Winzige Spezialisten

Mikrochips prägen die Welt von morgen - drei Beispiele frisch aus den Entwicklungslabors von Infineon.

Wussten Sie, dass moderne Autos bis zu 100 Chips enthalten, die unter anderem unermüdlich den Motor managen, um Verbrauch und Schadstoffausstoß zu optimieren? Oder wussten Sie, dass man auf einem Chip 128 winzige "Reagenzgläser" unterbringen und damit in kürzester Zeit eine Menge Substanzen analysieren kann?

Chips haben unsere Welt verändert - und verändern sie stetig weiter, denn die Halbleiterbranche produziert Innovationen quasi am Fließband. Mikrochips können mehr, als man denkt: Sie werden nicht nur für vielseitigere mobile Geräte sorgen, sondern auch in der Arztpraxis der Zukunft wichtige Funktionen erfüllen und vielleicht sogar den Traum vom bezahlbaren Ein-Liter-Auto wahrmachen helfen. Drei Beispiele frisch aus den Entwicklungslabors des Halbleiterunternehmens Infineon.

Biochips helfen Ärzten und Krankenhäusern.

Die meisten Menschen verbinden Mikrochips mit Computern, vielleicht noch mit ihrem Handy und ein paar anderen Anwendungen. Doch die winzigen Bauteile erfüllen auch in der Medizin eine wichtige Funktion. Sie können zum Beispiel schnell, einfach und kostengünstig Biomoleküle wie Nukleinsäuren oder Proteine analysieren. Vor kurzem hat Infineon den weltweit ersten Biochip mit integrierter Auswerteelektronik vorgestellt. Obwohl der neu entwickelte Chip nur etwa einen Viertel Quadratzentimeter groß ist, enthält er 128 Mini-Reagenzgläser, die jeweils nur ein zehntel Millimeter Durchmesser haben. So lassen sich mit dem Chip 128 Einzeltests ersetzen - die zeit- und kostenintensiven Reihenuntersuchungen gehören vielleicht bald der Vergangenheit an.
Gerade die medizinische Diagnostik in Krankenhaus und Arztpraxis lässt sich durch derartige Biochips verbilligen, beschleunigen und verbessern. Langfristig ermöglichen es solche Chips sogar, vor der Einnahme von Medikamenten zu prüfen, wie ein Patient auf ein bestimmtes Arzneimittel reagiert und ob die Dosierung angepasst werden muss.
So funktioniert der Chip: Den zu untersuchenden Proben werden Enzyme zugefügt. Sie können eine weitere zugegebene Substanz in elektrisch aktive Bestandteile aufspalten. Dadurch entsteht ein winziger Stromfluss an den Goldelektroden der Sensoren, der mit hoch empfindlichen Schaltungen gemessen werden kann. Über den zeitlichen Verlauf des Stromflusses lässt sich feststellen, woraus die Substanz zusammengesetzt ist und in welcher Konzentration sie in der Probe vorkommt.

Multimedia in der Badetasche.

Bücher, CDs und Batterien herumschleppen, Postkarten schreiben und Briefmarken kleben - das könnte bald der Vergangenheit angehören. Denn in Zukunft mausern sich die Organizer, die viele Menschen schon als mobilen Terminplaner und Notizblock benutzen, zum Multimedia-Tool. Möglich macht das ein neuer Speicherbaustein ("256-Mbit-Mobile-RAM"), den Infineon seit Anfang August an Hersteller liefert. Da dieser Chip die doppelte Kapazität hat und nur halb so groß ist wie vergleichbare Produkte, können Hersteller von so genannten Personal Digital Assistants bald mehr komplexe Anwendungen in ihren elektronischen Helfer integrieren, die Nutzer können damit MP3s hören, E-Books lesen, im Internet surfen, die Daheimgebliebenen anrufen, Video-Games spielen, digital fotografieren und natürlich E-Mail-Grüße versenden. Und das Beste daran: Mit dem um 50 Prozent reduzierten Stromverbrauch hält der Akku auch dann noch, wenn am Strand die letzten Sonnenstrahlen hinter dem Horizont verschwinden. Das gelingt durch ein im Speicherchip integriertes Powermanagement. Ein solcher Chip muss regelmäßig seinen gesamten Speicher auffrischen, auch im Stand-by-Betrieb, und braucht dafür kontinuierlich Energie. Bei der Lösung von Infineon werden diese Aktualisierungen nur in den Speicherzellen durchgeführt, in denen tatsächlich Daten gespeichert sind. Zudem ist die Aktualisierungs-Rate temperaturabhängig: je geringer die Betriebstemperatur des Chips, desto seltener findet eine Aktualisierung statt. Dadurch wird der Strombedarf um über 50 Prozent gesenkt, der Anwender kann sein mobiles Gerät länger nutzen. Interessant ist die neue Technologie übrigens nicht nur für Organizer: Der Infineon-Speicherbaustein eignet sich für alle mobilen Geräte, bei denen niedriger Stromverbrauch gefordert ist: Mobiltelefone der neuen Generation, Digitalkameras und Web-Pads.
Weitere Informationen zu den Mobile-RAMs von Infineon finden Sie unter www.infineon.com/mobile-ram.

Mit Hilfe von Chips zum Ein-Liter-Auto.

Weltweit werden jährlich rund 55 Millionen Automobile hergestellt. Sie alle sind vollgepackt mit Elektronik: In einem modernen Fahrzeug steuern bereits etwa 100 Chips verschiedenste Funktionen: Neben der Motor- und Getriebesteuerung finden sich Mikrochips auch in Airbags, ABS und Stabilitätskontrolle (ESP), in elektrischen Fensterhebern, Licht- und Klimaanlagen sowie in Kommunikations- und Navigationssystemen.
Doch die Potenziale sind noch längst nicht ausgeschöpft. Zur Zeit arbeitet Infineon Technologies mit Automobilherstellern an einer neuen Generation von Chips für Motor- und Getriebesteuerungen. Mit diesen so genannten Mikrocontrollern sollen neue Konzepte für Getriebe- und Motorensteuerungen verwirklicht werden, die den Spritverbrauch und den Schadstoffausstoß der Autos immer weiter senken. Optimieren lässt sich noch eine Menge: Innerhalb der kommenden vier Jahre wird sich, so erwarten Experten, die Leistung moderner Motor- und Getriebesteuerungen auf diese Weise verzehnfachen können. Nur mit elektronischen Steuersystemen kann es gelingen, dem Traum vom (bezahlbaren) Ein-Liter-Auto näher zu kommen.
So funktioniert das elektronische "Motormanagement": Intelligente Systeme mit Infineon-Chips messen und variieren laufend sämtliche Parameter für einen optimalen Motorbetrieb. Damit der Antrieb optimal läuft, muss er sehr exakt geregelt werden. Dafür braucht man eine hohe Rechenleistung - sie verfügen über Taktraten von bis zu 400 MHz und bringen Speicherkapazitäten von bis zu zwei MByte.
Infineon-Chips finden sich heute schon in sehr vielen Fahrzeugen: Eine Studie des Marktforschungsunternehmens Strategy Analytics bestätigt, dass Infineon im Jahr 2001 in Europa jeden sechsten Chip für Automobile geliefert hat. Damit ist die Münchner Hightech-Firma hier mit einem Marktanteil von 14,7 Prozent die Nummer eins.

www.infineon.de
www.campeon.de

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