Die Elektronikindustrie stößt zunehmend an die Grenzen der Transistorendichte auf herkömmlichen Computerchips. MIT-Ingenieure haben nun eine innovative Methode entwickelt, um Chips vertikal zu stapeln, ähnlich einem Hochhaus, anstatt sie nur flach zu erweitern. Diese „High-Rise“ 3D-Chips ermöglichen eine exponentielle Steigerung der Transistorenzahl, was effizientere und leistungsfähigere KI-Hardware zur Folge haben könnte.
In einer aktuellen Studie im Journal Nature beschreiben die Forscher eine neue Technik, bei der hochwertige halbleitende Materialien direkt übereinander wachsen, ohne die herkömmlichen, sperrigen Siliziumsubstrate. Diese multilayered Chips bieten eine schnellere Kommunikation zwischen den Schichten, da die dicken Siliziumböden entfallen. Dadurch können die Chips mehr Daten verarbeiten und komplexere Funktionen ausführen als heutige Elektronik.
Der Durchbruch basiert auf einer metallurgischen Methode, die es ermöglicht, einkristalline zweidimensionale Materialien bei niedrigeren Temperaturen zu züchten. Dies schützt die darunter liegende Schaltung und erlaubt das Wachstum mehrerer Schichten. Die Forscher sehen großes Potenzial für den Einsatz dieser Technologie in Laptops und Wearables, die mit der Leistung von Supercomputern konkurrieren könnten.
„Dieser Durchbruch eröffnet enorme Möglichkeiten für die Halbleiterindustrie und könnte zu massiven Verbesserungen der Rechenleistung in Bereichen wie KI, Logik und Speicher führen“, erklärt Jeehwan Kim, einer der Studienautoren und Professor am MIT.
Quellen:
- https://news.mit.edu/2024/mit-engineers-grow-high-rise-3d-chips-1218
- Chu, Jennifer. „MIT engineers grow high-rise 3D chips.“ MIT News, 18. Dezember 2024.
- Forschungspapier: „Growth-based monolithic 3D integration of single-crystal 2D semiconductors“
