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Le 14 nm est-il la fin de la route pour les puces en silicium ? – ExtrêmeTech

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Dans les années 80 et 90, Intel, IBM ou TMSC ont annoncé qu’ils avaient franchi avec succès un autre seuil nanométrique et déplacé leur processus de fabrication de puces CMOS vers le bas de l’échelle du micron. En 1985, 1 micron — 1 000 nm – était à la pointe de la technologie et était utilisé par le processeur Intel 80386. En 2004, l’échelle du micron avait été abandonnée et les processeurs 90 nm comme le Winchester AMD 64 et le Prescott Pentium 4 étaient la norme.

Cependant, les choses ont considérablement ralenti depuis les jours grisants de 0,8, 0,6 et 0,35 micron. La plupart des appareils numériques actuels utilisent des processeurs, des capteurs et des puces mémoire basés sur des processus de 45 et 60 nm, car très peu de fonderies de silicium – à l’exception d’Intel – ont réussi à passer à 32 nm, sans parler de 22 nm. Le fait est que le processus standard d’arrangement des composants sur une plaquette de silicium en utilisant une approche descendante, couche par couche, a atteint un mur. Même dépôt de couche atomiquele processus qui nous amènera à 22 nm, 16 et 14 nm et introduira les transistors FinFET « 3D », ne peut pas aller plus loin.

Le fait est que les atomes sont très, très petits, mais ils ont toujours une taille finie. Un atome d’hydrogène, par exemple, est d’environ 0,1 nanomètre et un atome de césium est d’environ 0,3 nm. Les atomes utilisés dans la fabrication des puces de silicium sont d’environ 0,2 nm. Maintenant, vous auriez raison de penser que vous pouvez obtenir des centaines d’atomes dans 22 ou 16 nm – mais ce n’est pas la taille des transistors individuels ; c’est en fait une mesure de la distance entre composants discrets sur une puce. Dans le cas des puces 22 nm – un processus que seul Intel maîtrise et qui arrivera sur le marché avec Pont de lierre — la couche diélectrique à haut κ n’a qu’une épaisseur de 0,5 nm ; juste deux ou trois atomes !

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C’est un problème car aucune technique de fabrication n’est parfaite – et quand vous parlez d’un seul atome déplacé qui ruine une puce entière, il n’est plus possible de créer des circuits à la fois fiables et rentables.

Comment allons-nous escalader le mur de 14 nm ? La seule véritable option est de changer la façon dont les puces sont fabriquées. Tant de temps, d’argent et de recherche ont déjà été investis dans nos techniques de lithographie couche par couche existantes, de sorte que les prochaines années provisoires tourneront probablement autour de technologies supplémentaires telles que La « colle de silicium » d’IBM et Processus d’empilement de copeaux d’Invensas, qui à la fois réduisent la consommation d’énergie et améliorent les performances. Au lieu de presser plus de transistors sur une plaquette, l’accent sera alors mis sur la réduction de la consommation d’énergie en contrôler les fuites sous le seuil et la construction de plus de composants dans SoC uniques.

Feuille de route IntelEt qui sait quoi d’autre pourrait être au coin de la rue? Intel a 11 nm sur sa feuille de route, donc il a probablement un plan pour briser le mur de 14 nm. Peut-être puces de graphène sont la réponse, ou photonique ou ordinateurs quantiques? Avec l’évolution vers l’informatique mobile, peut-être que la loi de Moore fera place à La loi de Koomey Au lieu? Quoi qu’il en soit, ne vous inquiétez pas trop : si la persistance sans fin des puces en silicium nous a appris quelque chose, c’est que les ordinateurs sera devenez plus rapide, moins cher et plus efficace.

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Parlant à la BBC, Mike Mayberry, directeur de la recherche sur les composants chez Intel, avait les extraits perspicaces suivants à dire : « Nous devons faire quelque chose de différent », a-t-il déclaré. « Nous ne pouvons pas continuer à rouler sur cette route sans tourner le volant. » Interrogé sur la loi de Moore, il a déclaré : « Nous regardons la route et c’est brumeux. Les choses à proximité sont claires et nous pouvons voir que les gros trucs sont là mais nous ne pouvons pas voir les détails.

« L’horizon est à environ 10 ans. »

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