IEDM 2012 IMEC-Chef zeigt Weg zu 7-nm-Chips auf

Das diesjährige Inernational Electron Devices Meeting (IEDM) in San Francisco wurde mit einer Keynote-Rede von IMEC-CEO Luc Van den Hove eröffnet. Dieser zeigte Herausforderungen und Lösungen auf, um Moore's Law, d.h. das weitere Schrumpfen der Chip-Fertigungsgeometrien, auch zukünftig weiterführen zu können.

Mit rund 1.600 Teilnehmern kamen deutlich weniger Teilnehmer nach San Francisco als letztes Jahr nach Washington, 2006 hatte man einen Rekord mit mehr als doppelt so vielen Teilnehmern erreicht.

Auch die Anzahl der eingereichten Präsentationen ging gegenüber dem Vorjahr von über 600 auf 538 zurück, was den zweitniedrigsten Wert nach 2010 darstellt. Rekord hier war 2003 mit fast 800 eingereichten Vorträgen. Immerhin 193 Einreichungen schafften es dann auch auf die Bühnen des Konferenz-Centers im Hilton-Hotel San Francisco.

Als Aufhänger für die Notwendigkeit, Moore’s Law weiterzutreiben und die Chips in immer kleineren Geometrien zu fertigen, nahm Luc Van den Hove (Bild), CEO des belgischen Forschungsinstituts IMEC, das Gesundheitswesen. Während in Japan schon 8,5 % seines gesamten Bruttosozialproduktes für dieses aufwendet und Europa sogar 9,5 %, schießen die USA mit 17,5 % im negativen Sinn den Vogel ab.

Durch leistungsfähigere und energiesparende Chips könnte man laut Van den Hove einen ganz neuen Ansatz gehen, nämlich statt Krankheiten zu therapieren, diese bereits festzustellen, bevor sie richtig ausbrechen. Als Beispiel nannte er bei 12 Mio. Neuerkrankungen an Krebs pro Jahr ein Gerät, das frühzeitig Krebszellen im Blut detektiert und die Therapiekosten drastisch reduzieren würde. Nötig ist dafür allerdings die Verarbeitung von 20 Mio. Bilder/s.

Den Weg zu 7-nm-Chips sieht Van den Howe in 3 Stufen: Bis einschließlich 14 nm komme man nach seinen Ausführungen mit Transitoren mit vollständiger Ladungsträgerverarmung (fully-depleted, FD) hin, die heute in Form von FinFETs (Intel) oder FD-SOI (u.a. IBM, Globalfoundries) vorliegen. Durch High-K-Dieletrika mit noch höherem K-Wert wie Al-dotiertes HfOx können zudem die Leckströme weiter gesenkt werden.

Für 10-nm-Chips reichen die heutigen Materialien jedoch nicht mehr aus. Hier müssen dann in den FinFET-Kanal Materialien mit höherer Ladungsträger-Mobilität eingebracht werden wie z.B. SiGe, Ge oder III/V-Materialien. Ziel ist es, Chips für Versorgungsspannungen unterhalb von 0,7 V zu ermöglichen (Bilderstrecke).

Bilder: 3

Neue Materialen für Moore's Law

Will man weiterhin Chips schrumpfen, wird eine höhere Ladungsträgermobilität benötigt.