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Atome stapeln für den Chip
Bei AMD in Dresden tricksen die Physiker die Materie aus, natürlich mit Physik
Nichts Besonderes, so ein Chip? Jeder Computer hat Dutzende davon. Ein absolutes Massenprodukt, aber eines mit Atomniveau. Vom einfachen Speicherchip bis hin zum Mikroprozessor reicht das dann. Letztere sind das Herzstück eines jeden Rechners und zudem das teuerste dazu. Mit seinem Athlon64 hat das amerikanische Unternehmen AMD in Dresden sein technologisches Spitzenprodukt hervorgebracht. Von wegen platte Scheibe, zehn Schichten sind es insgesamt, die da isoliert und „verkabelt" miteinander zusammenwirken und den Chip ergeben; in mehreren hundert Arbeitsschritten und nach wochenlanger ununterbrochener Prozedur erst fertig. 30 bis 40mal müssen dabei jene Masken ran, wie sie in Dresden jetzt gefertigt werden. So entsteht ein Kupfer-Sandwich der Extraklasse, und mit dem Besten zuunterst, wie David Greenlaw, Prozess-Manager, berichtet. 105 Millionen Transistoren sitzen auf der untersten Etage, kaum größer als ein Daumennagel. „Die funktionieren wie Schalter", sagt David. Schalter, deren einzelne Bauteile gerade einmal 60 nm winzig sind. Wäre solch ein Bauteil groß wie ein Stecknadelkopf, dann müsste der Chip 100 Meter groß sein. 
Die kleinsten Strukturen auf solch einem Chip sind Isolierschichten in den Schaltern. Je dünner diese sind, desto schneller rechnet ein Chip und braucht zudem weniger Energie - für Laptops ganz entscheidend. Doch mit der Rechengeschwindigkeit wachse die Gefahr von Kurzschlüssen. Nur ein einziges Nanometer, ein Millionstel Millimeter dick ist die alles entscheidende schützende Schicht.

Dick ist dünn
Dick - das heißt hier ein bis zwei Atome übereinander. „Wirklich verrückt", sagt David Greenlaw mit bestem amerikanischen Akzent. Im Vakuum wachsen diese Winzigkeiten heran. Wie, das bleibt eines der bestgehütetsten Betriebsgeheimnisse.
Aber selbst wenn die Millionen von Transistoren, die Widerstände und jede Menge andere Bauelemente exakt ins Silizium eingearbeitet sind, sie müssen auch miteinander reden können. 

  Leiterzuege

Leiterbahnen unter dem Elektronenmikroskop

AMD Schichten

Im Prozessor
9 Schichten übereinander 

Noch fehlen jegliche Kabel. Schichten von Lack werden aufgetragen, wie ein Foto durch die Maske hindurch belichtet und an den belichteten Stellen weggeätzt. Dahinjagende Kupferionen .füllen dann die Lücken. So entstehen winzigste Säulen, Quader oder auch atomare Drähte. Scheibchen für Scheibchen. Neunmal übereinander gesetzt ergibt dies dann ein nach menschlichem Vermögen nicht mehr überschaubares Schnittmuster in 3D. Unter dem Elektronenmikroskop sieht dies dann aus, als ragen da zehntausende Rohre über neun Stockwerke empor, laufen entlang von Gängen und treffen sich dann doch exakt am Transistor.
Ein halber Kilometer hauchdünner Leitungen sind im Athlon-Chip verpackt, ohne die läuft gar nichts. Und all das auf einer Fläche von etwa einem mal zwei Zentimetern. Bisher. Denn wenn das Maskenwerk in Dresden die nächst kleinere Generation an AMD schickt, wird's noch einmal enger auf dem Chip.

 

(SZ/Schön 13.10.2003 S.3)