Le transistor de 20 nanomètres

18 octobre 1999
02m 12s
Réf. 01502

Notice

Résumé :

Le reportage, à l'occasion de la Semaine de la science (octobre 1999), rend compte de la fabrication d'un prototype de transistor électronique d'une taille inférieure à 20 nanomètres.

Date de diffusion :
18 octobre 1999

Contexte historique

A la fin des années 1990, la technologies des transistors n'a guère évoluée depuis les années 1960 (cf. Les transistors et la miniaturisation électronique) : bien plus petits qu'à l'origine, ils sont toujours fabriqués à partir de la technologie de silice. Plusieurs " crises " ont cependant été résolues depuis les années 1960. En 1962, on résoud les limites technologiques qui freinaient le développement de la photogravure (ou lithographie). En 1982, l'interconnexion entre éléments commence à son tour à poser problème, en raison des défauts de fabrication des connexions de taille micronique. Ces successions de crise trouvent aujourd'hui en partie leur solution. D'une part, les fabricants connaissent les lois de l'échelle, qui décrivent le comportement des composants quand on diminue toutes leurs dimensions d'un facteur. Les composants sont alors plus rapides puisque les distances que parcourent les électrons sont plus petites. D'autre part, les industriels se sont mis d'accord sur les perspectives de développement, à travers l' " International Roadmap fort Semiconductors ", qui définit tous les deux ans l'évolution technique du domaine et les directions dans lesquels ils devraient s'engager.

Aujourd'hui, les limites de la technologie du silicium commencent à se faire sentir : selon Claude Weisbuch, la recherche s'oriente vers l'utilisation de nouveaux semi-conducteurs ou encore vers la recherche de concepts nouveaux des théories de l'information, qui repensent l'architecture des ordinateurs. On parle d'ordinateur quantique, dans lequel l'information est portée par la fonction d'onde d'un système quantique.

Bibliographie :

Claude Weisbuch, " Comment les révolutions de l'information et de la communication ont-elles été possibles ? Les semi-conducteurs ", Les Etats de la matière, Université de tous les savoirs, vol. 17, Paris, Ed. Odile Jacob, 2002, pp. 91-119.

Christelle Rabier

Éclairage média

Le reportage manifeste les limites de la vulgarisation scientifique grand public. En effet, à l'occasion de la Semaine de la science qui, selon le présentateur Claude Sérillon, doit permettre de " susciter les vocations scientifiques et d'accroître l'intérêt du public pour la recherche scientifique de tous les domaines ", la rédaction du journal choisit de présenter le merveilleux de l'infiniment petit, sans chercher ni à expliquer la réflexion scientifique ou technique à l'oeuvre, ni même l'innovation que constituerait cette prouesse. Or la technologie en oeuvre est loin d'être nouvelle, en dépit de son caractère miniature. Comparaison est faite avec une salle d'opérations chirurgicales, la médecine étant le sujet de prédilection de l'actualité scientifique des années 1990.

Christelle Rabier

Transcription

Claude Sérillon
Jusqu'au 24 octobre, c'est la semaine de la science, histoire de susciter des vocations scientifiques et d'accroître l'intérêt du public pour tous les domaines de recherche, 2200 manifestations sont prévues. Alors dans le domaine de l'infiniment petit, notre curiosité a été attirée par la réalisation d'un laboratoire du Commissariat à l'énergie atomique, qui vient de mettre au point le plus petit transistor du monde. Il s'agit d'une puce, une toute petite puce, vraiment toute petite et qui a besoin de rester très propre comme l'indique Jean-Claude Allanic et Claude Sicard.
Jean-Claude Allanic
L'ennemi des puces, c'est la poussière, l'hygiène est ici encore plus draconienne que dans une salle d'opération. Alors avant de découvrir le plus petit transistor du monde conçu dans ce laboratoire de Grenoble, il faut commencer par se débarrasser de toute trace de particules polluantes. C'est là dans cette salle où même la lumière est étudiée que les chercheurs du CEA ont réussi l'exploit : fabriquer un transistor de 20 nanomètres, 20 millionièmes de millimètre.
Simon Deléonibus
20 nanomètres, ce serait l'équivalent d'un cheveu dans un terrain de football. D'ailleurs, il faut utiliser un microscope électronique à balayage qui grossit jusqu'à 100 000 fois pour voir un transistor, que vous voyez sur cette image.
Jean-Claude Allanic
Grossi cette fois-ci 500 000 fois, voici le coeur du nouveau transistor, il est capable de traiter des dizaines de milliards d'informations à la seconde, tout en étant 10 fois plus petit que tout ce qui existe déjà.
Simon Deléonibus
On traite les plaquettes de silicium dans des équipements entièrement automatisés dans lesquels des robots vont manipuler les plaquettes. Il n'y a pas d'intervention humaine.
Jean-Claude Allanic
Reste à passer de l'exploit en laboratoire à la phase industrielle. Cela devrait prendre encore une quinzaine d'années mais les applications seront alors très concrètes.
Jean-Charles Guibert
Vous avez donc là une carte de téléphone portable sur lequel il y a plusieurs circuits intégrés. Dans chaque circuit intégré, il y a des centaines de millions de transistors. Si nous arrivons à faire les transistors plus petits, nous pourrons regrouper tous ces circuits intégrés, donc toutes ces fonctions, sur un seul circuit intégré.
Jean-Claude Allanic
Une miniaturisation qui permettrait par exemple, de stocker dans une goutte d'eau l'équivalent d'un milliard de pages, autrement dit, tous les livres de la Bibliothèque nationale.

Les enseignants de l'Éducation nationale disposent d'un accès gratuit à la version intégrale de Jalons depuis le portail Éduthèque.

Se connecter:

eduthèque