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Des transistors multicouches économes en énergie

Des transistors en 5 nm ont été fabriqués grâce à un procédé industriel mis au point par IBM, en collaboration avec Global Foundries et Samsung.

A performance égale, cette technologie permet une économie d’énergie de 75% par rapport aux puces en 10 nm actuellement disponibles sur le marché.

Densifier le nombre de transistors dans une puce microélectronique est un enjeu majeur pour limiter les coûts et améliorer les performances. Pour cela, il faut développer des technologies qui permettent de réduire les distances élémentaires de gravure. En 2011, IBM présentait la technologie FinFET, qui permet d’obtenir des transistors en 3D. Placés verticalement, les sources et drains possèdent une hauteur. Avec une finesse de gravure similaire, il est possible de loger plus de transistors par unité de surface. La technologie 5 nm que vient de dévoiler IBM repose sur l’empilement de feuilles de silicium séparées par un isolant. Passer de l’architecture verticale à des couches horizontales permet d’avoir une quatrième porte sur le transistor. Les signaux électriques peuvent donc circuler à travers et entre les commutateurs. Comme pour la technologie FinFET, la gravure se fait par lithographie extrême UV. Plus les longueurs d’onde utilisées sont faibles, plus la gravure est fine. Mais dans l’extrême UV, l’intensité de la source lumineuse est faible. Les puces doivent être insolées longtemps, le coût de fabrication reste donc très élevé.

Malgré tout, la gravure en 5 nm devrait permettre de stocker jusqu’à 30 milliards de transistors sur une puce, contre seulement 20 milliards actuellement. Et pour une puissance donnée, les puces en 5nm sont jusqu’à 40% plus rapides que les 10 nm. Des caractéristiques qui pourraient intéresser les secteurs de l’informatique cognitive, l’intelligence artificielle ou encore les objets connectés. Sans oublier les professionnels de l’industrie électronique, qui pourraient équiper les batteries des smartphones et autres produits mobiles de ces puces pour améliorer leur autonomie.

Par Alexane Roupioz

Source : Industries et Technologies