ENTREPRISES & STRATÉGIES — Technologies

Gravure

Processeurs et mémoire: les fondeurs jouent au plus fin



La production de puces gravées en 5nm débuterait d’ici la fin de l’année 2019. (Photo: Taiwan Semiconductor Manufacturing)

La production de puces gravées en 5nm débuterait d’ici la fin de l’année 2019. (Photo: Taiwan Semiconductor Manufacturing)

14nm, 10nm, 7nm, 5nm: comment sont fabriquées les puces que l’on trouve dans nos smartphones et nos ordinateurs? Les technologies de gravure font la course à la finesse afin de produire des circuits toujours plus petits et plus complexes.

À la fin du mois de juin, Taiwan Semiconductor Manufacturing a annoncé qu’il débuterait, d’ici la fin de l’année 2019, la production de puces gravées en 5 nanomètres dans une usine flambant neuve de 25 milliards de dollars. Samsung, autre géant des semi-conducteurs, évoque l’entrée en service prochaine d’unités travaillant en 6nm.

Ces annonces soulignent l’enjeu majeur que représente la finesse de gravure dans le domaine des processeurs et des mémoires. Les puces 7nm dont la production à grande échelle a débuté en 2018 pourraient être utilisées dans les prochains iPhone. Combinant puissance de calcul et faible consommation, elles sont en effet parfaitement adaptées à des usages comme la 5G ou l’intelligence artificielle.

Faire tenir plus de transistors sur une surface toujours plus réduite

La fabrication des puces qui animent smartphones, ordinateurs et objets connectés repose sur des technologies extrêmement complexes et coûteuses. Il existe pour l’heure trois procédés de gravure. La gravure chimique consiste à plonger le substrat en silicium dans une solution contenant de l’acide - fluorhydrique par exemple - qui attaque la surface. Les modes de gravure physique et au plasma s’appuient pour leur part sur le bombardement de la surface à graver par des ions.

Enfin, la gravure ionique réactive combine gravure physique et chimique. Au-delà de la technique employée, ce qui conditionne la taille et les performances du semi-conducteur est donc la finesse de la gravure. Mais une nouvelle technique tend à se répandre: la lithographie EUV (pour «extrême ultraviolet»). Celle-ci exploite un rayonnement UV d’une longueur d’onde de l’ordre de 10 à 15nm en remplaçant les objectifs par une série de miroirs de précision. Un procédé qui pourrait repousser encore les limites et donner vie à des circuits combinant des milliards de transistors sur une surface de quelques millimètres carrés.