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Künstliche Synapsen aus Japan

  • 11.12.2017

NEC hat als erster Hersteller weltweit mit der Vermarktung von „atomaren Schaltern“ begonnen. Eingesetzt in neuromorphischen Chips gleicht ihre Funktionsweise der menschlicher Synapsen.

VERKÜRZTE SCHALTZEITEN

Auch ein herkömmlicher Transistor kann wie ein Schalter arbeiten. Aber atomare Transistoren werden durch ein einzelnes Atom oder eine Brücke aus wenigen Atomen zwischen zwei Elektroden geschaltet. Das ermöglicht wesentlich kürzere Schaltzeiten und einen sehr geringen Energieverbrauch.

Solche atomaren Schalter bleiben auch in ihrer Stellung, wenn der Strom ausgeschaltet ist. Dadurch eignen sie sich einerseits als Energiespeicher für elektronische Geräte. Andererseits könnten sie in sogenannten neuromorphischen Chips Informationen speichern - ähnlich wie Synapsen im menschlichen Gehirn.

JAPANISCHE UND DEUTSCHE ERFINDUNG

Die Technologie der atomaren Schalter wurde in Japan und Deutschland entwickelt. Die japanischen Anfänge zur Jahrtausendwende gehen auf das International Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA) und das National Institute for Materials Science (NIMS) zurück. Im Frühjahr wurde die damalige Erfindung mit einem Symposium gefeiert.

Das Karlsruher Forschungszentrum und die Universität Karlsruhe stellten seit 2004 unter der Leitung von Professor Thomas Schimmel atomare Einzeltransistoren her. Dabei übernimmt ein zwischen zwei leitenden Schichten hin- und herspringendes, einzelnes Silberatom die Funktion eines Schalters. Die Technologie eignet sich auch für Quantencomputer.

RESISTENTER GEGEN RADIOAKTIVE STRAHLUNG

Der japanische Elektronikspezialist NEC produziert seit Oktober die ersten Wafer mit eingebauten atomaren Schaltern. Der Abstand zwischen den beiden Elektroden beträgt nur einen Nanometer. Die Produktion soll auf monatlich 5.000 Einheiten steigen. Die Technologie wird unter dem Namen "NanoBridge" vermarktet.

Die speziellen Chips auf dem Wafer verbrauchen zehnmal weniger Energie und sind - als weiterer Vorteil - viel weniger empfindlich für radioaktive Strahlung als normale Chips. Das will der Hersteller NEC im Frühjahr beweisen, wenn solche Schalter an Bord einer kleinen Rakete ins Weltall geschossen und der harten kosmischen Strahlung ausgesetzt werden.

Quelle: Japanmarkt

Foto: © NEC


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