Hochleistungsrechner: AT&S arbeitet an Mikrochips der Zukunft

Nach Jahrzehnten des technologischen Fortschritts durch ständige Miniaturisierung der Transistoren, nähert sich die Halbleiterindustrie einer fundamentalen Grenze. Zukünftige Chipgenerationen müssen andere Wege gehen, um effizienter zu werden. Die kluge Verpackung von mehreren, teilweise hochspezialisierten Chips zu kompakten Systemen hat hier enormes Potenzial. Der österreichische Mikroelektronikspezialist AT&S ist führend bei der Entwicklung der dafür notwendigen Verbindungstechnologien.

Leoben, 10. Jänner 2023 – Die Digitalisierung und zunehmende Vernetzung der Welt, die für mehr als eine Generation der wohl wichtigste Treiber von Wirtschaftswachstum und Technologieentwicklung waren, basiert auf einer einfachen Gleichung: Je schneller und effizienter Mikrochips werden, desto einfacher lassen sich große Datenmengen verarbeiten und verbreiten. Die Entwicklung ist dabei lange in atemberaubendem Tempo vorangeschritten: Die Zahl der Transistoren, die auf einen Mikrochip passen, hat sich ungefähr alle zwei Jahre verdoppelt, genau wie es Intel-Mitbegründer Gordon Moore in seinem berühmten „Mooreschen Gesetz“ 1965 vorhergesehen hat. Mit jeder Verdoppelung sind unsere Prozessoren dabei schneller und energiesparender geworden.

In den vergangenen Jahren ist diese Entwicklung allerdings erstmals ins Stocken geraten. Die Größe eines Transistors wird mittlerweile in Atomdurchmessern angegeben und nähert sich fundamentalen physikalischen Grenzen, die mit der verwendeten Technologie nicht überwunden werden können. Die Halbleiterindustrie entwickelt deshalb neue Konzepte, um die Leistungsfähigkeit und den Strombedarf von Mikrochips auf anderem Weg weiter zu verbessern. Ein vielversprechender Ansatz ist die sogenannte heterogene Integration: Dabei werden mehrere kleine, spezialisierte Chips zu einem extrem effizienten Gesamtpaket verbunden.

Kluge Verpackung wird essenziell

„Lange Zeit haben die Halbleiterhersteller durch Miniaturisierung dafür gesorgt, dass die Mikrochips mit jeder Generation besser geworden sind. In Zukunft wird die Innovation aber vermehrt auch auf der Ebene der effizienten Verpackung und Bündelung von spezialisierten Chips passieren. AT&S kann als Technologieführer hier einen wertvollen Beitrag leisten und mithelfen, Europa in der Chipherstellung wieder mehr Gewicht zu verleihen“, sagt Gerald Reischl, VP Corporate Communications bei AT&S.

Für Anwendungen, die Mikrochips an ihre Leistungsgrenzen bringen, kommen solche komplexen Systeme aus mehreren Chips bereits zum Einsatz. Moderne Supercomputer und Datenzentren, die enorme Mengen an Information möglichst schnell und energiesparend verarbeiten müssen, setzen bereits auf Hightech-Pakete aus 47 einzelnen Chips, darunter spezialisierte Grafikkerne, die auch komplizierteste Berechnungen in Windeseile erledigen können. Die Komplexität der Recheneinheiten wird in Zukunft weiter zunehmen, weil Systeme, die auf künstliche Intelligenz setzen und komplexe Simulationen für die Wissenschaft immer mehr Rechenleistung verlangen.

AT&S@CES
AT&S präsentierte fortschrittliche V2X-Module und andere Neuerungen vom 5. bis zum 8. Jänner auf der Fachmesse CES in Las Vegas, wo das Unternehmen mit einem eigenen Stand und einem Team von Expert:innen vertreten war. „Die CES bietet in komprimierter Form eine tolle Möglichkeit zu netzwerken und aktuelle Applikationstrends zu erkennen“, freut sich der Director Application Engineering der Business Unit Electronics Solutions Wolfram Zotter, der für AT&S vor Ort gewesen ist.