Wer sagt denn, dass im Bereich der digitalen Informationstechnik alle neuen Erfindungen aus den USA oder dem fernen Osten stammen? Der Jungforscher Daniel Kehrer hat bei der Corporate Research (Forschung und Entwicklung) von Infineon Technologies in München den bisherigen Weltrekord bei der Datenübertragung auf einem Chip eingestellt. Mithilfe des geschwindigkeitsoptimierten Chips sol- len sich schon in Kürze noch leistungsfähigere Halbleiterbauelemente für Kommunikationsnetzwerke mit PCs, Handys, sowie Automobil- und Industrieanwendungen herstellen lassen.
So hohe Datenraten waren bislang nur möglich, indem teure und schwer zu handhabende Materialien wie beispielsweise SiGe - eine Kombination aus Silizium- und Germanium-Kristallen - eingesetzt wurden. Die Fertigung solcher Chips ist enorm schwierig, weil Germanium und Silizium-Atome unterschiedlich groß sind und deswegen nicht genau in ein Kristallgitter passen. Oder es mussten aufwändige und damit auch teure Prozesstechniken aufgewendet werden. Die Hochfrequenzschaltkreise, zum Beispiel in Handys, arbeiten zurzeit mit Halbleitern auf Basis von Galliumarsenid (GaAs) oder Indiumphosphit (InP). Ziel der Forschungsarbeit Kehrers war es, einen preiswerten und dennoch schnellen Chip zu entwickeln. Und die preiswerteste und am besten beherrschbare Technik ist im Moment CMOS (Complementary Metalloxid Semiconductor). Um die hohe Geschwindigkeit zu er-reichen, optimierte Kehrer diese Schaltungstechnik und ordnete die benötigten Schaltungsteile auf dem Chip so eng wie irgend möglich an. So konnte er die Geschwindigkeit steigern und gleichzeitig die Leistungsaufnahme verringern.
Die Einsatzgebiete für den neuen Chip sind vielfältig. Einerseits ist heute die mobile Nutzung des Internets häufig noch zu langsam und zu umständlich. Eine leichte Handhabung mobiler Geräte erforderte neue komplexe Hochgeschwindigkeitschips. Außerdem spielt beim mobilen Einsatz der Chips der Stromverbrauch eine zentrale Rolle, und gerade hier bringt die neue Technologie entscheidende Vorteile.
Aber auch in der drahtgebundenen Kommunikation zeichnen sich große Aufgaben für die neue Chiptechnik ab. Derzeit wird zwar der Markt für 10-Gbit-Systeme erschlossen, aber die mit 40-Gbit-Chips erreichbare Geschwindigkeitsreserve führt zu einer deutlichen Reduktion des Leistungsverbrauchs von Geräten der nächsten Generation.
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ComputerPartner-Meinung:
Man sollte meinen, dass die altbekannte CMOS-Technologie weitest gehend erforscht sei und Neuerungen nicht mehr möglich sind. Kehrer überrascht nun weltweit die Forscher mit einer neuen Optimierung der Technologie und zeigt, dass CMOS auch für Geschwindigkeiten eingesetzt werden kann, an die man früher nicht einmal zu denken wagte. Mit der optimierten Technik lassen sich schon bald Chips für Höchstfrequenzanwendungen fertigen, die die Produktionskosten senken werden. Außerdem können nun komplexere und zudem preiswertere Chips die Handhabung beispielsweise von Handys vereinfachen. (jh)