Des transistors de seulement 0,7 nanomètre viennent d'être fabriqués, une première dans l'histoire de l'électronique. Cette taille, équivalente à celle d'une molécule de glucose, permet d'installer près de 100 milliards de transistors sur une surface aussi grande qu'un ongle. Un bond technologique qui repousse les limites de la miniaturisation.
Jusqu'à présent, descendre sous la barre des deux nanomètres posait des problèmes majeurs. Les électrons se retrouvaient piégés par des défauts ou s'échappaient des grilles, entraînant une perte d'efficacité. Ces obstacles semblaient insurmontables pour continuer à rendre les puces plus performantes.
La solution imaginée par IBM repose sur une architecture baptisée NanoStack. Au lieu de disposer les transistors à plat, elle les empile verticalement, comme des étages dans un gratte-ciel. Cette technique, appelée "nanostacking", utilise un collage diélectrique innovant pour relier chaque étage, permettant d'alimenter chaque transistor indépendamment.
Les premiers tests montrent des gains spectaculaires: une performance accrue de 50 % et une réduction de la consommation d'énergie de 70 % par rapport aux meilleures puces actuelles en 2 nm. La mémoire SRAM, essentielle pour les calculs rapides, voit elle aussi sa densité améliorée de 40 %, un atout majeur pour l'intelligence artificielle.
L'avenir s'annonce encore plus prometteur. Les chercheurs estiment que cette technologie pourra être poussée jusqu'à des transistors de 0,1 nanomètre, soit plus de six fois plus petits. De quoi donner un nouveau souffle à la loi de Moore, qui prévoit un doublement régulier de la densité des transistors.
Selon les représentants d'IBM, cette architecture ne représente pas une simple amélioration, mais un changement de génération. Elle devrait remplacer les technologies actuelles d'ici cinq à dix ans, devenant le nouveau standard pour les processeurs et les puces graphiques.
La loi de Moore
Cette observation de Gordon Moore en 1965 prédisait que le nombre de transistors sur une puce doublerait tous les deux ans, entraînant une augmentation des performances et une baisse des coûts. Pendant des décennies, l'industrie a suivi cette loi, mais avec la miniaturisation extrême, des limitations physiques sont apparues.
Les effets quantiques et les fuites de courant deviennent problématiques en dessous de quelques nanomètres. Les fabricants ont dû innover avec des architectures 3D comme FinFET, puis les nanosheets. La NanoStack d'IBM repousse encore les limites, permettant potentiellement de continuer à progresser.
Cependant, certains experts estiment que la loi de Moore touche à sa fin. Même si des solutions comme l'empilement vertical offrent un répit, des obstacles de dissipation thermique et de fluctuation des procédés pourraient freiner l'avancée. La NanoStack est donc une bouffée d'oxygène, mais pas une solution éternelle.
Pour l'instant, cette innovation permet de garder le rythme, mais l'industrie explore déjà d'autres voies comme la photonique sur silicium ou le calcul neuromorphique pour continuer à progresser au-delà des limites du silicium.