Chips 2020 – A Guide to the Future of Nanoelectronics

Nicht weniger als 50 Jahre sind seit der Erfindung der integrierten Schaltkreise durch Robert Noyce und Jack Kilby vergangen. Grund genug, um innezuhalten und einen Blick in die Zukunft zu wagen: Ob sich die rasante Entwicklung der Mikroelektronik und insbesondere der Nanoelektronik bedingt durch die äußerst erfolgreiche systematische Miniaturisierung auch weiterhin fortsetzen wird? In der herkömmlichen Form wohl kaum. Vielmehr gehen die Autoren von „Chips 2020“ davon aus, dass 2015 mit dem Bau eines 10 nm × 10 nm großen Transistors die ständige Verkleinerung an ihr Ende gelangen dürfte.

Folgerichtig konzentriert sich das vorliegende Werk darauf, neue Möglichkeiten und Visionen für eine nachhaltige Entwicklung der Nanoelektronik zu diskutieren. Herausgeber und Hauptautor Bernd Hoefflinger beginnt das Buch mit einer anschaulichen Darstellung der Geschichte, aber auch der Probleme der Miniaturisierung und vermag, die Notwendigkeit der Suche neuer Strategien deutlich vor Augen zu führen.

Die insgesamt 23 Kapitel spannen einen breiten Bogen von der Technologie-Roadmap über Super­computer, Telekommunikation und mikro-elektromechanische Systeme (MEMS) bis zu „Sili­con Brains“, um abschließend ausbildungs- und marktrelevante Fragen zu diskutieren. Im besonderen Fokus stehen hierbei energiearme Chip-Komponenten, die On-Chip-3D-Integration, Sensoren, „advanced Interfaces“ und neue Architekturen einschließlich neuer Fabrikations­techniken und Anwendungen. Zudem diskutieren die Autoren ausführlich den „Paradigmenwechsel“ von der Nano­meter-Elektronik hin zur Femto­joule-Elektronik, wodurch die Energieeffizienz nun auch in den allermeisten Bereichen der Mikro­elektronik in den Mittelpunkt gerät.

Die Autoren, allesamt ausgewiesene Experten aus Industrie und Forschung, bieten in „Chips 2020“ eine kompakte Übersicht über Geschichte, Status quo und zukünftige Entwicklungen der Nanoelektronik. Die wissenschaftliche Genauigkeit, besonders in den hinteren Kapiteln, macht das Werk zu einer nicht leichten Kost, doch lohnt sich eine genauere Auseinandersetzung allemal. Das Buch richtet sich an all jene, die die Zukunft der Mikroelektronik mitgestalten möchten: Studierende, Forscher, Investoren und bestenfalls auch Politiker.

Prof. Dr. Christoph Stampfer, II. Physikalisches Institut, RWTH Aachen