Zur Simulation von elektronischen Schaltungen werden Modelle der Transistoren genutzt, die per se eine Vereinfachung der Realität darstellen. Mit steigender Komplexität und höheren Anforderungen müssen jedoch immer mehr Effekte berücksichtigt werden.
Die Redner des ersten Vortrags – Tobias Gnos vom Institut für Computational Engineering ICE und Lukas Leuenberger vom IMES – stellten ihren Ansatz vor, um mechanischen Stress auf den Halbleiter zu simulieren. Dabei kamen die Kompetenzen der beiden Institute zum Tragen: Tobias Gnos simulierte die Verteilung des mechanischen Stresses auf dem Silizium-Die im Gehäuse mittels FEM-Simulationen, Lukas Leuenberger überarbeitete die Transistormodelle, damit der Stress als zusätzlicher Parameter übergeben werden kann. Anschliessend wird über die Position des Transistors auf dem ASIC der lokale Stressparameter berechnet. Der mechanische Stress kann somit für die elektrische Simulation berücksichtigt werden.
Der zweite Vortrag von Nicolas Vetsch vom Institut für Integrierte Systeme IIS an der ETH Zürich befasste sich mit Transistoren, die es noch gar nicht gibt: Das IIS versucht das Verhalten neuartiger Devices durch Simulationen auf atomarer Ebene vorherzusagen. Da die Entwicklung von Transistoren in den modernsten Halbleiterprozessen aufwendig und teuer ist, hilft die Simulation der Elemente, die Anzahl aufwendiger Iterationen zu verkleinern. Dabei werden Strukturen von wenigen Nanometern Grösse simuliert, wo nur die Quantenmechanik verlässliche Resultate liefert. Die winzigen Volumina bestehen dennoch aus einigen zehntausend Atomen, für die die komplexen Gleichungen gelöst werden müssen. Und obwohl die Mitarbeitenden des IIS die schnellsten Supercomputer der Welt nutzen können, müssen sie ihre Algorithmen auf allen Ebenen optimieren, um die Resultate in vernünftiger Zeit zu erhalten. Nicolas Vetschs Vortrag bot einen faszinierender Blick in die Welt der kleinsten Transistoren - und zugleich in jene der grössten Computer, die aus diesen bestehen.
Beim anschliessenden Apéro wurde rege über die beiden spannenden Referate diskutiert.