IMEC-Fellows kommentieren das moore'sche Gesetz - Teil 1: Prof. Dr. Marc Heyns »In zehn Jahren wird CMOS so altmodisch wirken wie die Vakuumröhre«

Moore´s Gesetz
Moore´s Gesetz

Vor fünfzig Jahren wagte der Intel-Mitgründer Gordon Moore seine weitreichende Vorhersage, dass die Anzahl der Transistoren auf einem Chip sich in jedem Jahr verdoppeln würde. Auch mit gewissen quantitativen Revisionen wurde diese Vision zum »mooreschen Gesetz«, das die Halbleiterindustrie seither geprägt und ihren Erfolg definiert hat.

Ich bin sehr optimistisch über den weiteren Fortgang des mooreschen Gesetzes. Doch wenn ich das sage, spreche ich über das mooresche Gesetz als rein wirtschaftliches Gesetz. Das heißt, wir werden auch in Zukunft in der Lage sein, eine wachsende Zahl von Funktionen zu immer geringeren Kosten zu realisieren. Und die Fortschritte im Design und der Applikation werden in dieser Hinsicht ebenso maßgeblich sein wie die technologische Innovation.

Andererseits glaube ich nicht, dass aus dem Nichts heraus eine neue Technologie erscheinen wird, die CMOS sofort ersetzen kann. Ein Vergleich mit der Entwicklung des Transistors und der Vakuumröhre ist dazu aufschlussreich. Beide haben lange Zeit koexistiert, und jedes Element hatte seine spezifischen Applikationen. Irgendeine neue „Jenseits von CMOS“-Technologie wird da keinen Unterschied machen. Möglicherweise gibt es sie sogar schon in einem bestimmten Bereich, wo wir sie noch nicht als solche erkennen.

Eins ist sicher: Diese neue Technologie wird es uns erlauben, Applikationen zu realisieren, die weniger Energie verbrauchen – weil der Energieverbrauch gegenwärtig der Engpass ist. Natürlich können wir uns heute kaum vorstellen, wie diese neuen Applikationen aussehen werden. Doch wenn sie erst einmal da sind, werden sie uns ganz selbstverständlich und unersetzlich erscheinen. Dasselbe ist mit dem Walkman von Sony vor 35 Jahren passiert. Damals fragte sich jeder, was das sollte: Musik mit sich zu tragen, wo immer man geht und steht. Heute ist es schwierig, jemanden zu finden, der nicht einige seiner Lieblingssongs auf dem Smartphone oder iPod dabei hat.

Vorherzusagen, welche Applikationen wir in zehn oder zwanzig Jahren nutzen werden, ist kaum möglich, weil wir uns ihre Existenz heute noch nicht vorstellen können. Andererseits spricht einiges dafür, dass viele Anwendungen einer kommenden „Beyond CMOS“-Technologie in der Unterhaltung und im Gesundheitswesen liegen werden. Eine für jeden erschwingliche öffentliche Gesundheitsversorgung ist ein schwieriges Thema für alle Gesellschaften, speziell in den Entwicklungsländern. Der Bedarf an Innovationen in diesem Feld ist groß und sehr real. Biosensoren sind dafür ein Beispiel. Denn oft sind ihre Fertigungsprozesse inkompatibel zur CMOS-Technologie. Also warum nicht das Script der Realität anpassen: mit Biosensoren anfangen und dann die passende elektronische Technologie entwickeln.