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La Loi de Moore est morte, vive More than Moore !

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Vu ailleurs L’industrie des semiconducteurs s’apprête à prendre acte de la fin imminente de la loi de Moore et lancer une nouvelle approche de progression au nom More than Moore. Les pistes de développement sont nombreuses. Mais aucune ne semble encore assez mûre pour prendre aujourd'hui le relais.

La Loi de Moore est morte, vive More than Moore !
La Loi de Moore est morte, vive More than Moore !

L’industrie des semiconducteurs se prépare à reconnaitre ce qui est déjà devenue une évidence pour tout le monde : la loi Moore, sur laquelle se fonde la révolution du numérique depuis 40 ans, s’approche de sa fin. En mars 2016, elle posera les jalons d'une nouvelle ère en lançant une autre démarche de progression au nom More than Moore. Un moment historique de transition dont le journal Nature analyse les enjeux et les pistes de recherche.

 

Ralentissement du rythme de progression

Depuis les années 1960, toute l’industrie des semi-conducteurs est alignée, à travers une feuille de route commune, pour suivre la loi de Moore, qui prévoit le doublement de la densité des puces électroniques tous les deux ans. Un rythme qu’elle peine de plus en plus à respecter depuis que la finesse de gravure a franchi le seuil des 90 nanomètres il y a environ 10 ans.

 

Aujourd’hui, les circuits intégrés les plus avancés sont gravés avec une finesse de 14 ou 16 nanomètres, et la feuille de route convenue par l’ensemble des industriels du secteur prévoit de descendre d’abord à 10, ensuite à 7 puis peut-être à 5 nanomètres. Personne n’ose envisager d’aller encore plus loin dans la miniaturisation. "A 2-3 nanomètres, on atteint les limites qui font que le comportement du transistor, obéit, non plus à la physique traditionnelle, mais aux règles de la physique quantique", affirme un scientifique qui participe à la définition de la feuille de route.

 

Partir des applications pour créer les puces répondant aux besoins

Alors en quoi consiste la démarche More than Moore ? L’idée est d’inverser la démarche de progression. Jusqu’ici, c’est l’industrie des semiconducteurs qui tiraient le développement des applications comme l’informatique, les mobiles ou les jeux vidéo. Grâce à la loi de Moore, elle crée des puces toujours plus puissantes, un gain exploité ensuite pour gonfler le logiciel ou étendre les fonctions des produits. La démarche More than More propose de partir des besoins de l’application puis de trouver les solutions techniques pour les satisfaire. Finie la miniaturisation. Place à d’autres pistes : changer de matériaux, d’architecture de circuit, de méthode de conception, etc.

 

"C’est comme en avionique, les avions volent à la même vitesse depuis longtemps. Mais ils continuent à se perfectionner autrement en faisant appel à des matériaux composites au carbone, à l’électronique embarquée ou au logiciel. C’est une évolution similaire qui attend les semiconducteurs", explique un scientifique.

 

Recherche du matériau miracle

Tout le monde est en quête du "millivolt switch", ce composant miracle (l'équivalent du transistor actuel à la base des circuits intégrés électroniques) qui consommera rien comme courant en faisant appel, non pas au silicium, le matériau de prédilection des puces aujourd'hui, mais à des composés exotiques comme le graphène, les nanotubes de carbone ou encore la molybdénite. Les voies de recherche sont nombreuses mais aucune n’a réussi encore à franchir le stade du labo.

 

L’intégration 3D, qui consiste à superposer plusieurs puces électroniques pour créer des composants plus puissants pour un encombrement presque identique, constitue une deuxième voie de recherche. Elle est envisageable pour les mémoires, qui chauffent peu, mais pas pour les circuits de traitement comme les processeurs. L'empilement ne ferait qu'aggraver le problème d'échauffement qui constitue depuis 10 ans le principal frein de la course à la loi de Moore.

 

Revoir les méthodes de travail

Autre domaine prometteur : l’intégration sur la même puce de fonctions hétérogènes, construites avec des technologies et matériaux différents, comme des composants photoniques réalisés dans des semiconducteurs III-V et des circuits de traitement en silicium. Une voie prometteuse en utilisant de nouvelles architectures, méthodes de simulation et approches de construction. L'industrie est invitée à une remise en cause totale de sa façon de travailler.

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