Elektronen meint, ließ Cressler noch nicht durchblicken, er will seine detaillierten Forschungsergebnisse in der Juli-Ausgabe der Zeitschrift "IEEE Electron Device Letters" veröffentlichen. Ziel sei es aber, so Cressler, das Verhalten des Halbleiters bei niedrigen Temperaturen und hohen Frequenzen besser zu verstehen.

Der Testchip im Kühlbehälter
Der Testchip im Kühlbehälter
Gefördert wurden die Experimente in Georgia von IBM, die schon seit 1998 Chips mit Silizium-Germanium herstellen. Auch die Labor-Transistoren wurden daher auf einem herkömmlichen Wafer von IBM mit 200 Millimetern Durchmesser hergestellt. Die Belichtungsmaske für die Schaltung sei dabei noch nicht optimiert gewesen, so dass sich Cresslers Team für weitere Entwicklungen Frequenzen von knapp 1 Terahertz bei Raumtemperatur verspricht.

Ob sich daraus aber kommerziell verwertbare Prozessoren, etwa für Funktechnik, bauen lassen, ist noch völlig unklar. IBMs Forschungen haben jedoch schon in der Vergangenheit zu Fertigungstechnologien geführt, die sich durchsetzen konnten: AMDs aktuelle Prozessoren basieren auf dem Konzept des "Silicon on insulator" (SOI).

Das Festhalten an Silizium als Basismaterial wird auch von anderen Halbleiter-Herstellern noch immer als beste Lösung gesehen. Andere Materialien wie etwa Gallium-Arsenid benötigen neue Produktionsanlagen und sind deshalb kaum wirtschaftlich verwertbar. Auch Intel-Mitbegründer Gordon Moore bekräftigte Mitte 2005, dass sein Theorem des "Moores Law" für Silizium-Technologie noch 20 Jahre Gültigkeit behalten sollte.

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84ck3r 24. Jul 2006

Also mich interresiert das alles nur, wenn mein PC dadurch bald ein bisschen schneller wird!

Vollstrecker 21. Jun 2006

stimmt, interessanter wären da Primzahlen, von denen gibt es noch nicht so viele.

:-) 20. Jun 2006

Bei 500 GHz nimmt man am besten Japaner, die sind kleiner und damit schneller :-)


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