IBM: Mit "Airgaps" zu neuen Takthöhen
Quelle: IBM
IBM Power6 als Forschungsprozessor mit Airgap-Technologie.
Während Intel für ihre nächsten Prozessoren (Stichwort Penryn) neue Isolatoren auf Basis von bestimmten Lanthanoiden verwenden wird, hat IBM einen alten Halbleitertraum verwirklicht. IBM beherrscht ein Polymer so, dass sich damit sehr regelmäßig sehr kleine Strukturen herausbilden, die in weiteren Prozessschritten nicht mal Luft enthalten. Vakuum ist in der Hinsicht ein "idealer" Isolator, da keine Materie mit den Elektronen in den Metall-Leiterbahnen wechselwirken kann.
In früheren Jahren versuchten Halbleiterfirmen mit lufthaltigen Schichten die Isoliereigenschaften in der Chipfertigung zu verbessern. Das versuchte man anfangs, indem Silizium-Oxidschichten gleichsam aufgeschäumt wurden. Den Aufbau derartiger Schichten kann man durchaus mit einem Biskuit vergleichen. Biskuit ist sehr fragil, wenn zu viel Last auf derartigen Schichten lastet.
IBM ging einen anderen Weg und sorgte dafür, dass keine lufthaltige Schicht aufgebracht wird, sondern die Schichten darüber und darunter sich abstützen auf eine Struktur, die Hohlräume ausbildet. Diese Hohlräume in 65-nm Fertigungstechnik bilden regelmäßige Löcher mit einem Durchmesser von 20-nm. Diese sogenannte "Airgaps" befinden sich in der Metallisierungs-Ebene eines Halbleiter-Chips.
IBM spricht dabei von einem Takt-Zugewinn von 35 Prozent, oder einem geringeren Strombedarf in Höhe von 15 Prozent, da die Probleme mit störenden Kapazitäten von metallischen Stromleitern nicht mehr vorhanden sind. Die Technologie ist sehr praktikabel, da die bisherige Fertigungstechnologie komplett übernommen werden kann. Auch Verkleinerungsschritte auf die folgenden Fertigungsknoten in 45-nm und 32-nm erscheinen damit problemlos machbar. IBM spricht selber von einer Innovation, die in etwa 18 Monate Zeitgewinn verspricht gegenüber der Konkurrenz..
Etwas nüchterner betrachtet bedeutet dies, dass bisherige Fertigungstechnik in 65-nm, oder 90-nm damit Eigenschaften gewinnen kann, die eins bis zwei Technologieknoten darunter erst für möglich gehalten wurden. IBM will diese Fertigungstechnologie zuerst für sich verwenden, später aber auch den Partnern zur Verfügung stellen. Potenzielle Partner sind die Mitglieder in der ICIS-Entwicklerallianz und AMD. Bislang ist aber unklar, wer und wann davon profitieren wird. IBM hat zu Demonstrationszwecken einen Power6-Prozessor mit Airgap-Technologie gefertigt. Bislang ist Unklar, ob der in sechs Wochen kommende Power6 auch serienmäßig in Airgap-Technologie gefertigt wird. IBM kündigte an, dass der Power6 mit Taktraten deutlich oberhalb von 4 GHz erscheinen wird.
