IBM et Samsung ont annoncé une percée dans la conception des semi-conducteurs qui pourrait ouvrir la voie à de nouveaux processeurs puissants avec une densité de transistors plus élevée que jamais.
Lors de la conférence annuelle IEDM Semiconductor, la paire de sociétés a publié les résultats d’une étude sur une nouvelle architecture dans laquelle les transistors sont perpendiculaires à la surface de la puce, avec un courant vertical circulant dans les deux sens. L’architecture de la puce est appelée VTFET, qui signifie Vertical Transport FET.
Selon IBM et Samsung, la nouvelle approche montre une voie claire vers une mise à l’échelle au-delà de la technologie des nanofeuilles, après quoi la distance entre les transistors sur une puce diminuera à moins de 1 nm (à titre de comparaison, un brin d’ADN humain a un diamètre de 2,5 nm ).
« L’annonce technologique d’aujourd’hui est un défi pour les conventions et une refonte de la façon dont nous continuons à faire évoluer la société et à innover pour améliorer les vies et réduire l’impact environnemental », a déclaré le Dr Mukesh Khare, vice-président, Hybrid Clouds and Systems chez IBM Research.
Compte tenu des contraintes auxquelles l’industrie est actuellement confrontée sur de nombreux fronts, IBM et Samsung démontrent leur engagement à co-innover dans le développement des semi-conducteurs et à poursuivre conjointement ce que nous appelons la « technologie dure ». »
La loi de Moore perdure
Les architectures de puces les plus courantes aujourd’hui sont connues sous le nom de transistors à effet de champ à transport latéral (ou FET). Par exemple, dans l’architecture finFET, les transistors sont situés à la surface de la puce et le courant circule entre eux dans une direction latérale. Cependant, dans le cas d’un VTFET, les ingénieurs ont une dimension supplémentaire avec laquelle jouer, et le courant circule à la fois vers le haut et vers le bas.
« Dans le passé, les développeurs ont placé plus de transistors sur une puce en réduisant le pas de grille et le pas de câblage », explique IBM. « Mais avec la technologie finFET la plus avancée, il y a tellement de place pour les entretoises, les portes et les broches. »
« [VTFET] élimine les barrières de mise à l’échelle en assouplissant les limites physiques de la longueur de la grille du transistor, de l’épaisseur des pastilles et de la taille des broches, permettant à chacune de ces caractéristiques d’être optimisée pour les performances ou la consommation d’énergie.
Selon IBM, cette percée est importante pour deux raisons principales. Premièrement, le VTFET devrait ouvrir la voie à une continuation de la loi de Moore (une prédiction faite en 1965 selon laquelle le nombre de transistors sur une puce doublerait chaque année) que beaucoup pensaient impossible. Plus il y a de transistors, bien sûr, plus la puce est puissante – et, en fin de compte, plus l’ordinateur, le poste de travail, le serveur, etc. sont puissants.
Deuxièmement, on dit que le VTFET permet à plus de courant de circuler avec moins de perte de puissance, ce qui peut aider à réduire la quantité d’énergie consommée par les puces jusqu’à 85 % par rapport aux FET traditionnels.
En termes d’impact réel sur le monde, IBM affirme que les puces construites sur l’architecture VTFET pourraient ouvrir la voie aux smartphones avec plus d’une semaine d’autonomie, réduire considérablement la consommation d’énergie pour les charges de travail informatiques (telles que l’extraction de crypto-monnaie et le cryptage des données), et bien plus encore.
