Hi, was ist der kleinste, theoretisch mögliche (und praktisch irgendwann erreichbare) Transistor in einem Chip? Vor ein paar Jahren waren noch 14 nm der Standard, mittlerweile sind es 5 nm und es geht auf 3-4 nm zu. Einfach beeindruckend wie schnell es vorangeht... doch wie lange und wie weit kann das noch gehen? Ich habe zwar was von Einzelatom-Transistoren gehört, aber sowas in ein Handy oder Computer zu bauen scheint erstmal unmöglich zu sein. Daher die Frage: Wie sähe der kleinste mögliche Transistor auf Halbleiterbasis aus? Was denkt ihr wird noch möglich sein? Wie stellt ihr euch die Zukunft in der Richtung vor? Welche Vorteile bringt das ganze? Und wie hängt das mit Moores Law zusammen?
Moore schrieb: > Wie sähe der kleinste mögliche Transistor auf Halbleiterbasis > aus? Verdammt klein. > Was denkt ihr wird noch möglich sein? Viel. > Wie stellt ihr euch die Zukunft in der Richtung vor? Geil. > Welche Vorteile bringt das ganze? Noch mehr Rechenleistung.
Moore schrieb: > Und wie hängt das mit Moores Law zusammen? Moores Law ist ein empirisches Modell für die Entwicklung der Größe von Halbleiterstrukturen. Eine Extrapolation in die Zukunft kann funktionieren, muss aber nicht. Ein Gesetz, wie die 1:1 Übersetzung suggeriert, ist es schon allemal nicht.
Moore schrieb: > Was denkt ihr wird noch möglich sein Es beginnt irgendwann der quantenmechanische Tunneleffekt, deutlich über 1 Atom, kleiner geht's dann nicht mehr. Aber 100 Atome sind wohl mehr als nötig. Genaueres steht sicher in passender Forschungsliteratur.
Wolfgang schrieb: > Moores Law ist ein empirisches Modell für die Entwicklung der Größe von > Halbleiterstrukturen. Nicht ganz: "..., who in 1965 posited a doubling every year in the number of components per integrated circuit, ...". Es ist aber nicht nur die Integrationsdichte gewachsen, sondern auch die Chipfläche, und die steckt in der Kurve mit drin.
Definiere Transistor! wenn man einen Schalttransistor flach kloppt, heiisst das loch lange nicht, das man auch einen NF-Verstärker Transistor so mickrig züchten kann ohne das er schon bei der kleinsten ESD verglüht. > Vor ein paar Jahren waren noch 14 nm der Standard, mittlerweile sind es > 5 nm und es geht auf 3-4 nm zu. Nein die Tranistoren sind nicht 3 nm groß, du erzählst Stuss und hast keinerlei Ahnung. Die Strukturbreite beschreibt nicht die Gesamtgröße des Transistors sondern lediglich den Abstand zwei elektroden. @Mods: thread sollte wegen irriger Annahmen des TO sofort gelöscht werden. Damit wird nur unwissemnschaftlicher Dünnschiss verbreitet.
Ich hatte mal einen HF-Transistor in einer ca. 1.5 mm Glasperle. Mit noch viel duenneren Anschlussdraehten. Ich finde ihn aber nicht mehr :).
Beitrag #7122449 wurde von einem Moderator gelöscht.
> unwissemnschaftlicher Dünnschiss
Aha, die gruene Landjugend ist wach geworden.
Damit kennen sie sich ja am besten aus.
Voraussagen sind schwer möglich, vor allem, wenn sie die Zukunft betreffen.
Hansimglück schrieb: >> Welche Vorteile bringt das ganze? > > Noch mehr Rechenleistung. Die Vorteile in der heutigen IT-Infrastruktur gründet aber weniger in der schieren Anzahl von 'transfer resitoren' als in der Verbreitung leistungsfähiger Übertragungstechnik. Die Unterhaltungsdaddeltechnik wäre immer noch auf dem Niveau von "Duke Nukem" wäre nicht die Diskette durch das mobilfunkbasierte Internet abgelöst worden. Also sollte man eher moderne Antennentechniken ins Rampenlicht heben, statt den schnöden Transistor. Achja, mit den Bleiakkus von damals wäre bei den Handianern heutzutage auch kein 👍 zu gewinnen.
256bit CPUs sind dann die Zukunft, welche ein Zahl aufteilen können, und diese Zahl dann als 8 verschiedene Operanden bei Bedarf weiter verarbeiten kann.
Es ist schon jetzt so, das man zu allerlei "Handständen" greifen muß, um 7 oder 5 nm zu realisieren. Reichte früher Wolfram und Aluminium für die Metal Layer und Sikliziumoxid für die Isolation, greift man z.B. zu Hafniumoxid als Hi-K Dielektrika. Oder man wählt die Materialien gezielt so aus, das die Strukturgrößen auf ganzzahlige Atome in der Breite kommt. Mit 3D Strukturen kann man Moore ebenfalls ein Schnippchen schlagen, indem man nicht nur die Fläche, sondern das Volumen besser ausnutzt, indem man mehr als die sonst üblichen 4-6 Lagen nutzt, oder Chips dünnschleift, bzw. neuerdings per Laserimpuls und flüssigem Stickstoff teilt und die dünnen Chips dann stapelt. Das Entwicklungstempo wird sich vielleicht etwas verlangsamen, aber da geht sicherlich noch was :-)
Think! Not manipulate! schrieb: > noch auf dem Niveau von "Duke Nukem" Duke Nukem war und ist geil. Könnte ich mal wieder laden und ein paar Runden zocken. Bester Shooter ever.
Angehängte Dateien:
> Es ist schon jetzt so, das man zu allerlei "Handständen" greifen muß, um 7 oder 5 nm zu realisieren. Eben. Diese Handstände führen auch zu Monstermaschinen zu Monsterpreisen (150Mio €): https://www.heise.de/meinung/Bit-Rauschen-der-Prozessor-Podcast-Riesenmaschine-fuer-die-EUV-Lithografie-6533243.html Dabei sind die 'Brot-und Butter-Transistoren' die in Alltagselektronik wie Monitore, Mikrocontroller und Mobilfunkchips stecken deutlich größer (350 - 55 nm, siehe Anhang aus https://www.heise.de/news/Der-Anfang-vom-Chipmangel-Ende-Hersteller-streichen-massenhaft-Bestellungen-7165116.html). Wäre nicht das erste Mal, das sich eine überfeinerte Technik als teure Sackgasse erweist (wie seinerzeit Cray mit GaAs - https://www.bernd-leitenberger.de/blog/2013/11/09/in-memoriam-der-erste-supercomputer/)
Think! Not manipulate! schrieb: > @Mods: thread sollte wegen irriger Annahmen des TO sofort gelöscht > werden. Damit wird nur unwissemnschaftlicher Dünnschiss verbreitet. Meine Fresse, was glaubst du kleiner Scheisser eigentlich warum der TS hier fragt? Weil er es schon weiß? Hinter Nichtwissen sofort Propaganda zu vermuten...du solltest weniger in Jugendcamps der Grünen rumstromern. Und Wissenschaft nicht überbewerten bzw. dir mal Gedanken darüber machen, was Wissen schaffen eigentlich ist.
Wühlhase schrieb: > Think! Not manipulate! schrieb: >> @Mods: thread sollte wegen irriger Annahmen des TO sofort gelöscht >> werden. Damit wird nur unwissemnschaftlicher Dünnschiss verbreitet. > > Meine Fresse, was glaubst du kleiner Scheisser Danke, gleichfalls.
7nm... In der grössenordnung sind das doch geschönte Zahlen fürs marketing.
> Duke Nukem war und ist geil.
"Use Schrumpfstrahler with Transistor."
Moore schrieb: > was ist der kleinste In der aktuellen c't 15/2022 ab Seite 128 ist ein sehr interessanter Artikel zur Halbleiter-Fertigungstechnik. Suche nach "Goldesel -de".
Wie klein? So klein: https://newsroom.unsw.edu.au/news/science-tech/unsw-quantum-scientists-deliver-world%E2%80%99s-first-integrated-circuit-atomic-scale
"Ein Transistor ist nur dann ein Transistor wenn man ihn mit den Fingern anfassen kann und mindestens drei Anschlußdrähte zum Anlöten hat. Alles andere ist unecht und Scharlatanerie".
Pr. Schnauzbart schrieb: > "Ein Transistor ist nur dann ein Transistor wenn man ihn mit den > Fingern > anfassen kann und mindestens drei Anschlußdrähte zum Anlöten hat. Alles > andere ist unecht und Scharlatanerie". Die Transistoren im nm Bereich kannst du auch anfassen wenn du sie irgendwie unbeschadet da rausschneiden kannst, du wirst nur nicht viel spüren beim "Anfassen". Und die haben teilweise sogar mehr als 3 "Anschlüsse"!
DPA schrieb: > 7nm... In der grössenordnung sind das doch geschönte Zahlen fürs > marketing. Ist eigentlich schon länger so, daß diese Angaben nicht mehr unbedingt die echten Strukturbreiten sind (wobei es ohnehin noch eine Definitionssache ist, was man hier als Struktur betrachtet), sondern eher eine Art Generations-Nummerierung darstellt. Nennt sich daher eigentlich auch nicht mehr Strukturbreite, sondern Technologieknoten -> https://de.wikipedia.org/wiki/Technologieknoten
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Jens G. schrieb: > DPA schrieb: >> 7nm... In der grössenordnung sind das doch geschönte Zahlen fürs >> marketing. > > eigentlich auch nicht mehr Strukturbreite, sondern Technologieknoten -> Wobei die Wikipedia-Definition auch ne Unmenge Schönfärbebegriffe aus dem Halbleitermarketing enthält. "Meilenstein, Herstellergeneration" klingt gewaltig ist aber in der Wirkung eher gering. Sieht man beispielsweise daran, das viele auf 'mächtig machende' Industrienation wie die Russerei seit Ewigkeiten in der Mikroelektronik mehrere 'Fertigungs-Generationen' hinterhinken. "Verkleinerung der Schalt-transistoren" ist bestenfalls ein Element in der Elektronikentwicklung. Wie bereits gezeigt schreitet der technische Fortschritt heute eher wegen andere Entwicklungen (Vernetzung, System on a chip, hochenergetische Akkus) voran. https://www.trendforce.com/presscenter/chart/20210916-34.html# (Anhang) Je kleiner ein Transistor ist, desto unbrauchbarer wird er. Er taugt nicht mehr als Analogverstärker, er kann nur noch mit Spannungen unterhalb 1.0V betrieben werden, Leckströme lassen die wenigenen gespeicherten ladungen innerhalb v. wenigen sekunden wegfließen, Kosten für die Lithography steigen ins Unbezahlbare... Schon deshalb wird der Trend in der Elektrotechnik von den 'richtigen' (Leistungs-)transistooren bestimmt (Antriebstechnik,PV-Anlagen) und auch in der Informationstechnik dominieren die 'Brot- und Butter Prozessoren' und nicht die überzüchteten Graphicprozessoren für pathologische Dauer-Gamer wie dieser: https://www.eurogamer.de/cosplay-legende-the-south-park-guy-stirbt-an-corona-wow-community-trauert
Think! Not manipulate! schrieb: > wenn man einen Schalttransistor flach kloppt zeigt man nur, dass man die physikalischen Eigenschaften von Silizium nicht kennt
Andre G. schrieb: > Und die haben teilweise sogar mehr als 3 "Anschlüsse"! Das ist ne Fangfrage, in der Halbleiterei haben die Transistoren vier "Anschlüße", da kommt 'Bulk' hinzu. Beitrag "MOSFET Basics" Ob die Multi-emittertransistoren aus den70ern noch eine Rolle spielen ist zu bezweifelen. Anders bei den Mehrfach-Gates FET: https://www.itwissen.info/multiple-gate-field-effect-transistor-MuGFET.html
Think! Not manipulate! schrieb: > Tranistoren sind nicht 3 nm groß, Tranistoren sind das sicherlich nicht. > du erzählst Stuss Der Satz ist daher richtig, wenn Du den Dir vor dem Spiegel vorliest, oder modern die Frontkamera des Smartphones als Speigelersatz verwendest. Die 3nm sind die pn-, bzw. np-Zone des Transistors auf dem Wafer. Übrigens fehlen die kleinen leistungsschwachen Transistoren als diskretes Bauteil für effiziente sparsame Schaltungen. Mir fehlt da der Transistor mit einer maximalen Strombelastbarkeit von 5mA und Verstärkung ab 1000. Der Transistor könnte mit Tricks sogar dazu gebracht werden, auch mit niedrigeren BE-Schwellen als 0,7V zu funktionieren.
●DesIntegrator ●. schrieb: > Think! Not manipulate! schrieb: >> wenn man einen Schalttransistor flach kloppt > > zeigt man nur, > dass man die physikalischen Eigenschaften von Silizium nicht kennt Nunja, die Sprachwahl in einem forumsbeitrag zeigt weniger das Technische Verständnis des Autors als die Erwartung desselben an das Begriffsvermögen der Leserschaft. Bei dem niedrigen-Niveau das der TO mit seinem Eröffnungpost an den Tag lehnt, ist es schon angebracht eine unpräzise Ausdrucksweise wie 'flach kloppen' zu verwenden, auch wenn hier Umformschritte wie walzen oder hämmern nicht angewandt werden. Es liegt an dem Leser selbst, ob er sich anhand der gezeigten Links zu Lithography schlau macht, wie das Si hier bearbeitet wird.
Dieter schrieb: > Übrigens fehlen die kleinen leistungsschwachen Transistoren als > diskretes Bauteil für effiziente sparsame Schaltungen. Yep, an diese Grenze bin ich auch schon etliche Male gestoßen. Keine Ahnung, warum sich kein Hersteller erbarmt, mal einen Transistor mit z.B. 1mA Nennstrom in ein Gehäuse zu packen. Stattdessen findet man 1000 Standardtypen, die alle nur fast dasselbe können. Die Lage hat sich ja etwas entspannt, seit es kleine GAN-Mosfets gibt. Allerdings ist das eine sauteure Alternative. Vor allem mit Blick auf 15ct-ICs, in denen hunderte der Transistoren sitzen, die man eigentlich nur bräuchte. Bei Z-Dioden sieht es ähnlich aus. Gerade bei kleinen Spannungen haben die ja größere Leckströme, man muss sie also mit z.B. 30mA oder mehr bestromen, um auf ihre Nennspannung zu kommen. In effizienten Schaltungen will man aber eher 50µA. Warum gibt´s da jetzt keine, die sowieso nur 0,5mA tragen kann, die würde man doch viel besser auslasten?! Hier wird man gezwungen, teure µA-Bandgaps zu nutzen, die obendrein noch in unförmigen Gehäusen sitzen. Kurz gesagt kommt man oft an Bauteil-Grenzen, die es technisch eigentlich nicht geben sollte. Stattdessen muss man sich durch einen unvorstellbaren Berg an Standard-Müll kämpfen.
Dieter schrieb: > Die 3nm sind die pn-, bzw. np-Zone des Transistors auf dem Wafer. > Übrigens fehlen die kleinen leistungsschwachen Transistoren als > diskretes Bauteil für effiziente sparsame Schaltungen. Mir fehlt da der > Transistor mit einer maximalen Strombelastbarkeit von 5mA und > Verstärkung ab 1000. Der Transistor könnte mit Tricks sogar dazu > gebracht werden, auch mit niedrigeren BE-Schwellen als 0,7V zu > funktionieren. Mir fehlt jemand, der nicht hoch integrierte Mosfets mit diskreten bipolar Transistoren verwürfelt. Magst du mir mal die Tricks um Vbe,on zu drücken verraten?
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