Kohlenstoffnanoröhrchen für On-Chip-Verbindungen

21.03.2016 - Deutschland

CEA, Fraunhofer IPMS, IBM, Aixtron, CNRS, GSS und die Universität Glasgow starten ein Projekt für neue Interconnectsarchitekturen mit Kohlenstoffnanoröhrchen, um zukünftig weitere CMOS-Skalierungen zu ermöglichen.

Ein europäisches Konsortium aus sieben Forschungs- und Industriepartnern haben zusammen ein vier Millionen Euro-Projekt über drei Jahre gestartet, um neue Herstellungstechniken und Verfahren zu realisieren, die zuverlässige Kohlenstoffnanoröhrchen (Cabon Nanotubes - CNT) für On-Chip-Verbindungen in der Volumenchipproduktion ermöglichen.

Mit sinkender Chipgröße werden, unabhängig von Anwendungsgebiet, Interconnects zum entscheidenden Faktor, da die Elektromigration zunimmt und der gesamte Stromverbrauch steigt. Das CONNECT-Projekt untersucht daher ultradünne CNT-Verbindungen und neue Metall-CNT-Verbundmaterialien, um die Fertigungsprobleme der heutigen Kupfer-Interconnects zu adressieren.

Um die Energieeffizienz sowie die Schaltkreis- und Architekturperformance untersuchen zu können, werden neue CNT-Interconnectsarchitekturen entwickelt. Weiterhin sind die CMOS-Kompatibilität und die Herausforderungen der Übertragung neuer Prozesse für die industrielle Massenfertigung Gegenstand des Projektes. Die CONNECT-Partner aus Deutschland, Schweiz, Großbritannien und Frankreich bilden dabei die komplette elektronische Wertschöpfungskette, von der Grundlagenforschung bis zum Endnutzerbereich, ab und gehören zu den renommiertesten Forschungsgruppen auf diesem Gebiet in Europa.

Mit deutlich verbesserten elektrischen Widerstandeigenschaften, höherer Strombelastbarkeit, optimierten Thermal- und Elektromigrationseigenschaften von CNT-Interconnects im Vergleich zu den konventionellen Kupfer-Interconnects wird eine höhere Leistungs- und Skalierungsdichte von CMOS und CMOS-Erweiterungen verfügbar sein. Alternative Rechenansätze, wie neuromorphe Computersysteme, werden von diesen Verbesserungen profitieren.

Die Technologien, die in diesem Projekt entwickelt werden, sind ein entscheidender Faktor für die Leistungsfähigkeit und die Machbarkeit von skalierter Mikroelektronik, um auch zukünftig miniaturisierte Produkte mit erweiterten Funktionalitäten bei immer geringer werdenden Kosten zu garantieren. Die Umsetzung von CONNECT wird die Rückgewinnung von Marktanteilen des europäischen Elektroniksektors fördern und die Industrie für künftige Entwicklungen auf diesem Bereich vorbereiten.

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