Infineon entwickelt neue stromsparende Transistorarchitektur

Zehnmal kleinere Ruheströme und rund 50 Prozent weniger Energiebedarf zum Schalten als bei heutigen 65 nm großen Transistoren sind die herausragenden Eigenschaften der neuen Multi-Gate-Feldeffekt-Technologie, die aus den Bemühungen von Infineon zur Verbesserung der Energieeffizienz entstanden ist. Die Infineon-Forscher haben als erste weltweit Transistoren mit dreidimensional geformten Gate-Anschluss und gleichzeitig integriertem Gate-Dielektrikum mit hoher Dielektrizitätskonstante und Metall-Elektrode in hoch-komplexen digitalen Schaltkreisen präsentiert und Rekorde in drei Disziplinen aufgestellt: Schaltgeschwindigkeit, Ruhestrom und Effizienz beim Schaltvorgang. Von den über 700 Forschern aus der ganzen Welt, die sich bei der international wichtigsten Konferenz für Halbleitertechnologie, dem VLSI Technology Symposium im japanischen Kyoto trafen, wurde der Infineon-Vortrag unter allen 90 Vorträgen als Beleg für Spitzentechnologie aus Europa hoch geschätzt. Die Multi-Gate-Feldeffekt-Transistor ist im Gegensatz zur heute verbreiteten planaren (flachen, in einer Ebene) Standard-Technologie dreidimensional modelliert. Infineon hat die neue Transistorarchitektur in 65-nm-Strukturgröße jetzt als weltweit erste mit einer komplexen Schaltung aus über 23.000 Transistoren getestet. Alle wichtigen Komponenten einer modernen Elektronikschaltung inklusive statischer Speicherzellen wurden dabei berücksichtigt. Mit der kürzesten jemals gemessenen Schaltzeit in dieser Architektur – für Fachleute: 13,9 Pikosekunden – wurde noch ein Rekord aufgestellt, der den alten um 40 Prozent überbietet. Selbst Licht kann in dieser kurzen Zeit nur knapp vier Millimeter zurücklegen. „Im Vergleich zu heutigen Schaltungen haben wir um den Faktor 10 kleinere Ruheströme gemessen. Das verdoppelt die Energieeffizienz und Batterielaufzeit mobiler Geräte“, freute sich Prof. Dr. Hermann Eul, Mitglied des Infineon-Vorstands und Leiter des Geschäftsbereichs Communication Solutions über die neuesten Ergebnisse. „Diese Ergebnisse bestärken uns darin, dass wir Multi-Gate-Transistoren kombiniert mit unserem Anwendungs-Know-How in Produkte mit größtem Nutzen einbringen können, bei denen niedriger Stromverbrauch und niedrige Kosten im Vordergrund stehen. Die neue Architektur wird beispielsweise dafür sorgen, dass sich Anwender ihre Videos auf portablen Geräten auch zu Ende ansehen können.“ Das Herstellungsverfahren wird von Infineon im Rahmen seiner Beteiligung am europäischen Forschungszentrum IMEC (Interuniversity Micro Electronics Center, Leuven, Belgien) weiter erforscht und könnte nach der Strukturgröße 32 nm als Basistechnologie für die Serienfertigung zum Einsatz kommen.