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dimanche 31 août 2014
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Petit à petit tout devient plus petit

Vous qui comme moi êtes un spectateur du monde moderne, il ne vous a pas échappé qu’en matière de haute technologie, et en particulier d’informatique, la tendance c’est : plus puissant, moins cher et surtout plus petit ! La miniaturisation est devenue une obsession pour les ingénieurs, mettre de plus en plus de puissance de calcul sur une surface constante est le challenge qu’ils tentent de relever quotidiennement...
Pourtant, la vie des chercheurs n’est pas toujours un long fleuve tranquille, comme nous pourrions le penser, et parfois ils rencontrent des obstacles qui peuvent paraître rédhibitoires, mais qu’ils finissent toujours par surmonter, souvent grâce à une découverte qui tombe à pic ...
Loi de Moore, quand tu nous tiens !
Prenons l’exemple des Microprocesseurs. Cet exemple est révélateur de la pression que vivent les chercheurs : non seulement il s’agit d’un circuit primordial pour déterminer la puissance d’un ordinateur, mais en plus, son évolution est conditionnée par la fameuse loi de Moore. Depuis, cette épée de Damoclès rythme le travail des laboratoires, surtout ceux d’Intel, le premier fabricant mondial, qui en plus, est à l’origine de cette loi !
Vite, ça chauffe !
A certains moments les chercheurs sont obligés de composer avec « Dame Nature », puisque les écueils sont parfois d’ordre physique. En effet, la bête noire des microprocesseurs, c’est le dégagement thermique (dû aux déplacements des électrons), or une chaleur excessive peut détruire tout le composant. C’est une règle, plus on miniaturise, et plus la température s’élève, or jusqu’en 2007, la finesse de gravure aurait pu rester bloquée à 65 nanomètres, si l’on n’avait pas découvert un autre matériau pour fabriquer la couche d’isolant (jusqu’ici en silice) : l’ hafnium, un métal brillant assez banal, qui a permis de descendre à 42 nanomètres … Poursuivant leurs cadences infernales, les ingénieurs de l’industrie du semi-conducteur ont d’ores et déjà établi le planning pour les prochaines années : 32 nanomètres en 2009, et même 10 nanomètres en 2018 ou 2020 !!!
La fin d’un chapitre ?
Au-delà de 2010, les échelles s’approchant de la taille des atomes, les scientifiques prévoient que l’architecture actuellement utilisée ne pourra plus être davantage miniaturisée, en particulier à cause de l’effet dit du « tunnel quantique ».
Voila un défit de taille pour les dix années à venir, qui va conduire à revoir fondamentalement l’architecture des processeurs tels que nous les connaissons aujourd’hui, d’autant que le coût de fabrication doit toujours rester dans des normes raisonnables. Ce chantier va passer par les nanotechnologies…
Jusqu’à présent, et sans doute pour 10 ans encore, l’industrie électronique fonctionnait grâce au principe du Top-Down. Cela consiste à utiliser au départ une macro-matière brute et à la miniaturiser le plus possible par des techniques de plus en plus sophistiquées.
La nanoélectronique privilégie quant à elle une approche de type Bottom-up où, à l’inverse, il s’agit de partir de petits éléments de type atomes ou molécules, puis de les assembler afin de générer des systèmes. Dans cette perspective, plusieurs pistes sont explorées à ce jour, comme la « spintronique » qui consiste à exploiter la rotation des électrons et qui surmultipliera le nombre d'opérations de calcul simultanées, les « nanotubes de carbone », assemblages d’atomes de carbone, une des pistes d’avenir pour servir de canal dans les futurs processeurs, « l’ électronique moléculaire », à savoir l’assemblage de circuits électroniques réalisés à partir d’éléments vivants, (une protéine, par exemple)…
Une chose est sûre, c’est le début d’une nouvelle aventure, et demain sera de plus en plus petit !

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