M I K R O C H I P S
Fabrik für drei Milliarden
Die Entwicklung neuer Chips verschlingt riesige Summen
Künstliche Intelligenz: Supercomputer könnten schon in wenigen Jahrzenten die Leistungskraft des menschlichen Gehirns übertreffen
In weniger als 40 Jahren haben sich die Chips um den Faktor 1000 verkleinert, ihre Leistung ist um das Zehntausendfache gestiegen, und die Herstellungskosten haben sich um das Zehnmillionenfache verringert.
"Wäre die Entwicklung in der Automobilindustrie so schnell wie in der Halbleiterindustrie vorangeschritten, würde ein Rolls-Royce mit fünf Liter Benzin eine Million Kilometer weit fahren. Und es wäre billiger, ihn wegzuwerfen, als ihn zu parken", beschreibt Intel-Mitgründer Gordon Moore die Quantensprünge bei der Chipherstellung.
Die Macht der Transistoren: Die Packungsdichte der Transistoren, die Feinheit der Leiterbahnen und die Höhe der Wafer-Ausbeute entscheiden über den Fortschritt der Highspeed-Branche.
Den Entwicklern geht es hauptsächlich um die Dichte der Transistoren auf einem Chip. Je mehr Schalter auf einem elektronischen Baustein, desto höher die Rechengeschwindigkeit und die Systemstabilität. Zugleich verringert sich der Energieverbrauch, und die Herstellungskosten sinken.
Unsichtbare Bahnen: Die Verkleinerung der Schaltstrukturen auf einem Chip verstärkt den Beschleunigungseffekt. Als Intel die Breite der Verbindungsbahnen auf dem Pentium III von 0,25 auf 0,18 Mikron (tausendstel Millimeter) verringerte, stieg die Geschwindigkeit des Prozessors um rund die Hälfte.
Die Grenzen der Miniaturisierung sind zwar absehbar, aber noch längst nicht erreicht. Der heutige Stand der Lithographie-Technik erlaubt Strukturen von 0,13 Mikron. IBM arbeitet an Leiterbahnen, die nicht dicker als 0,1 Mikron sein sollen - 100-mal dünner als ein menschliches Haar.
Neue Wafer-Technologie: Mit Zähigkeit loten die Halbleiterproduzenten physikalische Möglichkeiten aus, um den Preis pro Transistor zu senken. Ein wichtiger Schritt auf diesem Weg ist die Wafer-Technologie.
Die Dresdner Chipfabrik von Infineon und Motorola produziert Siliziumscheiben (Wafer) mit einem Durchmesser von 300 Millimetern. Im Vergleich zur herkömmlichen 200-Millimeter-Technologie steigern die größeren Scheiben die Chipausbeute um das Zweieinhalbfache; die Produktionskosten sinken um rund 30 Prozent.
Horrende Kosten: Der Fortschritt hat allerdings seinen Preis. Allein die Aufwendungen für die Entwicklung der 300-Millimeter-Wafer-Fertigungstechnologie beliefen sich auf etwa eine Milliarde Mark. In keiner Branche sind Knowhow und Kapitalintensität so eng miteinander verflochten wie in der Halbleiterindustrie. Für jede Chipgeneration müssen neue Fabriken gebaut werden. Sie kosten Intel Jahr für Jahr rund drei Milliarden Dollar.
Superrechner von morgen: Fünf Jahre gibt sich IBM Zeit, den leistungsstärksten Computer der Welt zu bauen. Herzstück des Rechners sollen mehr als eine Million miteinander verknüpfte Prozessoren sein, von denen jeder eine Milliarde Instruktionen pro Sekunde abarbeitet. "Blue Gene" soll eine Billiarde Aufgaben pro Sekunde bewältigen er wäre damit 500-mal leistungsstärker als heutige Superrechner.
Quelle: ManagerMagazin
Fabrik für drei Milliarden
Die Entwicklung neuer Chips verschlingt riesige Summen
Künstliche Intelligenz: Supercomputer könnten schon in wenigen Jahrzenten die Leistungskraft des menschlichen Gehirns übertreffen
In weniger als 40 Jahren haben sich die Chips um den Faktor 1000 verkleinert, ihre Leistung ist um das Zehntausendfache gestiegen, und die Herstellungskosten haben sich um das Zehnmillionenfache verringert.
"Wäre die Entwicklung in der Automobilindustrie so schnell wie in der Halbleiterindustrie vorangeschritten, würde ein Rolls-Royce mit fünf Liter Benzin eine Million Kilometer weit fahren. Und es wäre billiger, ihn wegzuwerfen, als ihn zu parken", beschreibt Intel-Mitgründer Gordon Moore die Quantensprünge bei der Chipherstellung.
Die Macht der Transistoren: Die Packungsdichte der Transistoren, die Feinheit der Leiterbahnen und die Höhe der Wafer-Ausbeute entscheiden über den Fortschritt der Highspeed-Branche.
Den Entwicklern geht es hauptsächlich um die Dichte der Transistoren auf einem Chip. Je mehr Schalter auf einem elektronischen Baustein, desto höher die Rechengeschwindigkeit und die Systemstabilität. Zugleich verringert sich der Energieverbrauch, und die Herstellungskosten sinken.
Unsichtbare Bahnen: Die Verkleinerung der Schaltstrukturen auf einem Chip verstärkt den Beschleunigungseffekt. Als Intel die Breite der Verbindungsbahnen auf dem Pentium III von 0,25 auf 0,18 Mikron (tausendstel Millimeter) verringerte, stieg die Geschwindigkeit des Prozessors um rund die Hälfte.
Die Grenzen der Miniaturisierung sind zwar absehbar, aber noch längst nicht erreicht. Der heutige Stand der Lithographie-Technik erlaubt Strukturen von 0,13 Mikron. IBM arbeitet an Leiterbahnen, die nicht dicker als 0,1 Mikron sein sollen - 100-mal dünner als ein menschliches Haar.
Neue Wafer-Technologie: Mit Zähigkeit loten die Halbleiterproduzenten physikalische Möglichkeiten aus, um den Preis pro Transistor zu senken. Ein wichtiger Schritt auf diesem Weg ist die Wafer-Technologie.
Die Dresdner Chipfabrik von Infineon und Motorola produziert Siliziumscheiben (Wafer) mit einem Durchmesser von 300 Millimetern. Im Vergleich zur herkömmlichen 200-Millimeter-Technologie steigern die größeren Scheiben die Chipausbeute um das Zweieinhalbfache; die Produktionskosten sinken um rund 30 Prozent.
Horrende Kosten: Der Fortschritt hat allerdings seinen Preis. Allein die Aufwendungen für die Entwicklung der 300-Millimeter-Wafer-Fertigungstechnologie beliefen sich auf etwa eine Milliarde Mark. In keiner Branche sind Knowhow und Kapitalintensität so eng miteinander verflochten wie in der Halbleiterindustrie. Für jede Chipgeneration müssen neue Fabriken gebaut werden. Sie kosten Intel Jahr für Jahr rund drei Milliarden Dollar.
Superrechner von morgen: Fünf Jahre gibt sich IBM Zeit, den leistungsstärksten Computer der Welt zu bauen. Herzstück des Rechners sollen mehr als eine Million miteinander verknüpfte Prozessoren sein, von denen jeder eine Milliarde Instruktionen pro Sekunde abarbeitet. "Blue Gene" soll eine Billiarde Aufgaben pro Sekunde bewältigen er wäre damit 500-mal leistungsstärker als heutige Superrechner.
Quelle: ManagerMagazin
