....90nm, 65nm, 45nm... wie lange geht das noch so weiter?

Overlocked

PCGHX-HWbot-Member (m/w)
Der Fertigungsprozess wird immer kleiner, doch wie lange noch. Werden die Entwickler sogar unter einem Nanometer kommen? Euere Meinungen.
 

Piy

PCGH-Community-Veteran(in)
naja zumindest 22 hat amd ja schon gebastelt.

1 silizium-atom braucht ca. 1/4nm (durchmesser laut intel), also kanns ja nicht ewig so weiter gehen.
 

SkastYX

PC-Selbstbauer(in)
Mich interressiert mehr, was die nach dem Verkleinerungsrennen machen, um den Stromverbrauch noch weiter runterzuschrauben und noch mehr Transistoren auf's Silizium zu backen.
 

Rain_in_may84

PCGHX-HWbot-Member (m/w)
naja zumindest 22 hat amd ja schon gebastelt.

1 silizium-atom braucht ca. 1/4nm (durchmesser laut intel), also kanns ja nicht ewig so weiter gehen.

Jo, spätestens dann muss man sich nach etwas anderen umsehen, egal ob nun Quantencomputer oder subatomare Transistoren. Ein Silizium Atom kann man ja schlecht teilen....
Ich weiß nicht wie die Fertigungstechnik genau definiert ist (Abstand Transistor zu Transistot, Transistorgröße oder Ähnliches). Je nach dem muss halt spätestens mit der Einführung von Transistoren mit Atomgröße etwas anderes gefunden werden.

MFG
 

der_schnitter

Freizeitschrauber(in)
Entweder müssen sie,bis eine Lösung gefunden ist,einfach mehrere Chips verbauen oder eine neue Technik entdecken oder auf was anderes umsteigen...
 

Kreisverkehr

BIOS-Overclocker(in)
tja, wenn man nicht mehr kleiner fertigen kann, dann bleibt nur noch optimieren, neue architekturen und viele neue befehlssätze.
natürlich würde der quantencomputer nen rießigen fortschritt bedeuten.

e:/ um mehr transistoren unterzubringen, kann man auch mehr lagen hernehmen, also höhere chips...lol
 

DOTL

Software-Overclocker(in)
Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sind ungefähr zwei Generationen weiter als das, was gegenwärtig produziert wird. Das heißt, stellten AMD/Intel noch im Bereich des 90nm Prozesses her, ist die Forschung bereits mit 45nm Strukturen beschäftigt gewesen. Die Feinvalidierungen fanden dann im 65nm Bereich statt.
Nur, die unmittelbare Fertigungs- und Entwicklungsforschung stammt eigentlich weniger von Unternehmen wie AMD, Intel, nVidia & Co sondern bei Instituten wie das Frauenhofer Institut, oder auch Universitäten oder auch in großen Konsortien und Firmenvereinigungen, in denen viele Unternehmen ihre Erfahrungen austauschen. Ein Beispiel wäre die IBM Alliance.
Darum ist es auch nicht verwunderlich, dass bereits erste Erfolgsmeldungen im Bereich von 22nm an die Presse weitergereicht wurden, dass ein 22nm Testwafer aus der Dresdner FAB36 mit EUV belichtet wurde.

Viel wichtiger und damit auch entscheidender als kleinere Strukturen sind die Möglichkeiten einen gegenwärtigen Prozess voll auszunutzen und diesen zu verfeinern. Grundsätzlich ist es ökonomisch sinnvoller, wenn man auf einem Wafer deutlich mehr DICE produzieren kann. Das geht sobald die Strukturen verkleinert wurden auch leichter. Nur, was bringt es, wenn man kleine Strukturen hat, dafür aber nur eine mäßige Ausbeute?
Die Kunst liegt darin beides zu vereinen und das ist ein Schritt der manchmal sehr lange gehen kann.
 

Bokill

Schraubenverwechsler(in)
es geht das weiter, aber anders

... Darum ist es auch nicht verwunderlich, dass bereits erste Erfolgsmeldungen im Bereich von 22nm an die Presse weitergereicht wurden, dass ein 22nm Testwafer aus der Dresdner FAB36 mit EUV belichtet wurde. ...
Ähhh ... es ging um erste Testchips in 45 nm mit EUV. ;)

... Nur, was bringt es, wenn man kleine Strukturen hat, dafür aber nur eine mäßige Ausbeute?
Die Kunst liegt darin beides zu vereinen und das ist ein Schritt der manchmal sehr lange gehen kann.
In der Tat.

Was EUV so verflixt wichtig, aber auch teuer macht. Die aktuelle Belichtungstechnik "schreibt" noch mit einer Wellenlänge von 192 nm. Das abenteuerliche daran ist, dass mit derartig groben Wellenlängen schon Strukturen von 45 nm und kleiner damit gemacht werden können.

Was das Gate-Oxid angeht, da ist man jetzt schon an einer Mauer dran, die nicht mehr unterschritten werden kann. Da sind jetzt schon nur 4 bis 5 Atomlagen.

Nur mal zur Verdeutlichung. 0,22 nm hat ein Siliziumatom als Durchmesser. Das ist mit 4 bis 5 Siliziumoxid-Partikeln etwa eine Schichtdicke von 1 nm. Wenn man noch dünnere Schichten macht, dann verliert das SiliziumOxid seine isolierende Eigenschaften ... an sich verlieren praktisch alle anderen Werkstoffe ebenso ihre Eigenschaften im Sinne von "Isolierend".

Man muss sich daher allerlei neue Gedanken zu zukünftigen Gates machen. Was man hier unter anderem macht, dass ist der Wechsel von der quasi flächenhaften Gatearchitektur (-> "planar") zu einem Gate in 3D-Struktur.

Dazu gehören auch neue Werkstoffe, die Silizium in der einen, oder anderen Hinsicht übertreffen (besser isolierend, besser leitend).

Es bleibt dann immer noch das "Problem" mit dem groben Licht von 192 nm. EUV mit etwa 13 nm ist da ein teurer Ausweg. Teuer, weil hier die herkömmlichen Tools weitgehend anderen Optischen Gesetzen gehorcht, als es die Halbleiterindustrie benötigt für EUV.
Im Grunde genommen ist EUV schon Röntgenlicht. Eine Maske die bei 193 noch "Schatten" macht, die könnte bei 13 nm so transparent wie trockene Luft sein. Das hängt vom Werkstoff der Maske ab.
Die "Belichtungslacke" die bei 193 nm "Licht" noch prima wechselwirken, die verhalten sich bei 13 nm "Licht" mitunter völlig anders.

Ja es geht weiter, aber billig ist der Paradigmenwechsel nicht. Schön ist, dass auch deutsche Forscher am Problem EUV arbeiten und mit an der Spitze gehören. Leica und Carl Zeiss haben sich damit schon beschäftigt.

MFG Bobo(2008 )
 

Stefan Payne

Kokü-Junkie (m/w)
Nun, einen wichtigen Punkt hast vergessen, nämlicz die Durchbruchspannung von Silizium, ~0,7V.

Im Klartext heißts: unter 0,7V funktionieren Siliziumhalbleiter NICHT und da ist man momentan verdammt dicht dran!

CPUs haben im idle ja schon teilweise 0,8V (Notebooksegment), viel tiefer geht nicht, ohne auf Germanium zu gehen (was AFAIR etwas merkwürdig war und teurer)...
 

Bokill

Schraubenverwechsler(in)
Durchbruchspannung von Silizium

Nun, einen wichtigen Punkt hast vergessen, nämlich die Durchbruchspannung von Silizium, ~0,7V.

Im Klartext heißts: unter 0,7V funktionieren Siliziumhalbleiter NICHT und da ist man momentan verdammt dicht dran! ...
Wie siehts mit SiliziumCarbid (SiC) als Alternative aus, bzw. anderen Halbleitern ausser Germanium?

MFG Bobo(2008 )
 
Zuletzt bearbeitet:

Menthe

Software-Overclocker(in)
also so viel wie ich weiß plant Intel für die nächsten prozessoren also glaub die nachfolger vom Nehalem auf 32nm umzustellen, kaum 45nm und schon wieder kleiner xD


Off Topic
Mein 10. Beitrag *freu*
 

px2

Freizeitschrauber(in)
was hier noch nicht erwähnt wurde ist das silizium bei spätestens 15nm strukturbreite die elektrischen fähigkeiten ausgehen, heißer kandidat als nachfolger wären Kohlenstoffnanoröhrchen, würd aber auch nicht mehr lange funktionieren, auch wenn theoretisch ein Kohlenstoffatom kleiner sein müsste kann man meiner meinung nach nicht unter 1nm gehen.



Transistoren die kleiner als ein Atom sind halt ich für sehr schlecht zu verwirklichen, ich meine so ein transistor müsste am absoluten nullpunkt operieren da erst dann keine bewegungen mehr im atom selbst gibt. Und das wird nicht realisierbar sein.

Also müssen wir uns was anderes einfallen lassen, wobei man bei Quantencomputern noch viel in Sachen Software gemacht werden müsste, wenn man bedenkt das ein Quantenbit 4 Zustände gleichzeitig annimmt, und somit 4 Threads gleichzeitig "berechnet" und dadurch nur durch massive paralellisierung eine entsprechende Leistung gebracht werden kann. Sprich für einen 16 Quantenbit PC bräuchte man Software die mindestens 64 "Kerne" ausnutzt.
 

Bokill

Schraubenverwechsler(in)
(Metall-)Cluster als Grenze

Auch wenn Journalisten gerne schreiben, dass die "Grenze" beim Atom aufhört ... so stimmt das nicht.

Die Grenze ist schon vorher da. Jedenfalls wenn man konventionell so weiter macht. Zum Beispiel kann man die Metallleiterbahnen im Chip auch nicht beliebig verkleinern.
Eine gewisse "Clustergrösse"* müssen Metallisierungsschichten haben. Bei Gold zum Beispiel haben Experimente ergeben, dass erst ab einer Clustergrösse von ca. 100 Atomen ein einzelnes Elektron aus diesen Verband "frei" verschoben werden kann:

Dahinter steckt folgende Modellvorstellung: -> Metallische Verbindungen* mit der Modellvorstellung von "freien" Atomrümpfen in einem gemeinsamen "Elektronenkitt".

Andere Chemische Bindungen sind unter anderem:
- Atombindung
- Ionenbindung
- Wasserstoffbrückenbindung,
[...]

Umgekehrt sind wir jetzt schon an der Grenze für Isolierschichten*, denn so isolierend sind ultradünne Siliziumoxidschichten (4 bis 10 Atomlagen bei 45 nm und 65 nm je nach Fertigungsprozess und Hersteller) auch nicht mehr. Intel trägt dem Rechnung mit dem Ersatz aus Hafniumoxid. AMD und Andere setzen dafür SiliziumOxiNitrid als Isolator am Gate ein.

Schon jetzt müssen Halbleiterhersteller diverse Quanteneffekte* mit berücksichtigen.

MFG Bobo(2008 )
 

px2

Freizeitschrauber(in)
also ich denke das wir bei zirka 15nm die grenze des machbaren erreicht haben werden, danach müssen wir uns was anderes einfallen lassen
 

$Lil Phil$

PCGHX-HWbot-Member (m/w)
Gabs nicht mal ne News, in der stand, dass die an 3 Dimensionalen Chips arbeiten?
Wie wäre denn das?
Ich find nur, irgendwann wird des auch schwer zu kühlen :lol:
 
TE
TE
Overlocked

Overlocked

PCGHX-HWbot-Member (m/w)
Da wird dann ein LN2 Behälter in der Boxed Version mitgeliefert:crazy:

Aber mal ernst- ich würde mich freuen, wenn die ersten Quantencomputer auf den Markt kommen...
 
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