Der neue KI-Chip ist temperaturbeständig bis zu 700 °C.

Moderne Elektronik, die von Smartphones bis zu Satelliten alles mit Energie versorgt, hat nach wie vor eine entscheidende Schwäche: Hitze. Bei Temperaturen über 200 Grad Celsius versagen die meisten heutigen Geräte. Ein Team um Professor Joshua Yang von der University of Southern California (USC) hat nun eine Technologie entwickelt, die diese thermische Grenze vollständig überwindet. Ihr neuer Speicherchip, ein sogenannter Memristor, funktioniert problemlos bei unglaublichen 700 °C – einer Temperatur, die sogar die von geschmolzenem Magma übersteigt.

Forscher haben einen speziellen Mechanismus auf atomarer Ebene entdeckt, der verhindert, dass Bauteile durch Hitze ausfallen. Der Schlüssel zum Erfolg liegt in der Verwendung von Wolfram, dem Element mit dem höchsten Schmelzpunkt, und Graphen, das für seine außergewöhnliche Festigkeit und Hitzebeständigkeit bekannt ist. Dank dieser Materialkombination konnte das Gerät Daten über 50 Stunden lang bei 700 Grad Celsius speichern, ohne dass eine Aktualisierung erforderlich war. Interessanterweise war diese Temperatur die Messgrenze der Geräte der Forscher, sodass sie vermuten, dass der Chip sogar noch höheren Belastungen standhalten könnte.

Warum ist das wichtig? Elektronik, die bei Temperaturen über 500 Grad Celsius funktioniert, ist seit Langem ein Ziel der Weltraumforschung. Die Oberfläche der Venus beispielsweise weist Temperaturen um diesen Wert auf, was zum schnellen Scheitern aller bisherigen Landegeräte führte. Die neuen Chips würden Langzeitmissionen zu anderen Planeten ermöglichen. Neben dem Weltraum gibt es auch geothermische Energiesysteme tief unter der Erde, wo Gestein rot glüht, sowie Kern- und Fusionssysteme.

Neben seiner Robustheit bietet der neue Chip einen enormen Vorteil für künstliche Intelligenz (KI). Die meisten KI-Systeme basieren auf Matrixmultiplikation, einer Operation, die für Bilderkennung und Sprachverarbeitung eingesetzt wird. Die neue Hochtemperaturversion ermöglicht es Raumfahrzeugen oder industriellen Sensoren, diese komplexen Daten direkt vor Ort zu verarbeiten, anstatt sie an entfernte, kühlere Rechenzentren zu senden. Dies reduziert den Stromverbrauch und die Verzögerung drastisch. In der Praxis bedeutet diese Robustheit auch eine höhere Zuverlässigkeit: Ein für 700 Grad Celsius ausgelegter Chip wäre bei 125 Grad Celsius, einer Temperatur, die in der Automobilelektronik häufig erreicht wird, praktisch unzerstörbar.