Fast jeder hat schon einmal von dem “Mooreschen Gesetz” gehört. Es besagt, das sich die Komplexität von Mikrochips circa alle 18 Monate verdoppelt. Diese Aussage stammt aus dem Jahre 1965. Seit mittlerweile über 40 Jahren kann dieses “Gesetz” erfüllt werden, und zwar durch “simples Skalieren”, also der Verkleinerung der Bauelemente. Die Strukturbreiten werden kleiner, die Betriebsfrequenzen höher.
Zur Zeit ist aber ein Abflachen dieser Entwicklungsgeschwindigkeit abzusehen. Zum einen liegt dies an theoretischen physikalischen Grenzen. Zum Beispiel sind die Isolationsschichten in moderen Schaltkreisen teilweise nur noch wenige Atomlagen dick. Dünner geht es nicht. Hier kann nicht mehr auf die altbewährten Materialien zurückgegriffen werden. Neue Materialien müssen entwickelt werden. Auch die Betriebsfrequenz lässt sich durch bloßes Skalieren nicht mehr im gleichen Maße steigern. Dies kann man direkt bei den aktuellen CPUs beobachten. Bisher wurde mehr Rechenleistung immer durch höhere Taktfrequenzen erreicht. Dies ist durch die exponentiell steigende Verlustleistung nicht mehr möglich. Nun werden mehrere CPUs auf einem Chip eingesetzt, um höhere Leistungen zu erreichen.
Es scheint, als ob die Entwicklungsgeschwindigkeit durch Skalieren alleine nicht mehr aufrecht erhalten werden kann. Um aber neuartige Materialien entwickeln und höhere Frequenzen erreichen zu können, benötigt man einen messtechnischen Zugang. Aktuelle Prober, um Mikrochips zu untersuchen, arbeiten mit bis zu 220GHz (Stand: 2005). Das Signal wird resistiv per Kontaktpads ausgekoppelt. Diese Methode erlaubt es nicht, an beliebigen Stellen des Schaltkreises zu messen. Zu höheren Frequenzen hin wird es immer schwieriger, das Signal über eine Leitung auszukoppeln.
Unser Ziel ist es, eine kontaktlose Messmethode zu entwickeln, die hochempfindliche Messungen bis in den THz-Bereich erlaubt ( 1 THz ^= 1000 GHz ).
