19. April 2015

Nur Elektronikern erschließt sich die Bedeutung dieses Datums für die Menschheitsgeschichte: Heute vor 50 Jahren erschien in der Zeitschrift Electronics ein Artikel, in der der Mitgründer von Fairchild (später Intel) sein „Gesetz“ formulierte, wonach sich die Komplexität von Chips = die Anzahl integrierter Transistoren jedes Jahr verdoppeln ließe. Was nicht eintraf. Zehn Jahre später korrigierte sich Gordon Moore und sprach von einer Verdoppelung alle zwei Jahre und damit lag er richtig.

Der aktuell komplexeste Chip ist ein 15-Core-Xeon. Er enthält etwa 4,1 Milliarden Transistoren. Die Elektronik-Industrie beschert uns also unglaublich leistungsfähige Chips. Doch halt: Exponentialfunktionen können nicht ewig funktionieren. Grenzen des Wachstums gelten auch für die Elektronik. Es ist schon ein Wunder, dass das bisher so gut geklappt hat.

Heuer, 2015 laufen die ersten Chips in 14-nm-Technik vom Band. Gemeint ist damit die Strukturbreite und das ist unvorstellbar klein. Wie man an den resultierenden Fin-FETs von Intel sieht, ist so eine Finne nur noch 8 nm breit. Da der Gitterabstand von Silizium 543 pm beträgt, liegen horizontal nur noch 15 Atome nebeneinander. Und ein paar Moleküle SiO2 zwecks Isolation. Man sieht: So kann es nicht mehr lange weitergehen. Bei 5 nm hätten wir eine Breite von 5 Si-Atomen. Hier werden Materialmigration, Tunnel- und Quanteneffekte sowie eine nicht erreichbare Präzision bei der Fertigung und damit exponentiell anwachsende Kosten der weiteren Verkleinerung ein jähes Ende setzen. Also ein Ende des Fortschritts?

Nein!
Es geht weiter mit 3D-Strukturen. Samsung baut gerade Flashspeicher mit 32 Schichten übereinander und es gibt schon CPUs mit weit über 100 Rechenkernen.

Man sieht schon wir haben uns ein spannendes und aufregendes Hobby bzw. Beruf ausgesucht. Schön zu wissen ist auch die Erfahrung, dass die ältere Technik parallel zu Neuentwicklungen immer bestehen bleiben wird und nie ganz verschwindet. Ein analoger Plattenspieler wird sich in 50 Jahren noch immer drehen (hoffentlich).
Ing. Rohlanda Redl

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