ZD Tech : Pourquoi les puces de vos smartphones deviennent des gratte-ciel

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ZD Tech : Pourquoi les puces de vos smartphones deviennent des gratte-ciel

Bonjour à tous et bienvenue dans le ZD Tech, le podcast quotidien de la rédaction de ZDNet. Je m’appelle Guillaume Serries et aujourd’hui je vous explique pourquoi la loi de Moore passe désormais par des puces verticales, conçues comme des gratte-ciel pour vos smartphones.

Enoncée en 1965 par Gordon Moore, la loi de Moore prévoit le doublement de la densité des composants informatiques à coût identique. Et ce tous les deux ans. Par densité, on parle ici du nombre de transistors par unité de surface.

Reste que si la loi de la gravité est implacable, la loi de Moore, elle, est plus aléatoire. Concrètement, pour que cette loi de Moore continue d’être vraie pendant encore quelques années, industriels et chercheurs disposent de trois leviers d’action. La découverte de nouveaux matériaux d’une part, de nouvelles conceptions de transistors d’autre part, et enfin la miniaturisation des procédés de gravure.

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Réduire la consommation d’énergie de 85 %

Pour la miniaturisation, nous allons y revenir un peu plus tard. Intéressons-nous tout d’abord aux nouvelles conceptions.

Ce sont les entreprises IBM et Samsung qui travaillent sur des transistors verticaux. L’idée de ces transistors d’un nouveau genre est de réduire la consommation d’énergie de 85 % par rapport aux transistors utilisés dans les puces actuelles, qui sont plutôt plates. Comment ?

Et bien, la verticalité permet de placer toujours plus de puissance dans les puces, de l’empiler en quelque sorte. Les transistors ne sont plus les uns à côté des autres, mais bien les uns au-dessus des autres. De quoi proposer toujours plus de densité sur un espace donné.

Car avec une architecture classique horizontale, l’espace physique occupé par les entretoises entre les transistors limite le nombre de transistors pouvant être embarqués. Dans une conception verticale, les transistors sont positionnés perpendiculairement à la puce plutôt qu’horizontalement.

Transistors à effet de champ à transport vertical

Chez IBM et Samsung, cette conception verticale est appelée transistor à effet de champ à transport vertical.

A noter que dans le monde du stockage, l’architecture verticale n’est pas tout à fait une nouveauté. Dès 2017, Western Digital et Toshiba proposaient une technologie de stockage nommée flash 3D. 3D pour signifier bien sûr la verticalité de ces puces de stockage composées de 96 couches de cellules de stockage. Car ici aussi, les cellules flash sont empilées les unes sur les autres, comme de minuscules gratte-ciel.

Mais ces efforts de conception ne seraient rien sans un travail conséquent sur la finesse de gravure des composants.

Samsung travaille depuis cinq ans sur des puces gravées en 5 nanomètres. Ce sont ces puces qui équipent les derniers smartphones de Samsung, les Galaxy S21 par exemple.

Mais IBM teste une finesse de gravure plus de deux fois plus fine. Oui, le géant de l’informatique mise sur une puce à conception verticale et gravée en 2 nanomètres. Un test est en cours, avec une puce de la dimension d’un ongle, et qui contient 50 milliards de transistors.

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