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eröffnet am 04.09.01 13:04:56 von
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04.09.01 13:04:56
September 4, 2001

Motorola Makes Chip Breakthrough

Motorola plans to announce today a breakthrough in the manufacture of semiconductors that allows high- performance materials like gallium arsenide to reside on top of standard silicon, a decades-old dream for microchip designers.

Motorola said that it hopes to license its discovery to other manufacturers widely and quickly. The technology, which takes advantage of equipment already in use, will make it possible to make specialty chips like power amplifiers in cell phones more cheaply as early as next year, the company said.

"It`s a monumental change in the constraints on the construction of semiconductor systems," said Dennis Roberson, chief technology officer of Motorola. "We`ve opened the door on a whole new world."

Over the long term, Motorola expects the breakthrough to lead to speedier alternatives for a range of chips that now rely on silicon alloys. In addition, chip designers should be able to invent new integrated circuits that combine the low-cost robustness of silicon with characteristics of higher-performance semiconductors, like the ability to emit and absorb useful quantities of light in wavelengths widely used in communications equipment.

Such integrated circuits could sharply reduce the price of connecting high-speed optical networks for Internet and data communications to the home. They might also spur the development of new wireless devices, like radar systems that would help automobiles avoid collisions, and new semiconductor-based lighting systems, according to Motorola.

A handful of analysts briefed by Motorola in advance of the announcement were cautiously enthusiastic.

"This is beyond fascinating research," said Jeremy Donovan, a semiconductor industry analyst for Gartner Group (news/quote) Dataquest. The company has already demonstrated in its internal research that chips made with the process work in cell phones and has gotten well down the path of developing the data needed for mass manufacturing, he said.

Motorola, based in Schaumburg, Ill., is struggling to regain investors` confidence after being hard hit by downturns in its cell phone and semiconductor operations. In July, the company said it lost $232 million from operations, and $759 million including one-time expenses, in the second quarter on revenue of $7.52 billion. The company`s stock, which peaked at $61.54 in 1999, ended last week at $17.40. The shares fell as low as $10.50 in April. The company recently announced a shift in strategy toward making the fruits of its research available to outsiders, even potential competitors. Such is the plan with its chip-manufacturing technology. Motorola hopes that it can reap profits more quickly from its innovations and that the successes of others might stimulate growth throughout the wireless industry.

Motorola made the underlying discovery behind the technology in 1999. The company said that it had been granted basic patents covering the technology and had been filing related patent applications at a rapid rate this year. Motorola typically files for about 1,000 patents annually. Applications related to today`s announcement account for over 20 percent of this year`s total, Mr. Roberson said.

The discovery resulted from an experimental failure. The company had been trying to create extremely thin transistors — in essence, gates for electrons — on top of crystalized silicon out of a material called strontium titanate, or STO. The process involved bathing the crystal of the strontium compound in oxygen as it grew on top of the silicon. As the STO crystal thickened, however, oxygen slipped through to the silicon below and combined with it to form a glass- like layer between the two crystals.

The irregular arrangement of atoms in the middle layer impaired the performance of the STO transistors. Motorola, like others who had been doing similar work, initially tried to get rid of it. Eventually though, the researchers noticed that the spacing between the atoms in the STO, which had been squeezed to align the STO with the silicon crystal, relaxed as the middle layer formed. The spacing became wide enough for crystals of gallium arsenide and related materials to be grown on the STO.

The excited researchers soon realized that they had stumbled on to a possible solution to a constraint that had stumped Government, academic and industry semiconductor experts for some 30 years.

Silicon, which is basically purified sand, had become the workhorse of the semiconductor industry because it was plentiful, cheap and relatively easy to work with. The main method for improving silicon chip performance had been to shrink components to boost speeds and cut power consumption. In the 1990`s, chip designers also improved performance by growing related alloys like silicon germanium on top of pure silicon.

What no one had been able to do, though, was deposit materials like gallium arsenide and indium phosphide, much more efficient semiconductors, on silicon. As a result, when the performance characteristics of such materials and their chemical relatives have been needed, users like the builders of radar equipment, power amplifiers and optical components like lasers have been unable to take advantage of the economies of scale of the vast silicon-based semiconductor business. Nor can such chips be easily integrated with silicon devices.

The barrier, which Motorola says it has solved, was the difficulty of bridging the difference between the spacing of the silicon atoms and the spacing in the other materials.

In addition to demonstrating that working gallium arsenide cell phone amplifiers can be made, Motorola says it has done computer studies leading it to believe that the process could work with many materials. Some of them have been virtually ignored, despite reasons to believe they could be valuable semiconductors, because there seemed to be no prospect of making them at a reasonable price, Motorola said.

"They turned lemons into lemonade," said Darrell G. Schlom, an associate professor of materials science and engineering at Pennsylvania State University who was shown the technology while working as a consultant this summer.

Looking back, Mr. Schlom said, the pieces of the puzzle had been lying around for about 10 years. I.B.M. (news/quote) came close in the mid-1990`s when it demonstrated a much more complicated approach to growing crystals on non-crystalline forms of silicon, he said. "What was brilliant was how Motorola put things together," Mr. Schlom said.



04.09.01 20:17:28
Highspeed at Lowcost: Motorola enthüllt neue Chiptechnologie
von Ulf Heyden

Der US-Mobilfunkkonzern Motorola hat eine neue Technologie vorgestellt, welche die Vorteile von gewöhnlichen Silikonprozessoren mit schnellen optischen Komponenten verbindet. Das Ergebnis jahrelanger Versuche bringe laut Entwicklungschef Dennis Roberson deutliche Kostensenkungen. Grund hierfür: Die neue Technologie reduziere die Anzahl der Teile, aus denen ein Endgerät wie zum Beispiel ein Mobiltelefon gebaut wird. So sollen auf einem Chip mehr Funktionen gebündelt werden können als bisher üblich.

Die Herstellung der Chips auf Gallium/Arsen-Basis kostet das Zehn- bis Sechzehnfache normaler Siliziumchips. Mit der neuen Schicht-Technologie sei es möglich, nur die zur schnellen Datenverarbeitung benötigten Teile des Halbleiters mit dem teuren Gallium/Arsen-Verbund zu fertigen, während der Rest des Chips auf der herkömmlichen, preiswerten Siliziumbasis gefertigt werden könne.

Motorola rechnet hierdurch mit einer Kostensenkung von 90 Prozent in der Chip-Herstellung für DVD-Player, Mobiltelefone und optische Netzwerke. Dies könnte der schrumpfenden Halbleitersparte der in Chicago ansässigen Firma zum Auftrieb verhelfen. Im Moment trägt dieser Bereich nur zu 17 Prozent zu den Umsätzen im Konzern bei.

Das Unternehmen habe über 270 Patente für diese neue Technologie beantragt. Nach Meinung eines auf Reuters zitierten Analysten sei es möglich, dass andere Chiphersteller wie Intel, Texas Instruments oder AMD die Technologie von Motorola lizensieren müssen.

Die Neuentwicklung könnte auch Auswirkungen auf die Preise bei Verbraucherelektronik haben, da das neue Material ein Zehntel so teuer ist wie reines Gallium-Arsenid, aber genau so leistungsfähig ist. Endgeräte wie Mobiltelefone oder DVD-Player könnten somit deutlich billiger werden. Mit den ersten Anwendungen der zur Zeit in Entwicklung befindlichen Technologie rechnet man bereits im kommenden Jahr.
04.09.01 21:14:23
Leistungsgrenze von Silizium überwunden / Motorola fertigt die ersten Verbundhalbleiter / Silizium kombiniert mit Hochleistungshalbleitern / Taktraten von bis zu 70 Gigahertz möglich

SCHAUMBURG, Illinois (ots) - Durch die Einführung einer
Zwischenschicht ist es Forschern der Motorola Labs erstmals gelungen,
Verbundhalbleiter aus Silizium und sogenannten III-V-Materialien wie
Gallium-Arsenid (GaA) zu fertigen. Damit wurde ein Problem gelöst,
das die Halbleiterbranche die vergangenen 30 Jahre über beschäftigt
hatte. Mit den neuen Verbundmaterialien können laut Motorola die
physikalischen Leistungsbegrenzungen von Silizium überwunden werden,
ohne die Vorteile der industriell erprobten
Silizium-Halbleitertechnik aufgeben zu müssen.

Beispielsweise war es bis jetzt nicht möglich, Licht aussendende
Halbleiter wie die III-V-Materialien mit integrierten
Silizium-Schaltkreisen auf einem Chip zu vereinen, da die Werkstoffe
als phyikalisch unverbindbar galten. Durch diesen Zwang zu separaten
Komponenten ergaben sich Nachteile hinsichtlich Preis, Größe,
Geschwindigkeit und Effektivität von Highspeed-Kommunikationsgeräten.

Das neue Verfahren wird laut Motorola zu erheblichen
Kostenvorteilen führen und so die Markteinführung von optischen
Breitband-Anschlüssen, videofähigen Handys oder moderner
Sicherheitstechnik im Straßenverkehr wie sensorgesteuerter
Abstandskontrolle deutlich beschleunigen. Weitere potenzielle
Zielmärkte sind Speichersysteme, Laser für DVD-Player, Radaranlagen
sowie Geräte in der Medizintechnik, Beleuchtung und Solarenergie.

Vorteile auf einen Blick

Die Vorteile des neuen Verfahrens sind schlagwortartig

* größere Substratflächen und damit sinkende Material- und
Herstellungskosten für die Produktion von III-V-Halbleitern

* die Verschmelzung der überlegenen elektrischen und optischen
Leistung von III-V Halbleitern mit der ausgereiften
Silizium-Technologie, wodurch ein neuer Markt auf Basis von
integrierten Halbleitern entsteht

* die Verlängerung des Lebenszyklus von Silizum und der damit
verbundenen Investitionen

* verbessertes Kosten-/Nutzenverhältnis in der

* größere Integration von Funktionen auf einem Chip

"Unsere Forschungsabteilung hat eine beispiellose Entdeckung
gemacht. Sie hat, wenn entsprechend vermarktet, das Potenzial die
gesamte Branche so zu revolutionieren, wie zuvor nur der Übergang zu
integrierten Schaltkreisen", so Dennis Roberson, Senior Vice
President und CTO, Motorola Inc.

"Die Bekanntgabe von Motorola, dass GaAs-Transistoren aus einer
dünnen Schicht GaAs auf einer Siliziumwafer hergestellt wurden,
könnte als bedeutender Wendepunkt der Halbleiterindustrie in die
Geschichte eingehen.", so Steve Cullen, Director & Principal Analyst,
Semiconductor Research, Cahners In-Stat Group.

Hintergrund: Die Technologie

Die Technologie ermöglicht, dass extrem dünne Schichten aus so
genannten Gruppe III-V-Halbleitern (unter anderem Galliumarsenid,
Indiumphosphid, Galliumnitrid und weitere Hochleistungs-
beziehungsweise Licht aussendende Verbindungen) auf einem
Siliziumsubstrat gebildet werden können. Bisher hielt man dies für
unmöglich, da die zugrundeliegende Kristallstruktur des Siliziums und
der verschiedenen III-V Verbindungen nicht zusammen passen. So
mündeten alle bisherigen Versuche der Industrie, diese Substanzen zu
verbinden, aufgrund deren Unverträglichkeit in Verschiebungen und
Cracks (Brüchen) im Material.

Die Motorola-Lösung ist, eine Zwischenschicht zwischen dem
Silizium und der III-V Verbindung einzufügen. Die endgültige Lösung
brachte die Entdeckung der richtigen Zusammensetzung eines Stoffs,
der gute Bindungseigenschaften sowohl zu Silizium als auch zu GaAs
aufweist und so die Spannungen zwischen den Stoffen reduziert.

Die Grundidee stammt von Dr. Jamal Ramdani, Forscher bei Motorola
Labs. Die endgültige Entwicklung und Erprobung der wirklich passenden
Zusammensetzung des Verbundstoffes und des Verfahrens erwuchs aus der
Arbeit eines großen Teams aus Wissenschaftlern und Technikern.
Motorola Labs entwickelt derzeit die ideale Zwischenschicht für
Indiumphosphat und andere III-V Materialien.

Die ersten von Motorola Labs produzierten GaAs-auf-Silizium-Wafer
hatten einen Durchmesser von 8-Zoll. Mittlerweile können in
Zusammenarbeit mit dem Epitalwafer-Hersteller IQE bereits
12-Zoll-GaA-auf-Silizium-Wafer gefertigt werden. Die
Praxistauglichkeit der Bauteile zeigte Motorola am Beispiel von
Verstärkereinheiten in Mobiltelefonen. Zusätzlich wurde auch ein
Licht aussendender Gerät entwickelt, um die optischen Eigenschaften
zu demonstrieren.

"GaAs auf Silizium ist nur der erste Schritt. Der Grundstein für
weiterführende Forschungen auf dem Gebiet der Halbleitermaterialien
ist nun gelegt", so Roberson. "Eines unserer nächsten Ziele ist die
Verbindung von Indiumphosphid und Silizium. Diese Technologie soll
Taktfrequenzen von bis zu 70 GHz ermöglichen und
Langwellen-Lasertechnik unterstützen, die für Glasfaserkommunikation
notwendig ist."

Die Glasfaserbranche revolutionieren

Bis jetzt war die Branche für Glasfaserübertragung und
Hochgeschwindigkeitsanwendungen abhängig von kostspieligen
Galliumarsenid- und Indiumphosphidwafern. Aufgrund der Sprödigkeit
des Materials ist es bislang niemandem gelungen, vermarktungsfähige
GaAs-Wafer mit einem Durchmesser von mehr als 6 Zoll, beziehungsweise
InP-Wafers mit über 4 Zoll Durchmesser zu produzieren. Auch war es
nicht möglich Licht aussendende Halbleiter mit integrierten
Halbleiter Schaltkreisen (ICs) auf einem einzigen Chip zu vereinen.

"Über 90 Prozent der heute verlegten Glasfasernetze werden kaum
oder gar nicht genutzt", so Bob Merritt, Vice President von Semico
Research Corporation. "Diese Technologie könnte der Anstoss für eine
weitreichende Nutzung dieser Übertragungswege sein."


Motorola hat über 270 Patente im Zusammenhang mit dieser neuen
Technologie angemeldet und plant, sie über Lizenzen breit zu
vermarkten. Padmasree Warrior, Motorola Corporate Vice President,
wird die Vermarktung leiten. Warrior hat weitreichende Erfahrungen in
den Bereichen Technologie, Forschung und Entwicklung, Process
Engineering und Herstellung.

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Kurzprofil Motorola:
Motorola ist ein international führendes Technologieunternehmen
mit den Schwerpunkten Mobilkommunikation, Halbleiter, Netzwerke und
integrierte Elektroniklösungen. Im Jahr 2000 wurden mit 130.000
Mitarbeitern weltweit rund 37,6 Mrd. US-Dollar Umsatz erzielt. In
Deutschland ist das Unternehmen durch die Motorola GmbH präsent. Zu
ihr zählen die Bereiche Halbleiter, Funk, TK-Lösungen, Mobiltelefone,
Computersysteme, Breitbandkommunikation, Telematik sowie Kfz- und
Industrie-Elektronik. Die Gesellschaft erzielte 1999 mit über 4.300
Mitarbeitern einen Umsatz von 5,8 Mrd. DM.

Weitere Informationen zu Motorola finden Sie auf der Website
des Unternehmens unter und unter

ots Originaltext: Motorola GmbH
Im Internet recherchierbar:

Weitere Informationen:
Motorola GmbH
Corporate Communications
Christiane Bischof
Hagenauer Straße 47
65203 Wiesbaden
Tel.: 0611 - 36 11 - 491
Fax: 0611 - 36 11 426
04.09.01 21:45:28
Ich bin begeistert !!!
Ein Meilenstein :eek:
05.09.01 23:01:34
ich hab noch nie ein board bei w:o gesehen, in dem in der themenübersicht rund 40 von w:o eröffnete threads in knapp 3 monaten standen. :eek: dagegen läßt sich die zahl der user-threads ja an einer hand abzählen.

hey, redaktion! mögt ihr motorola so sehr oder warum lasst ihr einem toten board nicht seine grabesruhe?
06.09.01 00:57:23
naja im gegensatz zu den User-Threads macht w:0 stets einen neuen Thread auf während die von uns eröffneten etwas länger sind. Hinzukommt das MOT eine sehr meldefreudige Company ist... Fragt Börsenratte, mit dem Newssammeln kommt man da kaum hinterher.

Achso bin aus dem Urlaub zurück, jedesmal wenn ich das in diesem Jahr getan habe lag die Börse noch schlechter als es eh schon nicht mehr ging, ich sollte weniger Urlaube planen, aber keine Angst Freunde der nächste kommt erst Weihnachten, wenn überhaupt.

Bye Shearer

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