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Technology Review

Chip-Material Germanium: Zurück in die Zukunft?

Schon der erste Transistor bestand aus Germanium, jetzt weckt das alte Material Zukunftshoffnungen: Forscher haben die ersten komplexen Schaltungen auf seiner Grundlage vorgestellt.

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Polykristallines Germanium

(Bild: Jurii, Lizenz Creative Commons CC BY 3.0 )

Immer wieder wird das bevorstehende Ende der Miniaturisierung bei Silizium-Chips vorausgesagt, irgendwann dürfte es tatsächlich so weit sein. Wie Technology Review berichtet, gibt es jedoch bedeutende Fortschritte bei der Nutzbarmachung eines Alternativmaterials: Forscher der Purdue University haben die ersten komplexen Schaltungen auf der Grundlage von Germanium vorgestellt.

Schon der erste Transistor der Bell Labs aus dem Jahr 1947 bestand aus Germanium, einem Element mit hervorragenden elektrischen Eigenschaften. Für hochintegrierte Schaltkreise und Massenproduktion erwies sich dann Silizium als besser geeignet, so dass es zum Standard wurde. In ungefähr einem Jahrzehnt dürfte es jedoch endgültig ausgereizt sein, prognostizierte Mark Bohr, Senior Fellow bei Intel, auf der Konferenz IEDM im Dezember.

Peide Ye von der Purdue University, Leiter des Projekts.

(Bild: Purdue University)

Bei der verbreiteten CMOS-Technologie werden einerseits nFET-Transistoren benötigt, die negative Ladungen leiten, andererseits pFET-Transistoren, die positive Ladungen leiten. Während sich pFETs schon heute problemlos mit Germanium fertigen lassen, machten nFETs Schwierigkeiten. Mit einem neuen Design haben die Purdue-Forscher jetzt jedoch eine erhebliche Leistungssteigerung erzielt.

Andere alternative Materialien wie Kohlenstoffnanoröhrchen oder Mischungen aus mehreren Elementen hätten ebenfalls Potenzial, Silizium abzulösen. Für die Chipindustrie wäre es jedoch deutlich schwieriger, sie in ihre etablierten Prozesse und Anlagen zu integrieren. Der jetzt vom Purdue-Ingenieur Peide Ye und Kollegen gemeldete Fortschritt bei Germanium weckt Hoffnungen, dass sich diese Technologie in einigen Jahren kommerziell verwenden lässt.

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