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Weniger Stromverbrauch bei Mikroprozessoren

Das Institut für Mikroelektronik der Technischen Universität (TU) Wien kooperiert mit der Firma INTEL, um das elektrische Verhalten von winzigen Bauelementen in Mikroprozessoren zu simulieren. Moderne Mikroprozessoren enthalten einige 100 Millionen Bauelemente, vor allem sogenannte Transistoren, welche in schlauen Schaltungen die Rechnerfunktion verwirklichen. Bei den Simulationen stehen die Erhöhung der Geschwindigkeit und die Reduktion des Stromverbrauchs im Vordergrund.

Hierbei handelt es sich um die Vergitterung einer Transistor-Struktur, also eines miniaturisierten Schalters ohne bewegte Teile. Die gelben Bereiche sind die Zuleitungen. Von links nach rechts werden sie Source-Kontakt, Gate- Kontakt und Drain-Kontakt genannt. Der grüne Bereich ist eine Art "Schaltwippe". Legt man an den Gate-Kontakt ein entsprechendes Signal, wird Stromfluss zwischen dem Source-Kontakt und dem Drain-Kontakt ermöglicht. Der Schalter ist geschlossen.

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Hierbei handelt es sich um die Vergitterung einer Transistor-Struktur, also eines miniaturisierten Schalters ohne bewegte Teile. Die gelben Bereiche sind die Zuleitungen. Von links nach rechts werden sie Source-Konta

Hierbei handelt es sich um die Vergitterung einer Transistor-Struktur, also eines miniaturisierten Schalters ohne bewegte Teile. Die gelben Bereiche sind die Zuleitungen. Von links nach rechts werden sie Source-Kontakt, Gate- Kontakt und...

Hierbei handelt es sich um die Vergitterung einer Transistor-Struktur, also eines miniaturisierten Schalters ohne bewegte Teile. Die gelben Bereiche sind die Zuleitungen. Von links nach rechts werden sie Source-Kontakt, Gate- Kontakt und Drain-Kontakt genannt. Der grüne Bereich ist eine Art "Schaltwippe". Legt man an den Gate-Kontakt ein entsprechendes Signal, wird Stromfluss zwischen dem Source-Kontakt und dem Drain-Kontakt ermöglicht. Der Schalter ist geschlossen.

Professor Siegfried Selberherr

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Professor Siegfried Selberherr

Professor Siegfried Selberherr

Professor Siegfried Selberherr

Wien (TU). – Simulationen gewährleisten bei INTEL, dass jede der Schaltungen, die Bestandteil eines Mikroprozessors ist, optimal arbeitet. „Die Funktionstüchtigkeit eines Mikroprozessors muss über zehn Jahre gesichert sein. INTEL fertigt in diesem Zusammenhang nicht nur hervorragende Prozessoren, sondern optimiert sie auch mit Simulationen. Diese basieren auf anspruchsvollen numerischen Methoden und interdisziplinären Kenntnissen aus Elektrotechnik, Informatik, Mathematik und Physik. In diesem Bereich gehört unser Institut zur Weltspitze. Das ist der Grund für die seit vielen Jahren bestehende Kooperation mit INTEL“, so Professor Siegfried Selberherr vom Institut für Mikroelektronik der TU Wien.

Für die Optimierung der Transistoren mittels Simulationen müssen komplizierte Systeme nichtlinearer, partieller Differentialgleichungen mit Hilfe von numerischen Methoden gelöst werden. Die Gittergenerierungstechniken der TU-WissenschafterInnen spielen dabei eine Schlüsselrolle. Das Zerlegen des zu simulierenden Bauelements in kleine Volumina, das als Vergitterung bezeichnet wird, erlaubt in den Gitterelementen bestimmte Annahmen zu treffen, sodass eine Lösung ermöglicht wird.

„Ein wichtiges Produkt unserer Forschung ist ein Programm, welches zur Vergitterung von Transistoren eingesetzt werden kann. INTEL bekommt von uns regelmäßig eine aktuelle Version dieses Programmes, einen ‚Snapshot‘ unserer Forschung, und verwendet es, um die eigenen streng geheimen Strukturen zu vergittern. Die Entwicklung von Software für die Simulation von Problemen in der Mikroelektronik ist die Stärke unseres Instituts“, so Selberherr.

Für die Forschung auf diesem Gebiet wird das Institut für Mikroelektronik von INTEL jährlich mit 70.000 Dollar gefördert und dies ohne einschränkende Vorgaben oder Auflagen, obwohl es sich dabei um anwendungsnahe Forschung handelt.

Fotodownload: https://www.tuwien.ac.at/index.php?id=8271

Rückfragehinweis:
O.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Dr.h.c. Siegfried Selberherr
Institut für Mikroelektronik                            
Technische Universität Wien
Gußhausstraße 25-29 // 360, 1040 Wien
T +43-1-58801-36010
F +43-1-58801-36099
E siegfried.selberherr@tuwien.ac.at

Absender:
Mag. Daniela Hallegger
TU Wien - PR und Kommunikation
Operngasse 11/E011, A-1040 Wien
T +43-1-58801-41027
F +43-1-58801-41093
E daniela.hallegger@tuwien.ac.at
http://www.tuwien.ac.at/pr