R&D : les nanotubes d’IBM au service de la loi de Moore

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IBM a placé plus de 10 000 transistors dans un nanotube de carbone. La relève du silicium est en route…

La loi de Moore – « le nombre de transistors dans un processeur double tous les 18 mois » – risque prochainement de s’essouffler, après 40 ans de validation. La prédiction se heurte aux lois physiques, avec la taille des transistors issus du silicium qui approche ses limites.

La loi de Moore en question

Intel, dont Gordon Moore, à l’origine de la célèbre loi qui porte son nom, fut l’un des cofondateurs, est bien conscient de ces limites. La technologie Tri-Gate qui équipe les processeurs Ivy Bridge de dernière génération en 22 nanomètres tente de redonner du peps au silicium en apportant une troisième dimension de couches de transistors, et le fondeur a relancé la course à la vitesse pour continuer de faire illusion.

Mais les difficultés de son équipementier ASML – lire « L’équipementier des semiconducteurs ASML a fait l’acquisition de Cymer » – dans sa R&D pour concevoir les prochaines générations des machines qui fabriqueront les prochains semiconducteurs viennent rappeler toute la difficulté de la tâche, et les retards qui s’annoncent en matière de R&D.

Pour beaucoup d’observateurs, la formule « plus de vitesse, mais moins d’énergie et moins de coûts » afficherait déjà ses limites !

IBM carbon nanotube
Un nanotube de carbone issu de la R&D d’IBM

Les tubes d’IBM

IBM, qui est également un fabricant de semiconducteurs (processeurs Power) est soumis aux mêmes pressions et limites.

En revanche, la R&D du géant de l’informatique axe également ses travaux vers d’autres matériaux que le silicium. En particulier vers le très prometteur graphène, découvert en 2004. Cette substance est une forme de carbone, similaire à la mine d’un crayon, mais dont l’épaisseur est celle d’un atome, et qui est hautement conductrice. Un premier transistor en graphène a été présenté par IBM en 2010.

IBM vient également de présenter une nouvelle technologie issue de sa R&D au T.J. Watson Research Center de New York, et annoncée comme potentiellement un successeur du silicium : des nanotubes de carbone.

Un tube est composé d’atomes de carbones : sa paroi a l’épaisseur d’un atome et le tube l’épaisseur d’une dizaine d’atomes. Il présente l’avantage d’agir comme un transistor, tout en étant meilleur conducteur électrique (les données sont transportées plus rapidement) et plus petit que le silicium.

Il s’agit pour le moment d’une matière issue de la recherche, dont une première application, un composant embarquant plus de 10.000 transistors dans un nanotube de carbone et fonctionnant comme un processeur, est encore très loin des milliards de transistors aujourd’hui intégrés dans un processeur silicium.

Mais cette nouvelle technologie ouvre des perspectives intéressantes – en taille, en performance, ainsi qu’en design – en particulier celle de pourvoir, un jour peut être, succéder au silicium, et ainsi continuer de rendre la loi de Moore effective.

IBM carbon nanotube wafer
Hongsik Park, chercheur d’IBM, observe un wafer de nanotubes de carbone

Source photos : IBM T.J. Watson Research Center de New York


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