Die Halbleiterindustrie steht erneut an einem Wendepunkt. Mit dem technologischen Durchbruch bei der Fertigung unterhalb der 2-Nanometer-Marke beginnt ein neues Kapitel in der Geschichte der Mikroprozessoren. Führende Unternehmen wie TSMC, Intel und Samsung investieren Milliarden in Forschung und Entwicklung, um die Grenzen des Machbaren weiter zu verschieben. Die 2-nm-Technologie gilt nicht nur als Meilenstein, sondern als notwendiger Schritt, um der stetig wachsenden Nachfrage nach energieeffizienteren, leistungsstärkeren und kompakteren Chips gerecht zu werden.
Was macht die Fertigung unter 2 Nanometern so besonders? Im Vergleich zur aktuellen 3-nm- oder 5-nm-Technologie ermöglichen Transistoren mit kleinerer Strukturbreite eine höhere Packungsdichte auf dem Chip, was in direktem Zusammenhang mit der Leistungssteigerung steht. Darüber hinaus wird durch die geringere Größe der Energieverbrauch pro Schaltvorgang reduziert, was insbesondere für mobile Geräte und Rechenzentren von großer Bedeutung ist.
Ein zentraler Treiber dieser Entwicklung ist die sogenannte Gate-All-Around-FET-Technologie (GAAFET), die traditionelle FinFET-Strukturen ablöst. GAAFETs erlauben eine noch präzisere Steuerung des Stromflusses durch den Transistor, was zu geringeren Leckströmen und höherer Energieeffizienz führt. TSMC plant, erste Chips mit 2-nm-GAAFETs bereits ab 2025 in die Serienfertigung zu bringen – ein ambitionierter, aber realistischer Zeitplan.
Auch Intel meldet beachtliche Fortschritte: Mit dem sogenannten „Intel 20A“-Prozess, der etwa einer Strukturbreite von 2 nm entspricht, will das Unternehmen ab 2024 erste Produkte ausliefern. Parallel dazu wird mit „Intel 18A“ bereits an der nächsten Generation gearbeitet. Samsung wiederum positioniert sich mit seiner eigenen 2-nm-Roadmap und will 2025 erste Chips für Mobile-Anwendungen ausliefern, gefolgt von HPC- und Automotive-Lösungen.
Die Herausforderungen in der Sub-2-nm-Fertigung sind enorm. Neben der Miniaturisierung spielen auch Materialien wie nanoskaliges Silizium, alternative Kanalmaterialien wie Germanium oder Kohlenstoff-Nanoröhren sowie EUV-Lithografie der nächsten Generation eine zentrale Rolle.