HP schrumpft Halbleiter mit Nano-Crossbar

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Mit einem neuen Ansatz will Hewlett-Packard (HP) die Leistungsfähigkeit bestimmter Halbleiter-Typen dramatisch verbessern. Interconnects im Silizium sollen dabei durch hauchdünne Nano-Drähtchen ersetzt werden.

So sollen kleinere Designs, Einsparungen bei den Leckströmen sowie eine höhere Leistungsfähigkeit erreicht werden können. Wie der Hersteller in einer Veröffentlichung erklärte, werden sich diese Halbleiter auch über einen Software-Upgrade umprogrammieren und dynamisch verschalten lassen.

Der Vorteil der neuen Technologie sei die Tatsache, dass die Halbleiter mit herkömmlichen Materialien gebaut werden könnten. Das spart Herstellungskosten und Investitionen in neue Fertigungstechnologien.

Zudem würde dieses Konzept die feste Verdrahtung von Schaltkreisen in Prozessoren ablösen, glauben die Forscher bei HP. Ein intelligentes Kommunikationssystem aktiviert bestimmte Funktionsblöcke nur dann, wenn sie tatsächlich gebraucht werden. Andere Bereiche des Halbleiters könnte die Crossbar – um Strom zu sparen – abschalten.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist die größere Fehlertoleranz der Technologie. Hersteller kämpfen mit relativ hohem Ausschuss bei der herkömmlichen Halbleiterherstellung. Über das Kommunikationssystem der Crossbar ließen sich fehlerhafte Bereiche im Trägermaterial schlicht ausschalten und in andere Funktionsblöcke projizieren.

Bei dem neuen Verfahren ersetzt HP in erster Linie die Verbindungen (die Interconnects) der Transistoren durch die oben erwähnten Nano-Drähte, die eine so genannte Crossbar bilden. Diese Crossbar verbindet die einzelnen Transistoren miteinander.

Die Idee ist nicht ganz neu bei HP, das sich aus der Herstellung von Halbleitern weitgehend zurückgezogen hat, weiterhin jedoch an neuen Technologien forscht und entwickelt, sowie über Lizenzen Gewinne erwirtschaftet. So konnten HP-Forscher im Vorfeld ein Field-Programmable Gate Array (FPGA) mit einer Crossbar statt Interconnects simulieren.

Bis Ende 2007 hoffen sie, einen ersten funktionierenden Prototypen mit dem neuen Crossbar-Design vorstellen zu können. Bis 2010, so der Zeitplan der HP-Entwickler, könnten bereits erste Produkte mit der neuen Technologie auf den Markt kommen. Einen Artikel mit detaillierten Ergebnissen will HP in der Januarausgabe der wissenschaftlichen Zeitschrift Nanotechnology veröffentlichen.

“Die Leute haderten bereits mit dem Ende von Moores Law”, erklärte Stan Williams, Director der Quantum Science Research Group bei HP gegenüber Cnet. Was der Hersteller jetzt anbieten könne sei ein Beweis, dass das Crossbar-Design “prinzipiell ermöglicht, die Dichte auf dem Chip zu erhöhen, den Stromverbrauch zu reduzieren und die Prozessorgeschwindigkeit zu steigern, ohne dabei auch einen Transistor kleiner zu machen”.