Les microprocesseurs sont au cœur de la technologie moderne, ils sont dans les ordinateurs, les smartphones, les voitures, les appareils ménagers, etc. Ils accompagnent énormément de secteurs, et leur permettent d’être encore plus prodigieux dans leurs tâches au quotidien. Ces puces incroyablement complexes sont le résultat d’un processus de fabrication précis et délicat, qui repose sur une série de techniques avancées.
Commençons par la photolithographie, une technique de micro fabrication qui utilise la lumière pour transférer un motif géométrique d’un masque à un substrat photosensible, généralement une plaquette de silicium. Ce processus est essentiel pour créer les circuits intégrés complexes qui composent les microprocesseurs. Ensuite, il y a l’ionisation, une technique clé dans la fabrication des microprocesseurs. Il s’agit d’un processus physico-chimique au cours duquel les circuits électroniques sont progressivement créés sur une tranche. Les ions d’un élément sont accélérés dans une cible solide, modifiant ainsi les propriétés physiques, chimiques ou électriques de la cible. Une fois que les circuits intégrés ont été créés, ils sont emballés dans un boîtier protecteur pour assurer leur durabilité et leur fiabilité. L’emballage est une partie essentielle de la fabrication et de la conception des semi-conducteurs. Il affecte la puissance, les performances et le coût à un niveau macro, et la fonctionnalité de base de toutes les puces à un niveau micro.
Des entreprises telles que TSMC, IBM, Intel, Samsung, et SMIC jouent un rôle clé en termes d’avancées technologiques. Depuis quelques années, l’ensemble de ces acteurs produisent des microprocesseurs à 7 nm de finesse de gravure. TSMC a même réussi à mettre en service des unités de production pour la fabrication de puces gravées à 3 nm, que l’on peut d’ailleurs retrouver dans les IPhone 15 de chez Apple. Quant à ASML, l’un des principaux fournisseurs mondiaux de systèmes de photolithographie pour l’industrie des semi-conducteurs, a développé des systèmes de lithographie à ultraviolets extrêmes (EUV) qui permettent de faire avancer la loi de Moore, et soutiennent les conceptions de transistors novateurs et les architectures de puces. D’autres techniques novatrices sont également en cours de développement. Par exemple, des ingénieurs du MIT ont développé des techniques de conception et de fabrication pour construire un microprocesseur moderne à partir de transistors à effet de champ à nanotubes de carbone (CNFET), qui sont considérés comme plus rapides, et plus écologiques que les transistors en silicium.
En conclusion, la fabrication des microprocesseurs que nous utilisons au quotidien est un processus complexe qui implique une variété de techniques avancées. Alors que l’industrie des semi-conducteurs continue d’évoluer, les exigences en matière de taille et de performance des transistors deviennent de plus en plus strictes, et il sera intéressant de voir comment ces techniques évoluent pour répondre à ces défis.
