Transistoren können ab 2021 nicht kleiner gebaut werden

Moore's Law bekommt weitere Schwierigkeiten: SIA (Semiconductor Industry Association), der Fachverband der Halbleiterbranche, warnt in seinem aktuellen Bericht, dass spätestens 2021 Transistoren nicht mehr kleiner gebaut werden können. Das könnte auch den Fortschritt der Chip-Branche erheblich verlangsamen.

Moore's Law verließ sich vor allem auf die Tatsache, dass durch die Miniaturisierung immer mehr Transistoren auf der gleichen Fläche Platz finden und so die Rechenleistung konstant steigt. Doch in den vergangenen Jahren zeigten sich große Hürden. Derzeit werden moderne Chips mit 14-Nanometer-Verfahren gefertigt, das Ende der Fahnenstange scheint mit 5 Nanometern erreicht zu sein.

Teure Produktion

Hier stellen sich ungewöhnlicherweise nicht etwa die Gesetze der Physik, sondern jene der Marktwirtschaft entgegen. So können Chips, deren Transistoren kleiner als zehn Nanometer sind, nur sehr schwer wirtschaftlich produziert werden. Um dieses Problem zu umgehen, hoffen die Chip-Hersteller auf 3D-Chip-Stacking. Hier werden die Transistoren nicht nur auf einer Ebene platziert, sondern auf mehrere Ebenen aufgeteilt.

Hier seien aber vor allem die Hersteller gefordert, die derartige Technologien derzeit noch kaum einsetzen - auch weil Kunden wie Apple und Qualcomm die Nachfrage bestimmen und derzeit nicht danach verlangen. Das Feld an Mitbewerbern ist in den vergangenen Jahren zudem erheblich geschrumpft. Waren es Ende der Neunzigerjahre noch 19 Chip-Hersteller, sind heute nur mehr vier Hersteller relevant: Intel, AMD-Tochter Globalfoundries, TSMC und Samsung.

Hoher Strombedarf

Eine weitere Herausforderung stellt der Strombedarf dar. Entwickelt dieser sich weiter wie bisher, könnte der weltweite Strombedarf für Computer die weltweite Energieproduktion übersteigen.