Superspeicher in der Größe eines Blutkörperchens

US-Forscher haben einen Superspeicherchip entwickelt, der lediglich so groß ist wie ein weißes Blutkörperchen. Zwar reicht der Speicherplatz mit 20 Kilobyte gerade einmal aus, um ein Word-Dokument ablegen zu können, jedoch erzielten die Wissenschaftler James Heath und J. Fraser Stoddart vom California Institute of Technology aufgrund der winzigen Abmessungen ihres Speichermediums die größte Speicherdichte in der bisherigen Halbleitergeschichte.

Die Forscher verwendeten bei der Entwicklung des Prototypen eine neue Produktionsmethode auf molekularer Basis, berichtet die National Science Foundation. Die 160.000 Datenbits sind in einem Gitternetz angeordnet. 400 Siliziumdrähte werden von 400 Titandrähten gekreuzt, jeder von ihnen 16 Nanometer dick. Die Drähte werden verbunden durch Hantel-förmige, molekulare Schalter. „Unsere Forschung ist das einzige Beispiel dafür, wie molekularer Speicher mit extrem hoher Datendichte in einen Chip integriert und getestet werden kann. Zudem wenden wir eine zweckmäßige Architektur an, bei der es deutlich ist, wie Informationen geschrieben und gelesen werden können“, sagt Stoddart. Den aktuellsten Durchbruch bei der Speicherdichte konnte kürzlich Fujitsu verzeichnen. Bei der „patterned Media“ genannten Technologie werden die Bits in 25 Nanometer großen Vertiefungen abgelegt (pressetext berichtete: http://www.pte.at/pte.mc?pte=070122019 ).

Bereits seit den 90er-Jahren forschen die US-Wissenschaftler an ihrem Molekularspeicher. Der nun präsentierte Prototyp weist die 40-fache Datendichte als bisherige Speicherchips auf. In späteren Generationen sei möglicherweise eine weitere Steigerung um den Faktor 10 machbar, meint Heath. Die spannende, aber noch ungeklärte Frage ist, ob sich die Technik auch wirklich für eine Massenproduktion eignet. Knackpunkt ist der molekulare Schalter. Der Hauptbestandteil des Superspeichers lässt sich womöglich nur mit extrem hohem Kostenaufwand herstellen.

Mit ihren Ergebnissen stellen Heath und Stoddart jedenfalls Moores Law, eine bislang gültige Faustregel der Computerbranche, in Frage. Sie besagt, dass sich durch den technischen Fortschritt die Komplexität von integrierten Schaltkreisen etwa alle 18 Monate verdoppelt. Laut dieser Rechnung würde die Chipindustrie die von den Forschern demonstrierte Speicherdichte nicht vor 2020 erreichen. Die Chipbranche hat derzeit ohnehin mit der Miniaturisierung zu kämpfen und sucht nach Auswegen, um das Ende der Verkleinerungsmöglichkeiten mit heutiger Technik in einigen Jahren zu umgehen. Der Umstieg auf Molekularstrukturen könnte hierbei ein Ausweg sein.