Die Miniaturisierung von Chips ist für Autonomes Fahren und Künstliche Intelligenz essenziell. Die Schweiz bringt die Industrie nun deutlich vorwärts.
Im Jahr 1970 hatten auf einem Mikrochip nur etwa 1000 Transistoren einen Platz.
Doch heutzutage sind es etwa 60 Milliarden Bauelemente auf einer Fläche, die kaum grösser ist als eine Fingerkuppe.
Von KI bis 5G
Die digitale Revolution nimmt ihren Lauf und ein Haupttreiber davon ist die Miniaturisierung von Computerchips.
Sie macht Rechner immer kleiner und gleichzeitig leistungsfähiger – was Entwicklungen, wie Autonomes Fahren, Künstliche Intelligenz KI und Mobilfunkstandard 5G, überhaupt erst ermöglicht.
Dichtere Schaltkreismuster
Die Schweiz glänzt dabei zwar nicht mit Produktionsstandorten der kleinen Speicherchips.
Doch in der Forschung kämpft das Land an vorderster Front, wie das berühmte Paul Scherrer Institut PSI diese Woche bekanntgab.
Eine Arbeitsgruppe am Labor für Röntgen-Nanowissenschaften und Technologien habe eine neuartige Technik entwickelt, mit der sich noch dichtere Schaltkreismuster erstellen lassen, hiess es.
Licht entscheidend
Die derzeit modernsten Mikrochips haben Leiterbahnen, die nur zwölf Nanometer voneinander entfernt sind, also etwa 6000 Mal dünner als ein menschliches Haar.
Die Forscher erzeugten jedoch Leiterbahnen, die nur noch fünf Nanometer auseinander lägen, erklärte das PSI weiter.
Damit liessen sich Schaltkreise weitaus kompakter anordnen als bisher. Dies bedeute einen wichtigen Schritt sowohl für die Industrie als auch für die Forschung, frohlockten die Wissenschafter.
Entscheidend für die Verkleinerung und immer kompaktere Chips ist das verwendete Licht.
Physikalische Gesetze besagen, dass die abgebildeten Strukturen je dichter gepackt werden können, umso kleiner die Wellenlänge des verwendeten Lichts ist.
Indirekte Bestrahlung
In der Industrie war lange «deep ultraviolet light» (DUV) üblich. Seit dem Jahr 2019 nutzen die Hersteller zur Massenproduktion aber «extreme ultraviolet light» (EUV). Dies erlaubt das Drucken noch feinerer Strukturen bis zehn Nanometern und darunter.
Und genau das setzten die Forscher vom PSI an. Sie erweiterten die konventionelle EUV-Lithografie, indem sie die Probe nicht direkt bestrahlten, sondern indirekt, wie es weiter hiess.
Sprengen bisheriger Standards
Dieser Ansatz ist für zwar für die industrielle Chip-Produktion noch uninteressant, da er im Vergleich zu industriellen Standards sehr langsam ist und nur einfache Strukturen statt eines Chipdesigns erzeugen kann.
Er bietet jedoch eine Methode für die frühzeitige Entwicklung von Fotolacken, die für die künftige Chip-Produktion benötigt werden, mit einer Auflösung, die in der Industrie bisher noch nicht möglich ist.
Insofern kann die digitale Revolution dank der Schweizer Forschung weitergehen.
18.08.2024/kut.
