IBM und Samsung pionieren ultrasparsame Halbleiter: 85 % weniger Energieverbrauch

IBM und Samsung Electronics haben ein bahnbrechendes Halbleiter-Design vorgestellt, das den Stromverbrauch im Vergleich zu den heutigen fortschrittlichsten Chips um 85 % senken könnte.

Der Durchbruch ermöglicht zahlreiche neue Anwendungen – von energieeffizientem Krypto-Mining und Datenverschlüsselung bis hin zu Mobiltelefon-Akkus, die über eine Woche ohne Aufladen auskommen könnten –, so die Unternehmen.

Diese Chips könnten auch eine Reihe von Internet-of-Things- und Edge-Geräten antreiben, die weniger Energie verbrauchen und somit in diversen Umgebungen operieren können – wie Meeresbojen, autonome Fahrzeuge und Raumfahrzeuge.

Das Besondere an diesem Design ist der Einsatz von Vertical-Transport Field-Effect Transistors (VTFETs), die senkrecht zur Chip-Oberfläche stehen und Strom vertikal statt lateral fließen lassen. In herkömmlichen Chips liegen Transistoren flach und leiten seitwärts.

„Der VTFET-Prozess adressiert viele Barrieren für Performance und verlängert Moores Gesetz, indem er größeren Stromfluss mit weniger verschwendeter Energie ermöglicht“, erklärten Brent Anderson, VTFET Architect und Program Manager, und Hemanth Jagannathan, VTFET Hardware Technologist und Principal Research Staff Member.

Durch das Lösen physikalischer Constraints bei Transistor-Gate-Länge, Spacer-Dicke und Kontaktgröße können VTFETs entweder auf Performance oder Energieverbrauch optimiert werden, so die Forscher.

„Moores Gesetz stößt auf scheinbar unüberwindbare Barrieren“, merkte das Team an. „Indem wir uns auf eine neue Dimension konzentrieren, bietet die VTFET-Innovation einen Pfad, um den Trend des Transistor-Skalierens auf fixer Fläche fortzusetzen.“

Intel hat ebenfalls angekündigt, vertikales Chip-Stacking als Strategie zu erforschen, um mit Moores Gesetz Schritt zu halten.

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