IBM erzielt Fortschritt bei Chips mit Kohlenstoff-Nanoröhren

IBM-Forscher haben einen Weg gefunden, um Kohlenstoff-Nanoröhren präzise auf einem Wafer zu platzieren. Die Forscher erreichten dabei eine hundertfach größere Dichte als zuvor und sehen das als wesentlichen Schritt auf dem Weg zur wirtschaftlichen Herstellung von Chips dieses Typs. IBM gelang es so, einen Chip mit über 10.000 funktionsfähigen Transistoren-Elementen auf der Basis von Kohlenstoff-Nanoröhren (auch CNT oder Carbon Nanotubes) zu schaffen.

Die neue Technik verbessert die Chancen von Nanoröhren, sich als Alternative zu den bisherigen Transistoren auf Siliziumbasis zu beweisen. Das Material Silizium stößt an physikalische Grenzen, nachdem es über Jahrzehnte hinweg gelungen war, die Größe der Chipelemente immer noch mehr zu reduzieren und damit eine hohe Integrationsdichte zu erreichen. Damit verlöre auch das Mooresche Gesetz seine Gültigkeit – es wurde 1965 von Gordon Moore formuliert und besagt, dass sich die Anzahl der Schaltkreiskomponenten auf einem Computerchip in regelmäßigen Zeiträumen – zwischen 12 und 24 Monaten – verdoppeln lässt.

IBM-Forscher Hongsik Park betrachtet einen Wafer mit Kohlenstoff-Nanoröhren (Bild: IBM).

Für einige Jahre ist das auch mit Silizium noch machbar. Intels aktuelle Ivy-Bridge-Prozessoren sind bei einer Fertigungsbreite von 22 Nanometer angekommen, und Intel geht davon aus, über mehrere kommende Chipgenerationen hinweg bis auf 5 Nanometer heruntergehen zu können. Weitere Fortschritte aber sind nur mit einer anderen Technologie wie Nanoröhren-Chips denkbar.

„Das ist fantastisch“, sagte Subhasish Mitra, Professor für Elektrotechnik in Stanford und auf Werkstoffe aus Kohlenstoff-Nanoröhren spezialisiert, gegenüber der New York Times. „Ich bin wirklich enthusiastisch, was das alles angeht.“ Er hat zweifache Erwartungen an die neue Technologie. Kohlenstoff-Nanoröhren sollen es den Chipherstellern einerseits erlauben, noch kleinere Transistoren zu produzieren. Zum anderen soll es möglich sein, auch die Taktraten wieder zu erhöhen.

Stromverbrauch wie Abwärme hatten das in den letzten Jahren zunehmend erschwert, weshalb die Hersteller von Computerchips dazu übergingen, die Leistung durch mehrere Prozessorkerne und Parallelisierung zu erhöhen. Wenn im nächsten Jahrzehnt der Einsatz von Kohlenstoff-Nanoröhren ausgereift ist, so hoffen die IBM-Forscher, wird sich die Taktrate von Computerchips ebenso drastisch erhöhen lassen wie die Anzahl der Transistoren.

[mit Material von Stephen Shankland, News.com]