En 1965, Gordon E. Moore, futur co-fondateur d’Intel, a publié un article intitulé "Cramming more components on circuit integrated".

Dans ce document, il a fait une prédiction technologique historique, que vous pouvez résumer en une simple déclaration: "Le nombre de transistors intégrés dans une puce doublera environ tous les 24 mois".

Moore ne pouvait que deviner l'impact de ce doublage de transistor. Dans son document original, écrit à l’ère des ordinateurs centraux de taille armoire et des mini-ordinateurs de 16 000 USD, il a suggéré que les nouveaux circuits intégrés à transistors conduiraient à "des merveilles telles que les ordinateurs personnels - ou du moins les terminaux connectés à un ordinateur central - les contrôles automatiques pour les automobiles et le matériel de communication portable personnel. "

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Aujourd'hui, nous disposons de puissants ordinateurs de bureau et ordinateurs portables ultra-minces, de voitures (presque) autonomes, de smartphones et de tablettes.

Au cours des 30 premières années de développement de microprocesseurs, les vitesses sont passées de 1 MHz à 5 GHz, soit une augmentation de 3 500 fois. Mais la loi de Moore ne concerne pas strictement la performance.

Montre moi l'argent

C'est une question d'économie. "Ce que j'essayais de faire [dans le journal]", expliquait Moore en 2005, "était de faire comprendre que c'était comme ça que l'électronique allait devenir bon marché… vous pouviez voir les changements qui allaient arriver, faire des rendements montez et réduisez considérablement le coût par transistors ".

Étonnamment, la loi de Moore est restée applicable au secteur des semi-conducteurs pendant près de 50 ans, des 2 300 transistors du microprocesseur 4004 10 000 nm (10 000 nm) d'Intel aux milliards de transistors 3D Tri-Gate entassés dans ses puces Ivy Bridge de 22 nm.

L'informatique est devenue omniprésente

Bien sûr, il y a eu des obstacles tout au long du parcours, tels que des limites imposées par la technologie lithographique (le processus de transfert de motifs de circuit sur des tranches de silicium) et des fuites d’alimentation à grille à transistor. Mais les ingénieurs ont toujours trouvé le moyen de les surmonter - en utilisant des longueurs d’ondes lithographiques plus courtes, des doubles motifs, une correction de proximité optique et des innovations à grille élevée / porte en métal, pour ne citer que quelques exemples..

La loi de Moore est vivante

L'avenir immédiat de la loi de Moore ne fait pas de doute. Lors du Forum des développeurs Intel (IDF) 2013, le directeur général d'Intel, Brian Krzanich, a dévoilé sa puce Broadwell SOC de nouvelle génération. "C'est ça, les gens", s'est exclamé Krzanich sur scène. "14nm est là, ça marche et nous expédierons d'ici la fin de l'année." Bien que vous ayez un peu perdu votre enthousiasme, les problèmes de fabrication ont repoussé Broadwell en 2014..

Néanmoins, Intel semble confiant que la loi de Moore est toujours d'actualité alors qu'elle passe à un nœud de processus de 14 nm, prochaine étape d'une feuille de route technologique qui passe à 5 nm. Mais s'il est possible de fabriquer des puces à 5 nm et moins, les défis technologiques impliqués et le nouvel équipement requis ne le rendront sûrement pas rentable..

La question est donc la suivante: combien de temps reste-t-il dans la loi de Moore avant que le silicium ne puisse plus être poussé plus loin? Cinq ans? Dix?

"Je pense que l'année 2020 est la première que nous ayons pu qualifier de mort [loi de Moore]", a déclaré Robert Colwell, directeur de la DARPA et architecte des processeurs Pentium, lors de son discours à la conférence Hot Chips en 2013. " en 2022. Vous pourrez peut-être même me parler à 5 nm. Mais vous ne me parlerez pas à 1 nm. Je pense que la physique dicte contre cela. "

Du silicium au graphène

À court terme, la loi de Moore continuera de s'appliquer, à mesure que les ingénieurs trouveront de nouveaux moyens de repousser les limites de la technologie CMOS existante.

De nouveaux matériaux, tels que l'arséniure d'indium et de gallium (InGaAs), le phosphure d'indium (InP) et le silicium germanium (SiGe), garantissent des gains de performances. Ceux-ci ont une plus grande mobilité des électrons et supportent des tensions plus basses, réduisant ainsi la consommation d'énergie.

Et gardez un œil sur les nanorubans de graphène, développés par des chercheurs de l’Université de Californie à Berkeley - des fils à l’échelle moléculaire conçus pour transporter des données des milliers de fois plus rapidement que les interconnexions traditionnelles en cuivre.

"Ces nanorubans pourraient être une clé pour suivre la loi de Moore", a déclaré Felix Fischer, un chimiste travaillant sur le projet à Berkeley. Utilisez-les dans des circuits intégrés et ces bandes de graphène d'une épaisseur de 15 atomes et d'une épaisseur de 15 atomes pourraient potentiellement augmenter le nombre de transistors sur une puce de plus de 10 000..