En 1957, huit scientifiques fondèrent Fairchild Semiconductor avec le soutien de Sherman Fairchild, propriétaire d'une entreprise de matériel photographique. Sept ans plus tard, Moore, l'un des fondateurs de Fairchild, formula la célèbre « loi de Moore », utilisée depuis un demi-siècle : le nombre de transistors intégrables sur un circuit intégré double tous les 18 mois. Autrement dit, les performances des processeurs doublent tous les deux ans et continueront de progresser pendant des décennies.

(Photo : Les huit fondateurs de la société Fairchild)

Après cela, Moore quitta la société de semi-conducteurs Fairchild, surnommée « l'Académie militaire de Whampoa », et fonda Intel avec son associé Noyce.

La loi de Moore, bien qu'elle ne relève pas des sciences naturelles, illustre dans une certaine mesure la vitesse de progrès des technologies de l'information. Or, ces dernières décennies, le développement des semi-conducteurs a démontré la grande précision de cette loi.

On constate qu'au cours de la première décennie du XXIe siècle, les prédictions de la loi de Moore se sont avérées presque exactes, à tel point que, cinquante ans plus tard, son auteur, Gordon Moore, déclarait dans une interview : « Ce n'est qu'une spéculation audacieuse. Mais par la suite, cette hypothèse a continué de guider et de dominer le développement de l'industrie des semi-conducteurs, et je me suis senti rassuré. »

Lorsqu'on parle de loi, il s'agit en réalité d'un résumé scientifique d'une loi objective, reflétant la relation inévitable entre des choses subissant un processus de changement donné dans des conditions spécifiques. Cependant, cette loi peut être erronée ou inexacte dans d'autres conditions. Aucune théorie ne peut tout décrire dans l'univers, et aucune théorie ne peut être parfaitement exacte.

La loi de Moore a en réalité été mise à jour après sa proposition. Lors de la conférence internationale IEEE sur les composants électroniques de 1975, Moore a présenté une révision : au cours des dix prochaines années, à mesure que les machines utilisées pour développer la technologie deviendront plus coûteuses, la « règle de doublement annuelle » ralentira pour atteindre un doublement tous les dix-huit mois.(Note de l'éditeur : Ce changement a donné naissance à l'expression courante actuelle de « 18 mois », qui désignait à l'origine le mois de décembre, c'est-à-dire mis à jour une fois par an.).

(Photo : Moore a modifié la loi à 18-24 mois en 1975)

Au cours de la première décennie du XXIe siècle, cette règle a commencé à être remise en question, à commencer par le modèle « Tic-Tac » proposé par Intel en 2007.(Note de l'éditeur : Cycle de développement d'Intel. Le terme « Tick-Tock » est inspiré du principe du pendule, qui fait référence au « tic » d'une horloge à chaque seconde. Intel procède à des mises à jour de l'architecture de ses processeurs tous les deux ans. Les années « Tick » concernent le processus de fabrication, tandis que les années « Tock » concernent l'architecture sous-jacente à ce processus.)Modèle « PAO » d'ici 2016(Note de l'éditeur : Cycle de développement proposé par Intel. Il comprend une stratégie en trois étapes : technologie de processus (PROCESS) – mise à jour de l'architecture (ARCHITECTURE) – optimisation (OPTIMIZATION), dont la première lettre s'écrit « PAO »)Les processeurs Core n'ont pas suivi à la lettre la voie traditionnelle d'amélioration des procédés de fabrication, et se sont même progressivement écartés de la croissance exponentielle périodique du nombre de transistors en silicium prévue par la loi de Moore. En 2015, Intel a admis que son procédé de fabrication en 10 nm ne permettrait pas une production de masse avant la fin de l'année.

(Image : Loi de Moore ajustée)

Si l'on en juge par le processus Core depuis 2016, il semble que la cadence de fabrication des processeurs ralentisse. Seul le suffixe « + » est utilisé deux fois, ce qui vaut à Intel le surnom humoristique de « presser du dentifrice ». Mais qu'est-ce qui freine précisément le processus de fabrication des processeurs ?

Tout d'abord, Advanced Chemistry souligne que la croissance exponentielle a une limite. Lg2 = 0.3, ce qui signifie que le nombre de transistors sera multiplié par cent tous les dix ans. Le processeur i9 9900K compte environ 3.2 milliards de transistors. Dans soixante-dix ans, ce nombre dépassera celui des atomes qui le composent.

Les atomes sont les particules les plus petites, et les transistors, fabriqués chimiquement, ne peuvent dépasser l'échelle atomique. Il est impossible de réaliser des particules plus petites que l'atome par des transformations chimiques, ce qui constitue la principale limite à la croissance des transistors en silicium (Si).

Par ailleurs, compte tenu des facteurs économiques, la rigueur croissante des procédés de fabrication a entraîné une hausse des coûts de recherche et développement, et la mise au point de chaque nouvelle génération de procédés plus avancés représente un investissement considérable. À l'instar de l'annonce précédente concernant les 20 milliards de dollars dépensés par Intel pour la construction d'une usine de fabrication de plaquettes, le coût était effectivement exorbitant et a fait les gros titres pendant un certain temps.

La loi de Moore n'est plus seulement une théorie d'Intel ; elle influence le développement des technologies électroniques. Cependant, contrairement aux fabricants représentés par Jensen Huang, PDG de Nvidia, qui estiment que « la loi de Moore est morte », AMD et ASML restent convaincus de sa validité. Cette année, Tony Yen, vice-président du développement chez ASML, a réaffirmé sa conviction dans une interview accordée à Reuters : « Beaucoup disent que la loi de Moore est caduque ou ralentie, mais je pense que non. Selon ASML, elle pourrait se poursuivre pendant encore 10 ans, voire plus. Et la miniaturisation des puces peut continuer pendant au moins 10 ans. »

(Photo : NVIDIA Huang Renxun a déclaré un jour lors de la GTC que « la loi de Moore est révolue »)

Si l'industrie des semi-conducteurs continue de progresser selon la loi de Moore, les fabricants chinois ne rattraperont jamais leurs concurrents. Le déclin progressif de cette loi offre à la Chine l'opportunité de localiser sa production de semi-conducteurs.

Dans certains domaines d'application des puces, les entreprises chinoises ont réalisé des progrès considérables. Par exemple, la puce Kirin de HiSilicon (Huawei) figure parmi les leaders du secteur des puces pour téléphones mobiles. De même, la puce de détection infrarouge d'Amap surpasse l'Europe en termes de niveau technique et rivalise avec les entreprises américaines. La Chine compte également parmi les cinq pays au monde maîtrisant la technologie de base des détecteurs infrarouges militaires.

Sur le plan technologique, le 25 février, l'équipe du professeur Tang Chuanxiang, du département de physique de l'ingénierie de l'université Tsinghua, et une équipe allemande ont publié dans la prestigieuse revue Nature un article intitulé « Démonstration expérimentale du principe de microgroupement en régime permanent ». Cet article présente les résultats d'une expérience de validation de principe d'un nouveau type de source de lumière pour accélérateur de particules : le « microgroupement en régime permanent » (SSMB). L'université Tsinghua soutient et promeut activement, au niveau national, le projet de mise en place d'une source de lumière EUV SSMB. L'équipe de recherche SSMB de Tsinghua a soumis à la Commission nationale du développement et de la réforme une proposition de projet pour le « Dispositif de recherche sur la source de lumière ultraviolette extrême à microgroupement en régime permanent », et a demandé son inscription au palmarès des infrastructures scientifiques et technologiques nationales majeures du 14e plan quinquennal.(Source : Université Tsinghua)

(Photo : site officiel de l'université Tsinghua)

Le secteur des semi-conducteurs chinois accuse un retard sur l'Europe et les États-Unis, et il ne lui reste plus qu'à le combler. Comme l'indiquait « Post-Moore Intelligence », il lui faut encore développer des solutions « post-Moore ».

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