3D-Transistoren sparen Strom

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Mit einer neuen Multigate-Technologie will Infineon den Leistungshunger von Chips bremsen.

Laut eigenen Angaben haben die Forscher von Infineon nun den ersten Chip mit der Multigate-Transistor-Architektur im 65-Nanometer-Prozess vorgestellt. Vor allem für mobile Geräte soll sich das neue Bauteil eignen.

Der integrierte Schaltkreis sei etwa 30 Prozent kleiner als Modelle mit Single-Gate-Technologie. Jedoch kann der Chip nicht nur Platz sparen, sondern verringert auch Spannungsverluste durch Ruheströme um den Faktor 10.

Für die Batterien in Geräten wie Handys, Laptops oder Handhelds würde das eine Verdoppelung der Laufzeit bedeuten, rechnen die Münchner Forscher vor. Der 65-Nanometer-Schaltkreis, den die Entwickler bei Infineon jetzt getestet haben, enthalte mehr als 3000 aktive Transistoren, die in einer dreidimensionalen Struktur, in der so genannten Multigate-Technologie, angeordnet sind.

Dieses Ergebnis zeige, dass Fortschritte in der Chip-Forschung auch jenseits der bloßen Verkleinerung von Schaltkreisen zu erreichen seien, so Hermann Eul, Mitglied im Management Board von Infineon. “Wir glauben außerdem, dass die Multigate-Technologie eine sehr gute Möglichkeit bietet, CMOS-Geräte auf 32 Nanometer und niedriger zu skalieren.”

Je kleiner die Transistoren in den Chips werden, desto mehr steigen passive Spannungsverluste, denn die Isolierung dieser Transistoren ist lediglich wenige Nanometer stark. Um Reibungsverluste und Leckströme zu minimieren, hat Infineon die Architektur der Transistoren überarbeitet.

Die sind wie in den zurückliegenden 50 Jahren nicht mehr flach, oder zweidimensional, sondern dreidimensional. Damit können auch benachbarte Transitoren besser isoliert werden. Zudem werde die Kontaktfläche auf diese Weise verdreifacht, wodurch sich sicherstellen lässt, dass die Transistoren tatsächlich abgeschaltet sind.

Das mache nicht nur teure Verfahren wie Silicon on Insulator (SOI) überflüssig, sondern verringere zudem die für die Herstellung nötige Menge an Silizium. Dadurch könnten Hersteller auch Materialkosten sparen. Mit der Produktion will der Münchner Konzern in fünf bis sechs Jahren starten.