IBM salue une nouvelle avancée majeure en matière de conception de puces ultra-miniatures, inspirée des « immeubles à appartements »

IBM a dévoilé une nouvelle conception de puce qui, selon l'entreprise, permettrait aux fabricants d'intégrer 100 milliards de transistors sur une puce en silicium de la taille d'un ongle.

La taille standard actuelle des puces, mesurée en nanomètres (un milliardième de mètre, soit la taille de quelques atomes), est d'environ deux nanomètres (nm).

Mais IBM affirme que sa nouvelle technologie de puce équivaut à environ 0,7 nm, ce qui en ferait la première technologie de puce connue au monde inférieure à 1 nm.

Il faudra toutefois attendre plusieurs années avant que cette technologie ne soit prête à être mise en production.

L'entreprise affirme que, lors des tests, son prototype a affiché des performances supérieures de 50 % à celles de sa propre puce de 2 nm et une efficacité énergétique supérieure de 70 %.

Elle avait déjà annoncé des gains de performances similaires lors du lancement de sa technologie de puces de 2 nm en 2021, affirmant à l’époque que ses tests sur ces puces, légèrement plus grandes, avaient permis d’obtenir des progrès similaires en termes de performances et d’efficacité énergétique.

Jay Gambetta, directeur d’IBM Research et IBM Fellow, a qualifié la technologie NanoStack de « moment historique » pour l’avenir des puces.

« Avec notre nouvelle architecture NanoStack, nous ne nous contentons pas de fabriquer des transistors plus petits, nous réinventons la façon dont les puces sont construites pour offrir une puissance et une efficacité énergétique nettement supérieures », a-t-il déclaré.

Une puissance concentrée

Les transistors sont les éléments constitutifs des puces en silicium, qui fournissent la puissance de calcul nécessaire à l’ensemble des appareils électroniques du monde entier, notamment les smartphones, les consoles de jeux et les ordinateurs portables.

Ils sont également devenus indispensables aux puissants ordinateurs hébergés dans les centres de données, qui traitent toute une gamme d’activités numériques quotidiennes, du streaming aux services bancaires en ligne, et alimentent l’essor de l’IA générative.

Plus les fabricants parviennent à intégrer de transistors sur une puce, plus celle-ci devient puissante, et donc plus les appareils sont performants.

Parallèlement, les concepteurs s’efforcent de réduire sans cesse la taille des puces elles-mêmes.

Depuis des décennies, le nombre de transistors pouvant être intégrés sur une puce double tous les deux ans : c’est ce phénomène que l’on appelle la loi de Moore.

Mais avec des milliards de transistors désormais présents sur certaines puces, il devient de plus en plus difficile de maintenir ce rythme, et les experts s’accordent largement à dire que cette croissance ne peut pas se poursuivre indéfiniment.

La loi de Moore : au-delà de la première loi de l’informatique

Afin de tenter de prolonger cette croissance, plutôt que d’essayer d’entasser davantage de transistors à l’horizontale sur la surface, les concepteurs de puces se concentrent depuis un certain temps sur des alternatives en 3D, modifiant essentiellement la forme des transistors pour les rendre plus hauts.

L’approche d’IBM consiste également à superposer des couches de transistors les unes sur les autres.

Le professeur Alan Woodward, informaticien à l’université du Surrey, a comparé cette approche à la construction d’un grand immeuble d’habitation plutôt que de maisons individuelles en ville.

« Le NanoStack d’IBM revient à proposer un gratte-ciel de 100 étages », a-t-il déclaré, ajoutant qu’à son avis, les principaux concurrents de l’entreprise, tels que Samsung et Intel, se rapprochaient davantage de bâtiments de 30 à 50 étages avec leurs propres travaux sur les puces 3D.

Parmi les défis auxquels sont confrontés les concepteurs de puces 3D figure la chaleur : les transistors peuvent chauffer lorsqu’ils fonctionnent et la chaleur s’accumule.

De plus, lorsque les couches qui les séparent sont trop fines, cela les empêche parfois de s’éteindre au moment voulu, ce qui bloque le fonctionnement de la puce.

« Je pense qu’il est juste de dire que les propositions d’IBM sont les plus ambitieuses », a déclaré le professeur Woodward.

IBM est une entreprise mondiale spécialisée dans la technologie et l'innovation, dont le siège social est situé à Armonk, dans l'État de New York. Elle figure parmi les plus grands employeurs mondiaux dans les domaines de la technologie et du conseil, avec plus de 250 000 collaborateurs au service de clients dans 170 pays. À la croisée de la technologie et du monde des affaires, IBM propose des solutions d'intelligence artificielle et de cloud hybride qui transforment le fonctionnement du monde.