Maximaler Die-Shrink

[john carmack]

Hallo Leute,

kann mir mal jemand sagen wo in etwa das physikalisch machbare ist?

Momentan gibt es ja CPU´s in 45nm und 32nm Fertigung.

Wie klein kann es denn noch werden?
Wo sind die Physikalischen Grenzen gesetzt?
Und wann in etwa sind diese erreicht?

Irgendwann gehts halt net mehr und Transistoren werden dann wohl von etwas anderem abgelöst.

Hab demletzt irgendwo gelesen das Intel Pläne für 8nm Strukturen schon in der Schublade hat.
Geht das ünberhaupt noch?

 

[selberbauer]

Immoment werden die nm durch Lithograpghie oder so (halt mit sepziellen Licht) Chips gemacht.
Für 32nm und weniger benötigt man allerdings etwas neues, also kein Licht mehr wird dann mit was anderem bestrahlt.

 

[john carmack]

das war nicht die antwort auf meine frage...

 

[FrittenFett]

Du meinst wann die unkontrollierbaren Quantensprünge (?) auftreten?
Ich glaube 12nm.

 

[john carmack]

Unkontrollierbar? weiß ich nicht...

12nm, OK dann sollte es ja so um 2015 - 2016 soweit sein :-)

 

[haarkitt]

Ich denke kleiner als ca. 0,1nm (also Atomdurchmesser) wird mit unserer Vorstellung schwer vereinbar...aber Strukturen auf Singel-Layer Basis sollten theoretisch möglich sein!

 

[user321]

Da gibt es verschiedene Grenzen, aber so genau kann das wohl keiner sagen.
Irgendwann können sie die Chips nicht mehr durch Belichtung so herstellen, wie sie es jetzt machen, denn jetzt schon ist die Wellenlänge des Lichtes größer als die Struktur, die sie erzeugen. Aber da werden die noch ein gutes Stück weiter kommen.
Man kann sich auch fragen, wie viele Atome man braucht um nen funktionierenden Transistor zu bauen. Oder wie groß ein Chip werden und wie schnell er dabei sein darf (wie schnell getaktet), damit alles noch synchron ist (begrenzt durch die Lichtgeschwindigkeit).
Vielleicht redet man dann nicht mehr über die die-Fläche, sondern das die-Volumen.

Ich denke mal, dass man sich als Verbraucher da keine Sorgen machen muss, da steckt genügend Geld dahinter.

 

[Mr. Snoot]

Für 32nm und weniger benötigt man allerdings etwas neues, also kein Licht mehr wird dann mit was anderem bestrahlt.

Doch, auch unter 32 nm wird man die aktuelle Immersionslithographie mit 193 nm Wellenlänge benutzen.

Sogar 16 nm Strukturen wurden damit schon realisiert. Danach wird aller Voraussicht nach extreme UV-Strahlung (EUV, 13,5 nm) kommen, was aber genauso "Licht" ist, wie das aktuelle System, nur eben eine kürzere Wellenlänge.


Nach derzeitigem Stand erwartet man, dass das morresche Gesetz noch bis ~2028 seine Gültigkeit behält; d.h. dass man die gegenwärtige Verkleinerung bis dahin fortführen kann. Die nach offiziellen Angaben kleinste Strukturgröße beträgt derzeit 8,9 nm, welche im Jahr 2024 erreicht wird. Aber das ändert sich früher oder später auch wieder.

Vor 30 Jahren dachte man auch, dass bei 1 µm Schluss ist.

 

[john carmack]

"Ich denke mal, dass man sich als Verbraucher da keine Sorgen machen muss, da steckt genügend Geld dahinter."

Das ist mir auch klar... mich würd halt mal interessieren wann die Transistor Technik ausgereitzt ist.

Der Rest von dem was ich wissen will steht ja ganz oben.

 

[Mr. Snoot]

Das kann dir aber niemand sagen. Bis vor ein paar Jahren dachte man, wenn das Gateoxid im Transistor die minimale Dicke erreicht hat, bei der es noch seine Funktion erfüllt (bei ca. 1,2 nm), dann ist Feierabend. Bis jemand herausgefunden hat, dass es auch andere Materialien gibt, womit man dieses Problem mehr oder weniger elegant umschifft.

Das gleiche gilt bspw. auch für

• Verdrahtung: Aluminium --> Kupfer
• Isolationsmaterial: Siliciumdioxid --> fluoriertes SiO₂ --> organisches SiO₂ --> poröses Material --> Airgaps
• Lithografie: trockene Lithografie --> Immersionslithografie

Ständig denkt man es geht nicht mehr weiter, und dann findet man doch wieder einen Ausweg.

 

[user321]

Ich sehe da noch nicht ganz die Alternative zu Transistoren ...
Aber auch wenn es da was Neues gibt, kleiner bekommst du das dann auch nicht mehr.

 

[john carmack]

Ich sehe da noch nicht ganz die Alternative zu Transistoren ...
Aber auch wenn es da was Neues gibt, kleiner bekommst du das dann auch nicht mehr.

Kleiner als was?

 

[user321]

Wenn das Limit erreicht ist, dass du nicht mehr genügend Atome zusammen bekommst, damit nen Transistor funktioniert, dann wirst du das gleiche Problem auch bei anderen Bauelementen haben, die vielleicht einen Transistor ablösen könnten.

 

[john carmack]

Wenn das Limit erreicht ist, dass du nicht mehr genügend Atome zusammen bekommst, damit nen Transistor funktioniert, dann wirst du das gleiche Problem auch bei anderen Bauelementen haben, die vielleicht einen Transistor ablösen könnten.

Ok, das kann man ja berechnen.
Wenn ein Atom = 0,Xnm dick ist und man braucht X Atome damit ein Transistor noch funktioniert dann kann man Strukturen die Kleiner als X nm sind nicht realisieren.

Nennt mir bitte X :-) :-) :-)

Hehe, Lustige Textaufgabe... :-9

 

[Mr. Snoot]

Wie ich bereits schrieb

Das kann dir aber niemand sagen.

Wie groß ein Atom ist, findest du bei Wikipedia.

Es gibt aber auch Transistoren, die mit nur einem einzigen Elektron funktionieren Der Transistor selbst ist dabei natürlich wesentlich größer als ein Elektron (sofern man dabei noch von Größe sprechen kann).

 

[user321]

Keine Ahnung wie groß das Teil dann sein muss, damit das noch funktioniert. Aber das hängt dann auch wieder vom Material ab.

 

[Pandora]

Vor 50 Jahren hat man gesagt das es physikalisch unmöglich wäre chips in 100nm zu fertigen, 10 Jahren hat man gesagt das es nie chips in 32nm geben wird .... und was gibt es jetzt ?

Aktuell kommt man bis afaik 12nm aber, bis zu 8 sind theoretisch möglich, aber stell die Frage in 20 Jahren nochmal und du tippst sie an einem Rechner mit chips kleiner als 8nm

.

 

[john carmack]

Warum erst in 20 Jahren...

der Schritt von 130nm (2004) -> 32nm (2010) hat auch nur 6 Jahre gedauert...

Warum sollte jetzt 20 Jahre von 32nm -> 8nm vergehen?
Intel will doch schon 2012/2013 auf 22nm runter gehen... Tick-Tock

 

[Haudrauff]

Warum nicht erst in 40 Jahren? Wer kann schon sagen wie lange es dauert? Niemand, wahrscheinlich nichteinmal die Entwickler selbst.
Und die 6 Jahre von 130nm auf 32nm sind in keinster weise übertragbar.

Intel will doch schon 2012/2013 auf 22nm runter gehen... Tick-Tock

Will, Intel will. Ob sie es auch tun können ist eine andere Frage.

Letzlich ist dies der spekulativste Tread aller Zeiten hier.


Am Ende möchte ich noch ein anderes Beispiel auführen das zeigt wie sehr man seine Bemühungen verstärken muß wenn man sich der technisch machbaren Grenze nähert.

Z.B. die Geschwindigkeit von Zügen. Es ist technisch machbar einen Zug auf 400km/h zu beschleunigen. Aber ab einen gewissen Punkt wird der Luftwiderstand so hoch, dass es einen überpropotionalen Energieaufwand braucht, um noch höhere Geschwindigkeiten zu erreichen. Aus diesem Grund fährt der ICE nur mit max 350km/h.
Es sei denn, man probiert was völlig anderes, wie die Magnetschwebetechnik. Da sind dann auch höhere Geschwindigkeiten möglich.

Ähnlich wirds wohl bei den Fertigungverfahren bei Microchips sein. Irgendwann ist schluß bei dieser Art von Technik. Was anderes muß her, um die Leistung zu erhöhen. Ein erster Schritt war ja vor Jahren, als man gemerkt hat, dass man an die Mhz-Schallmauer stieß, der Umstieg auf mehr Kerne statt mehr Mhz. Auch in Grafikkartenbereich wird dies vermutlich so sein. Die Forschung an Quantencomputern läuft ja auch schon. Allerdings wird hier noch Grundlagenforschung betrieben.
Ich glaube jedenfalls nicht, dass es in Zukunft noch arg viel weiter in Richtung Miniatursierung gehen wird.
Allerdings stirbt die Hoffnung zuletzt. wer kann schon sagen was demnächst noch alles erfunden und entdeckt wird.

 

[john carmack]

Warum nicht erst in 40 Jahren? Wer kann schon sagen wie lange es dauert? Niemand, wahrscheinlich nichteinmal die Entwickler selbst.
Und die 6 Jahre von 130nm auf 32nm sind in keinster weise übertragbar.
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Ich glaube jedenfalls nicht, dass es in Zukunft noch arg viel weiter in Richtung Miniatursierung gehen wird.
Allerdings stirbt die Hoffnung zuletzt. wer kann schon sagen was demnächst noch alles erfunden und entdeckt wird.

Die Miniatursierung muss aber weitergehen wenn man irgendwann mal 32 oder 64 Kerne auf einer (Standard Intel/AMD Desktop) CPU unterbringen will!