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Moores Gesetz: In zehn Jahren ist Schluss

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Gordon Moores Eröffnungsvortrag der International Solid-State Cicuits Conference (ISSCC) war Ermutigung und Warnung zugleich für die Vetreter der Chipbranche. Wohl noch ein Jahrzehnt wird das von ihm postulierte Gesetz für exponentielle Entwicklungen in der Halbleitertechnologie sorgen. Darüber hinaus sei jedoch das Ende der Fahnenstange abzusehen. Was danach kommt, dazu wagte Moore keine Prognose: Dafür sorgten anschließend andere.

Im launigen Erzählton präsentierte Intels Mitgründer und heutiger Ehrenvorsitzender, welche exponentiellen Entwicklungen die Branche erlebt hat, seit er 1965 erstmals festhielt, dass sich die Transistorzahl pro Chip etwa jährlich verdoppelt. Damals passte rund 200 Transistoren auf einen Wafer und eine Ausbeute von 10 Prozent war schon eine gute Leistung, berichtete Moore. Im vergangenen Jahr wurden zum Vergleich weltweit 1018 Transistoren ausgeliefert -- etwa 100 Mal mehr als es Ameisen gibt, unkte er. Die Herstellkosten der digitalen Schalter seien im gleichen Zeitraum ebenso schnell gesunken. So komme heute ein Transistor im Durchschnitt so teuer wie ein gedruckter Buchstabe in der New York Times.

Gleichzeitig sei aber auch der Aufwand für die lithografische Masken und Fertigungsgeräte drastisch angestiegen, bemerkte Moore. Mit Hilfe der extreme UV-Lithografie, Strained-Silicon-Verfahren und neuartigen Trigate-Transistoren werde Moore's Law noch etwa zehn Jahre weiter bestehen.

"Alles hängt von der Kreativität der heutigen Ingenieure ab", sagte Moore. Er habe sich in den vergangenen Jahrzehnten schon öfter mit Prognosen geirrt. "Früher dachte ich, bei Dimensionen von einem Mikron sei Schluss. Später hielt ich 0,25 Mikron sei die Grenze, doch wir stoßen immer weiter vor." Heute werden Halbleiter belichtet, deren Strukturen feiner sind als die Wellenlänge des dazu verwendeten Lichts. Damit sei bereits so etwas wie ein physikalisches Gesetz gebrochen, meinte Moore.

Trotzdem seien die Grenzen des Wachstums schon zu erahnen, gab Moore zu bedenken. Vor allem der immer ungünstigere Stromverbrauch -- insbesondere durch unerwünschte Leckströme -- schaffe zunehmende Probleme.

Neue experimentelle Ansätze wie Quantenchips oder DNS-Chips könnten den Halbleitern aber kaum gefährlich werden, glaubt Moore. Der Intel-Gründer hält beide Technologien im heutigen Stadium für Luftschlösser. Fast heftig wurde der studierte Chemiker, als er auf das Potenzial von Polymer-Chips und organischen Transistoren angesprochen wurde. "Fünfzig Millionen Transistoren für einen Dollar -- wer soll das unterbieten?", schnappte der 80-jährige. Plastikchips aus Polymeren würden aus Kostengründen propagiert, seien jedoch allenfalls für die LCD-Herstellung eine Alternative.

Das Energieproblem allerdings, so schloss Moore, werde immer drängender und werde der Chipentwicklung Grenzen setzen. Diese Warnung bekräftigte Takayasu Sakurai von der Universität Tokio, der mit seinem Schlüsselvortrag zum Energiebewusstsein im Chipdesign direkt an Gordon Moores Rede anschloss. Die Energiebilanz von integrierten Schaltungen könnte in der nächsten Dekade um rund das Zehnfache verbessert werden, glaubt der Japaner. Doch fehlten bisher die Grundlagen, für eine weitere Reduzierung um Faktor zehn, um Moores Law darüber hinaus aufrecht zu erhalten.

Auch Bruno Murari vom Chipkonzern ST Microelectronics sieht das quantitative Exponentialwachstum nahe am Limit. Daher rief der Entwicklungsmanager zum Umschwenken auf: Bessere Schnittstellen zwischen hochintegrierten digitalen Systemen und ihrer physischen Umgebung müssten die Entwicklung dominieren, meinte Murari. Die Zukunft gehöre dem Analog-Designer. (Erich Bonnert) / (Erich Bonnert) / (jk)

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