Le futur ? Des processeurs en Silicène d’un Atome d’épaisseur

C’est en 1994 que l’idée de fabriquer des puces en Silicène est apparue. Une idée seulement puisqu’en dehors de la théorie personne n’avait les moyens de fabriquer un tel circuit. Depuis, d’énormes progrès ont été accomplis et les premières puces, très sommaires, sont apparues. Aujourd’hui, un premier processeur et surtout un procédé de fabrication sont à portée de main.

Le graphène est plus connu que le silicène, il est également possible de l’assembler en couches d’un atome d’épaisseur. Mais le graphène est en carbone et fabriquer un processeur sur cette nouvelle matière semble plus difficile que de changer tout le processus de fabrication des processeurs pour le convertir à une solution carbone.

2015-02-05 10_23_00-Silicene-Ag STM5 crop - Silicène — Wikipédia

Une couche de silicène, taille de l’image 16 nm² Wikipedia

Ainsi, de la théorie à la pratique, un premier processeur en silicène d’un atome d’épaisseur vient de voir le jour à l’université du Texas sous la direction de Deji Akinwande. Le Texas est très impliqué dans le développement de nouvelles solutions autour de ces technologies, beaucoup de fondeurs ont des usines sur place et c’est un vecteur d’emplois et de ressources locales important.

Les transistors en silicène existent depuis quelque temps, ce premier processeur montre qu’il s’agit là d’une voie potentielle pour le futur des processeurs. Leur importation dans la chaine de fabrication des puces sera plus rapide que tout autre matière de nouvelle génération : Leur arrivée serait incroyablement bénéfique à ce petit monde, : Plus petits, plus rapides et beaucoup plus efficaces que le silicium actuel. La circulation d’électron dans un circuit composé d’atomes causerait beaucoup moins de pertes d’énergie et d’erreurs de parcours.

2015-02-05 10_25_54-silicene.jpg (850×373)

Fait moi un sandwich au silicène stp

Pour arriver à ce progrès, l’équipe Texane a du résoudre pas mal de problèmes liés au matériau : Le Silicène est en effet assez mal considéré pour le moment du fait de sa faible durée de vie et parce qu’il est très difficile de le travailler. Contrairement au graphène, le silicène est sensible à l’air et se dégrade au contact de celui-ci. Sa structure d’un atome d’épaisseur le rendant de surcroît incroyablement complexe à manipuler.

L’équipe d’Akinwande a mis au point une méthode de fabrication englobant le silicène mis en forme autour d’une double couche d’oxyde d’aluminium d’un nanomètre d’épaisseur enfermée, elle même, dans une protection en argent. Ce minuscule sandwich offre à la structure la rigidité et la protection nécessaire à son transport et son intégration. Il est ensuite associé à un waffer en dioxide de silice et seule une petite partie du silicène est exposée pour un contact électrique.

2015-02-05 10_26_25-Après le graphène, le silicène

Il reste beaucoup de travail à faire pour rendre ce procédé exploitable industriellement mais la réussite de cette première production est prometteuse, le processus ne requiert plus de hautes températures. Cette réussite a donné lieu à une publication dans Nature Nanotechnology.

Il n’est pas facile d’imaginer le moment où ce genre de technologie aura un impact significatif dans des puces intégrées à nos machines, seules certitudes, ce n’est pas pour les années à venir mais plutôt encore très proche d’un concept de science fiction. Plusieurs défis énormes sont encore à relever mais l’avancée présage des puces moins gourmandes, plus rapides et toujours plus compactes.

La blague du jour à faire aux geeks à la machine à café : Tous les PC dans 10 ans seront équipés d’un atome (d’épaisseur).

Source : Liliputing

15 commentaires sur ce sujet.
  • 5 février 2015 - 10 h 41 min

    Attention, technologie de niche,sinon, vu les matériaux utilisés ça sera soit un désastre écologique planétaire. (enfin y en a déjà pas mal ….)

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  • 5 février 2015 - 10 h 47 min

    @karenax: L’argent et l’alumine ? Je m’inquiétais alors j’ai regardé, il y a désormais des procédés d’extraction plus propres que la méthode Bayer des débuts.

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  • 5 février 2015 - 10 h 50 min

    @karenax

    Je n’ai pas tout compris à ton propos. Le silicène est en silicium, matière qui compose déjà les processeurs actuels.

    Donc en théorie, cela doit permettre d’utiliser moins de matières premières pour le même résultats.

    Après, nous ne connaissons pas si l’impact environnemental sera plus ou moins important par l’utilisation de ces composants que les actuels.

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  • 5 février 2015 - 10 h 54 min

    @caneton91: L’extraction d’alumine peut être extrêmement polluant… Cela dit quand on voit les centaines de milliers de tonnes déjà produites, l’arrivée d’un couche d’un nanomètre d’épaisseur ne va pas changer la donne : http://fr.wikipedia.org/wiki/Alumine

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  • 5 février 2015 - 10 h 56 min

    Bonjour Pierre,
    Je suppose qu’il faut lire:
    La circulation d’électron dans un circuit composé d’atomes DE SILICENE causerait beaucoup moins de pertes d’énergie et d’erreurs de parcours.
    puisque tout est fait d’atomes…sauf le vide!

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  • 5 février 2015 - 11 h 06 min

    @Pierre

    Oui enfin l’alumine n’est pas si complexe à fabriquer …

    Il n’y a aucune obligation de l’extraire de l’état naturel, il suffit de recycler sinon de l’aluminium et le laisser à l’air libre (elle se forme naturellement et fait une couche passivante pour l’aluminium)

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  • 5 février 2015 - 11 h 15 min

    En fait, je parlai plutôt du support sur lequel viens le silicène, une belle feuille d’argent.

    http://www.leblogdesarah.com/l-enfer-des-mines-d-argent-de-potosi-en-bolivie/

    Mais j’avoue que c’est pas vraiment le sujet de l’article, ils trouveront surement des moyen de limiter l’usage de l’argent la dedans, et peut être, soyons optimiste, d’exploiter des mines de manière écologique.

    Désolé pour le hors sujet, mais il est tellement rare que ces critères humains et écologiques soient pris en compte dans l’industrie que j’ai le reflexe de le ramener sur la table.

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  • 5 février 2015 - 11 h 27 min

    “Il est ensuite associé à un waffer en dioxide de silicone”
    Pas mal, cette coquille m’a bien permis de rire ! A quand la prothèse mammaire au silicène ?!

    Plus sérieusement : “Il est ensuite associé à un wafer en dioxyde de silice”.

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  • Cid
    5 février 2015 - 11 h 30 min

    On est que deux informaticiens sur le site. Heureusement que je prends mon café tout seul. :)

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  • 5 février 2015 - 11 h 33 min

    @Orfait: Tu n’as pas lu le Procédé Nabilla publié dans nature ? :D

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  • 5 février 2015 - 11 h 34 min

    @Pierre : Tu parles certainement de la gravure au couteau !

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  • 5 février 2015 - 11 h 35 min
  • 5 février 2015 - 13 h 01 min

    Merci pour les liens.

    Même si c’est un peu hors-sujet, cela aura aussi un impact sur nos futurs avancées technologiques.

    Pour les métaux, on sait déjà les recycler assez ‘facilement’ à la différences des polymères (je parle en iso-fonctionnement) mais il faut la volonté qui va avec.

    Mais sinon c’est nouveau matériau vont permettre de miniaturisé les objets et donc limité notre consommation de matière première (bon après il faut sensibilisé les gens sur l’éco-conception… car un objet ne pollue pas qu’au moment de son utilisation)

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  • 5 février 2015 - 18 h 12 min

    @Orfait: le “silicone” est une mauvaise traduction de l’anglais “silicon”. La bonne traduction étant “silicium”, c’est donc “dioxyde de silicium” que l’on abrège en “silice” et non “dioxyde de silice”.
    Pour la petite histoire, c’est du verre très pur.

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  • 6 février 2015 - 11 h 23 min

    @Bill : Effectivement, c’est le genre d’erreur que l’on fait en pensant à un terme tout en écrivant un autre !

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