Chip (EDV)

    Aus WISSEN-digital.de

    Bytes, chips, bits etc. - das Innenleben eines Computers

    Trägerplatte eines Halbleiterbauteils (Halbleiter) oder einer integrierten Schaltung (Integrated Circuit, IC). Von deren Funktion her lassen sich Speicherschaltungen und Logikschaltungen unterscheiden. In Bezug auf die Fertigungstechnik lassen sich Chips mit bipolaren Schaltkreisen und MOS-Schaltkreisen sowie GaAs-Schaltkreisen und Schaltkreisen in SOS-Technik unterscheiden. Die Logik kann fest verdrahtet oder programmierbar sein. Standardschaltungen sind universelle Bausteine für ein breites Anwendungsspektrum, kundenspezifische ICs bezeichnet man im allgemeinen als ASICs (Application Specific Integrated Circuits).

    Ein aus einem Wafer entstandener Chip ist ein nur einige Quadratmillimeter bis wenige Quadratzentimeter großes Siliziumplättchen, welches meist in ein Keramik- oder Kunststoffgehäuse eingebettet ist.

    Auf einem in monolithischer Technik hergestellten Chip sind unterschiedliche Bauelemente wie Transistoren, Dioden, Widerstände oder sehr selten (wegen des großen Flächenbedarfs) kleine Kondensatoren untergebracht und als Schaltkreise verknüpft. Induktivitäten sind nicht realisierbar. Ein Chip kann einige Millionen solcher Bauelemente enthalten. Die Anzahl der verwirklichten Transistorfunktionen auf ihm ergibt die so genannte Integrationsdichte; bei mehr als 50 000 spricht man beispielsweise von VLSI (Very High Scale Integration). Lag im Jahr 1979 beim ersten in größeren Stückzahlen hergestellten 8086-10 MHz-Prozessor die Anzahl der Transistorfunktionen noch bei 29 000, konnte diese Zahl im Laufe der Zeit beispielsweise beim Pentium II-Prozessor auf ca. 7,5 Millionen, beim Pentium III auf ca. 28 Millionen, beim Pentium 4 auf ca. 55 Millionen und beim Itanium 2-Prozessor gar auf 220 Millionen gesteigert werden. Auf einen Speicherchip aus von Intel entwickelten SRAM-Speicherzellen (Static Random Access Memory) mit 90-Nanometer-Strukturen passen über 330 Millionen Transistoren.

    Bei neueren Entwicklungen in Bezug auf die Größe der Transistoren werden von der Firma TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing C. Ltd.) mit dem so genannten FinFET Strukturbreiten von 35 Nanometern erreicht.

    Eine völlige Fehlerfreiheit der den Chips zugrunde liegenden Wafer ist nicht möglich. Wegen der Fehlerwahrscheinlichkeit auf Chipflächen verringert sich bei großen Chips die Ausbeute und somit erhöhen sich die Herstellungskosten. Andererseits steigen die Kosten bei kleinen Chips für den Plättchenprozess. Unter diesem Prozess ist zu verstehen: das Vereinzeln der Chips, die Befestigung auf Trägerstreifen, das Herstellen der Drahtverbindungen zwischen Chip und Anschlussstreifen, das Ausstanzen der Trägerstreifen, das Verkappen, Prüfen, Bedrucken und Verpacken. Ein Kompromiss zwischen beiden Kostenfaktoren ist anzustreben. Er liegt gegenwärtig bei ca. 20 … 30 mm² Chipfläche.



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