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Neuere Entwicklungen der Silizium-Mikroelektronik

Zusammenfassung
Drei Jahrzehnte Silizium-Mikroelektronik waren vom Exponentialgesetz bestimmt, was die Zahl der Komponenten je Chip und die Kosten je Funktion über der Zeit betrifft, und eine Abweichung von diesem Gesetz ist nicht in Sicht. Wenn pro Chip Millionen Komponenten integriert werden können, dann entstehen entweder Super-Standards in großen Stückzahlen (z. B. Speicher) oder superspezifische Systemlösungen mit u.U. sehr kleinen Stückzahlen. Von diesen anwendungsspezifischen Schaltungen (ASIC’s) wird das größte Wachstum erwartet. Dazu müssen aber Entwicklungszeit und -kosten wesentlich verbessert werden. Hierzu wird eine Strategie der standardisierten Vorfertigung und der Personalisierung mit schnellem Elektronenstrahl-Direktschreiben auf dem Silizium vorgestellt. Auflösung und Genauigkeit dieser Technik erlauben die Personalisierung nicht nur auf Chip-, sondern auch auf Scheiben-Niveau (Waferscale Integration). Diese noch im wesentlichen zweidimensionale Integration wird nach einem Dutzend Jahren Entwicklungsarbeit nun auch realistisch in die dritte Dimension ausgedehnt, indem Prozesse mit niedrigem thermischen Budget Silizium-Isolator- Silizium Schichtfolgen erlauben. Damit kann auch ein ganz neuer Grad an Funktionalität erreicht werden, für den die elektronische Nachahmung der Retina ein schönes Beispiel ist. Diese Entwicklungsrichtung und die Nutzung von Silizium als dem kompatibelsten Trägermaterial für die Montage von Chips werden Silizium-Systeme ermöglichen, deren einzige Grenze unsere Design-Kreativität ist.
Bernd Höfflinger

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