Forschung
Neuer Nano-Chip spart Energie, die für 43 Millionen Haushalte reichen würde

Der Digital-Gigant IBM hat den ersten Chip mit 2-Nanometer-Technik entwickelt. Bislang waren die kleinsten vermarktbaren Chips fünf Nanometer groß. Mit der Technik können 50 Milliarden Transistoren auf der Fläche eines Fingernagels untergebracht werden. Die Akkulaufzeit von Mobilgeräten könnte sich bei Einsatz des Chips vervierfachen. Aufgrund ihrer Schnelligkeit eröffnet der Wunderchip auch dem autonomen Fahren neue Perspektiven.

Unscheinbare Technik Querschnitt eines 2-Nometer-Chips unter dem Elektronen Mikroskop (Foto: IBM)

Er ist klein, extrem klein. Zwei Nanometer sind dünner als ein menschlicher DNS-Strang. Bis jetzt galten 7-Nanomter und 5-Nanometer in der Chip-Herstellung als das Nonplusultra. Intel zum Beispiel begnügt sich mit einer 10-Nanometer-Architektur. Der Chip-Hersteller AMD arbeitet mit 7-Nanometer-Technik. Nur Apple setzt bereits 5-Nanometer-Chips ein. Je kleiner die Abmessungen sind, desto schneller kann ein Chip arbeiten. Die Leistung des neuen Bauteils ist 45 Prozent größer als die eines 7-Nanometer-Chips, bislang das kleinste Element aus dem Hause IBM. Bei gleicher Leistung können bis zu 75 Prozent des Stromverbrauchs eingespart werden.

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Gut für das Klima

Der potentielle Spareffekt und seine Bedeutung für die CO2-Emmission ist enorm. Würden alle Rechenzentren ihre Server mit der 2-Nano-Technik (2-nm-Technik) ausstatten, könnte so viel Energie eingespart werden wie 43 Millionen Haushalte jährlich verbrauchen. Rechenzentren gehören zu den größten Stromfressern überhaupt. Weltweit beträgt ihr Verbrauch etwa 350 Terrawattstunden.

Darüber hinaus könnte die Technik

  • Smartphones deutlich schneller machen. Der Zugang zum Internet würde beschleunigt, der Aufbau der Seiten auf dem Display ebenso. Auch die Apps würden schneller laufen. Die Zeit bis zum nächsten Laden könnte sich vervierfachen.
  • die Funktionen von Laptops, Computer und Tablets beschleunigen.
  • die Steuerung von Energie- und Datennetzen optimieren. Es käme seltener zu Überlastungen des Netzes.
  • beim autonomen Fahren die Sensortechnik und die Reaktionszeiten erheblich verkürzen.

Von einer Markteinführung ist Big Blue, wie der IT-Riese auch genannt wird, noch weit entfernt, Ohnehin wird IBM die Chips nicht selbst produzieren. Der Konzern hat sich schon im Jahre 2015 von seinen Halbleiterfabriken getrennt. IBM entwickelt nur noch. Kenner der Chip-Industrie rechnen frühestens in vier Jahren mit Marktanwendungen. Die neue 2-nm-Technik wurde in den IBM-Entwicklungslaboren in Albany, der Hauptstadt des Bundesstaates New York gefertigt. IBM hat dort ein teils privates, teil staatliches Innovationscluster aufgebaut, an dem neben dem Bundesstaat sich auch Samsung und Intel beteiligen.

Der neue 2-Nanometer-Chip reiht ein sich in die Serie von Minimalisierungsschritten. Im Jahr 2015 hatten IBM-Forscher den ersten 7-nm-Testchip entwickelt. Zwei Jahre später präsentierten sie einen 5-Nanometer-Testchip. Der vor sechs Jahre erstmalig im Labor fertig gestellte 7-Nanometer-Chip wird erst in diesem Jahr marktreif.

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