Microprocesseurs

Le 13-jun-2005

Des chercheurs de l’Institut national de nanotechnologie du Conseil national de recherche du Canada et de l’Université de l’Alberta viennent d’annoncer qu’ils avaient trouvé et expérimenté un nouveau moyen de réaliser un transistor à l’échelle de l’atome. Dans un article du 2 juin publié dans le journal Nature, ils ont démontré la possibilité pour un atome unique chargé sur une surface de Silicium de pouvoir réguler la conductivité d’une molécule avoisinante. Cette innovation se distingue des précédentes par le fait qu’elle autorise un fonctionnement à température normale. Ce pourrait donc être une voie pour construire des microprocesseurs à la fois plus performants et moins gourmands en énergie. La loi de Moore dont on vient de fêter le quarantième anniversaire aurait-elle atteint ses limites ? Les annonces récentes d’Intel et d’AMD indiquent que des difficultés de plus en plus importantes se présentent aux fabricants de semiconducteurs. Alors qu’ils poursuivaient leur quête insatiable pour réduire la finesse de gravure et la fréquence des microprocesseurs, les deux constructeurs ont emprunté une nouvelle voie : celle des multi-cœurs. Celle-ci consistant à explorer les possibilités du traitement parallèle aux niveaux des composants eux-mêmes.

Du transistor au microprocesseur Les scientifiques canadiens ont trouvé un moyen de transformer les molécules en transistors, le composant à la base de tous les systèmes électroniques. Du transistor, inventé en 1947, au microprocesseur en 1971, l’électronique a jeté les bases de deux éléments essentiels. Les progrès de la technologie depuis ont fait le reste permettant de regrouper dans un même circuit des millions de transistors. Pour mémoire, l’Itanium 2 en regroupe près de 600 millions.

Il y a trois ans, des chercheurs des universités de Berkeley, Harvard et Cornell avaient eux aussi annoncé la possibilité de transformer une molécule en transistor. Mais le problème majeur était qu’il ne pouvait fonctionner qu’à une température proche du zéro absolu. Plus récemment, trois chercheurs du Quantum Science Research avaient publié un article dans le « Journal Applied Physics » sur un procédé baptisé « Crossbar Latch » permettant de transmettre le courant dans les deux sens et donc de recréer le fonctionnement d’un transistor.

Un ou deux ordres de magnitude L’annonce des chercheurs canadiens constitue donc une nouvelle approche qui pourrait permettre à terme de poursuivre la loi de Moore, mais par d’autres moyens. Pour donner un ordre de grandeur, la finesse de gravure des microprocesseurs qui sont produits actuellement en volume est de 65 nanomètres, soit environ un million de fois plus petite que leurs aînés des années 50. Les projets à moyen terme devraient permettre d’atteindre Le seuil des 22 nm. Une telle voie, si elle s’averrait réalisable, dans des conditions économiques viables, permet de gagner un ou deux ordres de magnitude.

« Nous avons démontré qu’il est possible de construire des appareils de petitesse et d’efficacité inégalées, explique Robert Wolkow, un des chercheurs de l’équipe. Une technologie reposant sur ce concept aurait besoin de beaucoup moins d’énergie pour être alimentée, produirait moins de chaleur et fonctionnerait beaucoup plus rapidement ».

« Nous sommes en présence d’une technologie potentiellement très puissante, poursuit-il, en raison des exigences minimales en termes d’alimentation et de matériaux, sans oublier la nature biodégradable de l’appareil. Si ces résultats représentent une étape importante vers l’électronique moléculaire, d’autres obstacles devront être franchis. »

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