Spezialglas sorgt für mehr Rechenpower bei Microchips

Mittwoch, 19. Januar 2022 , Mainz , Deutschland

  • Beste elektrische Eigenschaften, günstige Kosten: Ultrafein strukturiertes Spezialglas von SCHOTT überwindet Grenzen in der Halbleiterherstellung.
  • FLEXINITY® connect öffnet der Industrie den Weg zu noch kleineren und leistungsfähigeren Microchips.
Im Zeitalter von Künstlicher Intelligenz, 5G und Internet of Things sind Halbleiter-Hersteller auf der Suche nach neuen Wegen, um ihren Produkten mehr Rechenpower zu verleihen. Nötig dazu sind immer kleinere und eng beieinanderliegende Strukturen, die elektrische Teilchen von A nach B leiten. Doch heute verfügbare Chip-Architekturen, die meist Silizium als Halbleitermaterial verwenden, stoßen an physikalische Grenzen: Die Leitfähigkeit des Materials, auftretende Widerstände sowie der Umstand, dass Strom überspringt, wenn die Kanäle zu dicht beieinander liegen, sorgen dafür, dass konventionelle Chips nicht mehr kleiner bzw. leistungsfähiger werden können. Ergo versucht die Halbleiterindustrie aus der Verpackung der Chips mehr Leistung herauszuholen und setzt bisher auch dort auf Silizium.
Mann hält eine Scheibe aus ultrafeinem Strukturglas FLEXINITY® connect
FLEXINITY® connect ist ein ultrafeines, strukturiertes Glas, das die Halbleiterindustrie grundlegend verändern kann. Foto: SCHOTT

„Tatsächlich hat Silizium nicht die besten elektrischen Eigenschaften für diese Anwendung. Andere Halbleiter-Materialien wie Galliumnitrid sind besser geeignet, aber teuer in der Fertigung. Ultrafein strukturiertes Spezialglas kombiniert hervorragende Eigenschaften und kostengünstige Herstellung. Dies eröffnet der Halbleiter-Industrie neue Wege“, sagt Dr. Tobias Gotschke, Senior Project Manager New Ventures bei SCHOTT.

Tatsächlich verfügt eine Leiterplatte aus Spezialglas über bessere elektrische Eigenschaften als Silizium und kann die Signal-Qualität und -Geschwindigkeit von Mikrochips erhöhen. Herausforderung war bisher, Glas im Mikrometerbereich zu wettbewerbsfähigen Kosten zu strukturieren – denn je präziser die Löcher für die Durchführungen, destomehr elektrische Durchführungen pro Quadratmillimeter lassen  sich realisieren. Dies ist SCHOTT nun gelungen: Mit FLEXINITY® connect bietet das Unternehmen erstmals Glassubstrate mit ultrafeinen Strukturen für die elektrischen Durchführungen, die sich ganz nach Wunsch des Halbleiterherstellers flexibel positionieren lassen. Möglich sind Architekturen mit Millionen von Löchern und mit Radien von bis zu 25 µm – dünner als ein menschliches Haar. Gotschke: „Mit einer Dicke von tatsächlich nur 0,1 bis 1,1 Millimetern und einer maximalen Kantenlänge von 60 Zentimetern ist FLEXINITY® connect ein extrem vielseitiges Substrat für Halbleiter.“ Da Glas außerdem bei hohen Taktfrequenzen einen geringeren elektrischen Verlust als Silizium aufweist, heizt sich der Chip weniger auf – ergo lässt sich die Kühlleistung des Bauteils verringern. Insgesamt sorgen die geringere Kühlleistung und der geringere elektrische Verlust dafür, den Stromverbrauch zu senken.

Von diesen neuen Möglichkeiten profitieren insbesondere Hochleistungsanwendungen in Rechenzentren und rund um Künstliche Intelligenz. In mobilen und Internet-of-Things- Anwendungen eröffnet die SCHOTT Lösung durch die Integration von Antennen im Chip-Gehäuse eine schnelle drahtlose Kommunikation. Weitere Einsatzmöglichkeiten gibt es beim autonomen Fahren und der medizinischen Diagnostik.


Trademarks:
FLEXINITY®

Three men inspect a panel of FLEXINITY® connect ultra-fine structured glass

Von autonomen Fahrzeugen und medizinischer Diagnostik bis hin zu Haushalts- und Industrie-Geräten, die mit dem Internet der Dinge (IoT) verbunden werden – Halbleiter sind heute eine Schlüsselkomponente in verschiedensten elektronischen Anwendungen. Foto: SCHOTT

JPG 13,9 MB
Panel of FLEXINITY® connect ultra-fine structured glass

Mit FLEXINITY® connect können Glas-Leiterplatten viele der Geschwindigkeits- und Fertigungsprobleme der Halbleiterindustrie lösen. Foto: SCHOTT

JPG 288 kB

Pioneering. Responsibly. Together

Diese Attribute charakterisieren SCHOTT als Hersteller von High-Tech-Werkstoffen rund um Spezialglas. Gründer Otto Schott gilt als dessen Erfinder und wurde Wegbereiter einer ganzen Industrie.

Mit Pioniergeist und Leidenschaft immer neue Märkte und Anwendungen zu erschließen – das treibt die #glasslovers von SCHOTT seit über 130 Jahren an. Präsent in 34 Ländern ist das Unternehmen kompetenter Partner für Hightech-Branchen: Gesundheit, Hausgeräte & Wohnen, Consumer Electronics, Halbleiter & Datacom, Optik, Industrie & Energie, Automotive, Astronomie, Luft- und Raumfahrt.

Im Geschäftsjahr 2021 erzielten über 17.300 Mitarbeitende einen Umsatz von 2,5 Milliarden Euro. Mit den besten Teams, unterstützt durch die besten digitalen Tools, will der Konzern weiter wachsen. Die SCHOTT AG gehört der Carl-Zeiss-Stiftung, einer der ältesten Stiftungen in Deutschland. Mit der Dividende des Konzerns fördert sie die Wissenschaft. Als Stiftungsunternehmen hat SCHOTT die Verantwortung für Mitarbeitende, Gesellschaft und Umwelt tief in seiner DNA verankert. Ziel ist es, bis 2030 ein klimaneutrales Unternehmen zu werden.

Kontaktieren Sie uns

Für weitere Informationen zu dieser Medienmitteilung stehe ich Ihnen gerne zur Verfügung.

Kontaktieren Sie uns
Michael Matthias Müller, Head of Innovation PR & Storytelling
Michael Matthias Müller

Leiter Innovation PR & Storytelling