Chip-Hersteller rüsten sich für das Ende der Krise
Intel und Infineon setzen auf neue Fertigungstechniken

Schneller, kleiner, preiswerter: Neue Technologien wie Sandwich-Chip und gestrecktes Silizium sollen die Chipproduktion der kommenden Jahre bestimmen. Bereits 2003 wollen Infineon und Intel mit der neuen Technik in Serie produzieren.

MÜNCHEN. Chip-Hersteller rüsten auf für die Zeit nach der Krise: Infineon und Intel haben neue Produktionstechnologien vorgestellt, mit deren Hilfe sie schnellere und kleinere Chips billiger produzieren wollen. So hoffen sie, sich eine günstige Ausgangsposition für den Zeitpunkt zu schaffen, wenn die Unternehmen wieder mehr in ihre Informationstechnologie investieren und die Nachfrage nach Halbleitern wieder anzieht.

Der deutsche Konzern Infineon hat eine praktikable Lösung für das Zusammenlöten zweier Chips übereinander gefunden. Bereits im kommenden Jahr sollen erste Produkte auf den Markt kommen. Die enge Verbindung zwischen den Halbleiter-Bausteinen - zum Beispiel einem Logik-Chip und einem Speichermodul (siehe Grafik) - verkürzt die Wege, die die Elektronen zwischen den Chips zurücklegen müssen. Im Vergleich zur herkömmlichen Bauweise - zwei nebeneinander angeordneten Chips - werden die Informationen bei dem neuen Verfahren deshalb wesentlich schneller übertragen. Auch der Platz, den die Chips brauchen, ist nur noch halb so groß, denn durch die Verwendung dünnerer Siliziumscheiben wird der Doppelpack nicht höher als heutige Einzelchips. Zudem brauche das System weniger Energie, sagt Holger Hübner, Manager bei Infineon.

Das neue Verfahren - nach dem Lötverfahren, dem Diffusionslöten (englisch: solid-liquid interdiffusion), "Solid" genannt - erlaubt damit eine weitere Miniaturisierung elektronischer Bauelemente und Geräte, erläutert Hübner. Dies ist vor allem bei immer kleiner werdenden Geräten wie etwa Handys wichtig. Hinzu kommt nach Hübners Angaben eine wesentliche Steigerung der Komplexität von Chips auf kleinerer Fläche - die Preissenkungen für bestehende Infineon-Produkte von bis zu 30 % erlauben soll.

Mit dem neuen Lötverfahren glaubt Infineon, ein Problem gelöst zu haben, das Chip-Entwickler schon seit geraumer Zeit quält: die so genannte Verdrahtungskrise. Chips tauschen elektronische Signale aus. Je länger die Leitungen zwischen den nebeneinander angeordneten Halbleiterelementen sind, desto mehr Zeit benötigt ein Signal, diese Strecke zu überwinden. Zudem ist die Anzahl der möglichen Leitungen bei dieser Anordnung stark begrenzt. Dies führt dazu, dass Anwendungen, die mit hohen Frequenzen arbeiten - wie in der Kommunikationstechnik -, sich nur schwer und damit sehr teuer verwirklichen lassen. Dreidimensionale Chips sollen diese Probleme beheben.

Die Industrie hat in den vergangenen zehn Jahren verschiedene Ansätze für die Realisierung solcher Chips erprobt. Infineon hat Ober- und Unterseite des Sandwich-Chips in Dresden mit den gleichen Maschinen produziert, die auch für andere Chips genutzt werden.

Auch Marktführer Intel hat die Bemühungen verstärkt, leistungsfähigere Chips kostengünstig zu produzieren. Kürzlich hat der Konzern ein Investitionsprogramm von 12,5 Mrd. $ für zwei Jahre bekannt gegeben. Intel-Chef Craig Barrett setzt auf Technologien, die die Produktion von Chips mit sehr kleinen Leiterbahnen - 90 Nanometer - auf den neuen großen Siliziumscheiben (Wafern) mit einem Durchmesser von 300 Millimetern ermöglichen. Derzeit sind Leiterbahnen von 130 Nanometern - ein Nanometer ist ein Milliardstel eines Meters - und 200-Millimeter-Wafer üblich.

2003 sollen die ersten mit den neuen Technologien hergestellten Chips auf den Markt kommen. Die Technikkomponenten, die dabei zum Einsatz kommen, wurden bisher nur im Labor getestet: Neu ist vor allem die Verwendung von so genanntem gestreckten Silizium. Dabei sind die Abstände zwischen den Siliziumatomen größer als beim normalen Werkstoff, die Elektronen können schneller fließen, Informationen werden rascher übertragen. Zudem werden die Chips kleiner und verbrauchen weniger Strom. Dazu tragen unter anderem schnelle Kupferverbindungen und neue Isolierverfahren in den Schichten bei. Sunlin Chou, General Manager der Intel Technology und Manufacturing Group, rechnet mit einer Leistungsverbesserung der Chips von 10 bis 20 % bei einer Fertigungskostensteigerung von nur 2 %.

Barett will mit diesem Schritt auch beweisen, dass der Marktführer nicht nur PC-Chips in Massen kostengünstig herstellen kann, sondern durch die neuen Techniken die Integration von Zusatzfunktionen wie Speicher oder Kommunikation auf einem Chip beherrscht. Intel will damit endlich auch bei Kommunikations-Chips eine Rolle spielen.

Quelle: Handelsblatt

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