Ordinateurs

IBM crée la première puce informatique à nanotubes de carbone auto-assemblés à haute densité

Ce site peut gagner des commissions d’affiliation à partir des liens sur cette page. Conditions d’utilisation.

Les IBMers du Watson Research Center à New York sont devenus les premiers scientifiques à créer des puces informatiques fonctionnelles à haute densité à partir de transistors à nanotubes de carbone fabriqués à l’aide de processus de semi-conducteurs conventionnels. Avec une densité d’un milliard de transistors par centimètre carré et des performances cinq fois plus rapides que les transistors au silicium, la percée d’IBM indique que les nanotubes de carbone seront le semi-conducteur qui remplacera à terme le silicium dans les puces informatiques.

Nous savons depuis longtemps que les nanotubes de carbone (NTC) seraient un remplacement idéal du silicium dans les transistors à effet de champ (FET). Le problème, cependant, a été de trouver un procédé permettant la production en masse de CNTFET. Nous pouvons les placer individuellement à la main, ce qui fonctionne à petite échelle et nous a montré à quel point les CNTFET peuvent être rapides, mais pour être commercialement viables, nous avons besoin d’un processus qui permet l’auto-assemblage chimique.

C’est le cœur de la percée d’IBM : il peut désormais déposer des motifs sur un substrat de silicium (lithographie conventionnelle), puis forcer les nanotubes de carbone à s’auto-assembler et à produire en masse des portes logiques CNTFET.

Schéma chimique du FET à nanotubes de carbone d'IBM, déposé sur dixode d'hafniumBien que le processus complet soit plutôt compliqué, l’essentiel est le suivant : IBM commence avec du silicium, dépose une couche d’oxyde d’hafnium (HfO2) dessus, puis dépose une couche de dioxyde de silicium (SiO2) en plus de ça. Ensuite, en utilisant la lithographie par faisceau d’électrons, le dioxyde de silicium est gravé pour révéler des tranchées d’oxyde d’hafnium (dont le motif exact définit la disposition des transistors et la fonction de la puce informatique). Des nanotubes de carbone sont ensuite déposés sur l’hafnium, pour compléter les CNTFET. Pour le processus complet, voir le document de recherche répertorié à la fin de l’histoire.

Au total, les chercheurs d’IBM ont pu créer un circuit logique avec 10 000 CNTFET, à une densité d’un milliard de CNTFET par centimètre carré (apparemment deux ordres de grandeur plus dense que le meilleur précédent). C’est à peu près comparable à la densité du processus de silicium FinFET 22 nm d’Intel. Les performances des CNTFET d’IBM sont environ cinq fois supérieures à celles des FET au silicium.

Psssssst :  Examen des Ryzen 5 1500X et 1600X d'AMD : mener la lutte contre Intel sur le marché du milieu de gamme

À l’avenir, les rendements du processus sont encore très faibles, mais les scientifiques affirment que leurs techniques de nanotubes de carbone devraient être perfectionnées et prêtes pour une utilisation commerciale d’ici la fin de la décennie. Cela peut sembler être une très longue attente, mais 7 ans dans le monde des semi-conducteurs, ce n’est pas très long du tout. La feuille de route publique d’Intel trace généralement les trois prochaines années, mais son département R&D travaille certainement sur une technologie qui ne sera pas vue avant cinq ans ou plus.

La percée d’IBM réduit probablement également les chances du graphène de remplacer le silicium. Avec cette avancée, nous pourrions en fait voir des puces informatiques à base de nanotubes de carbone dans les 10 prochaines années, ce qui correspondrait parfaitement à la fin de vie prévue du silicium. graphèned’autre part, est encore loin d’être produit en série.

Maintenant lis: Au-delà de 22 nm : Applied Materials, le héros méconnu de la Silicon Valley

Document de recherche: doi:10.1038/nnano.2012.189 – « Intégration haute densité de nanotubes de carbone par auto-assemblage chimique »

Bouton retour en haut de la page