Semi-conducteurs : IBM fait un pas vers le 7 nanomètres

Mise à mal au regard des difficultés rencontrées ces derniers temps par les fabricants de semi-conducteurs, la loi de Moore, qui veut que le nombre de transistors sur une puce double tous les deux ans, n’est peut-être pas encore révolue.

Tout du moins si l’on en croit IBM. Le groupe américain annonce avoir développé, dans le cadre de ses recherches sur le silicium, une puce en 7 nm.

Une telle finesse de gravure signifie que les transistors tiennent sur une longueur de 7 milliardièmes de mètre, soit 1400 fois moins qu’un cheveu humain (et environ trois fois plus que le diamètre de notre ADN).

Contrairement à la puce en 9 nm qu’IBM avait créée il y a trois ans à partir de nanotubes de carbone, ce nouveau modèle semble avoir un potentiel commercial. Notamment dans les ordinateurs portables, dont les processeurs affichent aujourd’hui des gravures entre 22 et 14 nm – le 10 nm étant pressenti pour arriver en 2016.

Si l’on considère que le rapport performance par watt des puces en 7 nm pourrait être amélioré de 50 % par rapport aux modèles 10 nm, les perspectives sont nombreuses dans l’Internet des objets, ainsi que pour la prochaine génération des serveurs et mainframes qui propulseront les applications cloud et big data.

Ces travaux sur la finesse de gravure s’inscrivent dans le cadre d’un plan d’investissement de 3 milliards de dollars échelonné jusqu’en 2019. Ils ont été menés par un consortium réunissant IBM, GlobalFoundries (qui vient de reprendre l’activité de fabrication de semi-conducteurs de Big Blue), Samsung et plusieurs équipementiers.

Un partenariat public-privé a été signé avec l’État de New York pour installer un laboratoire de recherche au sein de l’Institut polytechnique d’Albany.

Les équipes ainsi constituées ont planché sur des innovations existantes comme l’alliage silicium-germanium (SiGe), qui leur a permis d’améliorer la mobilité des électrons entre les transistors afin d’accélérer le transport de l’énergie.

IBM et ses partenaires ont aussi intégré, à plusieurs niveaux, la lithographie en ultraviolet extrême (EUV). Ce processus de gravure, basé sur des faisceaux de lumière plus fin qu’avec les techniques actuelles, autorise le travail à des résolutions qui approchent le diamètre des atomes. Le principal défi est d’empêcher toute vibration. A cette échelle, il a été nécessaire de développer des systèmes spéciaux de stabilisation, note le New York Times.

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