IBM will DNA-Moleküle für kommende Chip-Generation nutzen

Das neue Verfahren basiert auf herkömmlicher Produktionstechnik. Damit sollen Chips mit Strukturbreiten unter 22 Nanometern kostengünstig herstellbar sein. Maximal sind laut IBM 6 Nanometer möglich.

IBM hat ein Verfahren vorgestellt, durch das sich mit herkömmlicher Halbleitertechnik noch mehr Transistoren auf einem Chip bringen lassen. Dazu nutzen die IBM-Forscher, die mit dem California Institute of Technology zusammenarbeiten, DNA-Moleküle als Gerüst für Kohlenstoff-Nanoröhren.

Zu Dreiecken gefaltete DNA-Strukturen unter dem Mikroskop (Bild: IBM).
Zu Dreiecken gefaltete DNA-Strukturen unter dem Mikroskop (Bild: IBM).

Millionen dieser Nanoröhren heften sich an die DNA-Moleküle an, wobei sie sich selbst in exakten Mustern ausrichten. Dieser Ansatz könnte nach Ansicht der Forscher einen Weg eröffnen, Chips mit einer Strukturbreite unter 22 Nanometern herzustellen – mit wirtschaftlich vertretbaren Kosten. Bis zu 6 Nanometer seien möglich. Die Ergebnisse ihrer Experimente haben die Forscher in dem Aufsatz „Placement and orientation of DNA nanostructures on lithographically patterned surfaces“ zusammengefasst, der in der September-Ausgabe von „Nature Nanotechnology“ erscheinen wird.

Laut IBM lassen sich die Kosten für den aufwendigsten und teuersten Teil der Chipfertigung spürbar senken, wenn man die heutigen Herstellungstechniken für Halbleiter mit dem beschriebenen Selbstorganisationsverfahren kombiniert. Die Vorlagen für die Chips wurden von IBM nach eigenen Angaben mit derselben Technik hergestellt, die auch heute schon für Computer-Bauteile verwendet wird.

„Die Chips weiter zu verkleinern, um die Performance zu verbessern, ist sehr teuer. Diese Kosten bremsen die Halbleiterindustrie bei ihrem Vorhaben, mit dem Mooreschen Gesetz Schritt zu halten. Das macht der Industrie Kopfzerbrechen“, sagt Spike Narayan, Manager der Science and Technology Division von IBM Research.

Laut dem Mooreschen Gesetz verdoppelt sich die Transistordichte auf einem integrierten Schaltkreis alle zwei Jahre. Die Industrie hat mit diesem Gesetz mehr als 40 Jahre mitgehalten. Doch mit Chip-Strukturen unter 22 Nanometern wird das Vorhaben schwieriger. Laut einem Report von iSuppli vom Juni 2009 werden die Produktionskosten ab 2014 die Einhaltung des Mooreschen Gesetzes bedrohen. Das verändere „die Grundlagen der Halbleiterindustrie“, so iSuppli.

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