Ein europäischer Champion

Wie eine niederländische und zwei deutsche Firmen gemeinsam Weltmarktführer für Maschinen zur Produktion von Super-Mikrochips wurden.

Die Wundermaschine zur Herstellung von Super-Mikrochips
Die Wundermaschine zur Herstellung von Super-Mikrochips Bart van Overbeeke

Immer kleiner, immer schneller – seit der Erfindung der Mikrochips war dies das Credo der Hersteller. Gemeint ist, dass immer mehr Transistoren auf der gleichen Fläche untergebracht werden. Transistoren sind die Rechenelemente der Computer, folglich steigt mit ihrer Dichte die Rechenleistung. Dabei sind sie extrem winzig: Im iPhone 11 stecken sieben Milliarden Transistoren, die jede Sekunde Billionen Berechnungen ausführen.

Irgendwann ist allerdings Schluss. Das Mooresche Gesetz, ein Dogma der Chip-Industrie, wonach sich die Anzahl der Transistoren auf gleicher Fläche alle paar Monate verdoppelt, stößt an physikalische Grenzen. Bis neue Technologien wie Bio- oder Quantenrechner marktfähig sind, hat die Industrie wenig Spielraum: Sie braucht ein neues Werkzeug, um noch mehr Transistoren unterzubringen – denn Künstliche Intelligenz und Virtuelle Realität fordern immer mehr Leistung.

Knowhow aus dem deutschen Mittelstand

Der niederländische Hersteller von Lithografiesystemen ASML hat zusammen mit zwei deutschen  Unternehmen – dem Optik-Konzern Zeiss sowie dem Laser-Hersteller Trumpf – genau so ein Werkzeug entwickelt: „NXE:3400B“ für die EUV-Lithografie wiegt 180 Tonnen und kostet etwa 120 Millionen Euro. Seine Laser-Technik erzeugt ein extrem ultraviolettes Licht, mit dem wesentlich leistungsfähigere Chips hergestellt werden können.

Bei den Ätzprozessen der Silicium-Transistoren spielt die Wellenlänge des Lichts eine wesentliche Rolle. Je kürzer die Abstände zwischen den Wellen sind, desto energiereicher ist das Licht und desto präziser und feiner sind die Ätzungen.

Das Licht des neuen Systems hat eine Wellenlänge von nur 13,5 Nanometern – bisher arbeitete die Industrie mit 193 Nanometern. Diese immense Reduzierung ermöglicht Transistoren in einer Größe von etwa fünf Nanometern. Wie winzig das ist, zeigt ein Vergleich: Würde man einen Fußball auf einen Nanometer verkleinern, wäre das so, als würde man die Erde auf die Größe eines Fußballs schrumpfen. Das Knowhow für die Spiegel hatte nur Zeiss, das für den der Laser nur Trumpf. Beide gelten als Hidden Champions – mittelständische Weltmarktführer auf ihrem Gebiet. Die globale Chip-Industrie ist auf ihre Innovationen nun angewiesen.

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