Der Weg in die Zukunft

Wenn die Cebit beginnt, ist die Zukunft nicht fern. Eine Pressemitteilung des BMBF von gestern klärte mich mit einer kühnen Schlagzeile auf: "Internet der Dinge bringt uns in die Zukunft." Sagt Staatssekretär Thomas Rachel.

Nun ist das Internet der Dinge sicher keine Zeitmaschine, aber auf jeden Fall eine Vorstellung von der digitalen Welt in der Zukunft. In der wäre so gut wie jedes Ding um uns herum mit Chips ausgestattet und vernetzt. Eine digitale Wolke mit irrem Datenaufkommen (und eine dunkle für Datenschützer).

Diese Vorstellung impliziert natürlich, dass es einen direkten Weg in diese Zukunft gibt. Eine technische Vermessung dieses Weges nimmt die jährlich aktualisierte International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) vor. Sie prognostiziert die fortschreitende Miniaturisierung der elektronischen Bauteile. Die ist wiederum nötig, um immer kleinere oder leistungsfähigere Chips, möglichst mit geringerem Stromverbrauch, zu fertigen, die die Datenwolke von morgen managen.

Vergleicht man ältere Roadmaps mit aktuellen, sprintet die Halbleiterindustrie regelrecht voran. Anders als in der Roadmap von vor zehn Jahren prognostiziert, sind die Strukturgrößen von Schaltkreisen – etwa die Länge der Gatterelektrode oder der halbe Abstand zweier Leiterbahnen – im Schnitt zwei Jahre eher erreicht worden.

Bei dem Tempo wird in spätestens zehn Jahren die Nanoelektronik übernehmen müssen, wenn Strukturgrößen von 15 Nanometern und weniger erreicht werden. Denn dann hätte die Photolithographie (auch bei den sehr kurzen Wellenlängen des extremen UV-Lichts) als Standardverfahren ihre Miniaturisierungsgrenze erreicht.

Es gibt zwar diverse interessante Ansätze für Transistoren aus Molekülen oder Nanodrähten. Aktuell haben zum Beispiel Forscher der Universität Pittsburgh auf Kristallen aus Strontiumtitanat und Lanthanaluminat Transistoren produziert, die nur noch Strukturgrößen von zwei Nanometern haben. Aber bei keinem Ansatz ist bisher erkennbar, wie die Fertigungsverfahren hochskaliert werden können, um Nanoschaltkreise schnell, präzise und billig genug in Massen zu produzieren.

Nun frage ich mich aber schon seit einer Weile, was wohl passieren würde, wenn die Nanoelektronik den Schritt zur Massentechnologie nicht schafft. Der hängt nicht nur von weiteren Verfahrensinnovationen ab, sondern auch von Investitionen in die Forschung - die knapp werden könnten.

Werden die Chips dann wieder größer? Man wird ja kaum bereit sein, die Leistung einfach auf einem bestimmten Level einzufrieren. Mehr Leistung würde dann aber mehr Transistoren und mehr Fläche bedeuten. Und natürlich auch mehr Stromverbrauch und mehr Abwärme. Das könnten wir uns eigentlich nicht leisten.

Oder würde dieses Scheitern eine neue Blüte der Software-Optimierung hervorbringen? Es ist kein Geheimnis, dass viele Software in ihrer Performance der Hardware hinterherhinkt, ja eigentlich Rechenressourcen verschwendet.

Während bei der Energietechnik darüber gestritten wird, ob der technische Fortschritt wirklich ausreicht, um rechtzeitig das nichtfossile Zeitalter zu erreichen, scheint in der Computertechnik die Möglichkeit einer Stagnation kaum ein Thema zu sein. Geschweige denn, was sie wirtschaftlich bedeuten würde.

Vielleicht läge hierin aber auch eine Chance. Das Internet der Dinge wird ja nicht nur anvisiert, um den Digital Lifestyle noch weiter hochjazzen. Es soll auch mehr Effizienz ermöglichen, indem in Echtzeit permanent Daten über die Umwelt erfasst und verarbeitet werden. Darin schwingt immer die Hoffnung mit, dass wir unseren westlichen Lebensstil nicht ändern müssen, weil wir unsere mangelnde Umweltintelligenz mit den Fähigkeiten der digitalen Wolke kompensieren.

Wenn die aber nicht zustande käme, hätten wir plötzlich einen freien Blick auf unsere weitere Evolution. Und wären gezwungen, sie wieder selbst in die Hand zu nehmen. Eine Vorstellung, die ich gar nicht so unsympathisch finde. (wst)