Billige Chips können schneller schalten: Infineon stellt neue Hochfrequenz-Bauteile vor

Billige Chips können schneller schalten
Infineon stellt neue Hochfrequenz-Bauteile vor

Der Halbleiterhersteller Infineon hat günstige Siliziumchips entwickelt, mit denen Daten schnell durch Computernetze geleitet werden können. Bislang funktioniert das nur mit teuren Spezialchips.

DÜSSELDORF. Forschern des Münchener Chipherstellers Infineon ist es gelungen, schnelle Chips für die Verteilung von Daten in Computernetzen nun auch mit Hilfe der günstigen Silizium-Technologie namens CMOS (Complementary Metal Oxide Silicon) herzustellen. Auf der Halbleitertechnologie-Konferenz in San Francisco haben die Entwickler gestern einen solchen Schaltbaustein präsentiert, der mit 51 Gigahertz (GHz) getaktet ist.

Derart hohe Taktfrequenzen wurden bislang nur mit Schaltern erreicht, die mit den fast doppelt so teuren Silizium-Bipolar- oder Silizium-Germanium-Technologien hergestellt werden. Den bisher schnellsten oszillierenden CMOS-Chip hat der amerikanische Halbleiterhersteller Broadcom entwickelt. Dieser Schalter taktet mit 10 GHz.

Die Schaltchips werden benötigt, um Daten, die über die Telekommunikationsnetze geschickt werden, an wenigen Knotenpunkten zu sammeln, zu verarbeiten und weiterzuverteilen. Dabei handelt es sich um Datenströme, die mehrere Gigabit (1 Milliarde Zeichen) an Informationen pro Sekunde transportieren. Ziel der Forscher in mehreren Labors weltweit ist es, die Leistungsfähigkeit der CMOS-Halbleiter so weit zu steigern, dass diese die teuren Bauelemente ersetzen können.

Seit Jahren werden mit der CMOS- Technologie integrierte Schaltkreise hergestellt, die eine Vielzahl von Halbleiterkomponenten enthalten. "Sie zeichnen sich unter anderem durch geringen Stromverbrauch und recht große Robustheit aus", sagt Werner Simbürger, Forschungsleiter für Hochfrequenzschaltungen bei Infineon. CMOS-Chips seien daher weit verbreitet - sie werden in jedem herkömmlichen Computer eingesetzt.

Mit Hilfe der CMOS-Technik können die Chip-Hersteller jedoch nicht nur Kosten sparen: "Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich bei diesen Chips auf einer Plattform verschiedene Funktionen unterbringen lassen", unterstreicht Eckhard Lange, Forscher an der Technischen Universität (TU) München, die Bedeutung der Infineon-Entwicklung. Ein anderer Experte, der allerdings nicht genannt werden möchte, gibt jedoch zu bedenken, dass eine hohe Taktfrequenz nicht unmittelbar auf die Höhe der Übertragungsrate schließen lasse. Es müsse sich erst zeigen, wie viele Gigabit pro Sekunde mit dem CMOS-Chip tatsächlich übertragen werden können.

Der Infineon-Chip, der als Taktgeber dafür sorgen soll, dass alle Komponenten in einem Vermittlungssystem synchron laufen, bricht neben der hohen Taktfrequenz auch andere Rekorde: So ist er extrem klein. Er misst lediglich 50 Tausendstel Millimeter mal 80 Tausendstel Millimeter und kann in andere Mikrosysteme integriert werden. Außerdem verbrauche der Chip zehnmal weniger Energie als herkömmliche Schalter, sagt Infineon-Forschungsleiter Simbürger. Die Leistungsaufnahme von nur einem Milliwatt werde derzeit von keinem Konkurrenten erreicht.

Bis der CMOS-Chip in die Datennetze eingebaut werden kann, wird jedoch noch einige Zeit vergehen. Das in San Francisco vorgestellte Modell ist ein reines Demonstrationsobjekt. Simbürger rechnet damit, dass der Hochfrequenzschalter frühesten Ende 2003 hergestellt werden kann.

Parallel zu der CMOS-Technik entwickelt der Münchener Halbleiterhersteller die mit anderen Verfahren gefertigten Chips weiter. Die Entwickler konnten auf der Fachkonferenz in Amerika auch in der Silizium-Germanium-Technik einen Rekord vermelden. Mit 45 GHz erreiche ihr Frequenz-Vervierfacher die höchste Leistung, von der bisher im Zusammenhang mit Silizium-Technologien berichtet wurde, heißt es aus dem Unternehmen. Der Baustein wird benötigt, um beispielsweise in der drahtlosen Breitband-Kommunikation sowie bei Verbindungen zu Satelliten die Datenleitungen aufzubauen.

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