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Da ein (typischer) Transistor auf einem Wafer hergestellt wird, der nicht unter einige µm runtergeschliffen werden kann, besteht ein kompletter Transistor aus mehr Atomen als du je von Hand zählen könntest .
Scherz beiseite:
Bei 22 nm sprechen wir von der minimal featuresize oder? Wenn ja korreliert das mit der maximal erreichbaren Auflösung und ähnlich wie bei einem Bild besteht ein Transistor oder FET oder [WAS-AUCH-IMMER] meist nicht nur aus einem Pixel bzw. einem Featuresize^2. Damit würde ich, falls mich das jemand in einer Prüfung fragen würde, darauf verweisen, dass es sich dabei um eine Fangfrage oder eine Fermiaufgabe handeln muss .

Wenn du wirklich an einer entsprechenden Info (z.B. wieviel Atome hat ein Gate von einem MOS-FET) interessiert bist, würde ich dir dazu raten eine entsprechende Aufnahme rauszukramen, die Abmessungen zu schätzen und dann zu rechnen.

Doch, wie ich schon gezeigt habe, könnte das Limit ziemlich bald erreicht sein.
Wenn unter 500.000 Silicium Atomen schon nur noch 50 andere dotierte Atome enthalten sind, dann gibt es dort nicht mehr allzuviel zu kürzen, denn bei viel weniger werden vermutlich die Halbleiter-Eigenschaften irgendwann nicht mehr passend eintreten und stattdessen andere Effekte auf atomarer Ebene entstehen. Die Funktionsweise des Transistors könnte dadurch komplett zerstört werden, da schon die Position der Fremdatome plötzlich relevant wird.
Man beachte, dass ich bei 50 dotierten Atomen an der Obergrenze der Sättigung der Dotierung rechne und das somit schon sehr viele Fremdatome sind. Sprich bei 1:10.000. Es geht ja teilweise bei Halbleitern runter bis 1:10.000.000.
Vielleicht kommt ein Brain auch auf eine geniale Idee dieses Problem anders anzugehen, aber der herkömmliche Weg dürfte Probleme bereiten.

Zitat von »LukasBanana«

Denn einen Transistor aus nur einem Atom kann es wohl kaum geben .

http://en.wikipedia.org/wiki/Single-atom_transistor

Abgesehen davon, sollte man unbedingt erwähnen, dass die 22nm nicht bedeuten, dass der Transistor einem Würfel von 22nm Kantenlänge entspricht...

Zitat von »dot«

dass die 22nm nicht bedeuten, dass der Transistor einem Würfel von 22nm Kantenlänge entspricht...

Habe ich schon erwähnt

Die Herausforderungen werden jedoch immer groesser je kleiner die Technologie wird, aber es gibt durchaus noch was Platz nach unten, zumindestens in Forschungsprojekten wo Transistoren unter 5nm gefertigt werden.

Inwieweit sich solche Forschungsansaetze jemals oekonomisch umsetzen lassen steht natuerlich in den Sternen, aber es gibt physikalisch durchaus noch Spielraum.

Jetzt schon kritisch ist halt die geforderte Lebensdauer. Je kleiner die Abmessungen sind, umso höher werden die elektrischen Felder und auch thermische Migration wird immer relevanter, durch die kürzen Diffusionswege. Ob sich der Ansatz der voranschreitenden Miniaturisierung weiterhin als so erfolgreich zeigen wird oder andere Ansätze folgen werden, muss sich halt zeigen. Im Prinzip ist es ja auch fraglich, wer eigentlich mehr Leistung braucht. Denn Ottonormal braucht eigentlich in Sachen Rechenleistung schon seit 5 Jahren eigentlich kein wirkliches Upgrade mehr nach meiner Erfahrung. Da sind Festplatte und Hauptspeicher deutlich relevanter geworden.
Natürlich gibt es dann noch die Spiele, Simulationen usw., aber das sind Aufgaben, die sich gut Parallelisieren lassen und daher Verbesserungen in Sachen multi core und Rechnenleistung vs Energieverbrauch meiner Meinung nach mehr von Bedeutung sind, als die Leistung einzelner Kerne weiter zu erhöhen.

Die direkte Auswirkung der Miniaturisierung ist nicht unbedingt die Leistung. Hauptsächlich sinken der Strombedarf, der Platzbedarf und die Herstellungskosten. Das mehr an Leistung ist eine Folge davon, dass man nach der Verkleinerung wieder Platz nach Oben hat.

Die Lebensdauer ist aber in einigen Bereichen sogar jetzt schon ein Problem. Im Bezug auf eingebettete Systeme ist das Teil der Motivation meiner Diplomarbeit gewesen. Die Ausfallwahrscheinlichkeit von Hardware innerhalb der angegebenen Lebenszeit ist in den letzten Jahren recht stark gestiegen. Die Forschung geht daher in die Richtung kritische Abschnitte der Systemsoftware mit Fehlertoleranzmechanismen abzusichern, so dass kleinere Fehler nicht für einen Totalausfall sorgen.

Zukunftsmusik wäre dabei bewusst Fehler in der Hardware zu erlauben, wenn diese dafür deutlich "kleiner" ist. Erste News zu Prototypen gab es da schon vor ein paar Jahren.

Naja Intel läuft ja im Grunde schon die Schiene, dass mit der Miniaturisierung nicht mehr unbedingt mehr Leistung rausgeholt wird, sondern hauptsächlich die Leistungsaufnahme und Effizienz (Abwärme) optimiert werden. Sieht man zum Beispiel zwischen Sandy-Bridge und Ivy-Bridge ganz gut meiner Meinung nach.

Für noch kleinere Strukturen wird aktuell nach Alternativen zum Silizium als Halbleitermaterial gesucht bzw. geforscht. Damit sind die Grenzen so gut wie erreicht. Es gibt aber schon genügend Alternativen. Zum Stillstand wird es also so schnell nicht kommen. Aktuell fehlt Intel eigentlich nur ein richtiger Konkurrent, sonst wären sie sicher flotter beim Weiterentwickeln.

Ideen gibt es genug. Man könnte z.B. den Elektronenspin als Datenspeicher nehmen, das würde riesige Datendichten hervorbringen. Es gibt da ganz viel woran grade geforscht wird und das wird, da wir der Atomgrenze immer näher kommen auch immer bedeutender.