China steht mit siliziumfreien Chips vor der technologischen Revolution

(Dan Tri) – China steht vor einem großen technologischen Durchbruch, der das Potenzial hat, die globale Chipindustrie zu verändern und die Abhängigkeit von US-Technologie zu verringern.

Das Besondere an diesem Chip ist die Verwendung neuer Materialien, die Silizium vollständig ersetzen (Abbildung: FS).

Kürzlich gab die Peking-Universität die Entwicklung eines revolutionären Chips bekannt, der ohne Verwendung von Silizium 40 % leistungsfähiger und energieeffizienter sein soll als die modernsten Prozessoren von heute.

Diese Bemühungen erfolgen, da die US-Sanktionen, die darauf abzielen, Chinas Zugang zu fortschrittlicher Chiptechnologie einzuschränken, ihren beabsichtigten Zweck offenbar nicht erfüllt haben.

Es ist ähnlich wie das Android-Verbot die Entwicklung von HarmonyOS (Huaweis selbst entwickeltes Betriebssystem) vorangetrieben hat und China nun auf Chip-Autonomie drängt.

Das Land plant sogar, die Verwendung von Intel- und AMD-Prozessoren in Regierungscomputern und -servern zu verbieten und bemüht sich gleichzeitig um die Herstellung von Hochleistungschips für künstliche Intelligenz, um mit dem weltweit führenden Chipsatz-Technologiekonzern Nvidia konkurrieren zu können.

Mit diesem neuen Schritt löst China nicht nur das Problem der Abhängigkeit, sondern kann auch die Computerindustrie mit einer völlig neuen Verarbeitungstechnologie revolutionieren. Erstmals wurde an der Universität Peking erfolgreich eine zweidimensionale (2D) Transistorarchitektur mit einem vollständig siliziumfreien Chip entwickelt.

Laut dem Entwicklerteam hat der neue Chip das Potenzial, einer der leistungsstärksten, effizientesten und energieeffizientesten Chips der Welt zu werden. Während herkömmliche Siliziumchips bei einer Größe von wenigen Nanometern allmählich an physikalische Grenzen stoßen, hat Chinas zweidimensionale Transistortechnologie diese Barrieren überwunden.

Das Besondere an dem Chip ist die Verwendung neuer Materialien, die Silizium vollständig ersetzen. Konkret verwendete das Team Wismutoxyselenid (Bi2O2Se) für den Kanal und Wismutselenitoxid (Bi2SeO5) für die Gate-Elektrode. Diese Materialien bilden zweidimensionale (2D) Halbleiter – atomar dünne Schichten mit überlegenen elektronischen Eigenschaften.

Zu den Vorteilen dieser Materialien gehören:

Wismutoxyselenid (Bi 2 O 2 Se): Verfügt über hohe Elektronentransportraten, auch ohne die Notwendigkeit einer dünnen Schicht wie Silizium, und kann die Ladungsenergie effizienter aufrechterhalten und steuern.

Der Zustandswechsel des Transistors erfolgt schneller, wodurch das Risiko einer Überhitzung verringert und der Energieverlust minimiert wird. Laut einem Forscher bewegen sich Elektronen nahezu ohne Widerstand, wie Wasser, das durch ein glattes Rohr fließt.

Die Schnittstelle zwischen den beiden Materialien ist glatter, was zur Reduzierung von Defekten und elektrischem Rauschen beiträgt. Architektonisch verwendet der neue Transistor eine Gate-All-Around-Feldeffekttransistor-Struktur (GAAFET).

Die GAAFET-Technologie ist nicht ganz neu und wurde bereits für Siliziumchips unter 5 Nanometern verwendet. Anstelle der traditionellen vertikalen FinFET-Kanalstruktur sind die Kanäle in diesem neuen Design jedoch horizontal angeordnet.

Das Team behauptet, der neue Chip könne 40 % schneller arbeiten und sei 10 % energieeffizienter als die modernsten 3-Nanometer-Siliziumchip-Architekturen von heute.

Obwohl es sich hierbei um eine Leistung im Labormaßstab handelt, konnte das Team den Chip erfolgreich in Prototypen integrieren und die Kompatibilität mit bestehenden elektronischen Schaltkreisen demonstrieren. Dies eröffnet die Möglichkeit einer Massenproduktion, und die Forscher sind optimistisch, den Herstellungsprozess im industriellen Maßstab voranzutreiben.

Auch wenn die Kommerzialisierung mehrere Jahre dauern kann, stellt die Innovation Chinas aggressive Bemühungen dar, seine Abhängigkeit von US-Technologie zu verringern und möglicherweise die Beschränkungen der traditionellen Siliziumtechnologie zu überwinden. Damit wird ein neues Kapitel in der Computergeschichte aufgeschlagen.

Quelle: https://dantri.com.vn/cong-nghe/trung-quoc-tren-da-cach-mang-cong-nghe-voi-chip-khong-dung-silicon-20250517113350547.htm