IBM und Georgia Tech entwickeln schnellsten Silizium-Chip der Welt

Dabei wurde der Chip auf 4,5 Kelvin tief gefroren, das entspricht zirka -268,5 Grad Celsius - eine Temperatur nahe dem absoluten Temperaturnullpunkt. Solche extrem kalten Temperaturen können die Wissenschaftler auf der Erde nur durch ultra-tiefgekühlte Materialien wie flüssiges Helium künstlich erzeugen.

Im Vergleich sind die erreichten 500 Gigahertz Taktrate mehr als 250 mal schneller als die bei Chips heutiger Mobiltelefone, die typischerweise mit etwa 2 GHz arbeiten. Die durchgeführten Computersimulationen deuten sogar darauf hin, dass die Silizium-Germaniun-Technologie (SiGe) bei der Verwendung in Chips sogar noch höhere Taktfrequenzen erlauben könnte, möglicherweise sogar bei Raumtemperatur.

Die Experimente, die gemeinsam von IBM und Georgia Tech-Wissenschaftlern durchgeführt worden sind, sind Teil eines Projekts, die Geschwindigkeitsgrenzen von Silizium-Germanium-Geräten auszuloten, die bei sehr kalten Temperaturen schneller funktionieren. Die Chips, die in diesem Forschungsprojekt eingesetzt werden, stammen von der Prototypen-SiGe-Technologie vierter Generation, die von IBM auf 200-Millimeter-Wafern gefertigt werden. Bei Raumtemperatur laufen diese derzeit bei zirka 350 GHz.

Ultra-Hochfrequenz-Silizium-Germanium-Schaltkreise haben potentielle Anwendungsbereiche in kommerziellen Kommunikationssystemen, Sicherheitselektronik, Weltraumforschung und in der Sensortechnik. Die erzielbaren extremen Geschwindigkeiten in silizium-basierter Technologie, die mit konventionellen kostenniedrigen Techniken gefertigt werden kann, könnten weitere Anwendungsfelder im Massenmarkt erschließen. Bis jetzt haben nur integrierte Schaltkreise, die aus teuren 3-5-Verbund-Halbleitermaterialien gefertigt wurden, ähnliche Transistorleistung erreichen können. (hal)