Halbleitergröße

Ohne Halbleiter gäbe es keine modernen elektronischen Geräte. Denn Halbleiterkomponenten, die auch als Transistoren bezeichnet werden, versorgen die Geräte mit Rechenleistung. Typischerweise bestehen Halbleiter aus Silizium, daher auch die Begriffe "Silicon Valley" (für das globale Technologie- und Innovationszentrum in Kalifornien) und "Silicon Economy" (für die Branche an sich). Diese kleinsten Bauteile von Computern, Smartphones und Co. sind aus unserer Welt nicht mehr wegzudenken.

Ihre Herstellung ist dabei ziemlich kompliziert und umfasst mehrere fotolithografische und chemische Prozesse. Hersteller versuchen fortwährend, immer kleinere Halbleiter zu produzieren, denn kleinere Komponenten sorgen für eine verbesserte Leistung und einen niedrigeren Energiebedarf. Je kleiner der Halbleiter, desto mehr Transistoren passen auf einen Chip und desto mehr Power hat das entsprechende Gerät. Zudem können dank der geringeren Größe der Komponenten mehr Rechenschritte bei einer niedrigeren Temperatur durchgeführt werden.

Die Halbleitergröße – oder Strukturbreite – wird in Nanometern angegeben. Dabei entspricht ein Nanometer einem Milliardstel eines Meters (0,000000001 m). 14- und 10-Nanometer-Chips sind der derzeitige Standard, doch die Branche sucht beharrlich nach weiteren Möglichkeiten zur Verringerung der Strukturbreite. Aber Vorsicht: Die Größenangaben können täuschen! Es gibt nämlich zum Beispiel schon 7-Nanometer-Prozessorchips auf dem Markt (hergestellt von Samsung und der Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, kurz: TSMC). Doch die Hersteller dieser Chips definieren einen 7-Nanometer-Transistor ähnlich wie die 10-Nanometer-Transistoren von Intel. TSMC arbeitet derzeit an einem 5-Nanometer-Produkt mit einer Dichte von 171,3 Millionen Transistoren pro Quadratmillimeter und sowohl TSMC als auch Samsung haben angekündigt, 3-Nanometer-Transistoren herstellen zu wollen.

In der Mobilgerätebranche stehen die Chiphersteller unter enormem Druck, denn ständig müssen sie ihre Technologien verbessern, um die Anbieter von Mobilgeräten weiterhin für ihre Produkte zu begeistern. CPUs erfordern mehr Rechenleistung als ein Chipsatz für Mobilgeräte. Aus diesem Grund sind die Transistoren in Computern derzeit noch lange nicht so winzig wie in Mobilgeräten. Doch auch die CPU-Hersteller stehen vor denselben Herausforderungen und suchen ständig nach immer schnelleren, fortschrittlicheren und kleineren Lösungen.