Der Kurs vermittelt die technologischen Grundlagen heutiger höchstintegrierter Schaltungen und greift Aspekte und Lösungsvorschläge für hardwarebasierte KI-Systeme und Quantencomputer auf. Ein Schwerpunkt liegt in der Darstellung der nanotechnologischen Ansätze.

Im Rahmen der Einführung werden neben der Begriffsdefinition festkörperphysikalische Grundlagen sowie deren Anwendung in MOS-Feldeffekttransistoren und MOS-basierten Speicherbauelementen wiederholt. Hiervon abgeleitet wird die Vorgehensweise bei der Skalierung von Bauelementen und deren Einfluss auf die relevanten Transistorkenngrößen. Die Beschreibung skalierungsbedinger Kurzkanal- und Tunneleffekte bildet den Ausgangspunkt für die Diskussion alternativer Materialien (Gatedielektrika, Substrate) und Bauelementearchitekturen (SOI, FinFET und Nanowire-Transistoren).

Über aktuelle Entwicklungen hinaus werden die Technologieintegration von 2D-Materialien sowie alternative Konzepte für Halbleiterspeicher und deren Anwendung in neuromorphen Systemen diskutiert. Ein Ausblick auf Bauelementetechnologien für Quantencomputer und die Grenzen der Skalierung runden die Vorlesung ab.