„Sogar der Toaster, den ich letzte Woche gekauft habe, hat einen WLAN-Anschluss,“ sagte Thomas Schafbauer, Manager bei Infineon Technologies.
Moderne Computerchips sind heute in einer Vielzahl von Alltagsgeräten und Fahrzeugen fest verankert. Sie stoßen im globalen Wettbewerb jedoch an physische und finanzielle Grenzen.
Ein typischer Haushalt besitzt laut Schafbauer über 20 smarte Geräte. Ein modernes Auto enthält etwa 8000 Halbleiter, wie er auf einer Diskussionsrunde über Chips beim Falling Walls Science Summit erklärte.
Die kleinsten Strukturen auf modernen Computerchips sind gerade einmal 15 Siliziumatome breit. Rund 100 Milliarden Transistoren passen dadurch auf die Größe eines Fingernagels.
Da ab diesen Dimensionen die Quantenphysik die Funktion der Schalter stört, entwickeln Ingenieure derzeit Chips mit übereinanderliegenden Schichten. IBM hat in diesem Jahr einen Prototyp vorgestellt.
Gleichzeitig treiben neue Technologien den Stromverbrauch massiv nach oben. „Das ist nicht tragfähig,“ sagte Heike Riel von IBM mit Blick auf den enormen Energiebedarf von 200 Gigawattstunden für das Training des aktuellen KI-Modells GPT-6 Astra.
Um den Energiehunger zu bremsen, setzen Forscher auf neue Architekturen wie das In-Memory-Computing. Berechnungen laufen dabei direkt innerhalb der Speicher ab.
Bislang macht der Datentransfer zwischen Speicher und Prozessor rund 80 Prozent des Energieverbrauchs aus, so Riel. Ergänzend wird an optischen Verfahren geforscht.
Die Umsetzung dieser Innovationen vom Labor in die industrielle Fertigung erweist sich als hochkomplex. „Wenn man jetzt eine Idee hat, um Schritt 25 zu verbessern, muss man alle 1000 anderen Schritte mit beachten,“ erklärte Wenke Weinreich, Direktorin des Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosysteme.
Im internationalen Wettbewerb sieht IBM-Managerin Riel in Europa vor allem Defizite bei der öffentlichen und privaten Finanzierung. Durch das föderale System wird Geld zu stark aufgeteilt, während punktuelle Großinvestitionen fehlen.
Zudem hinke Europa bei Risikokapital für Quantenchips hinterher. Amerikanische Start-ups erhalten dort um einen Faktor 100 mehr Kapital.
Dennoch betonte Infineon-Manager Schafbauer, dass Europa in bestimmten Bereichen wie Leistungshalbleitern für Stromnetze oder Automobilchips sehr erfolgreich agiert: „Wir können, wenn wir es nur wollen.“
