Moore‘s Law: Immer kleiner, immer leistungsfähiger, immer weiter?

Computer und Computerchips werden immer kleiner und leistungsfähiger. Über 50 Jahre lang galt die Einschätzung von Gordon Moore (Chemiker, Physiker und Intel-Mitbegründer): Die Anzahl der Schaltkreiskomponenten auf einem integrierten Schaltkreis verdoppelt sich etwa alle 18 Monate bis zwei Jahre. Ein so langanhaltendes, exponentielles Wachstum der Leistungsfähigkeit sucht in der Technik ihresgleichen.

Beim Mooreschen Gesetz handelt es sich um eine Faustregel, die auf Moores eigenen (empirischen) Beobachtungen beruhte und die er nur wenige Jahre nach Erfindung des integrierten Schaltkreises Ende der 1950er-Jahre aufstellte. Diese wirkte zum Teil auch als sich selbst erfüllende Prophezeiung, weil sie die Chiphersteller anspornte. Mittlerweile beträgt der Innovationszyklus von Computerchips zweieinhalb Jahre. Denn inzwischen sind die einzelnen Elemente der Prozessoren unglaublich klein.

Bei wenigen Nanometern ist Schluss

Mehrere Milliarden Transistoren sind auf wenigen Quadratmillimetern untergebracht. Die Leiterbahnen sind Millionstel Millimeter klein. Heutige Silizium-Chips arbeiten mit Strukturen in der Größe von 14 Nanometern. Einige Hersteller wollen noch in den einstelligen Nanometer-Bereich kommen. Das ist allerdings aufwändig und teuer. Eine weitere Miniaturisierung stößt irgendwann an physikalische Grenzen.

Wie geht es weiter?

Die Materialentwicklung für künftige Chips konzentriert sich weniger auf eine weitere Miniaturisierung als auf höhere Schaltgeschwindigkeiten. Beispiele sind Germanium, III-V-Halbleiter-Verbindungen oder neue Kohlenstoffmaterialien wie Graphen oder Kohlenstoffnanoröhren. Diskutiert wird auch eine komplette Änderung der Chiparchitektur.

 

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