Maîtrise de l'infiniment petit

Micro et nanoélectronique (les puces)

I/ Sommaire

2. Qu'est-ce que c'est ?

II/ Qu'est-ce que c'est ?

Mais alors, qu'est-ce que c'est la nanoélectronique ?

III/ Quelles sont ses fonctions ?

La nanoélectronique a plusieurs fonctions, notamment avec les puces. Celles-si sont très souvent utilisées, car aujourd'hui chaque appareil a besoin d'une puce pour fonctionner (des commandes, des systèmes intégrés, des processeurs, etc …). Ce genre d'appareils sert généralement au multimédia, qui lui aussi fonctionne avec des puces.

Ces puces sont fabriquées avec une grande dose de silicium (produit chimique), leur réalisation est chimique et se déroule dans un laboratoire spécialisé.

Par contre, leur conception est totalement informatique et se déroule sur des ordinateurs, où des techniciens se chargent de programmer les différentes fonctions d'une puce. Cette conception est souvent abrégée sous C.A.O. (Conception Assistée par Ordinateur). La conception est assez longue (3 mois), mais l'est encore moins comparée au développement (6-12 mois). Les puces servent ensuite dans les processeurs, où sont injectées des atomes pour développer le conducteur du processeur (des millions d'interrupteurs).

La valeur de résistance du silicium se modifie si on le tord, ce qui explique pourquoi ces puces sont tellement fragiles. Certaines puces ont l'épaisseur d'un cheveu, elles sont visibles grâce à un microscope optique. Les puces ont plusieurs masses en fonctions de leurs couches.

Elles sont aussi composées de transitors qui sont réglés avec des logiciels (sur le schéma). On utilise parfois des gravures chimiques, des produits et de la lumière pour faire disparaître certains composants.

Ces puces sont ensuite analysées et testées par un oscilloscope (instrument de mesure pour tester les micros puces). L'instrument fonctionne avec un aimant (morceau de disque dur) accompagné d'un amplificateur pour prévoir l'amplification des processeurs avec des équations.

IV/ A quoi ça sert ?

La nanoélectronique a donc plusieurs usages. Pas seulement particulier, mais aussi pour toutes sortes d'appareils et d'objets. Ceci revient aussi très cher, notamment car 95% de l'électronique est fait de silicium, mais aussi à cause du prix des puces (1 mm² = 1000€), une micropuce (5x5 mm = 25 000€). Bien sûr, le prix n'est plus le même une fois que les puces sont industrialisées, ils sont largement réduits. Par contre, quand il ne s'agit alors que de prototypes, le prix reste cher. Il y a aussi les frais fixes, pour la fabrication des outils, qui reviennent eux aussi à un prix très élevé.

La puce reste néanmoins la base même de l'électronique actuelle. Les premières puces ont été développées dans les années 1970 par Intel, tout comme les premiers processeurs. Les puces servent donc à différentes fonctions comme la « mémoire flash » (sur une clé USB) ou bien encore la « mémoire vive » (sur un disque dur d'ordinateur externe). Le S.S.D. (Solide States Disque) revient plus cher que le disque magnétique, ce qui explique pourquoi les disques magnétiques sont plus souvent utilisés pour la réalisation des puces.
Ces prototypes sont développés dans certaines universités, comme celle de Strasbourg, qui regroupe tous les centres nationnaux de formation en microélectronique. Ils sont ensuite industrialisé par des entreprises privées.

Nous remercions les animateurs du stand d'"OPERATION_NANO" pour leurs informations sur ce sujet. Leur site est : http://www.operation-nano.org

Antoine G. et Matthieu W.