La puce la plus puissante de ce siècle
1993/11/01 Otaolaurretxi, Jon Iturria: Elhuyar aldizkaria
IBM, Siemens et Toshiba ont beaucoup misé pour obtenir une nouvelle puce. Deux cents chercheurs et un milliard de dollars sont en jeu pour que le superchip soit prêt pendant dix ans. Il s'agit d'atteindre la limite finale permise par les matériaux semi-conducteurs, intégrant le plus grand nombre possible de transistors en petites pièces de silicium. Pour cela, les ingénieurs doivent renouveler leurs techniques de fabrication de circuits intégrés.
Capacité de la nouvelle puce
Cette nouvelle puce peut contenir dans votre mémoire RAM des informations de 25.000 pages imprimées standard, soit 30 ou 50 fois plus que les ordinateurs PC classiques. En mémoire RAM, l'ordinateur contient les informations nécessaires au traitement et à la manipulation immédiate des utilisateurs.
À titre d'exemple, dans un programme de traitement d'image, l'utilisateur peut utiliser une centaine d'images sur le micro-ordinateur, qui ne peut actuellement utiliser que deux. Autrement dit, avec des images animées, vous pouvez compléter jusqu'à quatre secondes, où vous n'avez actuellement que deux photos fixes.
Domaines d'application
Les progrès de la nouvelle puce ne s'appliqueront pas uniquement dans le domaine des images animées. L'intégration de cette nouvelle puce sera une révolution dans la robotique, les véhicules, l'intelligence artificielle, l'ingénierie médicale, l'analyse des données obtenues par satellite dans l'étude de l'univers et dans d'autres domaines de la technologie.
Pour réaliser les progrès, nous pensons que l'amélioration des micro-ordinateurs sera similaire à celle des grands ordinateurs de la NASA. La vérité est que les conséquences de cette puce dans le domaine des applications ne peuvent pas encore être clairement dit, parce que les nouvelles applications ne sont encore dans l'imagination.
Évolution des puces
Le premier ancêtre de ce superchip, projeté par IBM et ses deux partenaires, a été créé en 1964 par IBM lui-même. Alors la pièce carrée en silicium n'avait qu'un seul transistor, mais à partir de là, l'intégration de composants électroniques a augmenté à pleine vitesse. En 1972, 1000 transistors ont réussi à intégrer dans une puce, en 1976 4000, en 1978 16 000 et actuellement jusqu'à 16 millions de transistors sont intégrés dans la surface de la pièce de silicium.
L'objectif de cette compétition de mettre chaque jour de nouvelles marques est double : une technique et une autre économique. Techniquement, plus les composants électroniques sont proches, plus les connexions sont courtes et plus l'information est transmise rapidement. Du point de vue économique, il est également souhaitable d'intégrer le plus grand nombre de composants électroniques dans la même pièce et surface. Et c'est que les machines fabriquées avec de nombreux composants à la même puissance sont moins chères que celles fabriquées avec moins de composants.
Vers le monopole dans le monde de la puce ?
Dans cette compétition d'intégration et de miniaturisation, le pari pour le superchi est la voie pour gagner le jeu à la concurrence. Il s'agit de dépasser directement le projet des mémoires de 64 mégabites (le bit est l'information binaire de 0 ou 1 signal enregistré sur le transistor). Siemens, IBM et Toshiba veulent mettre ainsi un superchip du même prix face à la puce de leurs concurrents. Avec une puce beaucoup plus puissante au même prix, vous pouvez avoir à votre disposition la foire informatique mondiale.
Dans le domaine des semi-conducteurs, il existe une loi connue. Selon cette loi, toute puce (quelle que soit la puissance) avant ou peu après atteint les 10 dollars. La raison est très simple à comprendre: quand une nouvelle génération de puces apparaît, il remplace les précédents parce que les fabricants d'équipements électroniques préfèrent remplacer les quatre puces lentes par une puce rapide.
Il est clair que celui qui sort la puce de nouvelle génération aura entre ses mains le monopole et tirera beaucoup de performance. Quand il vient de sortir, la puce est vendue quatre ou cinq fois plus cher que le reste, jusqu'à ce que la concurrence s'éloigne et les prix baissent au sol. Par conséquent, IBM, Siemens et Toshiba pourront se dépasser quelques années et vendre un superchip cher.
Face au risque de concurrence, ATT, NEC, Fujitsu et AMD s'unissent et espèrent atteindre 256 mégaoctets à partir de la puce 64 mégaoctets actuelle.
Conditions de fabrication
Cependant, pour la fabrication du superchip a été annoncé un investissement d'un milliard de dollars, qui ne sera pour commencer. Le projet sera complété par deux milliards d'autres. Parce que les conditions de fabrication sont énormes.
Pour enregistrer des circuits dans le semi-conducteur de silicium, la poussière est un grand ennemi. Une goutte de poudre de millimètre suffit pour abîmer le circuit. C'est pourquoi le travail industriel le plus cher est sans aucun doute le circuit intégré des semi-conducteurs. D'une part, il faut travailler dans des salles à atmosphère contrôlée, et d'autre part, les machines de production et de contrôle, de grande précision, sont très coûteuses.
Dans les ateliers d'IBM dans les environs de Paris, par exemple, chaque année, il est difficile de mettre à jour la technologie de ses installations près de vingt milliards de pesetas (environ un milliard de livres).
L'aspect des ateliers est également très différent. Il semble plus que l'atelier de la chaîne de montage blindar la salle où se trouvent les coffres-forts des banques. Il est impossible d'accéder à la salle où les semi-conducteurs sont enregistrés. Avec costume spécial et toutes les mesures de sécurité (ouvrir les portes avec carte magnétique, etc.) L'accès à ces salles est limité à l'un ou l'autre type de personnes.
Dans ces salles on fait vide à échelle submicron pour l'application de différentes substances aux semi-conducteurs et pour la réalisation de canaux sur la surface de silicium. Un réseau est placé pour déposer les substances « dopantes » (bore, phosphore, arsenic…) à certains endroits du matériau. Dans certaines zones, la conductivité électrique est modifiée et les électrons chargés négativement sur les voies doivent traverser.
Cependant, si vous souhaitez approfondir la fabrication de circuits intégrés, vous pouvez utiliser l’article intitulé « Circuits intégrés ». Amaia Ibarra et Txelo Ruiz ont écrit et « Elhuyar. Zientzia eta Teknika” dans le numéro 48 de cette revue (juin 1991, 23-31). page) a été publié.
Course de miniaturisation
La fabrication de la puce 256 mégabites nécessitera des techniques plus développées que celles actuelles. Avant de réaliser le premier prototype, des circuits beaucoup plus compacts doivent être conçus. Jusqu'à présent, les laboratoires qui fabriquent des circuits intégrés ont utilisé les données graphiques informatisées utilisées dans les générations précédentes de puces. Pour la conception de nouveaux puces, la taille des composants électroniques a été réduite afin que les informations circulent plus rapidement. De cette façon, ils obtiennent une puce d'un mégabit dans 37 millimètres carrés de silicium. Ce n'est que la moitié de ce dont j'avais besoin il y a sept ans.
Mais pour les superchips qui veulent faire IBM, Siemens et Toshiba cette taille est trop grande. Un obstacle sera la réalisation de lignes de 0,25 microns (la micron est le millième du millimètre). La longueur d'onde du rayon de lumière qui est utilisé pour cela doit également être appropriée, car en éclairant l'objet avec une longueur d'onde supérieure à l'épaisseur de la ligne ne peut pas être affichée.
Jusqu'aux années 80, avec une lumière visible de longueur d'onde comprise entre 0,4 et 0,8 microns, on pouvait voir des lignes de 2 microns d'épaisseur sur des puces de 64 ou 256 kilobits. Puis ils ont dû utiliser des rayons ultraviolets (de longueur d'onde inférieure à 0,4 microns), mais dans ce nouveau 256 mégabites devront aller aux rayons X. De cette façon, vous pouvez réduire la longueur d'onde jusqu'à millier de micron. Cependant, les rayons X ont un obstacle, car ils traversent presque tous les matériaux. Ce superchip de 256 mégabites doit donc être photolithographié avec une bande d'ultraviolet de petite longueur d'onde sélectionnée. À partir de là, il faut éviter la barrière aux rayons X pour les générations suivantes de puces ou concevoir un nouveau système de fabrication.
Dans tous les cas, il est prévu que dans la décennie 2010-2020 il y aura des puces de 1 et 4 gigabites (milliards de bits), d'où les ingénieurs ne se soucieront pas d'être à la frontière physique. La puce de 16 gigabites exigerait l'installation de très petits composants électroniques dans le silicium (le centième de micron) et ne pourrait pas être actionnée électrostatiquement aux électrons. Sous tension les électrons atteindraient une température de milliers de degrés et détruiraient brusquement le semi-conducteur.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
