Für immer 18

10. Dezember 2013, 14:36 Uhr
Für immer 18
Für immer 18

Nein, die Sache hat wenig mit Jugend und auch nicht mit Mode oder Schmuck zu tun. Stattdessen begann die heute eröffnete Tagung des 1FouR (first Foundation of united Research) mit einer handfesten Überraschung: In einer beispiellosen Kooperation nahezu aller weltweit führender Halbleiterhersteller, die bis dato unter Verschluss gehalten werden konnte, wurden die Prinzipien einer völlig neuartigen Technologie vorgestellt, welche die Elektronik und Computertechnik umkrempeln wird wie der Frühling den Winter:

 

Im Zuge der Anstrengungen, den schaltenden Transistoren den Stromhunger auszutreiben (moderne CPUs enthalten gut 1 Milliarde davon), wuchs in den Forschungsabteilungen der Halbeiter-Konzerne langsam die Einsicht, dass mit Silizium technologisch bedingt bei einer Betriebsspannung von etwa 0,41 V Ende der Fahnenstange und somit allen weiteren Bemühungen der Energieeinsparung ein unüberwindbarer Riegel vorgeschoben ist. Doch die Phänomene bei Schottky-Dioden, bei denen eben nicht zwei Halbleiterschichten Kontakt haben, sondern eine Metall- und eine (dotierte) Siliziumschicht, zeigten, dass es wohl einen anderen Weg geben könnte. So kommen Schottky-Dioden locker auf die Hälfte der Flussspannung von reinen Silizium-Dioden. Bei modernen Exemplaren kommt man bei geringen Strömen, wie sie für Computer-Chips typisch sind, schon heute auf Spannungen unter 0,2 V – also praktisch eine Halbierung gegenüber Silizium.

 

Bei der Suche nach Metallen, die besonders niedrige Spannungen ergeben würden, stieß man erstaunlicherweise auf eine Legierung, nämlich auf Messing. Ein spezieller Tombak aus 82 % Kupfer und 18 % Zink zeigte sich nicht nur als besonders widerstandsfähig und daher langlebig (die Transistoren altern nicht, sondern bleiben praktisch immer jung = 18), sondern auch sehr gut zur Aufnahme dotierender Stoffe geeignet. Erste Experimente mit einer Dotierung mit Americium stellten sich trotz guter technischer Funktion wegen dessen Radioaktivität als unbrauchbar heraus. Mit Europium hingegen war ein ungefährlicher Ersatz gefunden, der schon als Dotierung für die Farbstoffe bei Bildschirmen eine längere technische Geschichte hatte.


Der eigentliche Durchbruch der Technologie wurde erreicht, als man auf die ungewöhnliche Idee kam, nicht nur wie Schottky eine Schicht von Halbleitern durch Metall zu ersetzen, sondern gleich beide. Dieser technologische Trick sorgt nämlich für eine weitere UF-Halbierung und ermöglicht so Chips mit Betriebsspannungen bis hinunter zu <0,14 V! Man hatte es nun geschafft aus Halbleitern echte Voll- oder Ganzleiter zu machen. Sie brauchen nun nicht nur weniger Energie, weil sie besser leiten, sie leiten auch schneller und länger. Bei der heutigen Vorstellung des weltweit ersten Ganzmetall-Chips wurde sogar die Einschätzung geäußert, dass man dabei sogar ganz lange Leitungen haben könnte...

 

Bild: Messing-Chip 8085 V. 1.4

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