Diamant-Chips könnten Silizium ablösen

Schon seit Jahren sucht die Halbleiter-Industrie nach einer Alternative zum Silizium, das längst an seine Grenzen stößt.

Vielerorts glauben die Forscher in künstlich hergestellten Diamanten den Baustoff für künftige Computerchips gefunden zu haben.

"Das ist keine Fantasie-Idee," so Damon Jackson vom Lawrence Livermore National Laboratory. "Mich würde es nicht überraschen, wenn in etwa zehn Jahren Diamanten ein gebräuchliches Material in Computern wäre."

Weltweit arbeiten bereits viele Firmen aktiv an der Entwicklung von Diamant-Chips.

Das Mooresche Gesetz von Intel-Gründer Gordon Moore besagt, dass sich die Anzahl der Transistoren auf einer gegebenen Fläche Silizium etwa alle zwei Jahre verdoppelt. Laut einer Intel-Studie wird die Prozessorentwicklung nach Moore in spätestens zwanzig Jahren ihr Ende finden.

2023: Mooresches Gesetz stößt an seine Grenzen

Hitzefest und hart

Die Strukturen aktueller Mikrochips lassen sich kaum noch weiter verkleinern, da mit der Schrumpfung der Transistoren sowohl der elektrischen Widerstand, als auch die Hitzeentwicklung steigt.

Diamant-Chips würden sich besonders für den Hochtemperaturbereich bis 1.000 Grad Celsius eignen - Silizium macht dagegen schon bei etwa 150 Grad schlapp.

Diamant ist glatt und superhart, wärmeleitfähig und hitzefest, elektrisch isolierend und chemisch beständig.

Daneben sind künstliche Juwelen makellos und - bei Massenfertigung - günstig zu produzieren. Gerade in den letzten fünf Jahren hat die Industrie entscheidende Fortschritte bei der Herstellung von künstlichen Diamanten erzielt. Inzwischen gibt es einige erprobte Methoden die glitzernden Hochkaräter zu produzieren.

Natur-Diamanten mit Kunstbezug
Jackson arbeitet mit natürlichen Diamanten, die er mit den elektronischen Schaltkreisen versieht und anschließend mit einer Schicht aus künstlichem Diamant überzieht. Bis zum ersten vollkommen künstlich hergestellten Diamant-Chip wird es wohl noch fünf bis zehn Jahre dauern.

Lawrence Livermore National Laboratory

Weit entfernt vom "Diamant inside"

Den Weg in den Desktop-Computer werden Diamant-Chips - wenn überhaupt - aber wohl auch im nächsten Jahrzehnt noch nicht finden.

"Es wird kein Mainstream-Produkt," so Pushkar Apte von der Semiconductor Industry Association.

Stattdessen sollen zuerst spezialisierte Geräte mit besonderen Anforderungen, wie etwa Satelliten, in den Genuss der Hitze-Vorteile der Diamant-Chips kommen.