Chiptechnologie für übermorgen
TU Ilmenau führt 18-Millionen-Euro-Projekt an, in dem nanoelektronische und -mechanische Chips erforscht werden.
In den vergangenen 40 Jahren erlebte die moderne Informationsgesellschaft eine fulminante technologische Entwicklung. Elektronische Chips für Computer, Handys und Tablets wurden immer schneller und leistungsfähiger. In solchen modernen Chips sind billionenfach Feld-Effekt-Transistoren integriert. Waren die kleinsten Teile dieser Transistoren, die als Strom-Schalter funktionieren, 1970 noch so groß wie ein menschliches Haar, wurden ihre Abmessungen um mehr als das Tausendfache auf heute 35 Nanometer reduziert. Auch die Anzahl der Schaltelemente auf einem einzelnen Chip konnte von 2300 im Jahr 1970 auf über 1,3 Billionen erhöht werden.
Abb.: Wafer für neue Chiptechnologie. (Bild: TU Ilmenau)
Um dieses exponentielle Wachstum technologischer Evolutionen für die moderne Informationsgesellschaft beizubehalten, arbeiten 15 Partner aus acht europäischen Ländern an neuen Technologien zur Herstellung immer kleinerer hoch-funktioneller nano-elektronischer Baueinheiten. Angeführt wird das Projekt „Single Nanometer Manufacturing for beyond CMOS devices (SNM)“ von Ivo W. Rangelow, Leiter des Fachgebiets Mikro- und Nanoelektronische Systeme der TU Ilmenau.
Für den nächsten Evolutionsschritt von Transistoren ist „High Performance Single Nanometer Manufacturing“ die Schlüsseltechnologie. Beteiligt sind Universitäten, Forschungseinrichtungen und Unternehmen aus der Industrie. Von der Gesamtförderung von knapp 18 Millionen Euro für vier Jahre stammen gut 12 Millionen aus dem 7. Rahmenprogramm der Europäischen Union, die restlichen sechs Millionen werden von den beteiligten Industrieunternehmen aufgebracht.
Die theoretische technische Konstruktionsgrenze für einen Transistor ist heute die Größe eines Atoms. Die 50 europäischen Forscher streben Herstellungsmethoden für elektronische Baueinheiten im Einzelnanometerbereich an. Damit kämen sie der theoretischen atomaren Untergrenze sehr nahe. Für ihre ambitionierten wissenschaftlichen Arbeiten steht dem Forscherteam um Rangelow das hervorragende technische Equipment des Zentrums für Mikro- und Nanotechnologien an der TU Ilmenau zu Verfügung.
Da sich unterhalb von zehn Nanometern die physikalischen Gegebenheiten dramatisch ändern, operieren die Wissenschaftler des SNM-Projektes mit Theorien der Quantenmechanik. Quanteneffekte ändern die fundamentale Natur von Transistoren derart, dass Einzelelektronen-Bauelemente konstruiert werden können – die Grundlage für eine vollkommen neue, extrem energiesparende, hoch-leistungsfähige Elektronik der Zukunft.
TU Illmenau / PH
